Fætter Fysik knækker hockeystaven og besejrer Power-to-x
Nicolai Wammen og Dan Jørgensen er to drenge, der har opfundet en bagvendt måde at spille hockey på, mens de venter på, at superhelten Power-to-X kommer og redder verden. Men Fætter Fysik har love, der gør, at spillet ikke kan lade sig gøre. For hverken Finansloven eller Klimalover kan hamle op med fysikkens love…
Af Gordon Vahle, Klimaklog.dkSenest opdateret 5. april 2021
Hockey-modellen, hvor vi skal vente på, at Power-to-x kommer og redder os i 2028, strider mod fysikkens love. Det forklarer den lille Fætter Fysik. Billedcollage: Klimaklog.dk. Tegning: Colourbox. Nicolai og Dan bruger en ministerielt defineret hockeystav i spillet. Det går groft sagt ud på at vente med at gøre noget som helst ved klimaproblemerne, indtil nutidens troldmænd, fx ingeniører fra DTU eller erhvervslivet, får hidkaldt deres helt, Power-to-X, som så kommer og klarer ærterne for os.
Sådan henad 2028 er ingeniørerne nok klar med deres opfindelser, tænker de to drenge. Og så går det stærkt. Vi når 70 procents CO2-reduktion i løbet af nul-komma-dut, og inden der er gået en snes år mere, er Danmark begyndt at fjerne CO2 fra luften og gnave af den CO2-gæld, vi har oparbejdet de sidste hundrede år. Pyha, vi nåede det… Klimakatastrofen kan gå i glemmebogen, og alting er som før – endda som før pandemien i ’20-erne…
Eller har vi glemt noget…?
Tja… Det er godt nok længe siden, vi gik i skole. Men hvis lille Nicolai og lille Jan havde lyttet efter i fysiktimerne i stedet for at have travlt med at spille hockey efter bagvendte regler, så ville scenariet med at undgå klimakatastrofen måske have været en mulighed…
Det kan godt være, at Nicolai og Jan aldrig har hørt om ’Termodynamikkens 1.lov’. Men de har garanteret hørt, hvad loven betyder: Energien er konstant!
’Fætter Fysik’, som du kan se her ovenover, bruger ikke ord som ’termodynamik’. Han kalder det blot ”Verdens nemmeste fysiske lov”. Formlerne bag er mærkelige og uforståelige, men betydningen er let at forstå. ”Energien er konstant” betyder fx, at man ikke kan få energi ud af ingenting. Hvis man kunne, så havde vi ingen klimakrise. Så kunne vi jo bare trylle den energi frem, som vi skulle bruge til at få vores scootere og vaskemaskiner til at køre. Og vi havde ikke behøvet at grave al olien op, brænde den af og sende en masse CO2 ud i luften.
Men hvad er energi egentlig? Dét er om muligt endnu lettere at beskrive end, at den er konstant: Energi er alt!
Alt… som i alting! Det bord, du sidder ved, er energi. Din tablet eller pc er energi. Den lyd, der kommer ud af din mund, når du siger ”Wow”, er energi. Den el, der får din skrivebordslampe til at lyse, er energi. Og lyset er også energi. Selv når du slukker lampen og går i seng, er energien der i form af, at rummet er blevet en lille smule varmere.
Nu vil den kvikke Nicolai, der senere skulle vise sig at være den dygtigste til at regne i hele Dronningeriget og blive landets finansminister, indvende, at ”hvis energien er konstant, og energien også er alting, så må alting være konstant… Alting er vel altid alting… Det er der jo ikke noget nyt i.”
Hvis Fætter Fysik var drengenes fysiklærer i 8. klasse, ville han behørigt rose Nicolai for hans regneevner men også påpege, at det kun er mængden af energi, der er konstant. Energien i sig selv er langt fra konstant. Tværtimod. Den forvandler sig hele tiden, og hver gang man tror, at nu har man fanget den, så er den smuttet og blevet til noget andet.
