Vi hører stadig om at kullkraftverk er miljøfiendtlige, men at de likevel er i drift svært mange steder i verden. Her forklarer vi hvorfor, og ser på hva som er bra og hva som er dårlig med denne energikilden.
Kullkraft er en nyttig, men miljøfiendtlig energikilde
Verden har i flere hundre år gjort seg nytte av kull som energikilde. Den store nytten den har gjort, og gjør, er årsaken til at kull fortsatt er viktig. Før vi går inn på hvordan kullkraft brukes som energikilde i dag må vi se på alle fordeler og ulemper den medfører.
Fordeler:
- Relativt enkel å frakte, og kan brukes som drivstoff til frakten
- Relativt enkel å lagre
- Store, kjente forekomster
- En energikilde som er forutsigbar
- Godt utviklet og enkel teknologi
Ulemper:
- Gir store CO2-utslipp til atmosfæren, noe som bidrar til oppvarming av Jorden
- Fører til sur nedbør
- Kull er ikke en fornybar ressurs
- Fører til helsefarlig miljøforurensing for arbeidere og bosatte i nærheten av kullkraftverk
Viktig energikilde
The International Energy Agency (IEA) forteller at kull siden starten av 21. århundret har vært den energikilden som har vokst hurtigst. I tillegg kommer at kull er det fossile brennstoffet som det er størst kjente reserver av i verden.
Produksjon fra kullkraftverk står i dag for rundt 11 % av energiforbruket i verden. Kullkraft utgjør om lag 38 % av all strømproduksjon i verden.
Dette viser at det kreves store endringer når man ønsker å gå vekk fra kullkraft som energikilde.
Likevel er det stadig sterkere politisk ønske om å dreie energimiksen vekk fra kullkraft. Selv i Kina, som har svært store kullforekomster og store kullkraftverk, er det et langsiktig mål.
Årsaken til det er at kullkraft er en miljøversting, av to hovedgrunner:
- Store utslipp av CO2 til atmosfæren
- Miljøforurensing i forbindelse med kullkraftverkene
Bare i Kina blir om lag halvparten av landets elektrisitet produsert fra kullkraftverk. Dette har landet et mål om å endre. Blant annet har de lagt om til å benytte naturgass, som de importerer fra Norge og USA. Naturgass er også et ikke-fornybart og fossilt brensel. Likevel fører det til langt mindre utslipp og ødeleggelser enn kull.
Forskjellige typer kull
Kull finnes i forskjellige typer rundt om i verden, men det finnes ingen felles standard klassifisering.
Det som i Norge vanligvis kalles brunkull, kalles i mange andre land «lignite». Noen steder deles det inn i «lignite» og «subbituminous coal».
USA og Kina, som er store produsenter og forbrukere av kull, kaller gjerne brunkull «other bituminus coal». De ulike betegnelsene kan føre til forvirring rundt statistikk og oversikt over produksjon og forbruk av kull.
Siden USA er et hovedland for kull, gir det mening å se på deres inndeling av kull, i fire kategorier. To av disse kalles kun brunkull på norsk:
- Lignite (brunkull)
- Subbituminous coal (brunkull)
- Bituminous coal eller steam coal (steinkull)
- Anthracite (antrasitt)
Lignite (brunkull)
Brunkull har høyt vanninnhold. Det fører til at det er dyrt å utvinne. Dessuten har det lett for å selvantenne. Det medfører at det også er kostbart å lagre og transportere.
Brunkull kommer fra plantemateriale som ble dannet for 100 til 250 millioner år siden. Det består av mellom 25 og 35 % karbon.
Siden transport av brunkull byr på utfordringer, forbrennes det ofte i kullkraftverk som er plassert så nær gruvene som mulig. Slike gruver finnes mange steder. Tyskland og Russland har i flere år vært største produsenter av brunkull.
Subbituminous coal (brunkull)
Denne typen brunkull er dannet fra plantemateriale som er om lag 100 millioner år gammelt. Det har noe høyere karboninnhold, mellom 35 til 45 %.
USA er stor produsent av dette brunkullet, og da særlig delstaten Wyoming. Der produseres om lag 47 % av hele landets kullkraft. Likevel er det Kina som er den aller største produsenten av denne typen brunkull i verden.
Bituminous coal eller steam coal (steinkull)
Steinkull skiller seg fra brunkull ved at den er dannet under høyere temperatur og trykk enn brunkull. Dessuten kan den være langt eldre, opptil 300 millioner år gammelt. Karboninnholdet til steinkull er dessuten høyere, mellom 45 og 86 %.
Steinkull deles inn i tre kategorier, «smithin coal», «cannel coal» og «coking coal». Som navnet henviser til så ble smithin coal tidligere brukt av smeder, mens cannel coal gjerne ble brukt til belysning.
Coking coal er i dag den mest brukte typen steinkull, og brukes i stor grad i stålindustrien.
