Energihushållning för de verkliga behoven

Livsnödvändig anpassning

"Vårt industriella samhälle är uppbyggt på lånad tid. Bokstavligen lånad tid. De enorma tidsrymder som naturen tagit på sig för att koncentrera biobränslen till fossila. Hur skall vi kunna ersätta de fossila bränslena utan att förlora energi?

de flesta inser att oljesamhället går mot ett slut, även om det råder skilda meningar om hur snart bristen inträder. Det finns nu en spridd uppfattning att oljan kan ersättas med biobränslen, t ex etanol. Sedan antas nuvarande industrisamhälle och sociala beteenden kunna fortsätta, fast på ett uthålligt sätt.

Förutom att etanolen gör oss fria från oljan, så anses inte ett biobränsle bidra till växthuseffekten, då inga fossila lager sägs tas i anspråk. Men det finns en fundamental skillnad mellan etanol och olja, som gör att en sådan övergång knappast är möjlig. Det handlar egentligen om tid.

I en av de mest lästa vetenskapliga artiklarna på senare år visar Jeffrey Dukes att moder jord behövde ca 400 års produktion av biomassa (solenergi) för att skapa den mängd olja vi idag förbrukar på jorden under ett år.

Vi skall då komma ihåg att denna process innebär inte bara att omvandla biologiskt material till kolväten, utan också att ge denna mängd en någorlunda ren form, samt att sedan samla ihop detta rent geografiskt till en distinkt plats – en oljekälla. Allt detta krävde arbete (energi) som moder jord stod för.

Men etanol får vi inte serverad på detta sätt. Vi måste själva sätta in arbete (energi). Om vi utgår från spannmål måste vi odla åkern och behöver diesel till traktorer, energi till framställning av konstgödsel, pesticider och konstbevattning. 

Ett viktigt arbetsmoment är själva ihopsamlandet. Bioenergi är till skillnad från oljan alltid utspridd och just ihopsamlandet är en av bioenergins akilleshälar, vare sig vi utgår från åkern eller skogen. Sedan krävs energi vid spannmålstorkar och för transporter.

När spannmålen omvandlas till etanol i en tillverkningsindustri förloras energi, jästsvamparna gör arbetet, inte för att hjälpa människan, utan för att frigöra en del av energin i spannmålen åt sig själva och det bildas koldioxid. För att sedan få den kvarvarande etanolen fri från vatten åtgår energi vid destillation. Slutligen skall detta biobränsle transporteras till mackar.

kräver en infrastruktur. Men viktigast är att alla dessa moment kräver en infrastruktur av maskiner och apparater gjorda av metall, där gruvor först måste leverera malm, som sedan genomgår en rad processer innan vi har rent järn, koppar, aluminium etc. Alla dessa processer är ytterst energikrävande.

Antag att vi har ett samhälle som är oberoende av olja och där transporterna vilar på etanol. Då måste denna bioenergi räcka, inte bara till den framställningprocess som beskrivits ovan, utan även till tillverkningen av metallföremålen i infrastrukturen – allt från traktorer och jordbruksredskap till rostfria rör, pumpar, svetselektroder och tankbilar. Samt reparationer och reservdelar.

Men vi måste vidga perspektivet. Vår tekniska infrastruktur fungerar som en sammanhållen väv, där varje del är beroende av helheten. Man kan inte ta bort någon del, t ex alla muttrar, utan att en död hand läggs över det tekniska samhället. 

De kanske viktigaste delarna i vår tekniska väv är exempelvis vägar och broar, vatten- och avloppsledningsnät, kraftledningar, kraftverksdammar, muddrade farleder, flygfält och hamnar osv. Alla dessa skapelser har en livslängd på mellan 50 – 150 år, även om vi under en mansålder ser dem som beständiga och ”eviga”. Det fodras enorma energimängder för att ersätta detta. Är detta möjligt med bioenergi?

Föreställ er att ni kommer till en ännu inte upptäckt kontinent med ritningar på vindkraftverk, solpaneler och etanolfabriker. Där finns allt utom fossila bränslen. Hur skall ni gå till väga? Är det över huvud taget möjligt att bygga och underhålla ett tekniskt samhälle i nuvarande form utan fossil energi?

