To hollandske forskere varsler om at alle antatte klimafordeler ved vindkraft kan bli spist opp av økte utslipp fra andre kraftverk når det ikke blåser.

For ca. to år siden kom de første forskningsrapportene om at det fantes et fundamentalt problem med biodrivstoff som lett kunne nulle ut hele den klimafordelen nesten alle til da trodde man kunne oppnå: Dyrkingen er så arealkrevende at den ved oppskalering forårsaker store CO2-utslipp fra fortrengt vegetasjon og skog.

Dette var da helt nytt, og her i Norge var jeg (tror jeg) den eneste som rapporterte om saken, blant annet i denne spalten 29. februar 2008.

I dag foreligger en bred FN-rapport og en rapport fra åtte europeiske miljøorganisasjoner som slår fast at de aller fleste typer biodrivstoff med dagens teknologi fører til økte utslipp og er farlige for både matvareproduksjon, biomangfold og andre miljøaspekter. Selv med ny teknologi setter naturen snevre grenser for hva man kan ta ut uten å skade mer enn det gagner. Biodrivstoff er ute som en grei klimaløsning, og stiller svakere enn olje og gass.

Vind leverer en liten del av kapasiteten

Kees De Groot er en tidligere visepresident og forskningssjef i Shell. Cornelis le Pair er tidligere sjef for det hollandske forskningsrådet STW. For noen uker siden la de ut artikkelen "The hidden fuel costs of wind generated electricity" (http://www.wind-watch.org/documents/?p=1612) der de analyserte det tyske kraftproduksjonssystemet der ca. 10% i dag kommer fra vindkraft. Tyskland fremheves gjerne som et foregangsland for vindkraft, med meget rause subsidier.

Problemet er at vindkraften produseres av et landsomfattende system av vindparker som leverer mindre enn 20% av den samlede installerte kapasiteten (17,5% i snitt over årene 2000-2007). Det skyldes rett og slett at vinden ikke blåser like sterkt hele tiden, og ofte ikke i det hele tatt. Produksjonen faller i tredje potens av fallet i vindhastigheten, dvs at leveransene er bare ca. 12% av kapasiteten når vindhastigheten faller til det halve - og det er ren fysikk.

Skal man få med seg de større volumene på toppen, må vindparkene bygges ut med høy kapasitet. Men det betyr at noen andre må skaffe kraften når produksjonen faller eller blir borte, og redusere sin egen produksjon når det virkelig blåser.

Når ca. 10% av all produksjon kommer fra vind, betyr det at den fulle svingen fra topp til bunn utgjør mer enn 50% av all tysk kraftproduksjon. Det betyr igjen at man på vindtoppen må stenge ned halvparten av all annen produksjon, og så kjøre den opp igjen når det blir vindstille.

Ingen vet på forhånd når vinden blåser, derfor må andre kraftverk være i stadig beredskap. Men man vet at vindstyrken svinger hele tiden, nærmest fra dag til dag. Derfor må andre kraftverk skrus like ofte opp og ned.

Store effektivitetstap

Alle kraftverk har en bestemt optimal kapasitet. Når man avviker fra denne, svekkes effektiviteten. Det blir brukt mer brensel pr produsert enhet, og CO2-utslippene øker. Det krever også mer brensel når turbinene kjøres opp, og når de må kjøre på tomgang.

Hvor stort er dette effektivitetstapet i det tyske systemet? De to hollandske forskerne prøvde å få tak i data for dette, men møtte veggen. Enten har ingen samlet inn slike data, eller så holdes de tilbake av tyske myndigheter.

Derfor kunne de bare beregne hvor stort effektivitetstap man kan tåle før det samlede brenselforbruket i et system med vindkraft blir større enn i et system uten vindkraft. De valgte å regne i forhold til moderne gasskraftverk som i utgangspunktet har en effektivitet på 55% og antakelig er mest "vindvennlig" blant varmekraftverktypene. Konklusjonen ble at hvis denne blir redusert til 45%, vil all vinningen gå opp i spinningen. Mer enn det, og vindkraften vil forårsake økte utslipp.

