Kullkraft – fortsatt verdens største strømkilde

Kullkraft bidrar til global oppvarming og farlig luftforurensing for millioner av mennesker og dyr. Likevel er det ingenting som tyder på at produksjonen ved verdens kullkraftverk vil stoppe opp i nær fremtid.

Kullkraft ses på som en miljøversting fordi utslippene ved kullkraftverk bidrar til luftforurensing og global oppvarming. Samtidig ser mange land fremdeles på kullkraft som en lett anvendelig energikilde. I Kina blir blant annet halvparten av all elektrisiteten som forbrukes produsert i kullkraftverk.

Ifølge The International Energy Agency (IEA) har kull vært den raskest voksende energikilden i verden siden begynnelsen av det tjueførste århundret. Det er også det fossile brenslet det finnes mest av i hele verden. I dag står kullkraft for om lag 11 % av verdens energiforbruk og 38 % av verdens strømproduksjon.

Hvordan virker kullkraft?

Kull dannes i områder hvor det tidligere fantes skog og myr. Etter hvert som plantene i skogen dør fylles bakken med lag på lag av dødt plantemateriale. De nederste lagene får ikke tilgang til oksygen, og råtner ikke på vanlig vis. Samtidig blir de utsatt for trykk fra de øvrige lagene.

Når varmen i jorda får vannet, hydrogenet og nitrogenet i dette plantematerialet til å fordampe står vi til slutt igjen med karbonholdig kull. Vi deler kull i tre forskjellige typer, ut ifra alder og forkullingsgrad på det opprinnelige plantematerialet. Plantematerialet omdannes først til brunkull, så til steinkull og til slutt til antrasitt.

De ulike typene kull

Det finnes ingen global standard for kullklassifisering, noe som har gjort at man definerer kulltypene ulikt. I flere land skiller man for eksempel mellom lignite og sub-bituminous coal, mens vi i Norge gjerne grupperer disse sammen under begrepet brunkull.

Blant annet registrerer USA, Indonesia og Kina av og til brunkull under markøren «Other bituminous coal». De ulike måtene å klassifisere kullet på har store konsekvenser for hvordan man snakker om brunkull, og hvordan verdensstatistikken til slutt ser ut.

Under har vi forklart de forskjellige typene kull basert på amerikanske kilder, siden USA er en av de største kullnasjonene i verden. I motsetning til oss deler de kull i fire ulike typer.

Brunkull (Lignite)

Brunkull består av rundt 25–35 % karbon, og plantematerialet det dannes fra er rundt 100 til 250 millioner år gammelt. Brunkull har et høyt vanninnhold, noe som gjør det dyrt å utvinne, lagre og transportere.

Det har lett for å selvantenne og har et høyt karbonutslipp under forbrenning. Dette gjør at brunkull vanligvis forbrennes i kullkraftverk som befinner seg i nærheten av gruvene det utvinnes fra. Tyskland og Russland var i 2017 de største produsentene av brunkull.

Brunkull (Subbituminous Coal)

Brunkull definert som Subbituminous Coal består av cirka 100 millioner år gammelt plantemateriale. Det inneholder cirka 35–45 % karbon. I USA utvinnes mesteparten av dette kullet i delstaten Wyoming, og utgjør omtrent 47 % av all kullkraftproduksjonen i landet. National Geographic oppgir at Kina er den største produsenten av Subbituminous Coal.

Steinkull (Bituminous Coal eller Steam Coal)

Steinkull dannes under høyere trykk og temperatur enn brunkull, og kan være mellom 100 til 300 millioner år gammelt. Det har et karboninnhold på 45–86 %. Steinkull deles igjen inn i tre forskjellige typer: Smithin coal, cannel coal og coking coal.

Den første typen brukes for det meste for smiing, mens cannel coal var ettertraktet på 1800-tallet til bruk i belysning. I dag er coking coal den viktigste typen steinkull, og brukes blant annet i stålindustrien.

