Naturens lagar är inte förhandlingsbara

För svensk del har energi och särskilt elektrisk energi debatterats i omkring fem decennier. Fokus i denna debatt har närmast undantagslöst lagts på de tekniska aspekterna av vår energiförsörjning, där inte minst kärnkraftens vara eller inte vara har varit föremål för ett intresse som närmast gränsar till besatthet.

Energiförsörjningens roll som en grundläggande förutsättning för välfärdssamhället har däremot varit tämligen undflyende i denna debatt, så låt oss därför börja resonemanget i den änden. För att få perspektiv på saken kan det vara illustrativt att göra en återblick på tiden före industrialismen.

Ursprungligen grön energi

Fram till Europas industrialisering på 1800-talet var den sammanlagda ”installerade” effekt som människor kunde utnyttja ungefär 15 GW. Denna effekt var fördelad så att cirka 50 procent utgjordes av dragdjurens muskler, 25 procent av ved, 13 procent av vattenkraft och resten av mänskliga muskler, väderkvarnar och segel.¹

Från andra betraktelser vet vi att denna effekt främst utnyttjades inom jordbruket och av naturliga skäl utgjordes den som synes av ”grön” energi, för att använda ett modernt språkbruk. Intressant i sammanhanget är att om man normerar till BNP- och befolkningsökning landar man i slutsatsen att människor på den tiden konsumerade mer energi per person än vad vi gör idag.¹

Undantagslöst har alla högkulturer i historien haft eller sett till att ordna tillgång till en god energiförsörjning.

Detta beror på att dragdjur och människor kräver energi även när de är overksamma, men också på låg verkningsgrad i systemet samt stora avfallsflöden. Det här är ett förhållande man bör hålla i minnet när sådana tekniker av ideologiska skäl nu återinförs i stor skala. Det är under alla omständigheter inga tekniska skäl som ligger bakom denna återgång.

Undantagslöst har alla högkulturer i historien haft eller sett till att ordna tillgång till en god energiförsörjning. De civilisationer som inte har haft denna tillgång har lika undantagslöst gått under. De förstnämnda har förvisso inte alltid överlevt, men det har haft andra orsaker än god tillgång på energi. När man under 1700-talet började kunna bemästra den ångkraft som utgjorde startskottet för industrialismen i Europa, lade det grunden för det som vi idag kallar välfärdssamhället. Det vill säga ett samhälle som skapar så stora överskott att det möjliggör för en bredare massa att ta del av dessa överskott, naturligtvis under förutsättning att det samtidigt förs en politik som verkar i en sådan riktning. Under denna tid började man också använda ett bränsle med mycket högre energitäthet än de man tidigare använt: stenkol.

Vattenkraft och kärnkraft

För svensk del började samhällsresan i början av 1800-talet då Sverige var ett utpräglat bondesamhälle där runt 20 procent av de födda barnen inte uppnådde ett års ålder. Den här resan var inledningsvis ganska långsam och så sent som i början av 1900-talet kunde en svensk lantbrukare endast försörja ungefär fem personer, alltså i allt väsentligt den egna familjen.² Numera har en effektiv energitillförsel och mekanisering av jordbruket medfört att en lantbrukare kan försörja nittiofem personer², det vill säga nittio personer för varje lantbrukare har kunnat lämna jordbruket och i stället ägna sig åt arbete inom industri och offentlig sektor.

I takt med att alltmer energieffektiva metoder för produktion började tas i anspråk skapades ett överskott i samhället som kunde investeras i utbildning, vård och omsorg. I sin tur skapade det förutsättningar för innovation som understödde denna positiva samhällsförändring. Det är svårt att finna en motsvarighet till det svenska samhällsbygget i världen. Ett litet utfattigt land i Europas utkanter utvecklades till en välfärdsnation av rang som kunde erbjuda världen högkvalitativa och i många fall världsledande produkter. Denna resa möjliggjordes genom att en framgångsrik exportindustri exploaterade våra ymniga naturresurser och därmed skapade stora inkomster till landet vilka via en klokt förd politik omsattes i viktiga välfärdsreformer.

Denna strategi skapade exempellösa framgångar för landet, inte minst genom att landets utsläpp av växthusgaser per capita minskade med 75 procent åren 1972–1985…

En sådan naturresurs som historiskt var avgörande för utvecklingen är vattenkraften, men från 1940-talet och framåt utvecklades också det svenska kunnandet inom kärnkraftstekniken. En rationellt förd politik gav vidare förutsättningar för att skapa en infrastruktur för elkraft där vattenkraften försörjde de norra landsdelarna medan de södra landsdelarna med sitt större elbehov försörjdes av kärnkraften.