I och med att oljan fanns färdig i källor och oljefält, kunde huvuddelen av energiinnehållet användas av människan för att bygga upp vårt tekniska samhälle. Man har uppskattat att under 30-talet behövde vi bara sätta in 1 energienhet för att få ut 40. Men i takt med att de fyndigheter som varit lättast att utvinna redan är tömda, får man gå till fyndigheter som inte är lika lätta att utvinna och som kräver mer energi. 1970 hade kvoten mellan insatt energi och utvunnen energi sjunkit till 1:30 och är idag under 1:10 för dagens oljeproduktion.

systemavgränsning. Men etanol levereras inte färdig av moder jord som oljan, utan vi måste lägga mycket arbete (energi) på de olika framställningsprocesserna ”från ax till limpa”. Detta gör att motsvarande förhållande stannar vid kanske 1:1½ för etanol. Forskare och experter kommer dock till olika resultat. Flera menar till och med att det är en ren förlustaffär. Dessa olika resultat beror på vilken s k systemavgränsning man gör vid beräkningen.

Detta kan åskådliggöras med planerna på att göra etanol av skogsråvara. När det konventionella skogsbruket tagit sitt timmer till trävaror eller pappersmassa, ligger grenar och toppar kvar i skogen. Detta kallar man grot. Man har angivit att där finns mycket bioenergi.

Den som gör en energianalys kan begränsa sig till att ta med den energi som krävs för att samla ihop grot och köra detta till etanolindustrin. Just dessa transporter kräver dock mycket energi, eftersom det bara är själva cellulosan som kan omvandlas till socker och sedan till etanol. 

Cellulosan utgör kanske bara 25 procent av långtradarlasset. Sedan kan man påstå att den energi som krävs till de stora skogsprocessorerna som skalar av grenar och toppar, den ska relateras till sågtimret och massaveden men inte till etanolframställningen. Det gör också anläggandet och underhåll av skogsbilvägar – och inte minst snöröjning. Inte heller det drivmedel, som de anställda behöver för att ta sig till och från arbetsplatsen, räknas in.  

Om man således vältrar över en rad energiposter på andra eller struntar i dem helt enkelt, så kan man få det resultat man önskar. Man gör olika avgränsningar när det gäller vilka energiposter man tar med.

   När man tillverkar biogas utgår man ofta från matrester och avfall från livsmedelsindustrin. Men beräkningar från USA visar att det krävs 10 gånger mer energi att framställa och ge oss mat än den energi som sedan finns i maten. Det är svårt att se hur man skulle kunna få ett energinetto ur detta, även om man trimmade systemet till faktor 2 i stället för 10?

En solcell påstås ha betalt tillbaka sin energiskuld (energi vid tillverkning etc.) efter 5 år. Vilka energiposter har tagits med och vilka har uteslutits? Inom det ekonomiska systemet måste alla kostnader betalas, man kan inte välja vilka räkningar man inte vill betala. 

En solcell kostar hos Clas Ohlsson cirka 6.000 kr exklusive reglerutrustning och tillbehör. Den ger 80 Watt, men i genomsnitt ger en solcell 10 procent av märkeffekten, dvs 8 Watt. Vid ett energipris vid 50 öre per kWh tar det cirka 170 år innan solcellen har tjänat in sina kostnader. Då är solcellen för länge sedan skrotad. Många av kostnaderna för solcellen är samtidigt ett mått på energiåtgång. Detta tyder på att systemavgränsningen är mycket bristfällig och att beroendet av den tekniska infrastrukturen är långt större än vi tror.

metallen är hjärtat. Nu återkommer den viktiga frågan: – Kan industrisamhället i nuvarande form fungera utan fossil energi?

Om man jämför en häst med en traktor, en fågel med ett jetplan eller en delfin med en ubåt, så är naturens skapelser oerhört mycket mer energieffektiva än de tekniska skapelserna. 

Att flytta ett hekto kycklingkött med flyg från Afrika till Sverige kräver säkert mer än hundra ggr mer energi än att flytta ett hekto levande fågel samma väg med hjälp av sina vingar. 

Är det inte sannolikt att denna minimala energiåtgång är en förutsättning om våra liv och vårt samhälle skall kunna inpassas i naturens energiomsättning, dvs en omsättning utan fossila bränslen? Skulle evolutionen ha trimmat fram en energihushållning som är ”onödigt” energisnål?

Bioenergiförespråkarna påstår ibland lugnande att det faller in kanske 10.000 gånger mer solenergi till jorden än vad vårt industrialiserade samhälle behöver. 

Felet med detta resonemang är att det är så energikrävande att samla ihop och omvandla denna energi, att nettot ändå blir nära noll. Växterna kan efter årmiljoners utveckling ändå bara ta till vara en bråkdel av den energi som bestrålar en åker eller ett skogsområde. 

