Fysikk og Fascinasjon

en blogg om ny og gammel forskning, og om den fantastiske naturen


Legg igjen en kommentar

Fysikken mot økonomien

1280px-BinghamCanyon

Bingham Canyon mine, en av verdens største kobbergruver. Bilde: Wikimedia Commons

Vårt økonomiske system går ikke overens med naturlovene. Og det er ikke naturlovene vi kan endre.

Skal en fysiker bry seg om økonomi? Frem til ganske nylig ville jeg ha svart nei. Fysikere og naturvitere beskriver naturen og utvikler tekniske løsninger, så tar økonomene seg av renter og avgifter og slikt som jeg ikke forstår noe av.

Men i løpet av arbeidet med Menneskets grunnstoffer innså jeg at dette overhodet ikke er riktig. I boken ønsket jeg å finne ut om vi er i ferd med å gå tom for noen av byggeklossene vi er avhengige av i sivilisasjonen vår. Svaret er at vi ikke «går tom» for nesten noe som helst, men at vi alltid vil bruke opp forekomstene som er enklest å utvinne først, og derfor trenger mer og mer energi og innsats for å få tak i den samme mengden med råstoffer. Økende forbruk vil kreve enda mer energibruk og belastning på miljøet.

Samtidig er økonomisk vekst en grunnleggende forutsetning i vårt økonomiske system. Økonomien skal vokse, fordi verdiene i markedsøkonomien er bygget opp av lån, som er løfter om fremtidig avkastning. Uten vekst smuldrer disse verdiene bort som støv. I et TED-foredrag fra 2015 sier økonomen Dambisa Moyo det slik:

«Economic growth is the defining challenge of our time. Without it, political and social instability rises, human progress stagnates and societies grow dimmer.»

Derfor er det ikke nødvendigvis grådighet eller uvitenhet som driver politikere og økonomer når de insisterer på fortsatt vekst. Dette er noe vi må ta på alvor. Sosial uro og krig gir katastrofale konsekvenser for både miljø og klima.

Stabil økonomisk vekst vil si at «størrelsen på økonomien» øker med noen prosentpoeng årlig. De siste tiårene har for eksempel veksten i verdensøkonomien ligget på omtrent tre prosent. En tommelfingerregel sier at man skal ta 70 år og dele på rentesatsen for å finne ut hvor mange år det tar før du har dobbelt så mye som du startet med. Det betyr at med 3% vekst dobler størrelsen på verdensøkonomien seg omtrent hvert 23. år. Det betyr også at økonomien øker med mer, og mer, og mer for hvert år som går.

Nødvendigheten av økonomisk vekst er nedfelt i FNs 17 bærekraftsmål. I mål 8, Anstendig arbeid og økonomisk vekst, står det at vi må «Opprettholde en økonomisk vekst per innbygger som er i samsvar med forholdene i de respektive landene, og med en vekst i bruttonasjonalproduktet på minst sju prosent per år i de minst utviklede landene«. Økonomien skal altså vokse over alt, og i de fattigste landene skal den dobles i størrelse hvert 10. år.

For å få til denne veksten, sier FN at vi skal øke produktiviteten gjennom «teknologisk modernisering og innovasjon». Det er altså her fysikere og teknologer kommer inn: vi skal utvikle og finne opp løsninger som gjør fortsatt vekst mulig.

Alle kan bli enige om at den totale ressursbruken på planeten vår ikke kan vokse til evig tid. Skal vi doble bruken av ressurser hvert 23. år, vil den økonomiske aktiviteten til slutt kreve mer energi enn vi har tilgjengelig på jorda. Optimistene vil svare at dette ikke er et problem, fordi vi kan oppheve koblingen mellom energi og økonomisk utbytte, slik vi for eksempel bruker mye mindre energi på å skaffe det økonomiske godet lys når vi går fra glødelamper til LED-pærer. Ifølge FNs bærekraftsmål nummer 8 skal vi «oppheve koblingen mellom økonomisk vekst og miljøødeleggelser».

Men naturvitenskapelig forskning og tekniske løsninger kan aldri gi oss økonomisk vekst uten økt ressursbruk. Vi kommer ikke utenom naturlovene, og all aktivitet krever energi. Jeg skriver om dette i Menneskets grunnstoffer:

«Anta at vi allerede har nådd grensen for energibruk. Økonomien skal fortsatt vokse, men vi skal ikke bruke en eneste enhet mer energi. Om vesten går sakte, med bare en prosent i året, vil størrelsen på økonomien dobles hvert 70. år. Samtidig er energien konstant. Det vil si at om 70 år fra nå, bruker vi halvparten så mye energi på hver bakte bolle, hver hårklipp, hver influensavaksine og hver meter motorvei. Om 140 år bruker vi en fjerdedel, om 210 en åttendedel, og om 700 år bruker våre fjerne etterkommere bare en tusendel av den energien vi bruker nå, til å varme vann til hårvask, kurere sykdommer og til å fremstille jern fra jordskorpen.

