söndag 20 december 2009

"Sustainable energy" av MacKay (2009)

.

David MacKays bok ”Sustainable energy: Without the hot air” (”utan skitsnacket”) bryter ny mark genom att ytterst pedagiskt räkna på, sammanställa och förklara allt om alternativen till fossila energikällor. Hur ska vi leva år 2050, och hur kommer vi att producera vår energi om vi måste sänka vår användning av fossila bränslen och vår våra CO2-utsläpp med 80% eller mer? Varför måste vi förresten sänka våra utsläpp så mycket? David förestår tre olika skäl och låter dig generöst välja det du gillar mest; fossila bränslen är ändliga, energisäkerhet eller klimatförändringar.

Det innovativa greppet MacKay använder sig av är att omvandla all möjlig framtida energiproduktion och all konsumtion av energi (i England) till en enhetlig skala och uttrycka detta i termer av ”energi per person och per dag” (kWh/p/d). Går det ens teoretiskt att få ihop det hela? Kan vi leva som idag, men helt miljövänligt? Det korta svaret är ”nja”, men mer ärligt är att säga att det lutar starkt mot ett ”nej”.

Vi pratar här alltså om ”the big picture”. Inga småttiga tyckanden hit eller dit utan uträkningar från grunden och uppåt. Hur mycker regnar det i Storbritannien? Hur högt över havet ligger landet i snitt? Vilken kraft kan man klämma ur vatten som flödar nerströms? Hur mycket energi kan man teoretiskst lägga vantarna på ifall man fångar upp varena regndroppe som faller över Storbrittanien? Om vi bortser från land som ligger lågt och där det regnar förhållandevis lite (England) och istället koncentrerar oss på höglandet där det regnar mycket (Skottland), vilken potential finns då kvar hos vattenkraft? Svaret är 7 kWh per person och dag i Skottland (jämfört med 1 kWh/p/d i det borträknade England). David gissar (”guesstimate”) att man rent praktiskt kan tygla maximalt 20% av denna potential och får då fram siffran 1.5 kWh/person/dag. Och då har vi inte börjat räkna på om det är ekonomiskt, ekologiskt och socialt försvarbart att femdubbla nivån jämfört med dagens - och trots detta är 1.5 kWh/p/d bara en liten skärv jämfört med hur mycket energi vi använder idag.

På motsvarande sätt går David igenom alla möjliga och omöjliga källor till förnyelsebar energi i England; vind (till land och till havs), sol, bioenergi, vågor, tidvatten och geotermisk energi. Hur mycket blåser det? Vilken energi finns det i vind? Hur duktiga är vi på att fånga den? Just vattenkraft visar sig ha låg potential (i Storbrittanien) i jämförelse med vind, sol och biobränsle (68, 68 respektive 24 kWh/person/dag). Lägger man samman alla stora och små källor kommer David upp till den maximala siffran 180 kWh/p/d.

Denna glädjekalkyl bör man dock ta med en nypa salt av flera olika skäl. Om man omvandlar värme, kemisk eller kinetisk energi till elektricitet (eller vice versa) uppstår det alltid stora effektivitetsförluster. Det kan finnas ekonomiska, ekologiska eller social skäl till att det inte går att förverkliga hela den möjliga potentialen. Vissa typer av energi kan komma i direkt konflikt med varandra (till exempel att använda 75% av all mark till att odla mat och biobränsle respektive att täcka en icke oansenlig del av Storbritannien med solpaneler). Och så vidare. Siffran 180 kWh/p/d är alltså ett teoretiskt maximum som vi knappast kan nå (eller troligtvis inte ens komma i närheten av i praktiken). Men hur mycket energi använder vi då idag?

David utgår från en ”typical moderately-affluent person” (låt oss säga medelklass eller övre medelklass) och räknar på motsvarande sätt ihop hur mycket energi en sådan person använder för att framställa sin mat (mer för köttätare, mindre för vegetarianter), för att transportera sig själv och sina varor, för att värma upp sin bostad och kyla sin mat och för att framställa alla de prylar och saker som han eller hon konsumerar (1300 kilo prylar per person och år eller 4 kilo per dag).