Antrasitt (Anthracite)

Antrasitt er det eldste kullet og dannes ved temperaturer mellom 200 og 300 varmegrader. Slike temperaturer oppstår ved dybder rundt 6 til 12 km ned i jorda. Kullet er vanskelig å tenne, og krever kraftig tilførsel av luft for at den skal brenne ordentlig.

Antrasitt består av 86–97 % karbon. Det brenner uten høye utslipp og brukes gjerne i ovner og peiser. Det brukes også for å filtrere vann. Kina er den største aktøren på antrasitt-markedet, og utvinner om lag ¾ av verdens antrasitt.

Produserer energi i kullkraftverk

Det engelske navnet på kullkraftverk er Coal-fired Power Plants, og som navnet tilsier produserer man energi fra kull ved å brenne det. Varmen som skapes ved forbrenning kan brukes til å lage vanndamp, som deretter kan drive en turbin tilkoblet en generator. Ved hjelp av den kan vi enkelt generere elektrisitet fra turbinens rotasjon.

Det finnes kun ett norskeid kullkraftverk, og det befinner seg på Svalbard. Longyear Energiverk produserer energi i form av strøm og fjernvarme, hvorav 40 GWh går til kraft og 70 GWh går til fjernvarme. Dette utgjør det totale behovet til strøm og varme for Longyearbyens 2000 innbyggere. Energiforbruket på Svalbard er vesentlig høyere enn på fastlandet, og det arbeides for å finne en løsning på dette problemet.

Det høye klimagassutslippet som forbindes med kullkraftverk gjør at man blant annet ønsker å finne en annen energikilde som kan forsyne Svalbard med strøm og varme. Sammen med Barentsburg kullkraftverk, som også produserer strøm til øya, slipper Longyear Energiverk ut cirka 200 000 tonn CO₂ og 1250 tonn SO2 hvert år. Til sammenligning slapp hele Oslo ut cirka 1 million tonn CO2-ekvivalenter i 2017.

Bidrar godt til global oppvarming

Kull er det fossile brenselet som produserer mest CO₂ per enhet energi produsert. Etter et par år med nedgang i globale CO₂ utslipp økte det i både 2017 og 2018. Da nådde produksjonen 33,1 gigatonn – et historisk toppunkt. Dette skyldes en økning i utslipp fra alle fossile brensler, og energisektoren sto for to tredjedeler av denne veksten.

Kullkraftverk var også den største bidragsyteren for at utslippene økte i 2018, og kullkraft-generert elektrisitet sto for 30 % av verdens CO₂ -utslipp det året. Siden CO₂-utslipp er blant de største årsakene til global oppvarming, gjør dette kullkraft svært problematisk i klimasammenheng.

Kullkraft forurenser miljøet

En annen uheldig konsekvens av kullkraft er miljøpåvirkningene i nærmiljøet. Når man brenner kull får man energi fordi karbonatomene brytes opp. Samtidig som man skaper energi frigjøres en god del andre stoffer, som kvikksølv, svovel, nitrogen, aske, bly, giftige tungmetaller, karbonmonoksid, arsenikk og fler. Dette påvirker både mennesker, dyr og planter i nærliggende områder.

I 2019 publiserte European Heart Journal en rapport kalt «Cardiovascular disease burden from ambient air pollution in Europe reassessed using novel hazard ratio functions». Den sa at den gjennomsnittlige europeer taper to år av livet sitt som følge av dårlig luftkvalitet.

Ifølge tidsskriftet bidrar forurensing til økt fare for hjerteproblemer og slag. «Kronisk eksponering for høye nivåer av finpartiklene stoffer går ut over vaskulær funksjon, noe som kan føre til hjerteinfarkt, høyt blodtrykk i lungekretsløpet, slag og hjertesvikt», sier forskningsartikkelen.

Mens India har høyest luftforurensing i verden, bidrar Øst-Europa i stor grad til de dystre tallene for hele Europa. Dette skyldes ikke minst den store forekomsten av kullkraftverk i de største byene i Øst-Europa.