LED-pærer er nå en ting, men dette beveger seg mot det absurde. Fysiske, kjemiske og biologiske prosesser krever energi. Selv internett bruker energi – for hvert søk du gjør på Google, og hver like du gir på Facebook, blir det gjort energikrevende beregninger på en datamaskin et sted i verden. I dag krever internett mer enn tre prosent av verdens elektriske energi, men om ti år er andelen kanskje økt til tjue prosent.»

Dette er hva jeg mener med at vi ikke kan stole blindt på at teknologien skal redde oss. Det vi trenger er ikke flere dingser og smartere apper, det er et økonomisk system som kan opprettholde et stabilt samfunn og tilfredsstille våre menneskelige behov uten et forbruk som vokser inn i evigheten.

Heldigvis er det nå mange som sier tydelig fra om at vi trenger et alternativ til vekstøkonomien. I august i år sa Nicolas Hulot fra seg sitt verv som fransk miljøvernminister på direktesendt radio. Vi streber etter å opprettholde og gjenopplive en markedsøkonomisk modell som er årsaken til alt dette, sa Hulot, og refererte til klimaendringer og tap av artsmangfold. Også i FN-systemet snakkes det nå om nødvendighetene av å endre vår økonomiske modell. Økonomistudenter verden over krever å få innsikt i alternative økonomiske modeller, tilpasset vår tid og vår fremtid.

Det er fantastisk hva vi mennesker har fått til. Jeg er ikke i tvil om at vi kan klare å organisere oss på en bedre måte slik at også våre etterkommere kan leve gode liv. Men da gjelder det å sette i gang og finne ut av hvilke smarte endringer vi må gjøre, og at vi slutter å lure oss selv med falske forhåpninger uten rot i naturlovene.

 

 


8 kommentarer

Hvor langt kan vi komme med elfly?

Hver sommerferie tenker vi litt ekstra over hvordan flyreisene våre påvirker planeten. Spesielt denne sommeren. Det er noe feil med været, men det er deilig med sol og varme, og vi flyr jo på ferie, alle gjør det.

Om den dårlige samvittigheten truer med å stikke hodet frem, finnes det alltid en eller annen tydelig stemme i offentligheten som kan berolige oss med at det er helt greit å fortsette å fly mer, for i fremtiden kommer flyene til å være klimavennlige. Vanligvis er det biodrivstoff som får ansvaret for dette kommende grønne skiftet. Jeg har tidligere skrevet om at det sannsynligvis er å love for mye.

I år er imidlertid fokus flyttet over på batterier. Nå er det elfly som er den nye fremtiden.  Avinor mener at all innenriks luftfart i Norge skal være elektrisk innen 2040. Som entusiastisk elbilist må jeg si at en fremtid med elektriske fly virker utrolig forlokkende. Tenk å sveve over landskapet helt uten motorstøy! Tenk på hvor stille flyplassene kommer til å bli.

Men hvor langt kan vi egentlig komme med batteridrevne fly? Snakker vi to-seters småfly mellom Oslo og Drammen, eller fullastede passasjerfly fra Norge til Thailand?

IMG_6705

Innflygningen til København. Kan flyene i fremtiden bli drevet av strøm fra vindmøllene der nede?

Et enkelt regnestykke

Selv om det er komplisert å designe fly, er fysikken som bestemmer hvor mye energi man trenger for en flytur heldigvis ganske enkel. Den maksimale avstanden et fly (eller noe annet flygende, som en fugl eller et insekt) kan tilbakelegge kan man finne ved følgende regnestykke:

