Kul og ilt vil så nødig skilles

CO2 består af et kulatom (C) og to iltatomer (O2). Atomerne er så stærk bundet til hinanden, at det kræver meget energi at skille dem ad. Og når denne artikel om klima og CO2 starter med at fortælle om atomers ægteskab – binding til hinanden – så er det for at forklare, hvorfor det er så træls at have for meget CO2 i luften. Det bliver nemlig deroppe og er ikke til at slippe af med igen.

Af Gordon Vahle, Klimaklog.dk

CO2-lagring er sort, energikrævende eller for småt. Men i fremtiden bliver vi nødt til det. Billede af <a href="https://pixabay.com/da/users/geralt-9301/?utm_source=link-attribution&utm_medium=referral&utm_campaign=image&utm_content=4767440">Gerd Altmann</a> fra <a href="https://pixabay.com/da/?utm_source=link-attribution&utm_medium=referral&utm_campaign=image&utm_content=4767440">Pixabay</a> CO2-lagring er sort, energikrævende eller for småt. Men i fremtiden bliver vi nødt til det. Billede af Gerd Altmann fra Pixabay
Det hele handler om energi. Og grunden til, at vi i dag har alt for meget CO2, er, at mennesker gennem årtusinderne har skaffet sig energi ved at agere giftefoged mellem kul og ilt og derved skabe CO2, carbondioxid eller på dansk kultveilte.
Mennesket er det eneste dyr, der kan finde ud af dette, og det har gjort, at vi som art har kunnet bemægtige os jorden. Energi er nemlig magt.
Allerede da fortidsmennesket sad og kiggede ind gløderne fra bålet, havde det magt. Ingen af de andre dyr turde nærme sig, for bålet lyste og udstrålede varme – på samme måde som de skovbrande, som alle dyr frygter mest af alt.

Dobbeltvirkende dyne


Da mennesket tæmmede ilden, adskilte det sig for alvor fra de andre dyr. Fortidsmennesket spekulerede nok ikke ret meget på, at grunden til, at ilden var så varm, er at kul og ilt elsker hinanden så højt og er så svære at skille ad. Bindingsenergi kaldes denne kærlighed, når vi snakker atomer og molekyler. Når et kulatom møder et iltmolekyle, binder de sig sammen med voldsom energi, men da energien altid er konstant, må CO2-molekylet skille sig af med overskudsenergien. Det sker ved, at det udsender lyspartikler – fotoner – som vi opfatter som varme og lys.
Når en lyspartikel fra solen rammer et molekyle i atmosfæren, sker det nogle gange, at lyset slår molekylet i stykker. Lyset taber energi i processen, og den stråling, der når jordens overflade, bliver mindre skadelig. Den varmestråling, der kommer den anden vej, kan ikke slå molekyler i stykker, men bliver i stedet reflekteret tilbage til overfladen. Alle partikler i luften vil i varierende grad dæmpe energistrømmen begge veje. De skærmer for solen om dagen og holder på varmen om natten, så vi undgår at blive stegt om dagen og at fryse til is om natten.
Drivhusgasser er ret dårlige til denne opgave. Blandt andet på grund af stor bindingsenergi lader de sig ikke så let forstyrre af solen stråling. Til gengæld er drivhusgasser gode til at sende den mere langbølgede varmestråling fra jordens overflade retur.
C02 og andre drivhusgasser er således ’dobbeltvirkende’ dyner, der er dårlige til at skærme for solen om dagen, men til gengæld gode til at holde på varmen om natten. Det svarer til, at du midt om sommeren både skruer op for varmen i soveværelset og lægger dig under en kraftig vinterdyne.

