​1      Hungeren etter energi - og hva det har ført til

Våre moderne samfunn er ekstremt sultne etter energi. Energi er nødvendig for at vår samferdsel kan foregå på land, sjø og i luften, og for å varme opp boliger og bygninger. Det er også nødvendig for å drive industrielle prosesser av alle slag, for produksjon av sement, gjødsel, plast og metaller, og for å drive gruvedrift, landbruk, olje- og gassutvinning, datasentre osv.

Bruk av energi gir oss altså mange goder, men det at så mye energi skaffes ved å brenne fossilt brensel skaper oppvarming av planeten vår.  Det enorme forbruket av fossilt karbonrikt materiale, hovedsakelig kull, olje og naturgass har ført til at konsentrasjonen av drivhusgassen CO₂ har økt fra 280 ppm i førindustriell tid til 426 ppm nå, og økningen fortsetter.  Klimaendringene blir mer alvorlige for hver dag og merkes nå på forskjellige måter på alle kontinenter.  I dette notatet prøver jeg å anslå hvor mye som skal til for å få like mye tilgengelig energi som i dag, men uten CO₂-utslipp, og hvordan denne energien kan skaffes til veie.

Alternativet med å fortsette som i dag uten effektive tiltak, kan kalles "Business as Usual" eller «Fortsett som før» for å forsøke å si det på norsk. Klimaendringene forårsaket av det er i gang med å gjøre vår verden om til "klimahelvete" (Climate Hell), som FNs generalsekretær, Antonio Guterres har kalt det.Det andre alternativet er derfor å sette alle krefter inn på reduksjon av CO₂-utslippene.

Per i dag klarer ikke verden engang å stoppe økningen i CO₂-utslippene. Å stoppe økningen er innen rekkevidde, men den prestasjonen er ingenting sammenlignet med det å bli kvitt utslippene. De første prosentene av reduksjon i utslipp vil være ganske enkle, men ytterligere reduksjoner vil bli vanskeligere og vanskeligere.

Å bremse klimaendringene krever altså drastiske reduksjoner i CO₂-utslipp, og når vi innser hvor alvorlig situasjonen er, må vi vurdere alternativene. Behovet for CO₂-utslippsfri energi er enormt, og det krever nytenkning og handling. Det enkle svaret er at vi må bygge ut mer fornybar energi, og vi bør selvsagt bygge så mye vi kan av vannkraft, vind, sol, geotermisk etc., men vi vil da sannsynligvis se et stort gap som vi ikke kan fylle på denne måten. Kjernekraft slik vi kjenner den i dag basert på fisjon ser ut til å være den eneste kandidaten som kan fylle energigapet i overskuelig fremtid.

2      Dagens forbruk av fossile brensler

De siste tiårene har det blitt lagt ned mye arbeid for å øke produksjonen av fornybar energi. Dette bidrar til å redusere bruken av fossil energi, men så langt har energibehovet økt raskere enn den fornybare energiproduksjonen, så bruken av fossil energi og CO₂-utslippene øker fortsatt på tross av tiltak som er gjort.  I det følgende er det antatt at alt fossilt karbon ender opp i atmosfæren som CO₂ til slutt, der en del av karbonet kan ha noen års tidsforsinkelse f. eks. i form av plastprodukter som til slutt brennes.

I tillegg til energiproduksjon er det andre prosesser som også fører til CO₂-utslipp, som metallurgi som bruker karbon som reduksjonsmateriale, og sementproduksjon der karbon frigjøres i form av CO₂ under prosessen. Disse prosessene må erstattes av andre prosesser som ikke fører til CO₂-utslipp. Det meste av dette er teknisk mulig. Hydrogen kan for eksempel erstatte fossile karbonrike materialer som reduksjonsmateriale, men å produsere hydrogen bruker mye energi. Det er i det følgende antatt at energi til erstattende prosesser krever like mye elektrisk energi som det som kan produseres av elektrisk energi fra fjernede karbonholdige råstoffer.  Dette er en forenkling, og vil utgjøre et forbehold i de anslag jeg i det følgende vil gjøre for behov for ny CO₂-utslippsfri energiproduksjon.

I det følgende er verdens forbruk av kull, olje og naturgass funnet fra åpne kilder:

     Naturgass:          4010 milliarder m³ per år (kilde: Statista, for 2023).

     Olje:                    rundt 100 millioner fat per dag.

     Kull:                     8,74 milliarder tonn/år (IEA, 2023), hvorav brunkull 0,85 milliarder tonn (SNL, for 2017).