S = E x F x L x C / g

Her er S avstanden flyet kan tilbakelegge, og de andre faktorene er

  • E, energieffektiviteten, som forteller hvor mye av energien i drivstoffet eller batteriet som faktisk blir overført til propellene. Siden forbrenningsmotorer er lite effektive er dette tallet bare omkring 1/3 i dag. For elfly kan den godt være på så mye som 73%.
  • F, hvor mye av flyets vekt som er drivstoff eller batteri. Hvis flyet bare er drivstoff blir F = 1, og om tanken er tom eller batteriet er tatt ut er F = 0. Et typisk tall for F er omtrent 1/2, og tallet kan nødvendigvis ikke bli så mye høyere om vi bytter fra bensin til batteri. Det må jo være plass til passasjerene og bagasjen også.
  • L er det som kalles aerodynamisk effektivitet, og har med formen på flyet å gjøre. For vanlige passasjerfly er L i underkant av 20, mens for et glidefly er L nærmere 40. Siden elfly godt kan ha mange, mindre motorer fordelt utover vingene, er det mulig å få den aerodynamiske effektiviteten i elflyet noe høyere enn for dagens fly. Ut i fra hva jeg har lest tror jeg at L ikke kan bli noe særlig mer enn 30.
  • C, energitettheten, forteller hvor mye energi drivstoffet eller batteriet inneholder per kilo. Bensin og olje inneholder omtrent 40 MJ per kilo. Dagens batterier rommer omtrent 0,7 MJ/kg, men dette er forventet å øke til 0,9 MJ/kg innen 2025. Det er teoretisk mulig å oppnå 4,4 MJ/kg i Li-ion-batteriene, men det finnes andre batterityper som er forventet å kunne romme opp mot 6,3 MJ/kg innen 2025, og har 12,6 MJ/kg som teoretisk maksimum.
  • g er tyngdeakselerasjonen, som alltid er 9,8 m/s2 her på jorda, uansett hva slags fly vi bruker.

Av lista over ser vi altså at mer effektiv motor og optimal form på flyet kan bidra til å øke rekkevidden på elflyet, mens den lave energitettheten i batteriene trekker rekkevidden betraktelig nedover.

I dag kommer vi ikke så langt

Ved å gange sammen tallene jeg har oppgitt for dagens fly, får jeg en rekkevidde på 13 600 km. På lista over de 10 passasjerflyene med lengst rekkevidde i dag spenner rekkeviddene mellom 14 350 og 17 395 km, så dette virker som et ganske bra anslag.

Med dagens batteriteknologi og de effektivitetene vi allerede har oppnådd, blir rekkevidden til elflyet 520 km. Dette er lengre enn avstanden i luftlinje fra Oslo til Trondheim. Flyet må ha ekstra energi både til å komme seg opp i lufta og til å sirkle rundt ved kø og dårlig vær, så den faktiske rekkevidden blir kortere enn 520 km. Foreløpig er det derfor bare de aller korteste flyrutene som kan være aktuelle for elfly.

Med dagens teknologi kan altså elflyene få en rekkevidde som er 1/26 av det flyene vi bruker i dag kan oppnå. Hvor langt kan vi komme om vi forbedrer teknologien?

Elfly i fremtiden

E. Energieffektiviteten til elflyet kan muligens økes, spesielt om propellene blir enda mer effektive. La oss si at effektiviteten kan komme helt opp i 90%. Det vil si at vi øker det første tallet i likningen med 90%/73%=1,2. Om vi presser effektiviteten så langt opp vi bare klarer, vil det altså bare gi en økning på 20% i rekkevidde, mens det vi egentlig er ute etter, er å gjøre den 26 ganger så stor.

L. Ved å øke den aerodynamiske effektiviteten fra 20 til 30, øker rekkevidden med 30/20=1,5. Vi kommer altså 50% lengre, som fortsatt er mye mindre enn det vi ønsker.

C. Det siste som gjenstår er energitettheten i batteriene. Det er ganske trygt å forvente en rivende utvikling i batteriteknologien de neste årene. Den forventede økningen fra 0,7 til 0,9 MJ/kg frem til 2025 lar oss øke rekkevidden med nesten 30%. Det er ikke så mye. Om vi skulle komme helt opp til den teoretiske maksgrensen (noe som ikke er mulig i praksis) for Li-ion-batterier, ville det tilsvare å øke rekkevidden 6,3 ganger. Det er fortsatt mindre enn 26, men det begynner ihvertfall å monne litt. Om vi også tar med økningene i E og L, blir rekkevidden 1,2×1,5×6,3=11 ganger større enn med dagens teknologi.

Skal vi ha fly elfly med tilsvarende rekkevidde som dagens fly, blir vi nødt til å øke energitettheten i batteriene 26/(1,2×1,5) = 14 ganger. Li-ion-batteriene kan ikke bli 14 ganger bedre enn de er i dag. Andre, bedre alternativer er under utvikling, og de beste kandidatene er

Li-S batterier, forventet å oppnå 4,5 MJ/kg innen 2025 (6,4 ganger bedre enn i dag); teoretisk maksimum er 9,3 MJ/kg (13 ganger bedre enn i dag), og

Li-O2 batterier, forventet 6,3 MJ/kg innen 2025 (9 ganger bedre enn i dag); teoretisk maksimum 12,6 MJ/kg (18 ganger bedre enn i dag).