Brint er ren


Der er andre drivhusgasser. Vand for eksempel. En indikation for, om noget er en drivhusgas, kan man få ved at kigge på bindingsenergien. Jo kraftigere noget brænder, jo stærkere er bindingsenergien i slutproduktet, og jo kraftigere er drivhusvirkningen som regel. Hvis vi flytter opmærksomheden lidt fra fortidsmenneskets rolige bål til én af historiens mest spektakulære katastrofer, luftskibet Hindenburg, der i 1937 på blot 32 sekunder brændte op i enorm ildkugle, så kan vi få et hint om, hvor kraftig en drivhusgas vand er. Hindenburg var fyldt med brint (H2), der, når det gifter sig med ilt, bliver til vand – H2O. Og brylluppet fejres med et brag.
Hvis vi fik vores energi ved at fyre med brint i stedet for med kul, ville vi ikke have problemer med affaldet, der jo blot er vand. Brint er til gengæld svært at fremstille, at opbevare, og det er svært at styre bryllupsfesten. Vi kan jo ikke have, at vores biler og kraftværker er små og store Hindenburg’ere, der kan springe i luften når som helst. Men der er løsninger på vej. Den fortælling må dog vente til en anden gang.

CO2 flyver højt


Men hvorfor har vi så en CO2-krise og ikke en vandkrise, når de nu begge er kraftige drivhusgasser? Fordi det regner! Vand bliver ikke ret længe i atmosfæren, og det kommer ikke ret højt op. Uanset hvor meget solen skinner og får vand til at fordampe, så er der altid præcis lige så meget regn, der falder ned et andet sted. Mængden af vand i atmosfæren er konstant – så længe temperaturen ikke stiger.
CO2 svæver derimod lige så stille opad i en lykkelig bindingsenergi-dans, som end ikke solen kan bryde. Drivhusgassen bliver deroppe i mindst et par hundrede år, inden den på et tidspunkt opsuges i et ocean og eventuelt aflejres og uskadeliggøres i noget bundslam.
Det betyder, at noget af den CO2, der svæver rundt deroppe, stammer fra din tiptipoldemors kakkelovn. Siden da er alt det andet kommet til: Dampmaskiner, fabrikker, biler, skibe, fjernvarme, cement, jern, iPads, mobiltelefoner, tøj, sko, koteletter, tomater – alt dét har behov for energi for at kunne produceres, transporteres og konsumeres. Energi skaber rigdom, og rigdom skaber magt. Og magt er stadig, hvad mennesker higer efter.

Temperaturstigningen fortsætter med nul CO2


Kort sagt er der to problemer med CO2. Den er en kraftig drivhusgas, der kræver meget energi at uskadeliggøre. Og den bliver oppe i atmosfæren længe.
Det første skaber et høne-æg-problem. Vi får energi ved at afbrænde kul – eller gas, benzin, olie etc. Det skaber CO2. Hvis vi bruger denne energi til at splitte CO2-molekyler ad, er vi lige vidt. Måske kunne vi løse det ved at bruge vedvarende energi til det… Men så skal vi jo producere endnu mere VE. Og det er svært nok at få lov til at opføre vindmøller til alt det andet…
Det andet problem er meget værre. Da CO2 ikke forsvinder før efter flere hundrede år, så slås vi stadig med al den CO2, mennesker har udledt siden tiptipoldemor tændte op i kakkelovnen. Koncentrationen og dermed temperaturen stiger hele tiden. Selv hvis vi ved en kæmpe indsats stoppede al CO2-udledning i morgen, ville vi ikke kunne nå Parisaftalens mål om max 1½ grads temperaturstigning.
Derfor kan vi ikke komme uden om, at vi enten må ødelægge CO2’en eller begrave den, så den ikke kan virke som drivhusgas.

