Jeg fikk et fint spørsmål fra en av studentene i FYS1050, som jeg ikke helt klarte å svare på:

Vi vet alle at klimagassutslipp fra kraftproduksjon gir mer drivhuseffekt og høyere temperatur, men kan også den varmen som produseres i kraftverkene bidra til at jorda blir varmere?

Jeg hadde ikke tallene i hodet der og der, men mente å ha gjort regnestykket en gang tidligere og at dette ikke er noe man helt umiddlebart kan avfeie. Nå har jeg sjekket – og funnet ut at jeg sånn omtrent hadde rett.

Hvor mye varme tilfører vi klimasystemet gjennom kraftproduksjon?

• Hvert år frigjøres omtrent 148 000 TWh i form av både elektrisitet og varme fra kjernekraft og fossile energikilder.
• I tillegg produseres omtrent 18 000 TWh elektrisitet fra vannkraft, vindkraft, solkraft og andre fornybare energikilder, og det frigjøres ca 12 000 TWh fra forbrenning av biomasse (for eksempel vedfyring).

Dette betyr at vi «produserer» ca 178 000 TWh i energisystemet vårt hvert år, men egentlig er det jo ikke sånn at energi er noe som produseres. Det vi gjør i kraftverk er å omdanne energi fra en form til en annen, og å frigjøre energi som er lagret i for eksempel kjemiske bindinger mellom atomer eller de sterke bindingene mellom partikler i atomkjerner.

Fornybar kraftproduksjon gir ikke oppvarming i seg selv

Fornybare energikilder omdanner energi vi uansett mottar fra sola, til elektrisitet. Så bruker vi elektrisiteten til å få lys på dataskjermen, fart i elbilen og varmtvann i dusjen. Til slutt ender all energien opp som varme, og det ville den også ha blitt om vi ikke laget strøm av den. Fornybar kraftproduksjon handler om ikke annet enn å la solenergien ta en omvei innom den menneskelige økonomien før den blir til varme i klimasystemet. Dermed bidrar den ikke til å varme opp jorda. Det samme gjelder når vi fyrer med ved i ovnen – da frigjør vi den solenergien som treet brukte på å vokse ved hjelp av fotosyntesen.

Nå er det allikevel sånn at fornybar kraftproduksjon kan bidra til global oppvarming dersom vi for eksempel slipper ut klimagasser for å produsere materialene som skal til for å bygge demninger og vindmøller, eller endrer på landskapene slik at bakken tar opp mindre CO₂ fra lufta fordi det blir mindre plantevekst der, for eksempel. Men den direkte kraftproduksjonen, energien vi forbruker, er ikke «ekstra» i klimasystemet og det var det vi spurte om her.

Fossil energi og kjernekraft gir ekstra varme

Når vi forbrenner kull, olje og gass frigjør vi energi som planter og alger mottok fra sola som skinte for flere millioner år siden. Varmen fra denne energibruken ville ikke ha blitt tilført klimasystemet om ikke vi hadde gravd fram disse fossile energikildene og brent dem. Derfor gir det ekstra varme.

Det samme gjelder ved bruk av kjernekraft, der tunge atomkjerner i bombarderes med nøytroner slik at de «tvinges» til å dele seg i to og frigjøre energi. Om disse materialene hadde blitt ligget i jordskorpen ville de riktignok ha gjennomgått radioaktiv omdanning, men forferdelig sakte. Den kjerneenergien som frigjøres i kjernekraftverk er derfor også ekstra varme i klimasystemet.

Men har det noe å si?

Frigjør vi nok av denne ekstra varmen til at det faktisk kan påvirke klimaet på jorda på nevneverdig vis?For å kunne svare på det må vi sammenligne med resten av varmen som strømmer gjennom klimasystemet: varmen (eller strålingsenergien) vi mottar fra sola, varmen som sendes ut igjen fra jordoverflaten som varmestråling til verdensrommet.

Først litt enhetsgymnastikk …

I gjennomsnitt mottar jorda 340 W/m² fra sola. Det går ikke an å sammenligne dette tallet direkte med de 148 000 TWh som frigjøres fra ikke-fornybare energikilder, fordi de er oppgitt med forskjellige enheter. Det første tallet gir effekt per kvadratmeter, altså hvor mye energi som treffer en kvadratmeter bakke hvert sekund. Det andre er mengden med energi som frigjøres i løpet av et helt år, totalt på hele jorda. For å kunne sammenligne de to må jeg gjøre om på ett av dem slik at de får samme enhet. Jeg velger å dele på antall timer i året for å komme fra TWh til W (jeg må samtidig gange med 1 000 000 000 000 for å komme fra TW til W), og å dele på jordas overflateareal, som er ca 510 millioner kvadratkilometer, eller 510 x 10¹² m². Da får jeg at den frigjorte energien fra fossile kilder tilsvarer 0,033 W/m².

… og svaret blir …

Altså: sola sender oss 340 W/m², og vi frigjør 0,033 W/m². Det vil si at den ekstra energien vi tilfører er omtrent en titusenedel av energien vi får fra sola. Et lite tall i den sammenhengen, altså.

Her kan det være verdt å legge merke til hvor utrolig mye energi det faktisk er som kommer fra sola. Om vi bare kunne få en titusenedel til å ta veien innom sivilisasjonen før den uansett ble til varme i klimasystemet, så kunne vi erstattet all energien vi i dag får fra fossile kilder. Og egentlig trenger vi ikke så mye som en titusenedel heller, for kraftproduksjon med fossil energi er ikke spesielt effektiv. Bare omtrent en tredel blir til energi som vi faktisk kan gjøre nytte av. Det betyr at vi kunne klart oss med tre hundretusendeler av energien fra sola. I det perspektivet høres det ikke så uoverkommelig ut å skulle bli mindre avhengige av fossile energikilder.

Litt varme kan også ha noe å si

Men er dette riktig tall å sammenligne med for å si noe om klimaendringer? Jorda mottar riktignok 340 W/m², men den sender også fra seg varme til verdensrommet. Om jorda hadde sendt fra seg nøyaktig like mye energi som den mottok, så ville klimasystemet vært i likevekt, og temperaturen konstant.

Nå blir jorda stadig varmere, og det er fordi mer drivhusgasser i atmosfæren gjør at jorda ikke klarer å sende fra seg like mye energi som den mottar. Jo varmere bakken blir, desto mer energi sender den ut, så om mengden med drivhusgasser slutter å endre seg vil jorda med tiden oppnå en ny likevektstemperatur. Men i dag er temperaturen altså på vei opp.

Forskjellen mellom energien som sendes ut og energien vi får inn fra sola er ikke så stor. I den forrige store klimarapporten til FNs klimapanel ble den anslått til å være omtrent 0,7 W/m². Det betyr at om vi får 340,0 W/m² inn, så sender vi 339,3 W/m² ut.

Sammenlignet med dette blir ikke varmen fra kraftverkene så forsvinnende liten lenger. 0,033 er 5 % av 0,7. Fortsatt lite, men ikke helt til å se bort fra. Og om vi skulle tenke skikkelig science fiction, i en fremtid med 10 000 ganger mer kjernekraft der folk har nok energi til å gjøre absolutt hva som helst, så ville mengden med frigjort energi faktisk kunne bli nok til å gjøre verden merkbart varmere.

Heia solenergi, altså – men kutt av drivhusgassutslipp er fortsatt prioritet nummer 1, 2, 3 og 4.