Steinkull regnes som en mellomting mellom brunkull og antrasitt.
Anthracite (antrasitt)
Antrasitt er kull som er dannet ved 200 til 300 grader. Det har skjedd så dypt som 6 til 12 km ned i jordskorpen. Det er også det eldste kullet. Det inneholder så mye som 86 til 97 % karbon. Antrasitt skiller seg fra andre kulltyper ved at det har en skinnende og metallisk glans.
Mens brunkull er svært lettantennelig, er antrasitt vanskelig å antenne. For at antrasitt skal brenne må det være en sterk tilførsel av oksygen. Når det brenner skjer det uten høye utslipp, og det brukes ofte i ovner og peiser.
Antrasitt har flere bruksområder, ved siden av energiproduksjon. Blant annet er kullfiltre, til å filtrere vann, er laget av antrasitt.
Rundt ¾ av verdens antrasitt er utvunnet i Kina. Du kan lese mer om ulike typer kull på nettsidene til Norges Geologiske Undersøkelse (NGU).
Energiproduksjon ved kullkraftverk
Kullkraftverk kalles på engelsk «coal-fired power plants». Det er fordi energi produseres ved at man brenner kullet.
Når kullet brenner skapes det varme som deretter benyttes til å lage vanndamp. Vanndampen er koblet til en turbin og en generator. Turbinens rotasjon gjør det så mulig å generere elektrisitet.
Norsk kullkraft
I Norge har kullkraftverk på Svalbard. Longyear Energiverk produserer strøm og fjernvarme. Om lag 40 GWh går til strøm, mens om lag 70 GWh produseres til fjernvarme. Dette går til å dekke strøm- og varmebehovet for de om lag 2000 innbyggerne i Longyearbyen. Energiforbruket er langt høyere på Svalbard enn på det norske fastlandet.
Siden kullkraftverk bidrar sterkt til klimagassutslipp, jobbes det med å finne alternative energikilder til Svalbard. Det er også politisk vedtatt at Longyearbyen Energiverk skal legges ned, ifølge Teknisk Ukeblad.
I tillegg til Longyear Energiverk finnes det et kullkraftverk til på Svalbard, Barentsburg kullkraftverk. De produserer også energi til bruk på øya. Til sammen slipper disse to kullkraftverkene ut om lag 200 000 tonn CO2 og 1250 tonn SO2 i året.
Vi ser hvor høyt dette utslippet er, når vi sammenligner med hele Oslo, med en halv million innbyggere og en rekke bedrifter og industrier, som årlig slipper ut rundt 1 million tonn CO2-ekvivalenter.
Energikilde som gir global oppvarming
Utslipp av miljøgasser som CO2 og SO2 bidrar sterkt til global oppvarming. Samtidig er kull det fossile brenselet som lager mest CO2 per energienhet som blir produsert. Derfor ses den på som verst av de fossile brenslene, og det verden først og fremst må dreies vekk fra.
CO2-utslippene har svingt litt opp og ned de seneste årene. Etter litt nedgang, steg den igjen i 2018, som var et år med rekordhøye CO2-utslipp. Da ble det sluppet ut 33,1 gigatonn CO2. Energisektoren utgjorde 2/3 av den økningen.
Økningene i CO2-utslipp i 2018 skyldtes en økning i utslipp fra alle typer fossilt brennstoff, men kullkraftverk stod bak den største delen av økningene.
Kullkraftverk forårsaket i 2018 30 % av verdens CO2-utslipp. Dette illustrerer godt hvorfor kullkraft ses som en hovedårsak til global oppvarming, og hvorfor det jobbes for å bytte ut kullkraft som energikilde.
Samtidig vet vi at kullkraftproduksjon igjen har økt det siste året, mye på grunn av krigen i Ukraina og den påfølgende begrensningen i gassleveranser fra Russland.
Miljøforurensing fra kullkraftverk
Mens global oppvarming er en trussel for klimaet i hele verden, fører kullkraftverk i tillegg til ekstra utfordringer i sitt nærmiljø.
I kullkraftverkene brennes kullet, og man produserer dermed energi når karbonatomene brytes opp. I den prosessen frigjøres samtidig mange andre stoffer, som er skadelige. Det inkluderer:
- Svovel
- Nitrogen
- Kvikksølv
- Bly
- Karbonmonoksid
- Arsenikk
- Giftige tungmetaller
Disse skadelige stoffene påvirker både dyr, mennesker og natur i områdene rundt kullkraftverkene.
Det har vært forsket mye på skadevirkningene ved å bli utsatt for disse stoffene. Blant annet slo en rapport i European Heart Journal i 2019 fast at forurensning gir økt fare for hjerteproblemer og slag. De skrev at en gjennomsnittlig europeer mister to år av livet sitt på grunn av dårlig luftkvalitet.