Planter lever kort


Heldigvis har vi planterne til hjælpe os. Grønne planter har fundet en snild metode til at bruge solens energi til at splitte CO2 i C og O2. Metoden kaldes fotosyntese og er langt mere energieffektiv end noget, vi mennesker har fundet på. Planterne bruger kulstoffet til at bygge sig selv, og deler så gavmildt ud af ilten, så vi dyr kan fylde vores lunger med frisk og livgivende luft.
Problemet er, at ingen planter lever evigt. Når et træ vælter eller en blomst visner, så frigives CO2’en igen via forrådnelsesprocessen. Selvfølgelig skal vi plante træer, der både lever længere og er langt mere effektive til at fange CO2 end en rugmark. Vi skal plante milliarder af træer over hele kloden, og vi skal plante dem nu, så de kan nå at vokse sig store og binde masser af kulstof, inden vi rammer det næste tipping point. Tidligere sekretariatsleder af FN’s klimapanel, Christiana Figueres peger i sin nye bog ”The Future We Choose” på, at træer overalt i byer og på land er det eneste, der kan redde os fra en altødelæggende temperaturstigning. Og hun er langt fra alene om det synspunkt.
Men… det er bare ikke nok! Vi bliver sikkert også nødt til at hjælpe træerne med at fjerne noget af al den CO2, vi har placeret over vores hoveder. Resten af historien handler om, hvordan vi mennesker kan hjælpe naturen. Teknologierne er langt fra færdigudviklede, klodsede, dyre og ikke nær så effektive til at fjerne CO2 som planternes fotosyntese. Men vi bliver nødt til at tage dem i brug på et tidspunkt – som et supplement til skovrejsning….

Hvad kan vi selv gøre?


Carbon Capture dvs. at indfange CO2 fra luften og fjerne det, så det ikke længere kan true os som drivhusgas, er faktisk en dårlig løsning. Problemerne ved det er mange. Først og fremmest har vi endnu ikke nogen metoder, der virker ret godt. Og derfor skal Carbon Capture ikke anvendes til fx at nå målene om 70 procents reduktion (i forhold til 1990) og nul-udledning i 2050. Det må ALDRIG erstatte vedvarende energi eller andre tiltag.

Fra 415 ppm til 350 eller mindre


Der er lige nu ca. 415 milliontedele CO2 i atmosfæren. Milliontedele kalder man også ppm, ’parts per million’. Det lyder måske ikke af ret meget, at der i et helt ton atmosfærisk luft er 415 g CO2. Men det er rigeligt til, at drivhuseffekten fortsætter, så det bliver varmere og varmere i op mod hundrede år. Faktisk regner man med, at CO2-koncentrationen skal ned på 350 ppm, før opvarmningen stopper. Det er derfor, at paraplyorganisationen for mange klimabevægelser herhjemme hedder ’350 Klimabevægelsen’.
350 ppm CO2 er altså målet. Det betyder, at vi skal fjerne mindst 65 g CO2 fra hvert ton luft for at nå i mål. At fjerne 65 g fra et ton lyder som en overkommelig opgave. Men problemet er bare, at der findes rigtig, rigtig meget luft. Faktisk svarer 1 ppm til 7,8 Gigatons CO2, og vi bliver derfor nødt til at fjerne mindst 507 Gigatons CO2 – 507 milliarder tons. Og det er vel at mærke, hvis vi stopper med at fylde CO2-lageret op nu og ikke udleder mere, end planterne kan håndtere.

30 træer pr. menneske


Kan vi gøre det ved at plante træer? I princippet ja. En stor rødgran med en diameter på 50 cm og en højde på 26 m kan binde kulstof, der svarer til 2,19 tons CO2. Vi skal plante lidt mere end 230 milliarder nye grantræer, eller godt og vel 30 pr. menneske på planeten - fra nyfødt til olding.
Bruger du løvtræer skal du måske plante lidt færre. Løvtræer er tungere og binder mere CO2. Til gengæld vokser de langsommere, så hvis vi skal skynde os, er nåletræer bedre. Men hvad du end vælger at plante, så skal du bruge tømmeret bagefter! Det hjælper ikke, at du lader træerne ligge og rådne, for så slipper CO2’en løs igen. Måske skulle vi alligevel lytte til, hvad Philip Loldrup Fosbøl, der er lektor og forsker i CO2-udskillelse og -lagring ved Institut for Kemiteknik på Danmarks Tekniske Universitet, siger til Videnskab.dk:
»Skal jeg være helt ærlig, så er Carbon Capture et supervigtigt element, som mange desværre vil bestride. Vi hører mest, at vi skal holde op med at spise kød, flyve og bruge CO2-krævende produkter, men gjorde vi alt det, ville det kun dække godt 15 procent af den CO2, vi udsender. Og hvordan forhindrer vi de resterende 85 procent i at ramme os lige i hovedet?«