När en typisk engelsk bilägare åker i snitt 50 kilometer per dag med en typisk engelsk bil motsvarar detta 40 kWh/p/d. En interkontinental resa per år motsvarar en energiförbrukning på 30 kWh/p/d. Redan där är vi alltså uppe i 70 kWh/p/d och lägger man till 53 kWh/p/d för alla prylar och saker som inhandlas, 37 kWh/p/d för att värma och kyla våra bostäder, 15 kWh/p/d för alla mat som köps, och sedan lite till så hamnar man på 195 kWh/p/d - en ohållbart hög siffra. Efter lite tricksande kommer David fram till att 125 kWh/p/d är ”the average British consumption, excluding imports, and ignoring solar energy acquired through food production”.

I bokens andra del koncentrerar sig David på vad man kan göra för att få det hela att gå ihop genom att antingen öka utbudet (kärnkraft, ”rent” kol?) eller genom att minska vår energianvändning (effektivisering, befolkningsreduktion, förändrad livsstil?). Det är som att segla mellan Scylla och Charybdis (”between a rock and hard place”). Det finns inga bra alternativ, bara mindre bra och riktigt dåliga. David försöker hitta och räkna på alla. Ett föreslag är att importera energi från enorma solkraftsfarmer i Afrika och David har förstås räknat på det:

1) hur stort område behöver man täcka? Svar: 600 x 600 km – 80% av Sveriges yta – för att förse 1 miljard människor med en genomsnittlig europeisk energinivå – 125 kWh/p/d.

2) hur ska överföringen av enorma mängder energi ske? Svar: med ”high-voltage direct-current (HVDC) transmission lines”.

3) hur stora förlusterna skulle vara vid överföringen av energi? Svar: 15%.

Lösningen att importera solkraft från Afrika kallar David pedagogiskt för ”living on other countries’ renewables”. Vi får hoppas att de vill dela med sig och att vi har något att ge dem i utbyte när vi behöver den Afrikanska solens hetta för att lysa upp vintermörket och titta på Kalle Anka på julafton…

En intressant faktoid som jag inte hade koll på är att av de 31 länder som har kärnkraftverk är Sverige och Frankrike i en klass för sig när man räknar på genererad energi per person och dag (19-20 kWh/p/d). Faktum är att Sverige bräcker kärnkraftsnationen Frankrike (med minsta möjliga marginal) och att båda ligger mer än 50% ”före” nästa två länder, Belgien och Finland.


David är till vardags professor i fysik vid Cambridge och har överraskande nog inte någon bakgrund inom ett energi-relaterat område, utan inom datavetenskap. I första hand är han dock folkbildare och en stor pedagog. Han har en blodhunds instinkter att söka upp och få tag på de siffror han behöver och absolut inget får stå i vägen för hans mission att förenkla, förtydliga och förklara. Han höftar och avrundar vilt och använder en sällsynt hänsynslös kombination av räknekonst och sunt förnuft för att tränga igenom horder av skilda enheter och förledande exakta, men obegripliga eller svårjämförliga data och siffror. För MacKay får inget får stå i vägen för vår förståelse av helhetsbilden.

I bokens inledning förtstår man att han är fullkomligt allergisk mot förenklade, dåligt underbyggda eller vinklade uttalanden (”vind eller kärnkraft?”). Hans eget svar är att vi på kort sikt behöver båda, men att kärnkraft inte är långsiktigt hållbart eftersom även den är en ändlig, icke-förnyelsebar energikälla. För David är en ”hållbar” nivå av kärnkraftsanvändning en nivå som kan upprätthållas i 1000 år och för 6 miljarder människor. Med detta sätt att räkna räcker jordens (kanske) 27 miljoner ton uran bara till något över 0.5 kWh/p/d. Lägger vi till all uran som beräknas finnas i ocenerna kommer vi upp i 7 kWh/p/d. Och ja, han har räknat på breeder-reaktorer:

Attitudes to fast breeder reactors range from ”this is a dangerous failed experimental technology whereof one should not speak” to ”we can and should start building breeder reactors right away.” I am not competent to comment on the risks of breeder technology, and I don’t want to mix ethical assertions with factual assertions. My aim is just to help understand the numbers. The one ethical position I wish to push is ”we should have a plan that adds up”.”