Denna strategi skapade exempellösa framgångar för landet, inte minst genom att landets utsläpp av växthusgaser per capita minskade med 75 procent åren 1972–1985, alltså de år kärnkraften infördes, samtidigt som den rikliga mängden billig el medförde att landets mycket positiva BNP-utveckling kunde bibehållas.³ Tänkvärt är att Sverige sedan 1986, när kärnkraftsprogrammet var fullt utbyggt, varje år exporterar cirka 50 TWh ren energi bara genom exportprodukterna.

Beroendet av säker elförsörjning

Historien leder oss alltså till slutsatsen att Sverige även i framtiden inte bara bör förlita sig på den elintensiva exportindustrin som inkomstkälla utan även att vi bör utveckla den. Sverige kan idag inte konkurrera prismässigt med länder som till exempel Kina, men Sveriges stål-, kemikalie-, skogs- och verkstadsindustri har, rätt marknadsförda, potential att öka världsmarknadsandelarna i takt med att klimat- och miljömedvetenheten i världen breder ut sig.

De tekniska och sociala innovationer som har gjort Sverige till ett rikt välfärdsland är alltså fundamentalt beroende av att en säker och prisvärd energiförsörjning med minimala miljö- och klimatavtryck finns på plats – men är det dit Sverige är på väg nu? Svaret på den frågan måste bli ett nej, och det finns därför goda skäl att närmare titta på saken.

Som noterats kan energi inte skapas ur intet och av det skälet ska man inte tala om ”energiproduktion” utan specificera vilken produktion det handlar om, som till exempel elproduktion, hetvattenproduktion eller mer generellt, produktion av nyttig energi. I fysikalisk mening involverar alla naturens processer energiomvandlingar. Ett exempel är biologiska processer i levande celler där molekyler i olika kemiska reaktioner (energiomvandlingar) förenas eller spjälkas i nya konstellationer.

Oftast sker energiomvandlingar i flera steg och dessutom krävs i allmänhet komplementära processer, som även de involverar energiomvandlingar. För att illustrera: Ett värmekraftverk förutsätter att till exempel biobränsle först framställs som därefter förbränns. Bränslet genererar värme som i sin tur används för att koka vatten som genererar ånga som driver turbiner. Dessa driver slutligen generatorer som alstrar elektricitet. Förutom att illustrera kedjan av energiomvandlingar, antyder exemplet att det också krävs komplementära energiomvandlingar i vilka skogsmaskinernas dieselbränsle omvandlas till avverkningarbete. Med hjälp av olika energiomvandlingar transporteras och processas dessutom skogsråvaran innan bränslet är färdigt för förbränning.

Två reservoarer

Energi finns i många olika former, och det kan för den fortsatta diskussionens skull vara värdefullt att dela in universums energiinnehåll i två reservoarer. I den ena reservoaren dominerar atomära och molekylära krafter som är de krafter vi dagligdags kommer i kontakt med genom att de ger upphov till energiformer som ljus, värme, ljud, rörelse och så vidare. Även det biologiska livet på jorden är helt styrda av dem. Dessa är också de krafter som utnyttjas i konventionella energitekniker såsom vatten-, sol- och vindkraft, fossila bränslen och biobränslen.

Kärnkraften har två stora fördelar, vilka paradoxalt nog också är dess svagaste kort.

I den andra reservoaren huserar de nukleära krafterna som håller ihop atomkärnorna. I vardagslivet har vi sällan anledning att reflektera över dem förutom att det är dessa krafter som får solen och stjärnorna att lysa och de skapar ett skyddande magnetfält runt jorden genom att radioaktivt sönderfall värmer upp jordens innandöme. De orsakar även den naturliga bakgrundsstrålning som vi ständigt omges av. Dessa krafter utgör grunden för en rad tekniska tillämpningar som till exempel kärnkraft och cancerterapi.

Varför manifesterar sig krafterna i de två energiregimerna så olika? Svaret på frågan ligger i att de atomära krafterna som binder samman atomer och molekyler är svaga jämfört med de nukleära krafterna. För att exemplifiera: När en atomkärna av uran klyvs i en kärnreaktor frigörs ungefär femtio miljoner gånger mer energi än i reaktionen då en kolatom i till exempel ved eller naturgas reagerar med två syreatomer och frigör koldioxid och energi. Från detta kan vi dra tre viktiga slutsatser om användandet av de nukleära krafterna:

1) Det går att med förhållandevis små mängder energi från den atomära reservoaren utvinna väldiga mängder nyttig energi från den nukleära reservoaren.