Fætter Fysik kan godt lide at demonstrere fysikken for sine elever, og derfor kravlede han nu op på katederet, tog et hop og landede med et brag på gulvet.
»Energien begyndte som dén kanelsnegl, jeg fik i morges. Den indeholdt en masse sukker – kemisk energi. Noget af denne energi har jeg så brugt som bevægelsesenergi til at kravle op på katederet… Og så længe, jeg stod stille deroppe, var energien såkaldt potentiel energi. Men så snart jeg hopper eller dratter ned af katederet, forvandler den sig et kort øjeblik til bevægelsesenergi igen, og når jeg lander, bliver energien til dét brag, I kunne høre,« lyder Fætter Fysiks pædagogiske forklaring.
»Men hver eneste gang, energien forvandler sig, bliver noget af den til varme. Og varme kan vi ikke rigtigt bruge til noget… Vi kan brænde kul af eller spise noget mad og forvandle den kemiske energi i kullet eller maden til varme. Varmen kan vi låne i et stykke tid, så vi kan opvarme vores huse eller holde kroppens temperatur på 37 grader. Men på et eller andet tidspunkt forsvinder varmen ud i luften og videre ud i verdensrummet. Energien bliver mindre nyttig med tiden!«
Fætter Fysik bruger ikke begreber som ’Termodynamikkens 2. lov’ eller, at ’entropien’ altid vokser, for at forklare, at energien bliver og bliver mere og mere ubrugelig, hver gang vi bruger den og ændrer den fra én tilstand til en anden. Det er derfor, at den såkaldte virkningsgrad aldrig kan være 100 procent.
BUM!! Døren ryger op med et brag.
»Det er lige meget! Der er så mange nye teknologier på vej, at vi sagtens kan klare det hele!!«
Det var selvfølgelig Power-to-X, der ikke kunne banke ordentligt på døren og vente på, at han blev lukket ind. Og det var selvfølgelig Dan, der havde hidkaldt sin yndlingssuperhelt.
»Vi kan lave kunstigt brændstof af brint, som vi kan lave om til ammoniak Vi kan tilføre brint til CO2 og lave brændstoffer, der ligner de eksisterende. Eller vi kan bare bruge brinten, som den er. Vi behøver kun vand. Ved hjælp af elektrolyse kan vi nemt spalte vandet i ilt og brint. Brint er et fantastisk kraftfuldt og rent brændstof. Bare tænk på luftskibet Hindenburg, der brændte op i 1937… Ja nu har vi selvfølgelig fuldstændig løst alle sikkerhedsproblemer med brint. Verdens reneste brændstof, der kun udleder vand, når man brænder det af…«
»Hvad med energien…?«
Fætter Fysik havde ventet tålmodigt, til Power-to-X var nødt til at trække vejret, inden han stillede sit spørgsmål.
»Ja. Hvor meget grøn energi skal du producere for at kunne lave nok grønt brændstof til alle skibene, flyene, lastbilerne – foruden alle el-bilerne, al betonen, alle maskinerne, al gadebelysning, mobilerne, komfurerne…?« spurgte Fætter Fysik.
Power-to-X fattede stadig ingenting…
»Hvornår skal vi begynde at bygge de vindmøller og de solcelleanlæg, vi får brug for? Hvis vi skal kunne fremstille alt dét kunstige grønne brændstof, der skal til for at vi kan reducere vores CO2-udslip med 70 procent i 2030 og være CO2-neutrale i 2050, får vi vel brug for en masse vedvarende energi? Så mine spørgsmål er blot: Hvor meget vedvarende energi skal vi bruge? Og hvornår går vi i gang? De energiøer, vi har planlagt i Danmark, begynder jo først at producere energi i 2033…«
Fætter Fysik kunne se på Power-to-x, at hans superhjerne stadig ikke var helt med… Det var tid at sejle Emma ind i klasselokalet…
»Vi har lært, at mængden af energi er konstant, og at man derfor ikke kan få energi ud af brændstof uden først at tilføre mindst den samme mængde energi… Vi ved også, at noget energi bliver ubrugelig, når den skifter form, « opsummerede Fætter Fysik dagens lektion.
