Vindmøller høreværn
© Shutterstock

Selv om det, både for klimaet og økonomien, er en stor fordel å gå over til grønn energi, volder overgangen problemer; for eksempel kan den grønne strømmen paradoksalt nok skape forurensning fordi batterier krever utvinning av sjeldne grunnstoffer.

Et annet problem er at fornybare energikilder gjør det nødvendig å koble strømnettene på tvers av land og kontinenter hvis forsyningen skal være stabil. Det gjør at en del av strømmen går tapt.

Men de viktigste hindringene for den grønne omstillingen holder nå på å bli ryddet av veien. Forsyningen av litium til litium-ion-batterier kan for eksempel sikres ved å gjenbruke en større del av batteriene, og energitapet i strømnettet kan minimeres med superledende kabler.

FORURENSNING

Udvinding af sjældne metaller

Utvinning av litium til batterier forurenser i gruveområdene i Argentina, Bolivia og Chile.

© Reuters/Ritzau Scanpix

Gjenbruk sparer på sjeldne metaller

Fossile drivstoff forurenser, men grønn energi har også en svart side. Både halvlederteknologien i solceller og batterier krever sjeldne grunnstoffer, som må graves opp av bakken.

Batterier er sentrale i kampen mot global oppvarming. De tillater nemlig både lagring og trådløs bruk av strøm produsert av grønn energi. Men moderne batterier krever flere ulike grunnstoffer som utvinnes i store gruver og transporteres rundt i verden.

Grunnstoffet litium spiller en nøkkelrolle i batteriproduksjonen fordi det brukes til litium-ion-batterier. Etterspørselen forventes å femdobles fram mot 2025. Dessverre fører utvinningen av litium til både vannforurensning og vannmangel i gruveområdene i Argentina, Bolivia og Chile.

Men det finnes et alternativ til nye gruver: utvinning av litium fra brukte batterier. I dag gjenbrukes bare omkring 5 prosent av litium-ion-batteriene, men det endrer seg med stor sannsynlighet i den nærmeste framtid.

Hele batteri kan gjenbrukes:

Litium-ion-batteriene som for eksempel sitter i mobiltelefoner, gjenbrukes veldig sjeldent. De mest utbredte teknikkene er energikrevende og gjenvinner stort sett bare kobber. Heldigvis er nye teknikker som kan gjenvinne alle stoffene i batteriene, under utvikling i blant annet Kina.

Et litium-ion-batteri består av

  • litium-kobolt-oksid fra katoden: 31 prosent
  • grafitt fra anoden: 22 prosent
  • kobber: 17 prosent
  • elektrolytt: 15 prosent
  • aluminium: 8 prosent
  • karbon og bindemiddel: 4 prosent
  • plast: 3 prosent

STØY

Vindmølle og uglevinge

Støyen fra vindmøllevinger kan dempes betydelig ved å etterligne den måten tårnuglens vinger skjærer gjennom luften på.

© Shutterstock

Uglevinger gjør vindturbiner stille

Vindturbiner står for en stor del av verdens grønne energiproduksjon, men de er ikke like populære alle steder. Særlig naboene til de roterende strømprodusentene kan være plaget av lyden.

Vindturbiner er antagelig den grønne teknologien som møter mest kritikk. I 2019 måtte den norske regjeringen for eksempel trekke tilbake planer for vindturbiner på land etter massiv folkelig motstand.

I tillegg til at turbinene ruver i landskapet, bråker bladene når de skjærer gjennom luften. Derfor er forskerne på jakt etter en måte å utforme bladene på slik at de ikke bråker så mye, og her henter de nå inspirasjon fra tårnuglen. Studier har vist at mennesker ikke er i stand til å høre ugler som flyr.

Tårnuglens hemmelighet er knyttet til den måten luften møter og særlig slipper vingene på. Hvis prinsippet kan overføres til vindturbiner, mener britiske forskere at lyden av de roterende bladene kan dempes med ti desibel. Det svarer til forskjellen på en lastebil og en personbil.

OMSTILLING

Gasrørledninger

Naturgassrør kan uten store kostnader omstilles til å transportere hydrogen. Det gjør overgangen til grønn energi lettere.

© Shutterstock

Naturgassrør transporterer hydrogen

Naturgass er det reneste av de fossile brenslene. Derfor oppfordrer eksperter på energiomstilling til at gassen brukes til å fase ut kull og olje raskest mulig. Utfordringen ved å satse på naturgass som overgangsenergikilde er imidlertid at det krever store investeringer i infrastruktur.

