Da klimaminister Dan Jørgensen (S) i 2020 præsenterede regeringens klimaprogram, hev han den såkaldte ‘hockeystavsmodel’ frem fra værktøjskassen.

Med den i hånden forklarede han, hvordan Danmark frem mod 2030 skal reducere sin CO2-udledning med 70 procent, som Folketinget har vedtaget ved lov.

De første år fortsætter vi med at udlede stort set de samme mængder CO2 som nu. Men i de sidste par år op til 2030, sætter vi spurten ind og reducerer udledningerne kraftigt, ifølge regeringen.

CO2-kurven er altså først flad for derefter at bøje markant opad - som en hockeystav.

Grundstenene i det danske klimaprogram er en række teknologier, som blandt andet skal hive CO2 ud af atmosfæren og producere brændstof ved hjælp af grøn strøm.

Og Danmark er ikke det eneste land, som satser på teknologi for at nå sine klimamål.

Vi har kigget på fem af dem. Nogle nye – andre velkendte. Hvor stor en forskel kan de hver især gøre? Og er de overhovedet klar?

Det helt store problem i forhold til klimaforandringer er den mængde af drivhusgasser, som vi i stigende grad har udledt gennem de seneste 150 år.

Især CO2 fylder alt for meget i atmosfæren og er den væsentligste årsag til den globale opvarmning.

Derfor er det afgørende, at verdens lande begynder at udlede langt mindre CO2.

Men faktisk findes der også en teknologi, hvor vi samtidig kan fjerne noget af den CO2, som allerede er nået ud i atmosfæren. Carbon Capture hedder den.

Carbon Capture - CO2-fangst på dansk - kan foregå på to måder.

Der er den indirekte CO2-fangst, hvor teknologien kan bruges til at mindske CO2-udledningen på eksempelvis kraftværker, der bruger biogas eller biobrændsel til at skabe strøm.

I grove træk fungerer indirekte CO2-fangst som et stort filter på kraftværkernes skorsten, som fanger CO2’en, inden den fiser ud i atmosfæren.

Og så er der direkte CO2-fangst, hvor CO2 trækkeds ud af atmosfæren ved hjælp af små anlæg, som suger store mængder luft ind og sorterer CO2’en fra.

I forbindelse med begge typer CO2-fangst lagrer man den indfangede CO2 i undergrunden. Deraf begrebet Carbon Capture and Storage.

Det lyder muligvis en anelse sci-fi-agtigt med CO2 trukket ud af den blå luft, men teknologien har en del år på bagen og har bevist sit værd, fortæller Philip Fosbøl, som er lektor på DTU Kemiteknik, hvor han forsker i Carbon Capture and Storage.

- Både direkte og indirekte CO2-fangst er metoder, som allerede er i brug i dag. Potentialet i at trække CO2 direkte ud af atmosfæren er enormt, men teknologien er virkelig dyr og bruger for meget energi. Derfor er den indirekte model langt mere udviklet på nuværende tidspunkt og kan bruges i stor skala, siger han.

Indirekte CO2-fangst har i en årrække været brugt flere steder, hvor CO2 er blevet filtreret ud af diverse skorstene på kraftværker og fabrikker.

Problemet med den indirekte form er, at den også kan misbruges til at opretholde et højt forbrug af kul og olie, fortæller Philip Fosbøl.

- Det er alfa og omega, at vi får nogle klare regler for, hvor teknologien skal og må bruges. Hvis vi bruger teknologien rigtigt, kan den være med til at sænke CO2-udledningen og redde planeten fra at overophede. Men den kan også bruges til at redde de fossile industrier, som kan skaffe sig et ’grønnere image’. Det må simpelthen ikke ske, siger han og fortsætter.

- Det skal bruges i forbindelse med afbrænding af biobrændsler og hjælpe verden med at bevæge sig i en grønnere retning uden ’sort’ energi.

Den direkte CO2-fangst kan ikke på samme måde misbruges, og teknologien kan hjælpe os med at fjerne noget af den CO2, vi allerede har pøset ud i atmosfæren.

Det største anlæg til direkte CO2-fangst ligger lige nu på Island, og når det er fuldt funktionelt, skal det fjerne 4.000 tons CO2 om året. Til sammenligning udleder en gennemsnitlig dansker 11 tons CO2 om året ifølge Klimaministeriet.

- Teknologien er gennemtestet og virker. Den har potentialet til at spille en afgørende rolle i at bremse klimaforandringerne, men lige nu er omkostningerne så store, at der kun findes mindre anlæg, som ikke for alvor rykker noget i det store regnskab, siger Philip Fosbøl.