Konklusjon

Elfly kommer til å bli en stor forbedring for de korte flyrutene i Norge. Det skjer ikke over natta, men om teknologiutviklingen går som den skal, kan Avinor oppnå sitt mål innen 2040. Det gleder jeg meg skikkelig til.

Det skal imidlertid veldig mye til at helelektriske fly overtar langdistanserutene. Det vil kreve noen revolusjoner innen batteriteknologi. Alternativet, som fortsatt forurenser men gir mindre utslipp av CO2 enn i dag, er hybridfly som bruker de effektive elmotorene og har med seg jetdrivstoff for å lade opp batteriene underveis.

Det er viktig å huske på at utslippene av CO2 må reduseres, raskt, og med en gang. Elfly med lang nok rekkevidde til å virkelig gjøre en forskjell for luftfarten ligger for langt frem i tid til at vi kan fortsette å fly som før og vente på redningen. Om vi skal unngå katastrofale klimaendringer må vi slutte å slippe ut CO2. Selv med utviklingen i elfly er det vanskelig å se hvordan dette kan være forenelig med at vi skal kunne reise like langt og like mye som i dag. Beklager.

 

NB1: Siden jeg ikke er noen ekspert på flyteknologi, har jeg vært svært optimistisk i antakelsene om hvor mye effektivitetene kan økes. Se gjerne kommentaren fra Frode Lund, under, for noen betraktninger om utfordringer med vinterdrift og norske forhold, fra en yrkesflyger. Takk for innspillet.

NB2: En faktor jeg ikke har tatt med over er det som kalles optimal marsjfart, altså hvor raskt flyet må bevege seg for å oppnå lengst mulig rekkevidde. Som Harald Hauglin påpeker i kommentaren under, kan farten på de mest energieffektive elflyene bli så lav at de ikke lengre er konkurransedyktige i forhold til tog.

 

Kilder

Jeg har hentet tall og basert ligningen for rekkevidde på rapporten Electric flight – potential and limitation (Hepperle, 2012), og boka Sustainable energy – without the hot air (McKay, 2009).


Legg igjen en kommentar

Om å bruke modeller til å forstå verden

Jeg synes ofte at kritikk mot forskning, det kan være klimaforskning eller det kan være annet som har med store og viktige spørsmål å gjøre, går omtrent slik:

1. Her har forskerne brukt en modell.
2. Modellen er en forenkling av virkeligheten.
3. Siden virkeligheten er mye mer komplisert, stemmer ikke resultatene av modellen.
4. Jeg vet mye om [fyll inn det som passer, for eksempel hvordan skyer dannes, hvor fort CO2 løses opp i havet, eller historiske temperaturverdier på hytta]. Dette har ikke forskerne fått med i modellen sin.
5. Om de hadde tatt med det som jeg vet, hadde de funnet ut at [fyll inn det som passer, for eksempel at jorda blir kaldere istedenfor varmere].

Dette er jeg litt lei av. Her er hvorfor:

1. Ja, forskerne har brukt en modell.
Forskere bruker alltid en modell. Og det gjør alle andre også. Modeller er den eneste måten det går an å sette tall på verden på. La oss si for eksempel at jeg lurer på hvor lang tid jeg vil bruke på å kjøre til et sted som ligger 100 km unna (og at jeg ikke har internett tilgjengelig, noe som kanskje er en litt drøy antakelse). Hvordan i all verden skal jeg finne ut av det?
Først skal jeg starte bilen, kanskje skru på radioen, og rygge ut av parkeringsplassen. Så skal jeg kjøre ut på veien der det er 30-sone, før jeg kommer til et lyskryss der jeg må vente en stund, og så kommer jeg til en vei med 50-sone, men noen ganger er det trafikk. Og så videre.
Om jeg skulle tatt med alle detaljene som finnes i virkeligheten, ville jeg aldri ha kommet frem til noe svar. Det jeg gjør istedenfor er å lage en modell. Jeg vet at jeg skal kjøre på motorvei mesteparten av veien, der jeg vil kjøre i mellom 90 og 100 kilometer i timen. Men i starten og slutten av turen skal jeg kjøre et stykke på småveier med lavere fartsgrense. Derfor lager jeg en modell som går ut på at jeg kjører hele strekningen i konstant hastighet på 80 kilometer i timen. Ved å anta en konstant men litt lavere hastighet, går jeg ut i fra at det veier opp for småveiene, tiden det tar å starte og stoppe bilen, røde lys og litt trafikk. Nå har modellen gitt meg et regnestykke: Tiden det vil ta å komme frem er lik lengden jeg skal kjøre delt på hastigheten. Svaret blir at det vil ta megen time og ett kvarter å komme meg dit jeg skal.
Ut i fra hva jeg vet om systemet jeg analyserer – hvordan trafikken vanligvis er, og hvor fort jeg pleier å kjøre – er svaret jeg kommer frem til en god antakelse. Men den trenger ikke å være riktig. Om det skjer en stor ulykke mens jeg kjører på motorveien, kan jeg ende opp med å sitte en time i kø. Eller bilen min kan få motorstopp, så jeg kanskje ikke kommer frem i det hele tatt. Jeg vet at slike ting kan skje, men at sannsynligheten er nokså lav.
Modellen kan også brukes til å finne en nedre grense for tiden jeg bruker. Det kan jo hende at jeg treffer en grønn bølge og det ikke er en eneste annen bil på veien, og at jeg får en fandenivoldsk ide om å ligge langt over fartsgrensen. Om jeg regner med en gjennomsnittshastighet på 120 kilometer i timen, vil jeg bruke 50 minutter på å komme frem. Jeg er sikker på at jeg absolutt ikke kan komme fram tidligere enn dette.
Modellen min har altså fortalt meg tre ting: En nedre grense, en mest sannsynlig verdi, og at det ikke finnes noen øvre grense for maksimaltiden, men at svært høye verdier er usannsynlige. Uten en modell hadde jeg ikke hatt noen tall i det hele tatt.

2. Ja, modellen er en forenkling av virkeligheten.
Sånn vil det alltid være. Man kan ikke regne ut virkeligheten. Virkeligheten er dugg i gresset, hull i veien og barn som protesterer. Virkeligheten er humor og humør og overtro.
Siden modeller er forenklinger, er det ikke nok å gjøre regnestykket en gang og si seg fornøyd med det. Man må sjekke hva som skjer når man varierer alle de forskjellige tallene og sammenhengene som går inn i modellen, innenfor de grensene som virker rimelige, og se hva det har å si for utfallet. Noen ting kan varieres så mye man bare vil uten at det påvirker resultatet i det hele tatt. Da kan man bestemme seg for å ta dem helt ut av modellen. Andre ting kan gi kjempeeffekter, og da er det ekstra viktig at man får disse delene så riktige som mulig. Og noen ganger kan ting virke inn på hverandre og gi helt uventede effekter.

3. Selv om virkeligheten er mye mer komplisert, stemmer resultatene av modellen.
Så lenge du ikke har regnet feil, vil resultatene av en modell gi resultater som stemmer for den virkeligheten som beskrives av modellen. Om modellen passer dårlig med virkeligheten, vil det selvfølgelig gi resultater som har mindre med den faktiske virkeligheten å gjøre. Det er her forskningen kommer inn. Det vi gjør som forskere, er å lære om hvordan vi kan bli bedre og bedre til å beskrive virkeligheten ved hjelp av tall og formler. Når resultatene av en modell viser seg å ikke stemme overens med virkeligheten, gjør vi vårt ytterste for å finne ut av hvilken del av modellen som er dårlig, og hvordan den kan gjøres bedre. Store modeller, som dem som brukes til å studere klimaet på jorda, består av svært mange mindre modeller som påvirker hverandre, og som hele tiden forbedres.

4. Om du faktisk vet noe – ikke bare som en anekdote eller en familiehistorie, men som noe som er kvalitetskontrollert og akseptert som vitenskap – er sannsynligheten stor for at forskerne som arbeider med en modell der dette er viktig, også vet om det. Det er en stor og vanskelig jobb å holde oversikt over all den nye kunnskapen som produseres, og resultatene i en vitenskapelig rapport kan godt motsies i flere andre. Dersom det faktisk er sånn at forskerne ikke har fått med seg det du vet, er du velkommen til å gjøre det arbeidet som kreves for å gjøre dataene kjent og aksepterte, eller til å overbevise andre til å gjøre arbeidet for deg eller sammen med deg.

5. For å trekke konklusjoner om klimaet på jorda, eller andre store og viktige spørsmål, er man nødt til å se på helheten. Det er derfor vi bruker disse store modellene. Når flere systemer virker inn på hverandre, kan resultatet noen ganger bli det motsatte av det som virker intuitivt riktig.