Så vidt jeg kan skjønne, må det bli det samme i Storbritannia, der vindkraft også bare leverer ca. 20% av installert kapasitet.

Vindkraft er bare renseanlegg

De hollandske forskerne studerte ulike kilder for hvor stor backup-kapasitet et system av vindparker krever, og kom til at det er mest realistisk å regne med 100%. Noen kilder mener 90% er tilstrekkelig, men forskjellen betyr ikke så mye. I praksis blir det slik at enten leveres det vindkraft, eller så leveres det gass- eller kullkraft, og i Tyskland blir det mindre enn 20% vindkraft

Dermed blir det ikke levert noe mer kraft av å investere i vindkraft. Vindkraft øker ikke forsyningssikkerheten. I beste fall fører vindkraft til at det spares gass eller kull, og dermed CO2-utslipp. Vindkraft må derfor som regel anses mer som et tiltak for å rense gass- eller kullkraftverk enn som en selvstendig energikilde.

Da må den også vurderes i samsvar med dette; som en tilleggsinvestering i annen kraftproduksjon. Hvis innsparingen blir borte eller meget liten, sier det seg selv at fangst og lagring av CO2 (CCS) må være mye bedre.

Flere problemer

Man har lenge visst at det ikke er helt riktig at vindkraft er CO2-fri, fordi det går med mye annen energi i produksjon av utstyr, transport, drift osv. Det foreligger mange livsløpsanalyser som skal vise hvor mye av den produserte energien som går tapt på denne måten, og anslagene varierer gjerne mellom 5 og 10%. Dette er ikke tatt med i de hollandske forskernes beregninger, og betyr at det blir mindre effektivitetstap å gå på.

De har heller ikke regnet med at vindkraft også har det samme arealproblemet som biodrivstoff. Det er langt fra like stort, men likevel mer enn nok til at det må tas med i beregningen, fordi også anlegg av vindparker krever konvertering av land. Det vil forårsake direkte utslipp av CO2 hvis det berører områder med biologisk produksjon, som mark og skog, og indirekte utslipp hvis det fortrenger hvilken som helst annen aktivitet som til sist gjør det samme.

Jeg har selv gjort et like serviettregnestykke som tyder på at ca. 25% av de innsparte utslipp går tapt hvis vind fortrenger skog, direkte eller indirekte. Det blir ikke noe igjen hvis vind fortrenger regnskog, eller - som mange anlegg i Skottland - torv og våtmark. Bare hvis man bygger på fjelltopper uten vegetasjon eller i ørken går man helt fri fra dette problemet, men da kommer man opp i andre slags problemer (særlig avstander til markedene).

Hvor ille til sammen?

Spørsmålet er da hvor mye effektivitetstap i det øvrige systemet man kan tåle hvis man også regner inn livsløpsvirkningene og arealvirkningene av vindkraft. Mitt eget regnestykke tyder på at grensen kan gå et sted rundt 7% reduksjon, fra 55 til 48%, sett i forhold til de hollandske forskernes beregninger.

Usikkerhet

Det må understrekes at det er mye usikkerhet knyttet til de hollandske forskernes beregninger. Artikkelen deres er ikke fagfellevurdert (i motsetning til de opprinnelige fagartiklene om biodrivstoff), men det er da heller ikke nødvendig siden de ikke gjør mer enn å påpeke et problem som hittil har vært oversett og anbefale at det blir skikkelig undersøkt. Og mine egne regnestykker er selvsagt enda mer usikre.

Men det er helt sikkert at alle de tre problemene er virkelige og at de sammen potensielt kan fjerne hele grunnlaget for bruk av vindkraft som klimatiltak, litt avhengig av hvor og hvordan.

Hva med Norge?

I Norge er det ikke mangel på vindkraftentusiaster, og det legges planer for storstilt utbygging og eksport. Er det noen grunn til å tro at det skulle være bedre her?