Det gjelder for eksempel flytende boreplattformer som Shells Prelude – verdens største skip – og gassrørledninger som bygges for å vare i 50 år, men som først har tjent inn anleggskostnadene etter 30. Det gjør investeringer i naturgass problematiske på sikt fordi restlevetiden er dyr for samfunnet å kjøpe tilbake når energisektoren skal omstilles til grønne energikilder.

Derfor gikk tre tyske bedrifter – Nowega, Gascade og Siemens Energy – i 2020 sammen for å undersøke hvordan gassledninger de eier, kan bygges om til for eksempel å transportere hydrogen. Konklusjonen var at rørledningene med en svært begrenset ekstra investering kunne frakte hydrogen.

Bedriftenes studie tyder på at en vanlig gassledning som frakter hydrogen, faktisk kan levere ti ganger så mye energi som strømnettet – og det til en fjortendedel av prisen.

ARBEIDSLØSHET

Demonstration mod kulminelukning

I 2018 demonstrerte 20 000 tyske gruvearbeidere for å bevare jobbene sine. Men grønn energi vil skape nye arbeidsplasser.

© Henning Kaiser/AP/Ritzau Scanpix

Grønn energi skaper nye arbeidsplasser

Da Donald Trump ble president, lovet han at han ville «gjøre kull stort igjen» og gjenoppbygge industrien – både fordi USA har enorme reserver og dermed et eksportpotensial, og fordi mange amerikanere enten allerede har mistet jobben eller står i fare for å gjøre det når fossil energi fases ut.

Til tross for løftene forsvant mer enn 1000 kullgruvejobber i USA fra 2016 og fram til koronaepidemien.

Utviklingen har ført til store demonstrasjoner – også i blant annet Tyskland, der 20 000 gruvearbeidere i oktober 2018 gikk i tog gjennom byen Bergheim med krav om å få sikret jobbene sine.

En stor studie av mulighetene for grønn omstilling, under ledelse av Mark Z. Jacobson fra Stanford University, har også sett på sysselsetting, og konklusjonen er oppløftende; blant annet viser beregningene at en fullstendig omstilling til grønn energi vil skape 24,3 millioner flere jobber i verden enn det som går tapt.

Riktignok stenges kullgruver og oljefelt, men mange nye jobber vil oppstå i for eksempel vindkraftindustrien og de sektorene som skal vedlikeholde og overvåke den komplekse infrastrukturen som sørger for at strømnettet som er basert på variabel grønn energiproduksjon, er i balanse.

ENERGITAP

Superledende materiale

Superledere krever normalt ekstrem kulde, men nå har forskere skapt en superleder som fungerer ved romtemperatur.

© J. Adam Fenster/University of Rochester

Superledere forbinder verdens strømnett

Før fornybar energi for alvor kan dekke opp mot 100 prosent av jordens energibehov, må strøm kunne flyte fritt over veldig store avstander – kanskje til og med fra kontinent til kontinent – for jo større områder som produserer og utveksler energi, jo mer stabilt blir både den samlede produksjonen og det samlede forbruket.

I praksis må solceller i Sørøst-Asia kunne bidra til å trakte morgenkaffen i Nordvest-Europa. Dessverre er ikke den tradisjonelle høyspenningsteknologien klar for en så omfattende utfordring på grunn av energitapet i selv de beste kablene.

En amerikansk studie viser for eksempel at 0,5–1,1 prosent av energien forsvinner per 160 kilometer i nasjonens kraftigste høyspentnett, med en kapasitet på 765 kilovolt. Dermed begynner tapet å bli et virkelig problem når strømmen skal distribueres over kontinenter eller til og med mellom kontinenter.

En mulig løsning som forskerne har hatt i kikkerten i mange år, er å bruke såkalte superledere. Superledere er materialer som gjør det mulig å lage kabler nesten uten energitap. Det innebærer at strøm kan sendes over en hvilken som helst avstand.

Utfordringen ligger i å finne materialer som oppfører seg superledende ved moderate temperaturer. De fleste superledere fungerer bare nær det absolutte nullpunkt, altså –273,15 grader celsius. Men høsten 2020 kom et gjennombrudd fra en gruppe forskere under ledelse av Elliot Snyder ved University of Rochester i USA.

De fant fram til en blanding av hydrogen, karbon og svovel som var superledende helt opp til en temperatur på 15 grader. Stoffet krever imidlertid fortsatt et ekstremt høyt trykk, så det kan ikke tas i bruke i strømledningene, men forskningen er på rett vei.