Trots att det för både klimatet och ekonomin är en stor fördel att gå över till grön energi orsakar övergången problem. Den gröna elen kan till exempel paradoxalt nog ge upphov till föroreningar, eftersom batterier kräver utvinning av sällsynta grundämnen.
Ett annat problem är att hållbara energikällor gör det nödvändigt att binda samman elnäten mellan länder och kontinenter för att försörjningen ska bli stabil. Det gör att en del el går förlorad.
De största hindren för en grön omställning håller dock nu på att undanröjas. Litiumet till alla litiumjonbatterier kan man till exempel få fram genom att återvinna en större andel av batterierna och energiförlusten i elnätet kan minimeras med supraledande kablar.
FÖRORENINGAR
Utvinning av litium till batterier orsakar föroreningar i gruvområden i Argentina, Bolivia och Chile.
Återvinning sparar sällsynta metaller
Fossila bränslen är negativa för klimatet, men även miljövänlig energi har sina mörka sidor. Halvledartekniken i solceller och batterier kräver sällsynta grundämnen, som måste grävas upp ur marken.
Batterier är viktiga komponenter i kampen mot den globala uppvärmningen. De möjliggör nämligen både lagring och trådlös användning av miljövänlig el. Till moderna batterier behövs dock flera olika grundämnen som bryts i stora gruvor och transporteras runt i världen.
Grundämnet litium fyller en viktig funktion i batteriproduktionen som nyckeln i den utbredda litiumjontekniken. Därför räknar man med att efterfrågan kommer att femdubblas till år 2025. Tyvärr medför utvinningen av litium både föroreningar av och brist på vatten i gruvområden i Argentina, Bolivia och Chile.
Det finns emellertid ett alternativ till nya gruvor: återvinning av litium ur begagnade batterier. I dag återanvänds bara omkring fem procent av världens litiumjonbatterier, men det kommer med stor sannolikhet att förändras under den närmaste tiden.
Hela batteriet kan återanvändas
Litiumjonbatterier, som bland annat finns i våra mobiltelefoner, återanvänds i väldigt liten omfattning. De mest utbredda teknikerna är energikrävande och återvinner bara exempelvis koppar. Lyckligtvis håller nya tekniker för återvinning av alla ämnen i batterierna på att utvecklas i bland annat Kina.
Ett litiumjonbatteri består av:
- litiumkoboltoxid från katoden: 31 %
- grafit från anoden: 22 %
- koppar: 17 %
- elektrolyt: 15 %
- aluminium: 8 %
- kol (carbon black) och bindemedel: 4 %
- plast: 3 %
BULLER
Bullret från vindkraftverkens rotorer kan dämpas avsevärt genom att efterlikna det tysta sätt på vilket tornugglans vingar skär genom luften.
Ugglevingar gör vindkraftverk tystare
Vindkraftverk står för en stor del av världens miljövänliga energiproduktion, men de är inte lika populära överallt. Särskilt grannar till de roterande elproducenterna kan störas av ljudet.
Vindkraftverk är troligen den miljövänliga teknik som väcker mest kritik. Efter ett massivt folkligt motstånd tvingades exempelvis den norska regeringen år 2019 dra tillbaka sina planer på vindkraftverk på land.
Förutom att vindkraftverken tar mycket plats i landskapet bullrar rotorerna när de rör sig genom luften. Därför letar forskarna efter ett sätt att utforma dem så att de skär tystare genom vinden. Just nu hämtar de inspiration till detta från tornugglan. Studier har nämligen visat att ljudet av ugglans flykt ligger under den hörbara gränsen för oss människor.
Tornugglans hemlighet är det sätt på vilket luften möter och framför allt släpper taget om vingarna. Om denna princip kan överföras till vindkraftverk tror brittiska forskare att rotorernas ljud kan minskas med tio decibel, vilket motsvarar skillnaden mellan ljudet från en förbipasserande lastbil och en personbil.
OMSTÄLLNING
Naturgasrör kan utan några större kostnader ställas om till att transportera väte. Det underlättar övergången till miljövänlig energi.
Naturgasrör transporterar väte
Naturgas är det minst smutsiga fossila bränslet. Därför rekommenderar experter på energiomställning att använda naturgas och fasa ut kol och olja så snabbt som möjligt. Problemet med att satsa på naturgas som tillfällig energikälla under en övergångsfas är dock att det krävs stora infrastrukturella investeringar.
