Hvor mye er 1 GW fra sola verdt?

Parisavtalen var startskuddet for en global dugnad for å unngå ødeleggende effekter av ukontrollert, menneskeskapt klimaendring. I en dugnad forventes det at alle bidrar på sitt område, etter beste evne. Norge er et ekstremt kompetent og veldrevet samfunn som i stor grad er basert på eksport av det som utgjør hovedproblemet i klimakrisa: Fossil energi som gir CO₂ i atmosfæren.

Dette begynner å synke inn. I næringspolitikken handler nå mye om å legge til rette for grønn omstilling. Dette er helt nødvendig, og det er ingen tvil om at også næringsliv solid plantet i olje har en stor rolle å spille på veien mot nullutslippssamfunnet. Men det finnes også næringer i Norge som kan gi virkelig betydningsfulle bidrag i dugnaden og som ikke trenger omstilling. Det de trenger er skikkelig satsning.

Hva er egentlig 1 GW?

Norges historie som energinasjon strekker seg mye lenger tilbake enn til da vi begynte å høste det sorte gullet. Prosessindustrien vår ble bygd opp rundt omkring i landet på steder med stort energioverskudd etter lokal vannkraftutbygging. Med denne industrialiseringen ble det bygd opp en enorm kompetanse, og det var denne som gjorde oss i stand til å utnytte oljeressursene da vi fikk dem servert.

Nesten to generasjoner senere opplever vi at landets lommebok er velfylt, og vi har også bankinnskudd som vi håper skal sikre oss langt inn i framtida. Men ingen ting varer evig, og begynnelsen av århundret var preget av den såkalte Peak Oil-diskusjonen. En periode var dagens uttrykk “hva skal vi leve av etter olja?” Så, i 2010 dundrer det inn et nytt kjempefunn av olje, de femte største “norske” reservene i Nordsjøen funnet noensinne. Feltet fikk navnet Johan Sverdrup, nå så man for seg stadig nye muligheter, og det ironiske svaret på spørsmålet over ble “Olje!” Fem år senere, med Parisavtalen, står Norge i en skikkelig skvis: Energi og velstand eller miljø og klima?

Men hvilke energimengder er det egentlig snakk om? Det er lett å bli forvirret.

Johan Sverdrup-feltet har oljereserver på ca. 2700 millioner fat olje[1]. Norges årlige vannkraftproduksjon er på ca. 134 terrawattimer (TWh)[2]. Solenergibransjen måler sin kapasitet i gigawatt (GW), i 2019 ble det installert 115 GW solceller i verden[3].

Hvordan henger alt dette sammen, hvordan ser størrelsene ut i forhold til hverandre?

Energien høstet fra ett solcellepanel gjennom levetiden tilsvarer energien fra fem tromler med råolje. Her er disse vist i riktig størrelse i forhold til hverandre. VIS MER

Effekt, kWh og GW…

Energienheten de fleste av oss har et forhold til er kilowattimer (kWh) fordi vi må betale for denne enheten på strømregninga vår. Fat olje er også mulig å relatere seg til. Mange av oss ser vel for seg slike tønner som finnes rundt omkring på gården til morfar, under en flytebrygge eller sagd i to som en grill. For å gjøre det vanskelig er slike tønner ikke egentlig oljefat (barrels) men tromler (drums) med et litt større volum, men bildet er OK likevel.[4]

Når man snakker om solceller, brukes oftest effekt som mål heller enn energi. Anlegget du får installert på taket ditt måles i kilowatt (kW), og produksjonen fra en fabrikk måles i samme enhet per år, dvs. gigawatt (GW) per år. Men hva betyr dette i energi? Hvordan sammenligne dette med energireservene i Nordsjøen eller produksjonen fra demningene og turbinene i Norge?

For å finne ut det må vi ta hensyn til hvor mye lys solcellene blir eksponert for: Ta for eksempel årsproduksjonen fra en fabrikk på 1 GW og plasser solcellene i Syd-Frankrike, der sollyset gjennom et år tilsvarer 1350 timer med den intensiteten som får panelene til å yte det de er klassifisert for, altså 1 GW. Solcellepaneler har en garantitid på 25 år, dvs. at årsproduksjonen fra fabrikken er 31.6 TWh – her har vi tatt hensyn til at panelene blir 0.5 prosent mindre effektive hvert år[5].

Da kan vi gjøre sammenligninger med energimengdene over:

Hvis reservene i Johan Sverdrup-feltet blir utvunnet over 35 år tilsvarer det 77 millioner fat olje årlig. Energiinnholdet i ett oljefat er 1637,6 kWh[6], og årsproduksjonen fra feltet blir 126.1 TWh. Dette er snublende nær elektrisitetsproduksjonen i Norge på 134 TWh/år. Og årsproduksjonen fra fabrikken på 1 GW er en firedel av disse to. Energibidraget fra en solcellesilisiumfabrikk på 1 GW er gigastort, bokstavelig talt.