Konverterer vi forbruket av olje, naturgass og kull til elektrisk energiproduksjon ved å anta gjennomsnittlige brennverdier og termiske virkningsgrader, er mitt grove estimat på hvor mye CO₂-utslippsfri energi som vil være nødvendig i gjennomsnitt for å erstatte de fossile karbonholdige materialene og dermed "avkarbonisere" verden:

     Fra naturgass     2630 GW

     Fra olje:              2780 GW

     Fra kull:              2740 GW

     Totalt:                 8150 GW

Se også Tabell1.  Dette oppsettet er ikke ment å være nøyaktig, men bør være godt nok til å gi det store bildet. En illustrasjon av hvilke størrelser vi snakker om: Hver av de fire reaktorene i Tsjernobyl leverte varme til et dampsystem med turbiner som via generatorer produserte 1 GW (Gigawatt) elektrisk kraft. Med andre ord, for å erstatte den fossile energien, må vi bygge ny CO₂-utslippsfri energi tilsvarende produksjonen fra 8150 Tsjernobyl-reaktorer!

Antallet reaktorer er utregnet som om de arbeider med kapasitetsfaktor (utnyttelsesgrad av installert effekt) på 100%.  Virkelig kapasitetsfaktor for kjernereaktorer er typisk 80%, så antallet reaktorer bør økes med 25% pga. dette.  Det vil si et totalt antall på mer enn 10 000 én-Gigawatts reaktorer.  Dette illustrerer at vi trenger svært mye CO₂-utslippsfri energi for å erstatte energien fra nåværende bruk av fossile brensler.

Å lage CO₂-utslippsfrie prosesser som erstatter dagens bruk av fossilt karbon vil være mulig på noen områder i i metallurgi, sementindustri etc., men ikke på alle.  Mye tyder imidlertid på at erstatnings-prosessene stort sett vil kreve mer elektrisk energi enn det som forenklet er beregnet ovenfor.

Så store effekter som 8150 GW er ikke så lett å ha noe forhold til, men når vi sier dette er 8,15 milliarder kilowatt, er det altså gjennomsnittlig én elektrisk kilowatt per innbygger på kloden.  Det virker mer håndgripelig og kanskje til og med, mer overkommelig.

Tabell 1   Tabellen viser hvor mye elektrisk energi som kan komme fra dagens forbruk av fossile brensler[1] kan gi hvis alt fossilt materiale blir brukt til det. Grønne felt har valgte (og valgbare) verdier i regnearket.

​3      Hvordan er det nye behovet sammenlignet med dagens elektriske energiproduksjon?

Total produksjon av elektrisk energi i verden var 29559 TWh i 2023. Dette tilsvarer 3374 GW kontinuerlig effekt, hvorav den ikke-fossile andelen nå er ca. 11614 TWh (= 1326 GW dvs. 39,3%). Dagens produksjon av CO₂-utslippsfri energi må altså ganges med 6,2 for å erstatte all fossil energi, se Tabell 2.

Elektrisk energiproduksjon fra kjernekraftverk utgjør 2690 TWh/år som tilsvarer 307 GW kontinuerlig kraft. Om all den ekstra elektriske energien skulle komme fra kjernekraft, vil det bety at tillegget må bli 27 ganger dagens kjernekraftproduksjon.  Kjernekraft er på ingen måte fornybar energi, men den lager ikke CO₂-utslipp.

Et annet forholdstall er dannet i Tabell 2:  Økningen i CO₂-utslippsfri energi på 8150 GW vil være 8 ganger dagens produksjon av fornybar energi, dvs. at total CO₂-utslippfri energi må være 9 ganger dagens produksjon i samme kategori. Å gange dagens fornybare energi med 2 virker mulig, ja til og med 3, men å gange den med ni? I noen utviklingsland med gode ressurser på sol og vind er det nok mulig å 9-doble fornybar energi, men i de industrialiserte landene som bruker mest energi og som allerede har bygd ut mye fornybar energi, ser 9-gangen ikke mulig ut.  I lys av dette virker det helt urealistisk å tro at fornybar energi alene kan avkarbonisere all energiproduksjon.  Vi kommer dermed ikke utenom at kjernekraft må levere en betydelig del, kanskje så mye som 70%, av den nye CO₂-utslippsfrie energien.

Fig 1    Verdens produksjon av elektrisk energi (kilde: EMBER).

Tabell 2   Produksjonstallene er lest ut av EMBER's nettsides diagram gjengitt i Fig 1.  Nederste del viser økninger som må til for at all fossil energi blir erstattet av CO₂-utslippsfrie energiformer.

CO₂-fangst og -lagring vil være en løsning for en del framtidig energiproduksjon uten CO₂-uslipp.  Dette er en teknologi som nå er i sin spede begynnelse.  Den innebærer en fordyrende etterbehandling av røykgassene, men når det en gang blir forbudt med å brenne fossilt brensel uten CO₂-fjerning, kan fossil energi med CO₂-fjerning kanskje bli attraktivt i konkurranse med fornybar energi og kjernekraft.