Alternativet til å bruke en modell, som ganske riktig er en forenkling av virkeligheten, kan umulig være å forenkle ting enda mer. Jeg skulle ønske jeg hadde en kort og god måte å si dette på, som jeg kunne bruke i møte med slike argumenter. Forslag mottas med takk.

(Og forresten, i tilfelle noen lurer: Jeg er ikke klimaforsker. Noe av det jeg forsker på har sammenheng med klima. Og jeg bruker modeller.)

Globe Environment World Planet Earth Blue Planet

En forenklet modell av jorda, lånt fra denne siden.


Legg igjen en kommentar

og vips, så var CO2-en blitt til stein

Om det skal være mulig å nå målet om mindre enn to grader global oppvarming, er det ikke nok å slippe mer CO2 ut i atmosfæren. Vi er også nødt til å fange CO2 og gjemme den bort.

Det er godt kjent for geologer at det finnes prosesser i naturen der CO2 fra atmosfæren reagerer med mineraler som inneholder kalsium eller magnesium og danner nye mineraler, der CO2-en er en del av steinen. Slik CO2-holdig stein finnes mange steder på jorden og det er en stabil og trygg måte å oppbevare CO2 på. Spørsmålet er imidlertid hvor lang tid denne prosessen tar. Stein i naturen kommer ikke med en detaljert beskrivelse av hva som har skjedd med den og når. Geologiske prosesser tar stort sett svært lang tid.Om vi kan se at en stein har reagert med store mengder CO2, og det har gått «relativt fort», kan vi ikke egentlig si om det er noen år, noen tiår, noen hundreår eller noen tusen år. For alt dette er bare for øyeblikk å regne i den geologiske historien.

Av denne grunnen er det mange som gjør eksperimenter, og numeriske simuleringer, av hva som kan skje når man lar CO2 reagere med stein. Vil det oppstå sprekker som slipper CO2-en lengre inn i materialet og dermed lar reaksjonen går fortere? Eller vil det dannes mineraler i hulrommene nærmest der hvor man pumper inn CO2, slik at steinen blir helt tett og man ikke får inn mer?

Selv om man kan lære mye på labben og i datamaskinen får man ikke det endelige svaret før man har prøvd. Og det satte noen forskere i gang med på Island i 2012. Her har de injisert CO2 i basalt, som er den mørke vulkanske steinen man finner på Island og mange andre steder på jorda – omtrent ti prosent av jordas tørre overflate og mesteparten av havbunnen. Noen av mineralene i basalt inneholder kalsium og kan løses opp forholdsvis lett.

8986106246_6e2ce56621_z

Svartifoss på Island renner over søyler av basalt, laget av naturen helt på egenhånd. Bilde: Szecsa/Flickr/CC commons license.

Forskerne i Carbfix-prosjektet blandet ut CO2, og senere en blanding av CO2 og hydrogensulfid (siden det ofte er vanskelig å skille ut ren CO2 i industriprosesser hadde det vært fint å kunne kvitte seg med blandet gass) i vann, injiserte det omtrent 500 meter ned i bakken, og tok prøver av vannet fra samme dybde i en annen brønn 70 meter lengre bort. Og her kommer en skikkelig geologi-industri-klima-gladhistorie:

Mesteparten av den injiserte CO2-en kom ikke fram til den neste brønnen.

Beregninger viste at etter to år var 95% av den injiserte CO2-en blitt til stein.

Er det trygt? Ja, det skulle man tro. CO2-en reagerer med kalsium og danner kalsitt, som er et mineral man finner i kritt, kalkstein og en del skjell. Det var kalsitt i basalten allerede før injeksjonen av CO2. Reaksjon med det sure CO2-vannet gjorde at denne først ble løst opp, og deretter felt ut igjen. Det at det var kalsitt til stede fra før betyr at vannet som vanligvis finnes i denne steinen ikke er surt nok til å løse opp kalsitt. Så når den først er der, blir den værende.

CO2-en ble blandet ut i vann, istedenfor å bare pumpes ned som gass under trykk. Dette var for å unngå mulige utslipp av gass til overflaten. Det hjelper jo lite å gjøre en stor innsats for å dytte CO2 ned i bakken om den bare kommer opp igjen. Konsentrasjonen av CO2 i vannet er for liten til å danne gassbobler nede i brønnen. Så selv om ikke all CO2-en skulle bli til stein, ville den fortsatt bli værende i vannet nede i dypet.