Derfor dedikerer forskere sig verden over til at gøre CO2-fangst billigere at bruge, og Philip Fosbøl tror på, at teknologien i fremtiden kan gøre en forskel.

- Vindmøller, solceller og elbiler var alle sammen dyrere og langt mindre effektive end alternativerne, da de kom frem. Siden da er udviklingen i den grad gået i den rigtige retning, og det er den samme vej, vi hurtigst muligt skal have Carbon Capture ned ad, siger han.

energilagring

CO2-fangst rammer på flere måder hovedet på sømmet, når det kommer til at reducere mængden af CO2 i atmosfæren.

Teknologien kan mindske mængden af CO2, som udledes, og på længere sigt kan den også fjerne dele af den CO2, som vi har udledt i de seneste årtier.

Noget vi i den grad får brug for, siger Philip Fosbøl.

- Der er ingen tvivl om, at vi i fremtiden skal trække store mængder CO2 ud af atmosfæren, hvis ikke de seneste årtiers CO2-amok skal bide os i bagdelen. Det kræver investeringer, støtteordninger og masser af intensiv forskning, men vi bliver nødt til at reparere på de fejl, vi tidligere har begået, siger han.

Potentialet for både direkte og indirekte er stort, mener Philip Fosbøl. Men der er udfordringer, som skal løses, før teknologien for alvor kan gøre en forskel.

CO2-fangst direkte i atmosfæren skal udvikles, så det i fremtiden bliver en billigere løsning at bruge til at ’rydde op’. Samtidigt skal vi sikre os, at den indirekte CO2-fangst bliver brugt til at hjælpe de mange lande, som stadigvæk er dybt afhængige af kul og olie, mener Philip Fosbøl.

I en fremtid, hvor al vores energi helst skal være grøn, kommer især vind og sol til at spille en hovedrolle.

Noget af det allersmarteste ved at ’høste’ energi fra sol og vind er, at begge dele er konstante ressourcer. Solen skinner altid et eller andet sted på kloden, og det samme kan siges for blæst.

Problemet er bare, at vi ikke altid kan regne med, at vindmøllerne drejer hurtigst rundt, når vi skal bruge meget strøm.

Blæser det for eksempel en halv pelikan midt om natten, hvor lyset er slukket og folk sover, risikerer vi at producere overskudsstrøm, som ikke bliver brugt til noget som helst. Omvendt kan vi komme til at mangle grøn strøm, hvis der pludselig er vindstille midt i den kollektive madlavning.

Medmindre vi altså finder en måde at gemme energien på, så vi kan bruge den senere. Energilagring hedder det på fagsprog, og den mest velkendte form er det klassiske batteri.

Her kan man gemme strømmen. Men i stor skala er batterier langt fra den ideelle løsning, fordi de er meget dyre og ikke holder effektivt nok på strømmen.

Derfor er en vigtig del af at reducere CO2-udledningen, at vi bliver eksperter i at lagre den grønne energi på andre måder end i batterier.

Det fortæller Kurt Engelbrecht, som er seniorforsker på Institut for energikonvertering og -lagring på DTU.

- Det oplagt, at vi gemmer energien, når vi har overskud. På den måde sørger vi for aldrig at løbe tør, og hvis vi har energi på lager, kan vi bruge den mange steder, som ellers ville kræve strøm fra vores vindmøller eller solceller, siger han.

Energilagring foregår typisk med enten el eller varme.

Den mest udbredte metode til at lagre el hedder pumped-hydro og bliver blandt andet brugt i Spanien.

Her pumper man store mængder vand op i et reservoir i bjerge eller fjelde, når den grønne strøm er billig, fordi det er blæsevejr eller solskin.

Her ligger vandet, indtil der en dag er underskud af grøn strøm, hvorefter det slippes fri og løber ned gennem en lang række turbiner, som laver ny strøm.

En anden metode er at bruge den grønne strøm til at varme noget op, som kan gemme på energien.

Det gør de for eksempel på DTU, hvor et stort kammer med cirka 5,5 tons småsten bliver varmet op af nogle velvoksne varmepumper, fortæller Kurt Engelbrecht.

- Varmestenene fungerer som et stort, primitivt batteri. Den grønne elektricitet varmer stenene op til flere hundrede grader, mens de ligger i et tæt isoleret rum. På den måde holder de på varmeenergien, indtil den skal bruges et sted. Eksempelvis til at varme huse eller butikker op, siger han.

energilagring

At lagre energi lyder ikke nær så sexet som at suge CO2 ud af den blå luft eller lave grønt brændstof ved hjælp af kemiske processor.