Det gäller till exempel flytande borrplattformar som Shells Prelude, världens största fartyg, och gasrörledningar som byggs för att hålla i 50 år men som tjänar in anläggningskostnaden först efter 30 år. Det gör investeringar i naturgas problematiska på lång sikt, eftersom den överskjutande livslängden är dyr för samhället att köpa tillbaka när energisektorn ställer om till miljövänliga energikällor.
Därför gick de tre tyska företagen Nowega, Gascade och Siemens Energy år 2020 samman för att undersöka hur deras gasledningar kan ställas om till att i stället transportera exempelvis väte. Slutsatsen var att rörledningarna kan ställa om till väte med relativt små extra investeringar.
Bolagens studie tyder på att en vanlig gasledning faktiskt kan transportera tio gånger mer energi i form av väte till en fjortondel av priset jämfört med elnätet.
ARBETSLÖSHET
År 2018 demonstrerade 20 000 tyska gruvarbetare för att få behålla sina jobb. Grön energi kommer dock att skapa nya arbetstillfällen.
Grön energi skapar nya jobb
När Donald Trump blev president lovade han att han skulle göra ”kol stort igen” och återuppbygga industrin, både för att USA har enorma reserver och därmed en exportpotential och för att locka de många amerikaner som redan har förlorat jobbet eller riskerar att bli arbetslösa när de fossila bränslena fasas ut att rösta på honom.
Trots löftena försvann över tusen jobb i kolgruvor i USA från år 2016 fram till coronapandemin.
Denna utveckling har lett till stora demonstrationer, även i Tyskland, där 20 000 gruvarbetare i oktober 2018 marscherade genom staden Bergheim med krav på att få garantier för sina jobb.
En stor studie av möjligheterna för en grön omställning, ledd av Mark Z. Jacobson vid amerikanska Stanford University, har även tittat på sysselsättningen – och slutsatsen är upplyftande. Beräkningarna visar nämligen bland annat att en fullständig omställning till grön energi på världsnivå kommer att skapa 24,3 miljoner fler jobb än vad som går förlorade.
Kolgruvor och oljefält kommer visserligen att läggas ner, men många nya jobb kommer att skapas i exempelvis el- och vindkraftsindustrin samt de sektorer som behövs för att underhålla och övervaka den komplexa infrastruktur som får den i hög grad varierande gröna energiproduktionen att balanseras ut.
ENERGIFÖRLUSTER
Supraledare kräver normalt extrem kyla, men nu har forskare skapat en supraledare som fungerar vid rumstemperatur.
Supraledare kopplar samman världens elnät
Innan hållbar energi verkligen kan täcka nära hundra procent av planetens energibehov måste el kunna transporteras fritt över mycket stora avstånd, kanske till och med mellan olika kontinenter. Ju större områden som framställer och utbyter energi, desto stabilare blir nämligen både produktionen och förbrukningen.
I praktiken ska alltså solceller i Sydostasien kunna brygga morgonkaffet i Nordvästeuropa. Tyvärr är den traditionella högspänningstekniken ännu inte redo för en så stor utmaning, detta på grund av energiförlusten i till och med de bästa elkablarna.
En amerikansk studie har visat att 0,5–1,1 procent av energin går förlorad per 100 miles (16 mil) i USA:s kraftigaste högspänningsnät, som har en kapacitet på 765 kilovolt. Det innebär att förlusten skulle bli ett påtagligt problem när el behöver distribueras på kontinental eller till och med global skala.
En möjlig lösning som forskarna under många år har haft i kikaren är användning av så kallade supraledare. Supraledning är ett fysikaliskt fenomen och en kabelteknik med knappt någon energiförlust alls, som skulle innebära att elen kan transporteras hur långt som helst.
Utmaningen ligger i att hitta material som är supraledande vid rimliga temperaturer. Vanligen har nämligen supraledare undersökts vid nära absoluta nollpunkten, minus 273,15 grader. På hösten 2020 gjorde emellertid en forskargrupp ledd av Elliot Snyder vid amerikanska University of Rochester ett genombrott.
Man kom fram till en perfekt kombination av ämnena väte, kol och svavel som var supraledande ända upp till 15 grader. Ämnet kräver dock ett extremt högt tryck, så det går ännu inte att använda i förlustfria elledningar. Forskningen är dock inne på rätt väg.