Det å bruke masse vann til å bli kvitt CO2 kan høres ut som en dårlig idé. Rent vann er en knapp ressurs på jorda. Heldigvis sier forskerne at man kan bruke sjøvann i denne prosessen. Da blir det et mindre problem.

Dette er bare en av flere studier som viser at ulike former for geologisk lagring av CO2 kan være trygt. Det som gjenstår nå er incentiver for å faktisk fange og lagre CO2. Dette koster selvfølgelig penger, og ingen vil begynne med dette bare utav sin godhet. Nå er det økonomene sin tur – kom igjen, scenen er deres.


Legg igjen en kommentar

Klimasnill langtur?

I morgen får vi en ny doktor i familien, for da skal lillesøster forsvare doktoravhandlingen sin. Hurra! Tittelen er Exploring the Relevance of Uncertainty in the Life Cycle Assessment of Forest Products. Sånn passe tørt som en tittel på en doktorgrad skal være. I teorien er dette veldig spennende og ikke minst veldig viktig, siden det handler om hvordan vi kan få gjøre samfunnet mer bærekraftig og verden mindre utrivelig for fremtidige generasjoner.

Dette blir det selvfølgelig stort å være med på, men det er litt kjedelig at begivenhetene finner sted fryktelig langt borte, nemlig i Umeå. Og siden jeg har bestemt meg for å fly litt mindre, og det faktisk går an å komme seg til Umeå med tog fra Oslo, så er det sånn det foregår. Ettermiddagstog fra Oslo til Stockholm, og nattog videre til Umeå (luksuskupé med bare en seng, og egen dusj og do!). Toget fra Oslo er foreløpig bare en time forsinket, og siden toget til Umeå ligger bak oss i løypa skal dette gå greit. Jeg håper jeg får sove nok til å holde meg våken gjennom utspørringene i morgen.

IMG_5715

Å kjøre tog alene er helt glimrende. Man kan jobbe. Internett er det også.

Spørsmålet er: Hvor klimavennlig er jeg egentlig nå?

Dette spørsmålet er slett ikke så lett å svare på som jeg skulle ønske – man må gjøre en hel masse antagelser før man får noen tall å sammenligne. Om jeg skulle tatt fly, hvor mange passasjerer skulle jeg ha delt det med? Var det et nytt eller gammelt, stort eller lite fly? Hvor kommer strømmen til toget fra? Har vi ikke solgt ut all vannkraften vår som klimasertifikater til Europa? Hvor mye energi går med på å vedlikeholde togskinner og rullebaner?

Jeg føler meg ganske komfortabel med å bruke tall fra transportogmiljo.no, der både Cicero, CIENS og TØI (solide klima- og transportforskningsmiljøer) er involvert. Her finner jeg følgende:

Et elektrisk tog bruker 0.12 kWh elektrisitet per person per kilometer, og utslippet per kWh er 210g CO2-ekvivalenter for en «nordisk energimiks» (altså ikke bare ren norsk vannkraft, men det synes jeg er greit når jeg kjører tog i Sverige). Disse tallene er tatt herfra.

For korte flyreiser (under 800 km) kan man beregne 400 g CO2-ekvivalenter per person per kilometer (tall herfra).

Min togreise er slik: Oslo-Stockholm, 523 km (i følge Google maps, om jeg hadde kjørt bil); deretter Stockholm-Umeå, 639 km. Jeg regner med at avstanden for fly blir litt kortere. For å være raus mot flytransporten kan jeg si 450 km Oslo-Stockholm og 550 km Stockholm-Umeå, altså 1000 km til sammen. Det gjør det lett å regne: 1000 km * 400 g CO2-ekvivalenter blir til sammen 400 kg utslipp.

Regnestykket for toget blir dette: 0.12 kWh/km * 210 g/kWh * (523 km + 639 km) = 29 kg utslipp.

Dette så jo fint ut. Jeg kan kjøre  denne reisen 14 ganger med tog før jeg har gjort like mye skade som jeg ville ha gjort med en flyreise.

Men – riktig så enkelt er det ikke. Jeg hadde oversett et tall om togene: Nettsiden oppgir at det koster 7 g CO2-ekvivalenter per personkilometer i vedlikehold av skinner og slikt. Dette gir meg 81 kg ekstra, mer enn dobbelt så mye som for strømmen til toget! Og plutselig var det mindre enn fire ganger verre å kjøre fly.