4      Pest eller kolera?

I det store bildet er to alternativer skissert nedenfor:

a)     "Fortsett som før", med dagens små skritt for å redusere utslippene.

b)      En nødvendig kjempesatsing på kjernekraft. Når den fornybare energiproduksjonen bygges ut så mye som mulig og dette ikke monner, må kjernekraft bidra til å produsere den store mengden energi som trengs for å avkarbonisere verden. Men det langvarige problemet med at kjernefysisk avfallsmateriale vil være farlig i hundrevis av år betyr at våre etterkommere må bekymre seg og jobbe med avfallet etter oss og ikke ha noen nytte av det. Det er åpenbart urettferdig overfor fremtidige generasjoner.

Det første kan gjerne kalles «Pesten», og de andre «Koleraen». Hva er så det verste av Pesten eller Koleraen? Klimahelvete kan bli så dramatisk om ett hundre år at jobben med å lagre kjernefysisk avfall kan virke behagelig enkel i forhold.  Mange vil sikkert mislike og motarbeide en så sterk og omgripende satsing på kjernekraft, men om den gjennomføres, vil CO₂-konsentrasjonen i atmosfæren sakte kunne falle, temperaturene vil sakte senkes igjen[1], og havstigningen kan kulminere før dikene i Nederland ryker.  Så ja, det kan være håp om å dempe de verste virkningene av klimaendringene hvis det settes i gang en storstilt utbygging av kjernekraft samtidig med videre utbygging av fornybar energi.

Men kan lagringen av radioaktivt avfall bli sikker nok? Kanskje kan den det. Det finnes trygg berggrunn, og det meste arbeid med lagring kan robotiseres og dermed gjøres sikrere i fremtiden. Selv en avfallsproduksjon på 20 ganger dagens kan håndteres ved bruk av den beste robotteknologien og den beste kunnskapen om geologi.

Hvorfor da kalle den utstrakte bruken av fisjonsenergi for "Kolera"? Jo, selv om vi finner akseptable lagringsmetoder, er ikke metodene ideelle, da atomavfallet vil øke og øke i mengde, og uran, thorium og andre råstoffer for fisjonkraft også er begrensede ressurser. Bedre teknologi bør derfor ta over i det lange løp, men la oss si at verden kjøper seg tid i 100 år mens fusjonsenergi og eventuelle andre energiformer kan utvikle seg og komme i drift.

5      Er der vilje til å gjøre det som trengs?

Det er mange som nå forstår hvor alvorlig situasjonen er, og at handling er nødvendig. Imidlertid er det mektige krefter som motsetter seg endring, så tiltak som monner vil sannsynligvis aldri skje verken i demokratier eller diktaturer, på grunn av noen faktorer:

• Olje- og gassindustrien, den vil lokke med den billige energien den kan levere. Mer utbygging av kjernekraft vil lett føre til økt energiforbruk i stedet for omstilling.
• Demokratier: Bedre samfunn å leve i enn diktaturer, men kortsiktige interesser vinner over dyre prosjekter som kommer etterkommere til gode langt inn i fremtiden. Dette er som en variant av "Allmenningens tragedie" (Tragedy of the Commons) med stor tidsforsinkelse.
• Diktaturer: Der bryr herskerne seg mindre om miljøet enn å sikre sin personlige makt.
• Storstilet utbygging av kjernekraft betyr store og dyre byggeprosjekter som vil være økonomisk belastende for samfunnet.
• Det er en utbredt skepsis til kjernekraft.  Det er ikke sikkert den kan overvinnes.

Mennesker som nå er mest rammet av virkningene av klimaendringer, er fattige mennesker i de fattigere landene. Disse har minst ressurser til å forbedre klimaforholdene, de har nok med å klare hverdagen. Bare se på lavtliggende øyer i Stillehavet som blir oversvømmet nå. Sannsynligvis vil det ikke være nok felles vilje til å reagere før situasjonen blir katastrofal i de større, velstående byene rundt om i verden. Da vil New York, London, Miami, Shanghai og Tokyo være delvis oversvømmet og Nederland bli forlatt når dikene deres gir etter. Selv om det da skulle være forbudt å bruke fossilt brensel (uten CO₂-fangst og lagring), vil havnivået fortsette å stige ettersom isbreer på Grønland og Antarktis vil fortsette å smelte, og havvannet fortsetter å utvide seg på grunn av oppvarmingen. Områdene som ligger mindre enn 20 meter over dagens vil være under vann om noen hundre år, så det beboelige landarealet vil bli betydelig redusert.  Det kan derfor se ut til at Klimahelvete er her for fullt om kanskje 2-300 år.