»Bare som et lille – eller rettere ret stort – eksempel kan vi prøve at regne energiforbruget ud for Emma… Emma hedder Maersk til efternavn og var for en halv snes år siden verdens største containerskib. Imponerende på alle fronter! Tag bare brændstofforbruget!«
»Emma Maersk bruger 200.000 liter olie i døgnet. Det er 8.333 liter olie timen. Hvor meget energi er dét? spurgte Fætter Fysik, mens han noterede tallene på tavlen.
Han fortsatte regnestykket:
»1 liter olie indeholder 10 kWh energi, og 8.333 liter grønt brændstof kræver således mindst 83.333 kWh energi at fremstille. Da en normal 4MW vindmølle producerer 4.000 kW elektricitet i timen, skal vi bruge 83.333/4.000 = 20,8 stk. 4MW vindmøller bare for at holde Emma sejlende. Men da en stor del af energien bliver til ubrugelig varme i processen, og det ikke blæser hele tiden, så er tallet nok snarere det dobbelte – altså 40 stk. Der er over to tusinde skibe i den danske handelsflåde, og for mig at se, har vi ikke engang plads til alle de vindmøller, vi har brug for…«
»Så, kære Power-to-x. Man kan ikke først vente otte år med IKKE at gøre noget, som hockeystavsmodellen foreslår. Og så bygge alle de nødvendige vindmøller og anlæg til grønt brændstof det sidste år…. Du kan nok se, at mine spørgsmål er særdeles rele… (?)«
Fætter Fysik havde vendt sig om… Men hvor var Power…? Havde han bare listet stille ud ad døren? Havde han erkendt, at han ikke kunne redde verden – i hvert fald ikke uden at knække hockeystaven og komme i gang med at bygge vindmøller og solcelleanlæg i en hulens fart…?
---
Sådan henad 2028 er ingeniørerne nok klar med deres opfindelser, tænker de to drenge. Og så går det stærkt. Vi når 70 procents CO2-reduktion i løbet af nul-komma-dut, og inden der er gået en snes år mere, er Danmark begyndt at fjerne CO2 fra luften og gnave af den CO2-gæld, vi har oparbejdet de sidste hundrede år. Pyha, vi nåede det… Klimakatastrofen kan gå i glemmebogen, og alting er som før – endda som før pandemien i ’20-erne…
Eller har vi glemt noget…?
Energien er konstant
Tja… Det er godt nok længe siden, vi gik i skole. Men hvis lille Nicolai og lille Jan havde lyttet efter i fysiktimerne i stedet for at have travlt med at spille hockey efter bagvendte regler, så ville scenariet med at undgå klimakatastrofen måske have været en mulighed…
Det kan godt være, at Nicolai og Jan aldrig har hørt om ’Termodynamikkens 1.lov’. Men de har garanteret hørt, hvad loven betyder: Energien er konstant!
’Fætter Fysik’, som du kan se her ovenover, bruger ikke ord som ’termodynamik’. Han kalder det blot ”Verdens nemmeste fysiske lov”. Formlerne bag er mærkelige og uforståelige, men betydningen er let at forstå. ”Energien er konstant” betyder fx, at man ikke kan få energi ud af ingenting. Hvis man kunne, så havde vi ingen klimakrise. Så kunne vi jo bare trylle den energi frem, som vi skulle bruge til at få vores scootere og vaskemaskiner til at køre. Og vi havde ikke behøvet at grave al olien op, brænde den af og sende en masse CO2 ud i luften.