Kanskje én grunn: I Norge vil vi ikke bruke varmekraftverk som svingprodusenter, men vannkraftverk. Vannkraft har sine egne nedbørsvariasjoner, slik at systemet leverer en kombinasjon av fastkraft og tilfeldig kraft. Dessuten kan vannkraftsystemet brukes til å lagre energi ved å øke vannstanden i magasinene. Uten et vannkraftsystem finnes det i dag ingen brukbare måter å lagre store mengder elektrisk energi.

Dermed kan vindkraft i en eller annen grad brukes til å foredle tilfeldig kraft til fastkraft, slik at den kan gi et visst ekstra tilskudd til kraftforsyningen. Spørsmålet er hvor mye. En øvre grense går ved vannkraftsystemets maksimale lagringskapasitet. Kanskje kan denne økes, men det vil føre til økt neddemming av skogsområder m v og dermed CO2-utslipp og tap av biodiversitet. En annen grense går ved vannkraftsystemets samlede produksjonsevne, idet det ikke har noen hensikt å bygge ut mer brutto vindkraftkapasitet enn kapasiteten i det vannkraftsystemet som skal fange inn variasjonene. Det betyr ca 20% regnet som levert kraft, hvis ikke vindkraft i Norge kan oppvise en større nytteandel (som kanskje er mulig).

Dessuten kan man neppe regne med at økt og hyppigere opp- og nedkjøring av turbiner i vannkraftsystemet vil være uten effektivitetstap.

De andre to faktorene - livsløp og areal - gjør seg også gjeldende i Norge. Jeg så f. eks. at oljeministeren i desember opplyste i Stortinget at kostnaden ved å bygge ut vind hadde økt fra 41 til 150 øre pr. kWh fra 2005 til 2008, dvs i en periode med sterk oljeprisstigning. Det tyder på en svært høy energibruk i produksjonen.

Offshore

Hvis vi flytter vindmøllene offshore, faller problemet med arealfortrengning bort. Derimot virker det sannsynlig at problemet med energibruk over livsløpet blir forsterket, når man tar hensyn til materialvalg for saltvannsforhold, behov for vedlikehold, lengre transportlinjer osv. Hva som skjer med effektivitetstapet i resten av systemet, vet jeg ikke. Det virker sannsynlig at det blåser mer offshore, og at nettoproduksjonen kan bli større enn 20% av brutto produksjonskapasitet, men ikke sannsynlig at spennet fra null til 90-100% for back-up kan reduseres mye. Alle elementene vil endre seg på dypere vann og lengre fra land, men i hvilke retninger, og hvor mye?

Går vindkraft samme veien som biodrivstoff?

Det som burde være helt opplagt, er at både Norge og verden har en stor ugjort jobb i forhold til vindkraft. Det er meningsløst å bruke mange milliarder av subsidiepenger på noe som kanskje ikke er nyttig i det hele tatt i forhold til hverken klima eller ny energiproduksjon. Ethvert vindkraftanlegg som fører til økte utslipp burde vært totalt uakseptabelt, og selv om det blir en liten gevinst må den vurderes opp mot tiltak som gir bedre gevinst, som CCS.

Det må derfor komme mye mer forskning som kan vise de samlede virkningene av vindkraft under ulike forhold, når man tar hensyn til både livsløpsforbruk av energi, arealeffekter, og effektivitetstap i resten av systemet som skal absorbere svingningene.

Det viker nå fullt mulig at land som Tyskland, Danmark, UK og kanskje Norge har investert dyrt i vindkraftanlegg som har vært bortkastede penger, akkurat som mange land har kastet bort store penger på unyttig eller skadelig produksjon av biodrivstoff.

Ny teknologi kan gjøre mye for all slags energiproduksjon, sikkert også vindkraft. Men som for biodrivstoff er det sannsynlig at de fundamentale problemene består og setter strenge grenser for hvor mye som kan bli bærekraftig, selv i det lange løp, for ikke å snakke om hvor mye som kan bli kostnadseffektivt.