Årlig produksjonsutbytte fra de 50 største feltene på norsk sokkel forutsatt 35 års levetid. Figuren inneholder også fire versjoner av Norwegian Crystals fabrikk i Glomfjord (i grønt): 20 er nåværende kapasitet, 21 og 24 er planlagt utvidelse i 2021 og 2024, og 30 er fullt potensial på 10 GW. Kilde: SINTEF VIS MER

Et helt Sverdrupfelt i årsproduksjon fra “norsk sol”

Norwegian Crystals er en av de norske produsentene av silisium til solceller. I fabrikken deres i Glomfjord i Nordland produserer de silisiumkrystaller, og fabrikken har en kapasitet på 0.5 GW. Denne fabrikken skal utvides, mot et totalt potensial på 10 GW, men allerede ved en kapasitet på 4 GW vil Norwegian Crystals ha samme årsproduksjon som hele Johan Sverdrup-feltet!

Dette trenger kanskje litt tid på å synke inn. Her er det en fabrikk innerst inne i en fjord i Nordland som de fleste av oss kanskje aldri har hørt om. Allerede i dag er produktet deres en signifikant del av det grønne skiftet i mange land i verden. Basert på spisskompetansen sin har de konkrete planer om å produsere nok silisium til å tilsvare all energien fra oljefeltet som blåste liv i oljeoptimismen i Norge igjen!

Vi må ta med et par reservasjoner: 1 GW verdi av silisiumkrystaller fra Norge betyr jo ikke at det står 1 GW ferdig og produserer elektrisitet. Det må lages wafere, solceller, moduler og alt må installeres og driftes. Men det samme gjelder for et oljefelt. Oljen må transporteres til land, raffineres, distribueres og selges. Begge er deler av en verdikjede. Det krever også energi å lage solceller, så nettoregnskapet blir lavere, men den såkalte energitilbakebetalingstiden for solceller er svært lav nå, ca. 1 år i Sør-Europa[7].  På den annen side, det samme gjelder for oljeindustrien som bruker energi for å omdanne råolje til noe vi kan bruke, og vi har heller ikke snakket om energikvalitet. Den elektriske energien fra solceller er direkte sammenlignet med den kjemiske energien i olja. Men vi valgte altså å stoppe der i regnestykkene våre.

Ut fra dette forstår vi at solceller ikke lenger er et nisjeprodukt uten reell betydning i verdens energiforsyning. IEA (The International Energy Agency)[8] har i alle år undervurdert veksten i fornybar energi, men selv de spår at solceller vil stå for en firedel av verdens installerte kapasitet innen 2040 med dagens politikk.

Sol ute, sol hjemme

Norwegian Crystals er et eksempel på en norsk solcellesilisiumprodusent; det finnes to andre også, NorSun og REC Solar. Alle måler produksjonen sin i GW, og alle har planer om store ekspansjoner innen få år. Kvaliteten på produktene deres er god, produksjonen er miljøvennlig og etterspørselen i markedet er høy. Dette betyr arbeidsplasser i en ekstremt fremtidsrettet industri og eksportinntekter til Norge. Selv om utslippsreduksjonene vil komme av paneler som står plassert rundt omkring i hele verden, kan man trygt si at dette vil få sola til å skinne på Norge også. Slike bedrifter er hjørnesteiner i sine lokalsamfunn og får ringvirkninger langt utenfor fabrikkveggene, alt fra forskning og utvikling til lokale leverandører og etablering av nye bedrifter som dekker andre deler av verdikjeden. Dette har vi allerede sett mange eksempler på, flere av aktørene som har utviklet innovative løsninger innen sluttbruk/installasjon av solceller i Norge har bakgrunn fra solcelleproduksjonsindustrien. Sist, men ikke minst, disse produsentene, i likhet med de fleste industrisamfunn i Norge, befinner seg gjerne litt utenfor allfarvei. Da blir det god distriktspolitikk også!

Hvor store utslippskutt snakker vi om?

Vi begynte med Parisavtalen, og vi må illustrere hva 1 GW betyr i utslippskutt også. Da plasserer vi solkraftverkene i områder der vi kan legge ned kullkraftverk – som finnes over nært sagt hele verden, så vi beholder energiregnskapet for Syd-Frankrike som et slags gjennomsnitt. IPCCs gjennomsnittstall for utslipp fra kull, inkludert metanutslipp fra produksjonen er 1019 g/kWh elektrisitet, tilsvarende for sol er 48 g/kWh[1].  

Da blir regnestykket enkelt: 1 GW solcellepaneler vil, gjennom sin levetid, redusere det globale CO₂ utslippet med ca. 31 millioner tonn CO₂. Hvor stort er egentlig dette tallet?