Kan människan, som också är en del av evolutionen, verkligen framställa en uthållig insamling av solenergi som överträffar fotosyntesen?  Även om vi hittar en solcell som klarar detta, kommer frågan: – Kan denna cell tillverkas med endast bioenergi? Eller annorlunda uttryckt: – Är inte en god prestanda hos en sådan cell skenbar, där nettot i stället blir negativt om vi tar med all den solenergi, som finns samlad i den fossila energin som behövs vid framställningen av cellen?

Innan användningen av olja och kol i stor skala var användningen av metaller blygsam i samhället. Trä, sten och andra naturmaterial härskade liksom i andra samhällen i naturen, exempelvis hos myror och bävrar. 

Kanske är nuvarande användning av metaller i människans samhälle – exempelvis i förpackningar som konservburkar – en energimässig omöjlighet utan fossila bränslen?

tid och fossil energi. Det mest sannolika är att den koncentration av färdig energi som finns i oljan egentligen handlar om tid – hur moder jord under årmiljoner samlade ihop och koncentrerade solenergi som vi sätter sprätt på under några mansåldrar. 

När människan upptäckte kol, olja och gas, kunde vi utveckla ett ytterst energislösande tekniskt samhälle, men också tillämpa tekniker som inte behövde inpassas i naturens normala energiomsättning. 

Att förflytta 80 kilo människa med hjälp av en bil av metall som väger 1 ton är ett exempel på detta ”trots” mot evolutionen. 

Observera att om vi i stället väljer att rida på en häst, behöver inte denna ”tillverkas” och ger inget problematiskt avfall på samma sätt som bilen. Det är ett ekologiskt mirakel att den ”uttjänta” hästen med hjälp av ytterst litet energi själv tillverkar en ny häst och kvarlevorna blir resurser och energi för annat liv. 

Just gruvbrytning, metallframställning och användning av metaller förekommer inte i naturen och detta är nog själva hjärtat i energifrågan och när det gäller vår civilisations överlevnad. 

Hur skall begreppet uthållighet kunna förenas med gruvbrytning och metallanvändning?

När moder jord samlat solenergi i fossilt bränsle har hon på sätt och vis samtidigt samlat tid åt tre generationer av mänskligheten.

När vi flyger förbi fågeln i våra metallflygplan, när vi bara behöver ägna en kort stund av dagen åt att få energi till oss själva i form av mat, eller när vi på några sekunder rafsar till oss en tröja på H&M, så förkortas vår tidsskala genom den ihopsamlade tiden i kol, olja och gas.

Till och med vår ökade medellivslängd kan ses som resultatet av denna ihopsamlade tid, liksom den moderna människans överhettade tankevärld.

två bilder. Till sist skall jag berätta två små historier som belyser de redovisade svårigheterna med bioenergi och att försöka driva ett samhälle uppbyggt för fossil energi med sådan energi:

En gammal pensionär berättade att han som inkallad under kriget stod vid en stor ångmaskin i skogen i Värmland som högg timmer till flis. Det visade sig efter en vecka att nästan all den upphuggna flisen hade gått åt till att driva ångmaskinen.

En ångmaskin har visserligen lägre verkningsgrad än en bilmotor. Men flisen innehåller å andra sidan mer energi än den etanol man kan göra av flisen.

En av mina vänner har får i Dalarna. Han kan i likhet med etanolplanerarna när det gäller grot, ange hur många ton bete det finns i ett skogsområde. Då han vet hur mycket bete varje får behöver kan han räkna ut hur många får han kan släppa ut i skogen. Men det visar sig att inte ett enda får kan släppas ut i denna skog. Grässtråna är alltför utspridda för att ha något värde för fåren. De gör av med mer energi än de får i sig och klarar sig inte i längden när de skuttar omkring i just denna eländiga och kuperade skog.

De tre slutsatser vi bör dra är: 

Dels att nuvarande planer för att utvinna bioenergi närmast är ett sätt att använda energiresurser i ett oljedrivet samhälle, men kan inte bära ett samhälle uppbyggt på olja. 

Dels att en övergång från olja till biobränslen i stället förutsätter en stor omstrukturering av vårt nuvarande samhälle och ändrade sociala beteenden. 

Och slutligen borde en sådan omstrukturering påbörjas redan nu, medan vi fortfarande har tillgång till fossila bränslen.

Gunnar Lindgren

Civilingenjör KTH

Lektor, Musikhögskolan

Uppdaterad 2007-12-05