Selvom det både for klimaet og økonomien er en stor fordel at gå over til grøn energi, volder overgangen problemer; fx kan den grønne strøm paradoksalt nok skabe forurening, fordi batterier kræver udvinding af sjældne grundstoffer.
Et andet problem er, at vedvarende energikilder gør det nødvendigt at forbinde elnettene på tværs af lande og kontinenter, hvis forsyningen skal være stabil. Det medfører, at en del af strømmen går tabt.
Men de vigtigste forhindringer for den grønne omstilling er nu ved at blive ryddet af vejen. Forsyningen af litium til litium-ion-batterier kan fx klares ved at genanvende en større del af batterierne, og energitabet i elnettet kan minimeres med superledende kabler.
FORURENING
Udvinding af litium til batterier forurener i mineområderne i Argentina, Bolivia og Chile.
Genbrug sparer på sjældne metaller
Fossile brændstoffer sviner, men grøn energi har også en sort side. Både halvlederteknologien i solceller og batterier kræver sjældne grundstoffer, som skal graves op af jorden.
Batterier er centrale i kampen mod global opvarmning. De tillader nemlig både lagring og trådløs brug af strøm produceret af grøn energi. Men moderne batterier kræver flere forskellige grundstoffer, der brydes i store miner og transporteres rundt i verden.
Grundstoffet litium spiller en nøglerolle i batteriproduktionen, fordi det er omdrejningspunktet i den meget udbredte litium-ion-teknologi. Efterspørgslen forventes at femdobles frem mod 2025. Desværre fører udvindingen af litium til både vandforurening og vandmangel i mineområderne i Argentina, Bolivia og Chile.
Men der er et alternativ til nye miner: udvinding af litium fra brugte batterier. I dag genanvendes kun omkring 5 pct. af litium-ion-batterierne på verdensplan, men det ændrer sig med stor sandsynlighed i den nærmeste fremtid.
Hele batteriet kan genanvendes:
Litium-ion-batterierne, der fx sidder i mobiltelefoner, genanvendes meget lidt. De mest udbredte teknikker er energikrævende og genindvinder kun fx kobber. Heldigvis er nye teknikker, der kan genindvinde alle stoffer i batterierne, under udvikling i bl.a. Kina.
Et litium-ion-batteri består af:
- Litium-kobolt-oxid fra katoden: 31 %
- Grafit fra anoden: 22 %
- Kobber: 17 %
- Elektrolyt: 15 %
- Aluminium: 8 %
- Kulstof (carbon black)og bindemiddel: 4 %
- Plastik: 3 %
STØJ
Støjen fra vindmøllers roterende blade kan dæmpes betydeligt ved at efterligne den tyste måde, sløruglens vinger skærer igennem luften på.
Uglevinger gør møller tyste
Vindmøller står for en stor del af verdens grønne energiproduktion, men møllerne er ikke lige populære alle steder. Særligt naboer til de roterende strømproducenter kan være generet af lyden.
Vindmøller er formentlig den grønne teknologi, der møder mest kritik. I 2019 måtte den norske regering fx trække sine planer for vindmøller på land tilbage efter massiv folkelig modstand.
Ud over at møllerne rager op i landskabet, larmer vingernes passage gennem luften. Derfor er forskerne på jagt efter en måde at udforme bladene på, så de skærer mere tyst gennem vinden, og her henter de nu inspiration fra sløruglen. Undersøgelser har vist, at lyden af uglens flugt er under den hørbare grænse for mennesker.
Sløruglens hemmelighed er knyttet til den måde, luften møder og især slipper vingerne på. Hvis princippet kan overføres til vindmøller, vurderer britiske forskere, at lyden af de roterende blade kan minimeres med ti decibel. Det svarer til forskellen på en forbipasserende lastbil og en personbil.
OMSTILLING
Naturgasrør kan uden store omkostninger omstilles til at transportere brint. Det gør overgangen til grøn energi lettere.
Naturgasrør transporterer brint
Naturgas er det reneste af de fossile brændsler. Derfor opfordrer eksperter i energiomstilling til, at gassen benyttes til at udfase kul og olie hurtigst muligt. Udfordringen ved at satse på naturgas som overgangsenergikilde er dog, at det kræver store investeringer i infrastruktur.