Tiltak som kunne snudd utviklingen vil med andre ord komme alt for sent for å forhindre en oversvømt, oppvarmet, brannherjet og forblåst verden, men det vil fortsatt være en del av dagens befolkningsmengde som kan overleve på de gjenværende landområdene og hvor innbyggerne er i stand til å tilpasse seg det nye klimaet.

Forvandlingen fra dagens verden til det delvis oversvømte klimahelvetet vil skje gjennom alle typer kriser vi kan tenke oss:

     • Mislykkede avlinger, hardere levekår, fattigdom, sult, forlatte områder, svekkelse av samfunnsstrukturen

     • Migrasjon

     • Sosial uro på grunn av befolkningspress i områder som mottar migranter, kamp om knappe ressurser

     • Kriger drevet av effektene nevnt ovenfor og av alle andre kjente årsaker.

Når forholdene er blitt så alvorlige vil nok mange samfunn kollapse, men den gjenværende befolkningen vil nok bli eksperter i å klare seg.

Å gi opp er ikke et alternativ, og å gjøre det vi kan for å redusere utslippene er viktig.  Tiltak som gjøres for å minske utslippene er ikke forgjeves, fordi for hver tiendels grad Celsius vi unngår av global oppvarming, blir skadene mindre. En utbyggingstakt som vil gi halv oppnåelse av målet er vist i Tabell 3, der fornybar er doblet og kjernekraft er økt med 10 ganger dagens.  Dette bør være mulig på rundt 20 år om det satses for fullt, og ville være en betydelig prestasjon.  Typisk effekt for nybygde reaktorer er nå ca. 1 GW, og de er ofte gruppert 4 til 6 sammen.  Om vi sier at 4 reaktorer kan være gjennomsnittet for hvert anlegg, trengs det rundt 750 nybygde kjernekraftverk for å oppfylle målet halvveis med den fordelingen mellom ny fornybar energi (+100%) og ny kjernekraft (+1000%) som er antatt her.

[1] Det er mulig at vi er forbi vippepunktet der tiningen av permafrosten på tundraene frigjør så mye metan at temperaturen fortsetter å stige selv når den drastiske omleggingen er gjennomført.  Men i så fall, styrker det bare behovet for kjernekraft, for om vi skal bygge anlegg som fjerner CO₂ direkte fra luften, krever disse enda mer energi som selvsagt må være CO₂-utslippsfri. 

 Tabell 3      Eksempel på hvor mye som oppnås med ulik prosentvis økning i utbygging av fornybar energi og kjernekraft.

Vi kan håpe – men ikke ta for gitt – at store fremskritt innen teknologi, som fusjonskraft, vil hjelpe planeten vår til en bedre fremtid enn det som er skissert her.  I mellomtiden bør det bygges ut kjernekraft i stor stil om vi skal ha en sjanse mot klimaendringene, og selvfølgelig fortsatt bygges ut så mye fornybar energi som mulig.  I den sammenheng, hvorfor ikke slutte med en god nyhet: solenergi har passert kull i elektrisk kraftproduksjon i Europa i 2024[1].

[1] The Guardian 23.01.2025.

6      Hva med Norge?

Det vil ganske snart bli et betydelig kraftunderskudd i Norge.  Ett eller noen få kjernekraftverk vil kunne bedre situasjonen.  Norge har gått for den tvilsomme ideen å sende mye elektrisk kraft til olje- og gassplattformene til havs.  Dette hjelper jo ikke atmosfæren, da naturgassen som derved spares fra å bli brent i Norge, blir solgt utenlands og ender opp i atmosfæren derfra.  Vi kan dermed si at vi eksporterer utslippene for å ta oss bedre ut i det nasjonale utslippsregnskapet.  Når først dette er valgt for plattformene, vil kjernekraft gjøre livet mye lettere for både befolkning og industri på land.  Kraftforbruket offshore er rimelig konstant over tid, og det forbruket passer godt til å bli dekket av kjernekraft som jo er laget for jevn last, og dermed vil det være mulig å ha lavere og jevnere strømpriser.  Når plattformene etter hvert produserer mindre mengder av hydrokarboner og dermed trenger mindre kraft, vil det frigjøre kraft forbruk på land, noe som passe godt samme med det normalt økende kraftbehovet på land.

I Finnmark blir det stort kraftunderskudd når Melkøya skal elektrifiseres og annen industri også trenger mer.  Et kjernekraftverk kan fort bli for stort for en såpass liten befolkning, men hvis vi ser Nordkalotten under ett, kan det passe med et felles kjernekraftverk i Finnmark eller Troms og med gode overføringslinjer til Nord-Sverige og Nord-Finland.

For de andre landsdelene kan en resonnere på omtrent samme måte, og i både Midt-Norge og Sør-Norge vil det være behov for kjernekraftverk for å lette på kraftsituasjonen i årene som kommer.