Energi er alting
Men hvad er energi egentlig? Dét er om muligt endnu lettere at beskrive end, at den er konstant: Energi er alt!
Alt… som i alting! Det bord, du sidder ved, er energi. Din tablet eller pc er energi. Den lyd, der kommer ud af din mund, når du siger ”Wow”, er energi. Den el, der får din skrivebordslampe til at lyse, er energi. Og lyset er også energi. Selv når du slukker lampen og går i seng, er energien der i form af, at rummet er blevet en lille smule varmere.
Nu vil den kvikke Nicolai, der senere skulle vise sig at være den dygtigste til at regne i hele Dronningeriget og blive landets finansminister, indvende, at ”hvis energien er konstant, og energien også er alting, så må alting være konstant… Alting er vel altid alting… Det er der jo ikke noget nyt i.”
Energi bliver mere nyttesløs
Hvis Fætter Fysik var drengenes fysiklærer i 8. klasse, ville han behørigt rose Nicolai for hans regneevner men også påpege, at det kun er mængden af energi, der er konstant. Energien i sig selv er langt fra konstant. Tværtimod. Den forvandler sig hele tiden, og hver gang man tror, at nu har man fanget den, så er den smuttet og blevet til noget andet.
Fætter Fysik kan godt lide at demonstrere fysikken for sine elever, og derfor kravlede han nu op på katederet, tog et hop og landede med et brag på gulvet.
»Energien begyndte som dén kanelsnegl, jeg fik i morges. Den indeholdt en masse sukker – kemisk energi. Noget af denne energi har jeg så brugt som bevægelsesenergi til at kravle op på katederet… Og så længe, jeg stod stille deroppe, var energien såkaldt potentiel energi. Men så snart jeg hopper eller dratter ned af katederet, forvandler den sig et kort øjeblik til bevægelsesenergi igen, og når jeg lander, bliver energien til dét brag, I kunne høre,« lyder Fætter Fysiks pædagogiske forklaring.
»Men hver eneste gang, energien forvandler sig, bliver noget af den til varme. Og varme kan vi ikke rigtigt bruge til noget… Vi kan brænde kul af eller spise noget mad og forvandle den kemiske energi i kullet eller maden til varme. Varmen kan vi låne i et stykke tid, så vi kan opvarme vores huse eller holde kroppens temperatur på 37 grader. Men på et eller andet tidspunkt forsvinder varmen ud i luften og videre ud i verdensrummet. Energien bliver mindre nyttig med tiden!«
Fætter Fysik bruger ikke begreber som ’Termodynamikkens 2. lov’ eller, at ’entropien’ altid vokser, for at forklare, at energien bliver og bliver mere og mere ubrugelig, hver gang vi bruger den og ændrer den fra én tilstand til en anden. Det er derfor, at den såkaldte virkningsgrad aldrig kan være 100 procent.
Teknologien brager ind
BUM!! Døren ryger op med et brag.
»Det er lige meget! Der er så mange nye teknologier på vej, at vi sagtens kan klare det hele!!«
Det var selvfølgelig Power-to-X, der ikke kunne banke ordentligt på døren og vente på, at han blev lukket ind. Og det var selvfølgelig Dan, der havde hidkaldt sin yndlingssuperhelt.
»Vi kan lave kunstigt brændstof af brint, som vi kan lave om til ammoniak Vi kan tilføre brint til CO2 og lave brændstoffer, der ligner de eksisterende. Eller vi kan bare bruge brinten, som den er. Vi behøver kun vand. Ved hjælp af elektrolyse kan vi nemt spalte vandet i ilt og brint. Brint er et fantastisk kraftfuldt og rent brændstof. Bare tænk på luftskibet Hindenburg, der brændte op i 1937… Ja nu har vi selvfølgelig fuldstændig løst alle sikkerhedsproblemer med brint. Verdens reneste brændstof, der kun udleder vand, når man brænder det af…«
Hvor meget energi – og hvornår?