Farlig å gjette

De nye opplysningene om vindkraft viser pånytt hvor farlig det kan være å gjette på hva slags politiske tiltak som kan gi god klimaeffekt. Inntil for få år siden trodde de fleste at "fornybart" var det samme som ingen klimautslipp og bare dyrt. Nå vet vi med sikkerhet at det var å gjette feil for biodrivstoff, og at det kan være å gjette feil for vindkraft.

Alternativet til å gjette er å gjøre politikken kostnadseffektiv og teknologinøytral, som er det samme: Å holde seg til prinsippet om at forurenser betaler ved å sette lik pris på utslipp og fangst, uansett sektor og teknologi.

Jeg ser at miljøvernministeren uttaler seg direkte negativt om kostnadseffektivitet, ut fra det vanlige argumentet at det haster så mye at vi må gjøre nær sagt alt vi tror vil virke. Det er skremmende allerede ut fra en slik holdning til pengebruk og ut fra den manglende forståelse for at særlig et alvorlig problem må løses slik at vi får mest mulig ut av pengene.

Men Solheim later til å tro at den ikke kostnadseffektive politikken han anbefaler "bare" koster penger. Nå ser vi at det er en illusjon. Den kan like gjerne koste økte utslipp - og da blir det enda mer skremmende.

Noen store hovedkonkurrenter

Biodrivstoff og vindkraft fremstår som de to aller viktigste utfordrerne til olje og gass i klimasammenheng. Biodrivstoff antas å skulle erstatte olje til transport, og vindkraft antas å skulle erstatte kull og gass til kraftproduksjon. Atomkraft er den store elefanten i rommet som få vil snakke om i Norge, men som mange snakker om i andre land.

Dette er de store hovedkonkurrentene.

Nå ser vi at alle disse har hver sine fundamentale problemer. Alle vet at kull, olje og gass fører til CO2-utslipp ved sluttbruk, i den rekkefølgen. Alle vet også at atomkraft har sine sikkerhets- og lagringsproblemer. Nå vet de fleste at biodrivstoff har sitt arealproblem, og så viser det seg at vind har et betydelig regularitetsproblem som ødelegger for resten av systemet - ved siden av et mindre arealproblem.

Det finnes andre, som sol, bølger, jordvarme, alger osv., men de er umodne og har enten samme slags eller andre utfordringer.

Den enes problem er den andres fordel. Fossile ressurser har enorme fordeler i lavt arealbruk (særlig offshore olje og gass) og høy regularitet. Biodrivstoff har sin fordel ved at det kan absorbere CO2 fra atmosfæren. Vind og atomkraft har sin felles fordel i at primærenergien ikke er knyttet til karbon.

Like mye del av problemet som av løsningen

Derfor må vi nå begripe at det ikke er slik at alle fornybare er "del av løsningen" og alle fossile "del av problemet". Det er kort og godt ikke sant. Alle er litt problem og litt løsning. Hvor mye problem og hvor mye løsning avhenger av hvor, hvordan, og særlig valg av teknologi. Hvis vi skulle sette opp alle på en liste fra best til verst, vil vi finne både fossile og fornybare på alle deler av listen, ut fra klima alene. Og hvis vi legger til evne til å trygge velferd og matproduksjon, rykker olje og gass alltid høyere opp.

Alle har like sjanser til å bruke teknologi til å konkurrere om å komme høyere opp, men den kampen blir tøff og vil neppe endre noe på dette bildet.

Det kan derfor ikke være noe mål å "gå over til fornybarsamfunnet". Med dagens teknologi ville det rett og slett vært en katastrofe. Og selv når vi regner med ny teknologi vil det være en enorm tilfeldighet om det skulle vise seg å bli riktig innenfor noen fremtid som det har noen hensikt å forestille seg.

------------------------------------------------------------------

Hans Henrik Ramm er en uavhengig petroleumsstrategisk rådgiver som også utgir kommentartjenesten Behind The News med analyser av aktuelle temaer knyttet til olje/gass, økonomi, ny vekstteori og norsk politikk, se www.rammcom.com. Ta kontakt med btn@getmail.no for gratis prøveabonnement.