Eftersom breeder-reaktorer kan klämma ur 60 gånger mer kräm (energi) ur uranet jämfört med konventionella kärnkraftverk vore det en mycket bra idé ifall dessa fanns idag. Vilket de tyvärr inte gör. För att citera den alltid lika slagkraftige Greer:

"It occurs to me that some of my readers may not be as familiar with hippogriffs as they ought to be. (Tut, tut – what do they teach children these days?) […] Hippogriffs are said to be the strongest and swiftest of all flying creatures [...]. They are splendid creatures, no question; their only disadvantage, really, is the minor point that they don't happen to exist, and drawing up plans to use them as a new, energy-efficient means of air transport in the face of peak oil, for instance, will inevitably come to grief on that annoying little detail."

Men också jag måste erkänna att jag inte vet hur nära vi är tekniskt fungerande och kommersiellt lönsamma breeder-reaktorer, så kanske är det lite taskigt att använda Greers citat ovan, vad vet jag?

Vindförespråkare kan istället trycka på att potentialen hos vindkraft till havs är att kunna ”värma alla hem i Storbritannien”. I nästa andetag dömer de ut byggandet av 10 nya kärnkraftverk för att detta ”bara” skulle minska Storbritanniens CO2-utsläpp med 4%. Men i båda fallen rör det sig om exakt lika mycket energi – att värma alla hem i Storbritannien motsvarar 4% av alla energi och 4% av alla CO2-utsläpp. David själv är inte i första hand för eller mot vindkraft (eller kärnkraft), men han är mot dålig argumentation och förledande användning av siffor:

Where numbers are used, their meaning is often obfuscated by enormousness. Numbers are chosen to impress, to score points in arguemnts, rather then to inform”. […] Companies also contribute to the daily codswallop […]. BP’s website, for example, celebrates the reductions in carbon dioxide (CO2) pollutants they hope to achieve by changing the paint used for painting BP’s ships. Does anyone fall for this? Surely everyone will guess that it’s not the exterior paint job, it’s the stuff inside the tanker that deserves attention?

Ingen sida kommer undan hans vassa penna och det som gör hans bok så kraftfull är att han verkligen framstår som en korsriddare på jakt efter sanningen. I den utsträckning han har en egen agenda är den vanligtvis väl dold och i vilket fall irrelevant eftersom han höjer sig över den i sin analys (han verkar dock ha en svaghet för cyklar och är porträtterad i boken gränslandes sin cykel).

Man kan mellan raderna nog förstå att han är kritiskt till vårt moderna konsumtionssamhälle, men eftersom han är mest intresserad av att ta fram siffror för att förstå konsumtionssamhällets energiförbrukning spelar hans personliga åsikter ingen större roll för bokens huvudsakliga budskap – ”låt oss räkna på det”.

One of the main sinks of energy in the ”developed” world is the cration of stuff. In its natural life cycle, stuff passes through three stages. First, a new-born stuff is displayed in shiny packaging on the shelf in a shop. At this stage, stuff is called ”goods.” As soon as stuff is taken home and sheds its packaging, it undergoes a transformation from ”goods” to its second form, ”clutter.” The clutter lives with its owner for a period of months or years. During this period, the clutter is largely ignored by its owner, who is off at the shops buying more goods. Eventually, by a miracle of modern alchemy, the clutter is transformed into its final form, rubbish. To the untrained eye, it can be difficult to distinguish this ”rubbish” from the highly desireable ”good” that it used to be.”

Även om David ibland blixtrar till och visar prov på underfundig engelsk humor är huvuddelen av boken till sitt innehåll betydligt mer nyktert. Hans bok är inget mindre än en heroisk folkbildningsinsats och den finns följdaktligen också tillgänglig gratis på nätet (http://www.withouthotair.com). Framställning och utformning är genomtänkt och boken har rikligt med bilder, grafer och färger. Mest känns boken som en (excellent) gymnasielärobok som varmt kan rekommenderas till alla som vill ha koll. Är man totalt och oåterkalleligt allergisk mot siffror och mot att räkna kan det dock hända att man bör hålla sig borta från denna bok. Enligt David bör man i så fall även hålla sig borta från att delta i debatten, för har man inte på fötterna blir det ingen substans utan bara meningslöst tyckande kvar.


PS. Jag såg just att Martin Saar på Ställ Om-sajten skrev en låång text om boken någon dag innan min text blev publicerad här. Jag lovar att jag inte tjuvkikade... Här finns en till text om MacKays bok - publicerad i en engelskspråkig tidning i Turkiet av alla ställen...
.