2) Den utväxlingseffekt som skapas i en kärnreaktor innebär att förhållandevis små mängder av naturens resurser behöver tas i anspråk för produktionen av nyttig energi.

3) Genom att energin från den nukleära reservoaren inte ingår i det biologiska kretsloppet genereras en minimal påverkan på livsmiljön.

Dessa slutsatser återspeglas också i de livscykelanalyser som har utförts⁴ där kärnkraftens koldioxidutsläpp är lägst av alla tekniker men också i analyser beträffande de materialflöden som krävs för att generera en viss mängd energi. Även där medför naturlagarna att kärnkraften faller ut mycket väl, som bilden nedan visar⁵ (MSR står för Molten Salt Reactor, vilken är en typ av fjärde generationens reaktorer vilken tillsammans med återvinning av använt kärnbränsle utnyttjar större delen av energiinnehållet i det klyvbara materialet som utvinns).

I figuren framgår hur många ton av olika material som olika tekniker fordrar för att producera en terawattimme elektricitet. ”Andra material” i figuren kan vara koppar, plastmaterial och liknande men för sol- och vindkraft står begreppet även för sällsynta jordartsmetaller som behövs i dessa tekniker. Källa: US Department of Energy.

Kärnkraften har två stora fördelar, vilka paradoxalt nog också är dess svagaste kort. De stora energimängder som kan utvinnas i normal drift kan också skapa svårbemästrade situationer, vilket de tre stora reaktorhaverierna visade. Även om dessa haverier utgjorde allvarliga händelser i sig kan man trots allt konstatera att effekterna av dem var begränsade. Inkluderande Tjernobyl-haveriet, uranutvinning och hela kedjan till elproduktion uppskattas kärnkraften ge upphov till ungefär 90 dödsfall per tusen terawattimmar.⁶

Detta måste ses som ett anmärkningsvärt lågt tal där till exempel vindkraften hamnar på 150 dödsfall per tusen terawattimmar.⁶ Det är frestande att jämföra med världens fossila elproduktion som orsakar 100 000 dödsfall per tusen terawattimmar⁶ och då fungerar den tekniken ändå som det är tänkt.

Långa tidshorisonter

Den andra av kärnkraftens fördelar och som idag kan ses som en nackdel är de långa driftstiderna. Tidigare sågs det allmänt som en stor fördel att en vital infrastruktur uppvisade lång livstid eftersom det skapade långa planeringshorisonter för samhället.

Utan att ramla ned i spekulationernas svarta hål går det att konstatera att dessa planeringshorisonter drastiskt har krympt på grund av en alltmer ombytlig politik. Av det skälet är det idag ett riskprojekt att investera i en elproduktion med uppemot hundra års perspektiv när det inte finns reella garantier för att kommande mandatperioders politiker inte slår undan benen på den investeringen.

På årsbasis släpper Tyskland ut cirka 15 gånger mer koldioxid per producerad kilowattimme elektricitet än Sverige…

Den fråga som ligger och pyr här är naturligtvis varför investeringar i ny kärnkraft är nödvändiga, räcker det inte med förnybar eller grön elproduktion? För att svara på den frågan måste man först fundera på begrepp som ”förnybar” och ”grön”. Dessa begrepp saknar i det här sammanhanget helt vetenskaplig definition och därmed verkshöjd. Detta betyder i praktiken att strategier som bygger på dessa begrepp saknar den viktiga egenskapen att kunna vara tekniskt och ekonomiskt förutsägbara.

Exemplet Tyskland är illustrativt, då den exempellösa satsningen på förnybar elproduktion man gjort där inte på något sätt har infriat de visioner man inledningsvis hade beträffande klimatutsläpp. På årsbasis släpper Tyskland ut cirka 15 gånger mer koldioxid per producerad kilowattimme elektricitet än Sverige och ingen förbättring är i sikte, snarare tvärtom. Tyska nysatsningar på gas⁷ och till och med nyöppnade kolkraftverk⁸  som ersättning för nedlagd kärnkraft talar sitt tydliga språk. Vidare, som figuren ovan visar är vägen fram till elproduktion med sol- och vindkraft långt ifrån grön eller förnybar. Vindkraftens stora ytbehov är dessutom knappast förenlig med ett kraftfullt miljöarbete där bevarandet av orörd natur och biologisk mångfald rimligen måste utgöra viktiga komponenter.