Her synes jeg ofte det strander i slike diskusjoner. Avhengig av hvordan man setter opp regnestykket, kan man komme frem til tall som gir akkurat det resultatet man er ute etter.  Hvor ble det for eksempel av vedlikeholdet av flyene? Utslipp i forbindelse med avising? Kjøreturen ut til flyplassen?

Nå synes jeg plutselig at min søsters doktorgradsavhandling ble superrelevant, og om det er vanskelig å sove på nattoget kan jeg kanskje lese og få noen svar – eller bare finne ut at alt er så komplisert at man bare må legge hodet på puta og sovne.

IMG_5718

Om svensk skog, i svensk skog.


3 kommentarer

Snø, is og alt for mye grus

De siste dagene har jeg gått og irritert meg over grus.

Når det er åtte minus og snø, så er det jo ikke glatt. Det burde være supre forhold for å dra unger på akebrett, eller å gå på ski til barnehagen. Eller hva med spark, den brukte jeg jo ofte til skolen da jeg var liten?

Men nei, da. Perfekte akebrettforhold er visst også perfekte forhold for traktor med gruseutstyr. Plutselig ser alle fortau og gangveier sånn ut, og ski og akebrett må pent ta til takke med brøytekantene:

- Fortere, mamma! - Nei det går ikke. Alt for mye grus.

– Fortere, mamma!
– Nei det går ikke. Alt for mye grus.

Jeg prøver å se stort på det og tenke at dette sikkert er fint for dem som er gamle og dårlige til beins, for når mildværet en gang kommer så ligger grusen klar og ingen vil gli.

I dag var det mildt – og glatt. Hva skjedde med grusen?

Hvor er egentlig grusen?

Hvor er egentlig grusen?

Jeg ser masse grus, men den har ingen effekt. Grusen har flyttet seg ned i isen. Fordi de små steinene er mørke, blir de ekstra varme når sola skinner på dem. De blir så varme at de smelter hvert sitt lille hull i isen og forsvinner nedover. Til slutt stikker ingenting opp over isflaten, så bena mine sklir like godt som uten grus.

På ettermiddagen ligger hvert lille gruskorn og bader i et selvlaget badekar i isen. Når natten kommer fryser vannet igjen, så alt som gjenstår er en sammenhengende isflate med dekorative gruskorn inni. De kommer fram igjen når det begynner å bli bart, så vi kan kose oss med å koste sammen hauger så barna får brukt syklene sine uten å skli på grusen (for da må vi bruke den fine vårdagen inne på legevakten for at de kan fjerne grus fra skrubbsår med tannbørste).

Jeg vil faktisk gå så langt som å påstå (ja nå er jeg helt vill) at fortauet blir GLATTERE når det er strødd på forhånd enn ikke, fordi den mørke grusen hjelper til med å smelte snøen og gjøre den om til is.

Kanskje vi skal tenke litt på klima, med det samme? De små gruskornene som smelter seg nedover er et godt bilde på hva som skjer når de snødekte arealene på jordkloden blir mindre. Mens snøen reflekterer solstrålene tilbake til verdensrommet, vil mørk jord og stein omdanne sollyset til langbølget varmestråling som fanges inne i atmosfæredrivhuset vårt. Global oppvarming fører til snøsmelting, som fører til mer oppvarming, som fører til mer snøsmelting, og så videre.

I 2005 var jeg med på en feltekspedisjon til Svalbard. Der var det blant annet en mikrobiolog som tok prøver av smeltevannet i små groper på isbreen, dannet av småstein og grus. Hun mente at dette var en veldig spesiell biotop og den blir vel vanligere nå som det er mye smelting på gang. Under er et bilde jeg tok av en av disse gropene. De var veldig fine, og på isbreen kan det godt være grus for min del.

Grus-detalj fra isbre på Svalbard.

Grus-detalj fra isbre på Svalbard.


1 kommentar

Idélab, dag to

Lunsj: Jeg er støl i hjernen. Hver gang vi får en oppgave får jeg panikk og tenker at jeg har INGENTING å komme med. Så tar noen ordet, og så kommer vi videre. Jeg snakker med andre og finner ut at jeg ikke er den eneste som føler meg som verdens minst kreative person.

Før middag: Latteren sitter i veggene. Rommet vibrerer av engasjement. Fremtiden er rett rundt hjørnet.

Under middagen får jeg vite svaret på noe jeg har lurt på lenge. Det er verdt hele oppholdet for min del.

Om kvelden maler vi bilder.
IMG_2981

IMG_2985IMG_2988

Forskningsrådet skriver sin egen blogg fra idélabben. Den ligger her.