Det gælder fx flydende boreplatforme som Shells Prelude – verdens største skib – og gasrørledninger, der bygges til at holde i 50 år og først har tjent anlægsomkostningen hjem igen efter 30 år. Det gør investeringer i naturgas problematiske på længere sigt, fordi restlevetiden er dyr for samfundet at købe tilbage, når energisektoren skal omstilles til grønne energikilder.
Derfor gik tre tyske virksomheder – Nowega, Gascade og Siemens Energy – i 2020 sammen for at undersøge, hvordan deres egne gasledninger kan omstilles til fx at transportere brint. Konklusionen var, at rørledningerne med en meget begrænset ekstra investering kunne distribuere brint.
Virksomhedernes undersøgelse tyder på, at en almindelig gasledning faktisk kan transportere ti gange mere energi i form af brint og til en fjortendedel af prisen sammenlignet med elnettet.
ARBEJDSLØSHED
I 2018 demonstrerede 20.000 tyske minearbejdere for at bevare deres jobs. Men grøn energi vil skabe ny beskæftigelse.
Grøn energi skaber ny beskæftigelse
Da Donald Trump blev præsident, lovede han, at han ville gøre “kul stort igen” og genopbygge industrien – både fordi USA har enorme reserver og dermed et eksportpotentiale og for at tale til de mange amerikanere, som allerede har mistet deres job eller er i fare for at miste det, når de fossile brændsler udfases.
Til trods for løfterne forsvandt flere end 1000 kulminejobs i USA fra 2016 og frem til, at coronaepidemien ramte.
Udviklingen har ført til store demonstrationer – også i bl.a. Tyskland, hvor 20.000 minearbejdere i oktober 2018 marcherede igennem byen Bergheim med krav om at få sikret deres jobs.
En stor undersøgelse af mulighederne for grøn omstilling under ledelse af Mark Z. Jacobson fra Stanford University har også kigget på beskæftigelse, og konklusionen er opløftende; bl.a. viser beregningerne, at en fuldstændig omstilling til grøn energi vil skabe 24,3 mio. flere jobs på verdensplan, end der går tabt.
Ganske vist lukker kulminer og oliefelter, men mange nye jobs vil opstå i fx el- og vindmølleindustrien og de organer, der skal vedligeholde og overvåge den komplekse infrastruktur, som får den meget svingende grønne energiproduktion til at balancere.
ENERGITAB
Superledere kræver normalt ekstrem kulde, men nu har forskere skabt en superleder, der fungerer ved stuetemperatur.
Superledere forbinder verdens elnet
Før vedvarende energi for alvor kan dække tæt på 100 pct. af klodens energibehov, skal strøm kunne flyde frit over meget store afstande – måske endda fra kontinent til kontinent – for jo større områder der fremstiller og udveksler energi, jo stabilere bliver både den samlede produktion og det samlede forbrug.
I praksis skal solceller i Sydøstasien altså kunne brygge morgenkaffen i Nordvesteuropa. Desværre er den traditionelle højspændingsteknologi ikke klar til en så omfattende udfordring på grund af energitabet i selv de bedste kabler.
En amerikansk undersøgelse viser fx, at der forsvinder 0,5-1,1 pct. af energien pr. 100 miles (160 km) i nationens kraftigste højspændingsnet med en kapacitet på 765 kilovolt. Dermed begynder tabet at blive et reelt problem, når strømmen skal distribueres på kontinental skala eller endda global.
En mulig løsning, som forskerne har haft i kikkerten i mange år, er at benytte de såkaldte superledere. Superledere er et fysisk fænomen og en kabelteknologi med tæt på 0 pct. energitab. Det betyder, at strøm kan sendes over en hvilken som helst afstand.
Udfordringen ligger i at finde materialer, der opfører sig superledende ved nogenlunde rimelige temperaturer. Typisk har superledere nemlig været undersøgt ved tæt på det absolutte nulpunkt, -273,15 grader. Men i efteråret 2020 kom et gennembrud fra et hold forskere under ledelse af Elliot Snyder fra det amerikanske University of Rochester.
Det lykkedes at finde den helt perfekte blanding af stofferne brint, kulstof og svovl, som var i stand til at superlede helt op til en temperatur på 15 grader. Stoffet kræver dog stadig et ekstremt højt tryk, så det er endnu ikke anvendeligt i tabsløse elledninger, men forskningen er på rette vej.