Men i en fremtid, hvor mange af vores energikilder og teknologier skal være så effektive som muligt, kommer energilagring til at udfylde en vigtig rolle, understreger Kurt Engelbrecht.

- Det er et puslespil med mange brikker, vi skal have regnet ud, før vi kan udfase de fossile brændstoffer én gang for alle, og energilagring er en central brik. Vi kan ikke tillade os at spilde den dyrebare energi fra vindmøller og solceller, bare fordi vi ikke er dygtige nok til at gemme det til senere, siger han.

Den største udfordring med energilagring er, at det stadigvæk foregår med nogle relativt dyre metoder.

Der er altså adskillelige bud på, hvordan fremtidens energilagring kan se ud, som for de flestes vedkommende er på trapperne, men ikke færdige endnu.

Men diversitet er en god ting, mener Kurt Engelbrecht.

- Det her er ikke et emne, som har en ’winner takes all’-løsning. Faktum er, at vi i langt højere grad skal kunne opbevare og dosere vores energi, og tiden vil så vise, om det bliver med varmesten, vandpumper, superbatterier eller noget helt fjerde, siger han.

På listen over grønne energikilder gemmer sig også en velkendt og noget kontroversiel størrelse: Kernekraft.

Atomkraftværker kan generere enorme mængder energi ved hjælp af processen fission. Fission foregår ved, at man spalter uran-atomer, hvilket frigiver store mængder energi.

Atomerne spaltes ved at løse neutroner brager rundt i en reaktor og støder ind i uranen. Når atomer spaltes, frigiver de flere løse neutroner, som derefter støder ind i andre atomer. Med andre ord foregår der en kontrolleret kædereaktion.

De store mængder energi fra kædereaktionen bliver brugt til at koge vand, som får turbiner og el-generatorer til at producere strøm.

Processen er på mange måder sammenlignelig med kulkraft, men fission skaber op mod 10.000 gange så meget energi per enhed som den samme mængde kul. Og kernekraft udleder ikke CO2.

Til gengæld hænger der også flere tunge skygger over atomkraften, som gennem årene har været impliceret i store ulykker. Det fortæller Bent Lauritzen, som er afdelingsleder på Institut for Fysik på DTU og har forsket i atomkraft i årtier.

- Der findes en stor frygt i samfundet, som primært drejer sig om risiko for ulykker, koblingen til våben og det radioaktive affald. Samtidigt er det dyrt at etablere atomkraft, og jeg har en klar fornemmelse af, at rigtig mange afskriver det per automatik. Energipotentialet i kernekraft er bare så uendeligt stort, at vi måske også skulle kigge på fordelene og ikke bare på ulemperne, siger han.

Mange kender til skrækhistorier fra kraftværker i Fukushima og Tjernobyl. Eller måske Barsebäckværket i Sverige, som kan ses med det blotte øje fra Danmark.

To modsatrettede bølger har de seneste år strømmet ind over verden, når det kommer til atomkraft.

Lande som Tyskland og Sverige har besluttet at lukke deres atomkraftværker, mens flere lande i Østeuropa vil satse på atomkraft og etablere nye kraftværker.

På verdensplan udgør atomkraft cirka 10 procent af den samlede elektricitet, og i EU er tallet 26 procent.

I Frankrig kommer langt mere end halvdelen af strømmen fra atomkraft, og halvdelen af EU’s medlemslande har aktive atomkraftværker.

Men det er svært at sætte en finger på, hvilken vej udviklingen går samlet set, fortæller Bent Lauritzen.

- Samtidig med at nogle lande lukker ned for deres kraftværker, virker der til at være en stik modsat tendens i andre lande. Kigger man på Østeuropa, er der antræk til langt større mængder kernekraft, og det bliver spændende at se, hvordan denne polarisering ender med at påvirke udviklingen, siger han.

kernekraft

De atomreaktorer, som er aktive i dag, kører stadigvæk på teknologi, som i grove træk er den samme som for 40 år siden.

I kølvandet på ulykker som Tjernobyl og Fukushima er der kommet strengere krav til sikkerhed på kraftværkerne, men selve fissionsprocessen er nærmest uændret. Det bliver der dog snart lavet om på, fortæller Bent Lauritzen.

- Der er en ny generation af reaktorer på vej, som kommer til at effektivisere processen markant. For det første kan de arbejde ved langt højere temperaturer, hvilket giver en højere effektivitet. For det andet kan de udnytte brændstoffet langt bedre, end vi gør i dag. Altså mere strøm for den samme mængde uran, siger han.

Der vil altid følge risici og potentielle slagsider med, når man benytter atomkraft, og derfor satser mange lande stadigvæk på energi fra vindmøller, solceller eller lignende.