Mänsklighetens energiutnyttjande har historiskt gått från bränslen med låg energitäthet till bränslen med allt högre energitäthet och där dagens kärnbränsle i en praktisk mening representerar slutpunkten på den utvecklingen. Som antyddes ovan innebär det rådande paradigmet en tillbakagång till utnyttjande av atomära krafter med förhållandevis låg energitäthet och utgör tillsammans med ett utpräglat väderberoende sol- och vindkraftens största svagheter.

Den tekniska frågeställningen är i stället vad man gör när det inte blåser?

I debatten hörs ofta att detta väderberoende eller intermittens är ett litet problem, eftersom Sverige producerar ett ”elöverskott” varje år vilket exporteras till länder med en stor andel kolkraft. Nu är det så att intermittensproblemet finns där oavsett hur mycket vindkraftsel Sverige exporterar varje år. Det är nämligen inget tekniskt problem med att producera el med hjälp av till exempel vindkraft som täcker Sveriges årsbehov, eller det dubbla årsbehovet för den delen. En ekonomisk fråga absolut, men inte en teknisk fråga. Den tekniska frågeställningen är i stället vad man gör när det inte blåser? De senare åren har den situationen kunnat lösas genom import av el från kontinenten, men vartefter reaktorer stängs i södra Sverige kommer det importbehovet att öka.

Givet att exportländerna inte själva behöver elen innebär detta att importen kommer att utgöras av el producerad med hjälp av fossila bränslen eftersom vädersystemen påverkar stora delar av Europa samtidigt. Skulle dessutom det osannolika inträffa att vår omvärld, av politiska skäl, går fullt in för sol- och vindkraftsproduktion finns varken avsättning för elexport eller tillgång till elimport för svensk del, inte för något annat land heller. Säkerhetspolitiskt är det också en darrig strategi att förlita sig på att omvärlden i alla lägen kommer att vara beredda att stötta Sverige med elenergi.

Kraftledningar från norr

För att råda bot på den effektbrist vi idag har i södra landsänden framförs allt oftare i debatten behovet av en utbyggnad av nya kraftledningar från norr. Bortsett från de stora kostnader ett sådant projekt är förknippat med är det tveksamt om det kommer att finnas elektrisk effekt att överföra på grund av de stora industriprojekt som nu planeras för i norra Sverige och som kommer att konsumera bortemot en tredjedel av dagens elproduktion.

Detta innebär att Sverige har hamnat på ruta ett igen genom insikten om att det, liksom tidigare, krävs att ny elproduktion etableras i södra delen av landet.

Endast någon procent av Sveriges växthusgasutsläpp härrör från elproduktionen, resten kommer i allt väsentligt från transportsektorn och viss industriproduktion. I förbigående är det naturligt att fråga sig varför så mycket politisk möda och ekonomiska resurser läggs på denna procent om man menar allvar med att minska Sveriges klimatavtryck? Det är vårt energisystem som behöver ställas om, inte vår elproduktion.

Vill vi kunna bevara biologisk mångfald och orörd natur? Vill vi klara av klimatmålet?

Energipolitiken är numera ett politikområde bland andra, och insikten om att energiförsörjningen har en överordnad roll i samhället tycks vara låg. Utan tillgång på säker, miljöanpassad elektricitet årets alla dagar, i såväl fred som i orostider, är det nämligen svårt att uppfylla önskade politiska målsättningar.

Naturens lagar inte förhandlingsbara

I debatten och inte minst från politiskt håll framstår det som att vi människor har all frihet i världen att agera i fråga om vår energiförsörjning. Så är det inte, naturen ställer oss inför lagar som inte är förhandlingsbara. Så i stället för att politisera en i allt väsentligt teknisk fråga borde debatten fokusera på helt andra frågor som till exempel: Vill vi framtidssäkra vår välfärd i en tid då den dessutom är alltmer satt under press? Vill vi bidra konstruktivt i uppbyggnaden av ett globalt välfärdssamhälle, vilket är en fråga som inte enbart är av humanitär art utan även kopplar till geopolitisk säkerhet? Vill vi kunna bevara biologisk mångfald och orörd natur? Vill vi klara av klimatmålet?

Om svaren på dessa frågor är ”ja” måste vi vara beredda att utnyttja en energiform som inte ingår i vår vardag eller i de biologiska processerna, alltså energi från den nukleära reservoaren. Om vi inte är beredda till detta måste frågan ställas: vilka av ovanstående frågor ska vi lyfta bort från diskussionen?

Detta är den politiska frågan vilken medborgarna med all säkerhet kan ha synpunkter på om de får frågan.