Det, der virker, er sort


Den eneste menneskeskabte metode, der indtil nu har kunnet fange CO2 i større mængder, er desværre også helt sort. Metoden har fået et ’S’ i enden og hedder ikke længere blot Carbon Capture, men Carbon Capture & Storage, CCS.
’Lageret’ er i praksis de kalkstenslag, hvorfra olieselskaberne henter deres gas og olie. Her er der nu en masse huller, og der er fin plads til masser af CO2. Den kan aldrig slippe ud af sit underjordiske fængsel.
Heldigt nok for olieselskaberne har metoden den ’bivirkning’ at CO2’en i undergrunden skaber et overtryk, som presser de sidste rester olie ud af klippen. Det gør det rentabelt at fortsætte produktionen i endnu nogle år. Olieselskaberne synes, at det er genialt, og det fungerer også oppe i Norge. For klimaet er det dog ligesom at fodre hunden med dens egen hale. Den bliver kortvarigt mæt, men ikke glad.

Forskning med få midler


Der er andre lagermuligheder – fx salthorste, som vi har i Danmark. Men metoderne er langt fra færdigudviklede, og forskning er svær at få finansieret, for der er jo ikke rigtigt penge i CO2-lagring – undtagen for olieselskaberne…
Men forskning findes, og der er også en del projekter, der ser, hvad man kunne kalde ’lovende’ ud. Nogle efterligner naturen og forsøger at finde en metode til at bryde ægteskabet mellem kul og ilt. Projekterne er ofte drevet af idealister, og CO2-fangsten regnes i tons eller endda kg – ikke i milliarder af tons. Men her er lidt af, hvad jeg har kunnet finde af projekter. Først får du dog nogle forkortelser, som du måske støder på, og som beskriver nogle af metoderne:

  • AFOLU: ’Agriculture, Forestry and Other Land Use’ består i at indfange CO2 ved at genplante skov på arealer, som tidligere har været benyttet til landbrug eller på udpint jord, som ligger uudnyttet hen.
  • BECCS: ’Bio-energy with carbon capture and storage’ er en metode, der i princippet består af at dyrke hurtigt voksende afgrøder, der i en fart kan optage en masse CO2, og derefter brænde dem af igen! Varmen skal udnyttes i kraftværker, der primært fyrer med biomasse, og den CO2, som frigives i processen skal gemmes væk eller nedbrydes. BECCS fungerer således ikke uden ’DACS’.

  • DACS: ’Direct Air Capture and Storage’ er metoder til at udskille CO2 direkte fra luften og eventuelt lagre den i undergrunden. Metoderne til at indfange CO2 fra fx skorstensrøg er komplicerede, og hvis man ikke vil gemme CO2’en væk men i stedet uskadeliggøre den eller endda nyttiggøre den, bliver det vildt energikrævende og endnu mere besværligt.


Problemerne ligger således i DACS, men heldigvis forhindrer det ikke alle i at forsøge. Her er et lille udvalg af mulige løsninger, der er på vej, men dog ikke lige om hjørnet:

  • CO2-støvsugere: Ved Zürich i Schweiz har firmaet Climeworks bygget et anlæg på toppen af et forbrændingsanlæg. Det suger CO2 ud af luften og er verdens første kommercielt drevne af slagsen. Anlægget har trukket 2.500 tons CO2 væk fra atmosfæren siden starten i maj 2017. I dag er der 18 kæmpe ’støvsugere’, der bruger en teknologi, der faktisk har været kendt siden 50’erne til at trække CO2 ud. Firmaet har vilde planer, og mener selv, at det allerede i 2025 vil kunne opsuge én procent af klodens årlige CO2-udledning. Hvis den plan skal realiseres, skal der verden over installeres 750.000 af firmaets CO2-støvsugere, og det vil kræve ca. 20 gange Danmarks energiforbrug at drive dem! Al den energi skal naturligvis være vedvarende, hvis det skal give klimamæssig mening. I dag sælger virksomheden først og fremmest sin CO2 til gartnerier samt til Coca-Cola(!) Men dét marked bliver hurtigt mættet, og så er det planen at bruge resten til at fremstille drivhusgasneutralt brændstof.