Men med en faretruende klimakrise hængende over hovedet, må vi ikke afskrive kernekraften, mener Bent Lauritzen.

- Med en ny og forbedret generation af reaktorer vil det være muligt at gøre atomkraft både sikrere og billigere. Hvis vi får udvidet kapaciteten og mængden af kraftværker på en sikker måde, kan det potentielt føre til så store mængder energi, at der er nok til at erstatte de fossile brændstoffer i hele verden, siger han og fortsætter.

- Det er ikke sådan, at jeg for enhver pris vil have atomkraft i hele verden, men for mig at se, burde vi lave individuelle vurderinger fra land til land, inden vi takker nej. Det kan jo være den rigtige løsning mange steder.

Power-to-X er en række forskellige teknologier, som går ud på at anvende grøn strøm til at lave brændstof.

Første trin i processen er bruge elektricitet, eksempelvis fra en vindmølle, til at spalte vand i to dele: Ilt og brint. Den proces hedder elektrolyse.

Brinten kan bruges som brændstof, og hvis man kombinerer den med kulstof, får man det flydende brændstof methanol. Blander man i stedet brinten med nitrogen, får man grøn ammoniak.

Power-to-X foregår på et anlæg, der på mange måder minder om et raffinaderi, som vi kender det fra produktionen af for eksempel benzin og diesel.

Benzin og andre fossile brændstoffer er netop dér, hvor Power-to-X kan fungere som en bæredygtig erstatning.

Især i den tunge transport med fly og containerskibe kan det grønne brændstof fra Power-to-X gøre en forskel, fortæller Jacob Østergaard, som er professor på DTU og arbejder med Energisystemer og Power-to-X.

- Det mest effektive er, når vi kan bruge den grønne strøm fra vind og sol direkte i stikkontakterne eller elbiler. Nogle steder kan det bare ikke lade sig gøre. Det gælder for eksempel flytrafikken, oceangående skibe, landbruget og store industrielle maskiner. Her kan Power-to-X virkelig gøre klimaet en stor tjeneste, siger han.

Power-to-X er en relativt ny teknologi, og derfor er mange anlæg stadigvæk på forsøgs– og testplan her i Danmark.

Tidligere i år blev Europas største Power-to-X-projekt offentliggjort. Det skal bygges i Esbjerg og bestå af to anlæg, som skal stå klar i henholdsvis 2024 og 2026.

Anlæggene skal både producere ammoniak til landbruget og brændstof til skibsindustrien. Spildvarmen fra anlæggene skal ifølge planen levere fjernvarme til husstande i Esbjerg.

Og det er et godt eksempel på, hvordan Power-to-X kan drives videre fra testfasen, fortæller Jacob Østergaard.

- Der er anlæg på vej mange steder i verden, som ligner dem, de vil bygge i Esbjerg. Planerne er ambitiøse og tænker fremfor alt på, hvordan Power-to-X kan passe ind i de energisystemer, vi allerede har. Strømmen kommer fra eksisterende vindmøller, og spildproduktet bliver brugt konstruktivt. På de vilkår kan teknologien virkelig blomstre, siger han.

power-to-x

På nuværende tidspunkt er Power-to-X en teknologi, som står på tærsklen til for alvor at blive taget i brug.

I de kommende år handler det om at gøre det billigere at anvende Power-to-X. Især udstyret til at lave elektrolyse er nemlig dyrt.

Power-to-X kan blive billigere, hvis man får det integreret i de energisystemer, vi allerede bruger.

Når vinden blæser kraftigt om natten, hvor vi ikke bruger så meget strøm, kan energien fra vindmøllerne bruges til Power-to-X. Alternativt kan energien ende med at gå til spilde.

På den måde kan man gøre Power-to-X fleksibelt og økonomisk attraktivt, fortæller Jacob Østergaard.

- Hvis Power-to-X i sidste ende skal være med til at gøre skibsindustrien, flytrafikken og landbruget CO2-neutralt, kræver det en eksplosiv udvikling. Teknologien er efterhånden moden til at blive bredt ud, og med lidt vind i sejlene er potentialet stort allerede inden for de kommende år, siger han.

Mange af de teknologier, som bliver udråbt til at kunne hjælpe med at tackle klimaforandringerne, er relativt nye og i nogle tilfælde uprøvede.

Forskning og investeringer skubber kraftigt på udviklingen, men allerede nu har vi mere modne teknologier, som har bevist deres værd gennem årtier. Nemlig de vedvarende energikilder.

Vindmøller, solceller, vandkraft og biobrændsel har i lang tid været grundstenen i den grønne omstilling, og både sol- og vindenergi er stadigvæk i stor vækst.