»Hvad med energien…?«
Fætter Fysik havde ventet tålmodigt, til Power-to-X var nødt til at trække vejret, inden han stillede sit spørgsmål.
»Ja. Hvor meget grøn energi skal du producere for at kunne lave nok grønt brændstof til alle skibene, flyene, lastbilerne – foruden alle el-bilerne, al betonen, alle maskinerne, al gadebelysning, mobilerne, komfurerne…?« spurgte Fætter Fysik.
Power-to-X fattede stadig ingenting…
»Hvornår skal vi begynde at bygge de vindmøller og de solcelleanlæg, vi får brug for? Hvis vi skal kunne fremstille alt dét kunstige grønne brændstof, der skal til for at vi kan reducere vores CO2-udslip med 70 procent i 2030 og være CO2-neutrale i 2050, får vi vel brug for en masse vedvarende energi? Så mine spørgsmål er blot: Hvor meget vedvarende energi skal vi bruge? Og hvornår går vi i gang? De energiøer, vi har planlagt i Danmark, begynder jo først at producere energi i 2033…«
Emma den store
Fætter Fysik kunne se på Power-to-x, at hans superhjerne stadig ikke var helt med… Det var tid at sejle Emma ind i klasselokalet…
»Vi har lært, at mængden af energi er konstant, og at man derfor ikke kan få energi ud af brændstof uden først at tilføre mindst den samme mængde energi… Vi ved også, at noget energi bliver ubrugelig, når den skifter form, « opsummerede Fætter Fysik dagens lektion.
»Bare som et lille – eller rettere ret stort – eksempel kan vi prøve at regne energiforbruget ud for Emma… Emma hedder Maersk til efternavn og var for en halv snes år siden verdens største containerskib. Imponerende på alle fronter! Tag bare brændstofforbruget!«
»Emma Maersk bruger 200.000 liter olie i døgnet. Det er 8.333 liter olie timen. Hvor meget energi er dét? spurgte Fætter Fysik, mens han noterede tallene på tavlen.
Han fortsatte regnestykket:
»1 liter olie indeholder 10 kWh energi, og 8.333 liter grønt brændstof kræver således mindst 83.333 kWh energi at fremstille. Da en normal 4MW vindmølle producerer 4.000 kW elektricitet i timen, skal vi bruge 83.333/4.000 = 20,8 stk. 4MW vindmøller bare for at holde Emma sejlende. Men da en stor del af energien bliver til ubrugelig varme i processen, og det ikke blæser hele tiden, så er tallet nok snarere det dobbelte – altså 40 stk. Der er over to tusinde skibe i den danske handelsflåde, og for mig at se, har vi ikke engang plads til alle de vindmøller, vi har brug for…«
Hockeystavens endeligt
»Så, kære Power-to-x. Man kan ikke først vente otte år med IKKE at gøre noget, som hockeystavsmodellen foreslår. Og så bygge alle de nødvendige vindmøller og anlæg til grønt brændstof det sidste år…. Du kan nok se, at mine spørgsmål er særdeles rele… (?)«
Fætter Fysik havde vendt sig om… Men hvor var Power…? Havde han bare listet stille ud ad døren? Havde han erkendt, at han ikke kunne redde verden – i hvert fald ikke uden at knække hockeystaven og komme i gang med at bygge vindmøller og solcelleanlæg i en hulens fart…?
---
PS. Fætter Fysik bor normalt på Årsplaner til fysik/kemi 8. klasse – FysikKemifaget, og jeg synes, at det var meget passende at låne ham til denne artikel om de to drenge Dan og Nicolai, der jo netop går i 8. klasse, når vi møder dem. Du kan se fætteren på billedet, der ledsager denne artikel. Nu har Klimaklog.dk købt hans copyright af Colourbox, så han kan optræde som vignet til de artikler her på sitet, der handler om fysikkens love, som den lille fætter jo gerne excellerer i.