Den totale reduksjonen i CO2-utslipp fra et års produksjon er faktisk over halvparten av Norges totale utslipp (50 Mill tonn CO₂ per år)[2]. De planlagte karbonfangstanleggene til Fortum Oslo Varme og Norcem vil årlig kunne fange om lag 0,4 millioner tonn CO₂ hver.[3] Havvind er også i vinden og Hywind Tampen skal bli verdens største flytende offshore vindpark med planlagt kapasitet på 0,1 GW og utslippsreduksjonen er estimert til å bli rundt 200 000 tonn CO₂ årlig[4].

Når solcellene fra ett års produksjon fra GW-fabrikken er satt i arbeid med å erstatte kullkraftverk, vil de faktisk spare mer enn disse tre til sammen, 1.24 millioner tonn CO₂ hvert år. Neste år sørger solcellefabrikken for nye solceller som også reduserer CO₂-utslippet med 1.24 millioner tonn – og så videre. Dette er ikke argumenter mot verken karbonfangst eller havvind, for å nå målene i Parisavtalen må vi spille på mange hester samtidig. Begge er også eksempler på at det kreves økonomiske insentiver for å utvikle lavutslippsteknologier. Solceller har nytt godt av dette i mange år (for eksempel gjennom en storstilt satsning i Tyskland) og er nå en moden teknologi i forhold. Men sammenligningene illustrerer hvor stor effekt det vil ha å bytte ut kullkraft med solcellepaneler.

Det er også et vesentlig poeng at Norge er en av verdens beste lokasjoner for den energikrevende delen av verdikjeden innen solindustrien på grunn av landets svært høye andel av ren fornybar kraft i energimiksen. Det lave karbonavtrykket i produksjonen verdsettes per i dag høyt i Frankrike og det vesentlige av produktene fra norsk solindustri havner derfor i dette markedet. Norge stiller ikke samme krav til installasjon av solkraft, som i praksis tilsier at vi importerer brunkull i form av solpaneler fra Kina til Norge.

Men størst blant dem er sola

Nå blir de stående disse tre: vann, vind og sol. Men størst blant dem er sola. På samme måte som Paulus nok aldri mente at tro og håp ikke er viktige bare fordi kjærligheten er størst, mener også vi at både vann og havvind er både viktig, riktig og stort, særlig for Norge. Norge har naturgitte og historiske fordeler der og det er en verdi vi bør bygge videre på. Men i tillegg har Norge naturgitte og historiske fordeler for kraftkrevende industri. Dette kan vi bruke i den globale dugnaden for å gi enorme energi- og utslippsgevinster. Sats på sola!

Denne kronikken sto først i Teknisk Ukeblad, men er noe omarbeidet i Gemini.

[1] https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_annex-ii.pdf#page=26. Bidraget fra metan forutsetter et drivhuspotensial i et 100-årsperspektiv på 25 x potensialet til CO₂.

[2] https://miljostatus.miljodirektoratet.no/tema/klima/norske-utslipp-av-klimagasser/

[3] https://www.regjeringen.no/en/topics/energy/carbon-capture-and-storage/ccs-in-norway/id2601471/

[4] https://www.equinor.com/en/what-we-do/hywind-tampen.html

………………………………………………………..

[1] https://www.norskpetroleum.no/fakta/felt/

[2] https://energifaktanorge.no/norsk-energiforsyning/kraftforsyningen/

[3] https://www.pv-magazine.com/2020/05/01/global-pv-capacity-additions-hit-115-gw-in-2019-says-iea/

[4] Volumet til et fat (barrel) er 158.99 l. Oljebransjen har forsøkt å nærme seg SI-systemet på et vis ved å gå over fra fat til kubikkmeter som standard, dette er tallene man finner på oversikten over oljefeltene våre i referanse 1, for eksempel. En trommel (drum) er 200 l. Man kan forestille seg et fat som en trommel som er krympet 7% i lengde, høyde og bredde…

[5] Total energi fra 1 GW paneler i løpet av 25 år: E_Tot= P*PSH*LT*(1-DR*LT/2)=1 GW * 1350 timer/år * 25 år * (1 – 0.5 %/år * 25 år /2) = 31.6 TWh. P = Effekt, PSH = Peak solar hours, LT = Levetid, DR= degraderingsrate.

[6] Norsk Petroleums omregningskalkulator: https://www.norskpetroleum.no/kalkulator/om-kalkulatoren/

[7] https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/Photovoltaics-Report.pdf

[8] https://www.iea.org/fuels-and-technologies/solar

[9] https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_annex-ii.pdf#page=26. Bidraget fra metan forutsetter et drivhuspotensial i et 100-årsperspektiv på 25 x potensialet til CO₂.

[10] https://miljostatus.miljodirektoratet.no/tema/klima/norske-utslipp-av-klimagasser/

[11] https://www.regjeringen.no/en/topics/energy/carbon-capture-and-storage/ccs-in-norway/id2601471/

[12] https://www.equinor.com/en/what-we-do/hywind-tampen.html