Dette gjelder imidlertid ikke for hele Europa. Det er særlig i Øst-Europa, hvor det er kullkraftverk i mange av de største byene, det er store problemer med luftkvalitet.
Områder i Asia regnes som å være enda verre stilt. Flere byer i Kina sliter med luftforurensning, mens India regnes som det landet i verden med aller høyest luftforurensing.
Fremtiden for kullkraft som energikilde
I India og Sørøst-Asia fortsetter dessuten kraftproduksjonen fra kull å øke. Selv om denne produksjonen går ned i andre deler av verden, som Nord-Amerika og Europa, går derfor den samlede produksjonen i verden opp.
Asia er imidlertid delt. Kinas etterspørsel etter kullkraft beveger seg noe ned, selv om den fortsatt er svært høy. Der forsøker man å bygge ut andre energikilder for fremtiden. Indias enorme, og voksende, energibehov fører foreløpig likevel til en vekst i Asias kullkraftproduksjon.
Også i Europa ser fremtiden til kullkraftverk ut til å være delt. I Vest-Europa har man kuttet ned på kullkraftproduksjon. Samtidig bygges det nye kullkraftverk øst i Europa, blant annet på Balkan, i Polen og i Hellas.
Det er også verdt å merke seg at krigen i Ukraina har ført til at kullkraftverk enkelte steder, som i Tyskland, videreføres lengre enn ellers planlagt, for å imøtekomme kraftbehov når tidligere planlagte gassleveranser fra Russland har uteblitt.
Den krigen er derfor en faktor som bidrar til å gjøre utfasingen av kullkraftverk i Europa mer usikker. Likevel er det forventet at kullkraft vil utgjøre en stadig mindre del av energimiksen i Europa, og etter hvert i resten av verden. Hvor raskt denne utviklingen vil skje, er imidlertid fortsatt et åpent spørsmål.
Karbonfangst som redning
Siden kullkraftverk er en versting når det gjelder CO2-utslipp til atmosfæren, er det viktig å også nevne karbonfangst. Det er fordi det av mange ses på som en måte å rette opp noen av skadene ved kullkraftproduksjon, og utslipp fra andre fossile brennstoff.
Karbonfangst er en teknologi for å fange og lagre CO2. Den er noe omstridt, fordi en del mener at man heller bør jobbe for å minimere hvor mye CO2 som slippes ut i atmosfæren.
Det finnes i dag karbonfangst-anlegg i seks land:
- USA
- Canada
- Norge
- Brasil
- Saudi-Arabia
- Kina
I Norge har vi holdt på med karbonfangst siden 1996. Vi har i dag to anlegg for karbonfangst, begge i tilknytning til produksjonsanlegg for olje og gass. Det ene er på Sleipnerfeltet i Nordsjøen, og det andre er i Barentshavet, på Snøhvitfeltet. Disse anleggene drives av Equinor, og samler årlig om lag 1,7 millioner tonn CO2.
I tillegg har Norge verdens største anlegg for testing og utvikling av teknologi relatert til karbonfangst, Teknologisenteret på Mongstad (TCM).
Der testes to ulike typer karbonfangst:
- Aminbaserte teknologier, hvor karbonfangst gjøres ved hjelp av aminoppløsning.
- Ammoniakkbasert teknologi, hvor det brukes nedkjølt ammoniakk til karbonfangst.
USA fanger mest CO2, nesten 25 millioner tonn årlig. Det henger imidlertid også sammen med andelen CO2 de slipper ut. I tillegg til USA er det bare Canada som fanger mer karbon enn Norge.
Det forskes mye på karbonfangst, og flere land jobber med å få i gang anlegg for karbonfangst. Norcem er en av bedriftene som jobber med slik teknologi. Du kan lese mer om det på deres nettsider.
Oppsummert
- Kullkraftverk produserer i dag en betydelig del av verdens energi. Det betyr at mange millioner mennesker fortsatt er avhengige av kullkraft for å få elektrisitet til lys og varme, i tillegg til industriell produksjon. Dette gjelder ikke minst i deler av Asia, og i Øst-Europa.
- Samtidig jobber store land som Kina og USA med å dreie energiproduksjonen vekk fra kullkraftverk. Derfor forventes det at kullkraft som energikilde vil gå nedover på mellomlang sikt, om enn ikke på kort sikt.
- Fremtiden for kullkraftverk avhenger av at man i tilstrekkelig grad klarer å forsyne verden med alternative energikilder. I mellomtiden ses karbonfangst som en måte å bedre klimaet på, ved at CO2 fra utslipp fra fossilt brennstoff fanges og lagres.
Fordelene med kullkraft henger sammen med at det mange steder er relativt lett tilgjengelig, ferdig relativt rimelig, samt at det er en utviklet teknologi. Ulempene ved kullkraft er:
- Store utslipp av miljøgifter som bidrar til global oppvarming
- Store miljøødeleggelser i nærområdene til kullkraftverk