  • Drivhusgasneutralt brændstof af CO2: Kan man dét? CO2 er jo et affaldsprodukt af energiproduktion? Man kan naturligvis heller ikke direkte få energi ud af CO2. Man er nødt til at tilføre energi fra vindmøller og solceller og skabe brint ved elektrolyse. Men så kan man faktisk ved at blande brinten og CO2 via en proces, som har været kendt siden 1920’erne, få et fint brændstof. Både CO2-støvsugerne og det drivhusneutrale brændstof kræver en frygtelig masse vindmøller og solceller for at fungere. Men fordelen ved denne kombination er alligevel, at den pr. arealenhed kan fjerne en hel del mere CO2 end, hvis man brugte arealet til træer. Hvis man planter nye træer på et areal svarende til Europa, ville man kunne fjerne cirka otte Gigatons CO2. Det samme kan klares på det halve af Jylland med CO2-støvsugere.

  • Biokul: Forkullet biomasse, der pløjes ned i landbrugsjord, kaldes ofte for klimabekæmpelsens svar på en schweizerkniv. En række forskere, organisationer og grønne iværksættere mener, at biokul kan løse flere centrale problemer på samme tid. Metoden er simpel. Man brænder biomasse ved såkaldt pyrolyse. Det er en forbrænding ved ca. 500 grader under iltfattige forhold, hvor biomassen omdannes til biogas og biokul. CO2-udledningen fra forbrændingen er stort set nul, og al slags biomasse – grene, bioaffald, dyreafføring, biprodukter fra fødevaresektoren, halm mv. – kan bruges. Biogassen kan bruges som al anden gas, og hvis biokullet bliver pløjet ned i jorden, varer det mellem 500 og 1000 år, inden kullet igen bliver til CO2 og kan frigives til atmosfæren. Det gør landbrugsjord mere frugtbar, og hvis det baseres på dyreafføring, tilføres fosfat, så man slipper for gødskning. Jord med biokul holder også bedre på vand. Flere steder i verden produceres pyrolyseanlæg, der præcis passer ind i en container. Den kan placeres på en mark og producere både energi og gødning til lokalområdet ud fra områdets bioaffald, samtidig med, at der trækkes CO2 ud af atmosfæren.

  • Alger: Mange forsøg på at trække CO2 ud af luften bruger naturens egen metode - fotosyntesen. Problemet er, at planter jo blot låner CO2’en. De afleverer den igen, når de dør og går i forrådnelse. Derfor skal vi enten begrave de døde planter dybt eller sørge for at bruge dem til noget nyttigt, hvor vi ellers skulle have brugt noget andet og mere CO2-udledende. Det kan fx være træ til bygninger og sofaborde. Eller til mad til os selv eller vores dyr. Mange steder er alger en del af vejen frem. I Sverige fungerer en cementfabrik som forsøgsstation, og den CO2, der udledes fra produktionen, ledes gennem et sindrigt system af plastposer med havvand, hvor alger sørger for at CO2 omdannes til ilt. Algerne danner en næringsrig suppe, der er lige så proteinrig og nærende som sojabønner. Lige nu får grise gavn af det, men kokke kan måske finde ud af at lave algesuppen til en bæredygtig og velsmagende fødevare.


CO2-indfangning er i dag enten voldsomt store projekter, der kræver kolossale mængder af vedvarende energikilder for at blive bæredygtige, eller små idealistiske projekter, der måske ikke batter så meget i det store billede. Men der foregår rigtig meget forskning, og på et tidspunkt er der én, der knækker nødden. For vi bliver nok nødt til det…