Det fortæller Gorm Bruun Andresen, som er lektor med speciale i vedvarende energi på Aarhus Universitet.

- Vandkraft har eksisteret i meget lang tid, og vi har efterhånden udnyttet mange af de mest oplagte steder at bruge teknologien. Til gengæld er solceller en af de hurtigst voksende energikilder, og vind er også i heftig vækst, siger han.

Biomasse er den største kilde til vedvarende energi i verden, og udgør omkring 14 procent af verdens samlede energiforbrug, mens sol og vind udgør mellem to og fem procent.

Der er dog nogle betænkeligheder forbundet med biomasse, da der også udledes CO2, når man brænder biomassen af. Desuden risikerer sund og rask skov at blive fældet for at ende som brændsel.

Derfor er det i fremtiden energi fra solens stråler og blæsevejr, som skal trække det tunge læs for de vedvarende energikilder, mener Gorm Bruun Andresen.

- Vind og sol bør spille hovedrollen, når vi skal helt væk fra fossile brændstoffer og CO2-udledning. Mange steder i verden er grøn energi allerede den billigste løsning, og for mig at se er biomasse ikke det rigtige sted at satse på den lange bane, fordi det befinder sig i en gråzone, siger han.

I Danmark har vi altid været med helt fremme i forhold til vindenergi.

Verdens første havmøllepark blev opført i 1991 ud for Lolland, og indtil for få år siden har ’Vindeby’ leveret grøn strøm.

Siden 1991 er antallet af vindmøller i Danmark eksploderet, og tidligere i år åbnede den hidtil største vindmøllepark herhjemme: Kriegers Flak Havmøllepark.

72 store havvindmøller skal fremover producere strøm nok til at dække 600.000 danske husstandes elforbrug, ifølge Energistyrelsen.

Både på grund af veludviklet teknologi og store mængder blæst er vindenergi en oplagt metode at bruge i Danmark.

Ander steder er forholdene mere gunstige for at udnytte energien fra solens stråler ved hjælp af store arealer med solceller, som groft sagt fanger solstrålerne og omdanner dem til elektricitet.

De allerstørste solcelleanlæg ligger i Indien og Kina, men flere lande i Sydeuropa satser også i stigende grad på solenergi.

Og vind og sol har den store fordel, at de sagtens kan trives side om side, fortæller Gorm Bruun Andresen.

- Sol og vind kannibaliserer ikke på hinanden. Tværtimod komplimenterer de faktisk hinanden rigtig godt. Der kan sagtens rulles store mængder solceller og vindmøller ud på samme tid, og vi får i høj grad brug for at satse stort på netop de to energikilder. Heldigvis er det efterhånden både billigt og grønt, hvilket er en attraktiv kombination, siger han.

vedvarende-energi

Bådei EU og Danmark såvel som i FN-regi er der udtalte mål om at blive uafhængige af fossile brændstoffer.

Hvis det skal lykkes, skal størstedelen af vores energi i fremtiden komme fra de vedvarende energikilder.

Energiformer som vandkraft, biomasse og geotermisk energi kommer fortsat til at spille en rolle, men de to bærende teknologier kommer til at være solceller og vindmøller, understreger Gorm Bruun Andresen.

- De to teknologier er veletablerede, og vi ved, at det er en pålidelig og holdbar kilde til energi. Derfor handler det primært om at skabe mest muligt grøn energi ved at udbrede solceller og vindmøller så hurtigt som muligt - og om at gøre energispildet så lille som muligt, siger han.

For mange lande bliver det en stor opgave at omlægge deres energiforbrug.

Store nationer som Kina har investeret mange penge i en infrastruktur, som kører på fossile brændstoffer, hvilket gør det meget dyrt for dem at skifte, før kulminer og kraftværker har udført det arbejde, de blev bygget til.

For andre lande bliver den store udfordring at få kendskab og know-how omkring de grønne energikilder, fortæller Gorm Bruun Andresen.

- Det er nogle meget komplicerede energisystemer, som følger med et skifte til vind eller solenergi. Hvis man hidtil har været afhængig af kul og olie, kræver det en stor indsats at blive klar til sådan en omlægning, og der ligger en vigtig opgave i at få teknologierne gjort tilgængelige i hele verden. En opgave vi bliver nødt til at løse for at sætte skub i den grønne omstilling, siger han.

Af Simon Andersen Nielsen. Grafik og kode af Mathis Birkeholm Duus, Yana Yun Lin, Casper Glumsøe Bach, Tommy Faldt Pedersen og Jesper Winther
FacebookTwitter