Kullkraftens fremtid

Selv om vi stadig snakker mer om global oppvarming og miljøpåvirkninger ser det ikke ut til at kullkraft vil stanse opp med det første.

Mens produksjonen og bruken av kullkraft synker i Nord-Amerika og Europa, øker produksjonen blant annet i India og Sørøst-Asia. Derfor forventer man ikke at den globale kullkraftproduksjonen vil synke mye i nær fremtid.

Merk at den økende etterspørselen etter kull i Asia ikke gjelder Kina, da etterspørselen i landet ser ut til å bevege seg på en nedadgående kurve. I stedet står India for den største økningen i etterspørsel etter kull.

Det er også forventet at andelen kull i verdens totale energiforsyning vil synke noe i løpet av de neste par årene. Dette skyldes at kullkraftens andel tas over av fornybar energi og naturgass.

Vær også klar over at kullets fremtid i Europa er delt i to ulike løp. Mens Vest-Europa i tiltakende tempo slutter med kullkraft har Øst-Europa ingen planer om å gjøre det samme. Blant annet bygges det flere kullkraftanlegg i Polen, Hellas og på Balkan.

Karbonfangst

Verden deles mellom landene som ønsker å kutte ut all kullkraft og de som fortsatt ser på kull som en rimelig og anvendelig energikilde. Et kompromiss er å utvikle teknologi for karbonfangst- og lagring, som kan brukes for flere typer fossilt brensel. Blant forskere og eksperter omtales gjerne karbonfangst som CCS eller CCUS. Denne forkortelsen kommer fra engelsk, og står for «Carbon, capture utilisation and storage».

I Norge har vi to produksjonsanlegg for olje og gass hvor vi også driver med karbonfangst: Sleipnerfeltet i Nordsjøen og Snøhvitfeltet i Barentshavet. Førstnevnte var Norges første anlegg med karbonfangst, og åpnet i 1996. Begge feltene drives av Equinor og fanger omtrent 1,7 millioner tonn CO₂ per år.

Bare USA og Canada fanger mer CO₂ enn oss. Her utgjør USA en vesentlig andel, med en fangst på nesten 25 millioner tonn per år. Dette reflekterer dog også andelen CO₂ landene produserer. I dag har kun seks land opererende anlegg for karbonfangst: USA, Canada, Brasil, Norge, Saudi-Arabia og Kina. Flere land planlegger imidlertid å komme i gang med karbonfangst for å nå klimamålene sine.

Merk at karbonfangst er noe omdiskutert. Blant annet mener motstanderne at man heller bør fokusere på å minimere mengden CO₂ vi slipper ut i atmosfæren, i stedet for å finne måter vi kan fange og lagre det på.

Les mer: Carbon capture, utilisation and storage (ENG).

Fordeler og ulemper med kullkraft

Kort oppsummert kan vi si at dette er fordelene og ulempene med kullkraft:

Fordeler med kull:

• Mulig å frakte, og kan brukes som energi under transporten
• Kan være enkelt å lagre før det brukes
• Kull er det fossile brenselet som det finnes mest av i verden
• Teknologien for å utvinne og produsere energi fra kull er godt utviklet
• Kull er en forutsigbar energikilde

Ulemper med kull:

• Øker temperaturen på jorda fordi CO₂ slippes ut i atmosfæren i et unaturlig høyt tempo, noe som kan få katastrofale følger
• Bidrar til sur nedbør
• Er ikke en fornybar ressurs, og kommer til å gå tom
• Har helsemessige konsekvenser for mennesker som arbeider og bor i nærheten av kullkraftverk

KILDER:

Forskning.no / International Energy Agency / Miljødirektoratet / National Geographic / Sysselmannen på Svalbard / Teknisk Ukeblad / Teknisk Ukeblad (2) / Union of Concerned Scientists / World Economic Forum