12 kommentarer:

Farfar sa...

Välskrivet och bra som vanligt. Har du läst Elin Wägners "Väckarklocka"? Den är skriven redan 1940, finns nu som nytryckt pocket (2006). Hon skriver om de problem som vi står inför nu, tala om insikt, måste vara världens första bok som behandlar de miljörelaterade problemen. Hon föreslog att vi skulle lägga om kursen redan då.

Den innehåller inga siffror alls, om nu det finns de som inte gillar att räkna.

Kristian sa...

Lysande! Skrivet och refererat, jag måste skaffa.

Roliga citat! Dock, tack vare blocket så kan vi få ett naturligt kretslopp och omvandla rubbish till goods igen. :-)

Kukoviz sa...

Ytterligare en haschtomte som vill posera i etern med sina undergångsprofetior.

ylven sa...

Det verkar vara något provocerande med inlägg som redovisar fakta av olika slag, som får de i tillväxtfantasin levande att skrika "haschtomte"! Personligen håller jag det för mer sannolikt att det gamla
talesättet "Den som nämn'det han kläm'det" är applicerbart i detta fall.

DrDiesel sa...

Att utmana folks verklighetbild brukar resultera i liknande kommentarer, gillar man inte det man läser så går det gott att avstå.

Mitt tips till Kukoviz;

blunda, håll för öronen och intala dig själv att världen aldrig kommer förändras.

Daniel sa...

Kristian:

Jag kan rekommendera boken. Den är bra. Inte så mycket åsikter, men massor med fakta. Presenterat på ett enkelt och lättföreståeligt sätt.


Hmm, det här är nog första kommentaren från, tja, "anti-haschtomte-brigaden". Underligt val av text dock. Jag har nog inte skrivit om någon bok tidigare där författaren så nyktert och objektivt gått igenom fakta för att se om det går ihop. Om detta resulterar i en "undergångsprofetia" så är det verkligen inte David MacKays fel.

Eller var det jag som var haschtomten? Det är inte helt lätt att förstå. Och hade det inte varit för att ylven och DrDiesel redan svarat hade jag nog varit frestad att ta bort kommentaren...

michael sa...

Skönt att fler har hittat fram till MacKay. Den boken är svår att slå vad gäller pedagogik, grundlighet och objektivitet. :)

Martin Saar sa...

Hej Daniel!
Som sagt jag vet att du inte kan ha tjuvkikat på mitt inlägg på "Ställ om" om boken Sustainable Energy. Det tar alldeles för lång tid att läsa igenom boken och dra slutsatser och sen försöka formulera sig. Hur som helst verkar vi vara ganska överens om att boken är förträfflig även om det finns en del svagheter. Framför allt den sk indirekt energin för mat och andra produkter och det du kallar trixande och jag kallar tveksamt. Att reducera 195 kWh/P och dag till 125 kWh.Den dolda indirekta energin som finns i all import hanterar MacKay väl enkelt. Men som sagt ska man prata och uttala sig om energi, då ska man ha läst boken. God Jul och ett Gott Nytt omställningsår

Kukoviz sa...

Är det här boken som utgör det slutliga "beviset" för att männskilgheten aldrig någonsin kommer att kunna ställa om från sitt oljeberoende?

Vi går en energifattig framtid till mötes. Några försöker bygga kärnkraft och vindkraft men det är endast små öar i syndfloden. Systemets totala kollaps är oundviklig.

Köp mark och lär dig hantera skjutvapen så ökar dina chanser att överleva?

Michael Karnerfors sa...

Kukoviz: Trams... trams från början till slut. Passar möjligen som handling i Mad Max-filmer men för en seriös diskussion är det slöseri med luft.

Anonym sa...

Tack för tipset. Sådana böcker är guld för sådana som jag, humanister och beteendevetare med begränsad tradition att räkna på de fysikaliska detaljsiffrorna. MacKay framstår av din beskrivning som ett slags Cornucopia i kubik.

Jag vill därför understryka Farfars rekommendation ovan om Elin Wägners Väckarklocka. Man kan förstå mycket utan att kunna alla siffror. Som tur är är det andra som kan siffrorna.
/Morfar

Anonym sa...

Boken finns fritt tillgänglig på http://www.withouthotair.com/download.html