“Negative udledninger, carbon-fangst og netto-nul-brændstoffer” er centrale begreber i bestræbelserne på at tackle klimakrisen. Men hvad dækker disse begreber egentlig over, og hvilke udfordringer står vi overfor i den forbindelse? Det får du et overblik over i denne artikel.

Af Mads Lundgren Bendixen

Menneskeheden befinder sig på et kritisk punkt i historien. Effekterne af klimaforandringer bliver mere synlige for hvert år: Stigende overfladetemperatur, smeltende poler og ekstremt vejr, som bare er nogle få ud af mange tegn på, at jordens naturlige balance er truet. I midten af krisen findes ét af de mest kendte grundstoffer, carbon (kulstof). Carbon i kemiske forbindelser har evnen til at indeholde store mængder energi, som vi høster og bruger til alverdens formål, lige fra det første bål til nutidens rumrejser. Afbrændingen af carbon-forbindelser er den primære drivkraft bag menneskets store fremskridt gennem de seneste tusinder af år. Men hver gang vi høster energien, efterlader vi også en usynlig gas, der nu ligger som en dyne i atmosfæren over jordens overflade og skaber global opvarmning og klimaforandringer: Carbondioxid eller CO₂.

CO₂ er ét af de styrende elementer i jordens energibalance. Det har gennem hele jordens 4,5 milliarder års lange historie været i atmosfæren, hvor det fungerer som drivhusgas. CO₂ absorberer varmeenergi afgivet fra jorden og reflekterer den. Noget af energien reflekteres tilbage mod jorden, hvilket skaber mere opvarmning, og noget ender på den anden side af atmosfæren i rummet. Hvis vi som et tankeeksperiment tog alt CO₂ ud af atmosfæren, vil resultatet være en fuldkommen tilfrosset jordklode uden evnen til at opretholde højere liv, så vi har meget at takke CO₂ og drivhuseffekten for. Men i det omvendte scenario med forøgelse af CO₂, vil mere og mere varmeenergi bliver fanget mellem jorden og atmosfæren og skabe højere og højere temperaturer. Det er det, vi oplever lige nu.

Hvor er vi?

I 2015 underskrev 196 lande under FN Parisaftalen, der forpligter dem til at tage skridt til at reducere CO₂-udledninger for at begrænse den globale temperaturstigning til under 1,5 grader Celsius i forhold til førindustrielle niveauer. FN's klimapanel, IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), overvåger fremskridtet i forhold til aftalen og giver regelmæssige videnskabelige vurderinger af klimaforandringer, påvirkninger, risici samt muligheder for tilpasning og risikoreduktion.

Et vigtigt spørgsmål er nu, hvor meget mere CO₂ atmosfæren kan optage, før vi når det fastsatte loft på 1,5 graders temperaturstigning. Ifølge IPCC har vi kun cirka 260 gigaton CO₂ tilbage, før vi når loftet på 1,5 grader, og omkring 1009 gigaton CO₂ tilbage, før vi når 2 grader (figur 1). Men det mere interessante spørgsmål er, hvor lang tid vi har til at bruge de resterende 261 gigaton CO₂. Det er den tid, vi har til at løse problemet, og svaret afhænger primært af, hvordan menneskeheden håndterer CO₂-udledninger.

I 2021 udledte vi i alt omkring 42,2 gigaton CO₂-ækvivalenter af drivhusgasser, og udledningerne forventes at være endnu højere i 2022. Med udgangspunkt i udledningerne fra 2021 og de resterende 260 gigaton CO₂, har vi groft sagt cirka 6 år tilbage, før vi rammer de 1,5 graders temperaturstigning. Heldigvis kan der stadig ske betydelige ændringer! Vi så for eksempel en betydelig reduktion af årlige udledninger under COVID-19-pandemien, hvilket viser, at vi er i stand til at påvirke udledningerne. Men der er ingen tvivl om, at det kræver en betydelig indsats.

Det er dog blevet mere usandsynligt, at vi kan holde temperaturstigningen under 1,5 grader. Mange klimamodeller arbejder dog med scenarier, hvor temperaturen i en periode kan overstige 1,5 grader for derefter at falde igen. Dette kaldes “overshoots” og kan ses som en strategi for at nå langsigtede mål. For eksempel kan man tillade en midlertidig overskridelse af 1,5 graders-målet for at opnå et klimamål i 2050 eller 2100. Dette er en risikabel klimastrategi, men den kan give mere tid til at udvikle tekniske og systemiske løsninger til at reducere CO₂-udledninger, før tiden løber ud. Men hvordan kan dette opnås?

Hvor skal vi hen?

IPCC arbejder med langsigtede mål og prøver at inkorporere al den indsamlede viden i klimamål og -strategier. Generelt er der blevet udarbejdet nogle scenarier for, hvordan man kan opnå klimaneutralitet og overholde Parisaftalen til år 2100. Nogle af disse scenarier inkorporerer overshoots, mens andre opererer med ingen eller næsten ingen overshoot (se figur 2). Hvis man ser på udledningerne i år 2100 for de forskellige scenarier, er der meget stor forskel på deres størrelse. Men for dem alle gælder, at vi i år 2100 skal under det punkt udledningerne rammer nul. Vi skal altså i minus, hvilket kaldes negative udledninger.

Negative udledninger er et komplekst og omdiskuteret begreb, men i det store hele betyder det, at vi netto skal fjerne mere CO₂ fra atmosfæren, end vi udleder – på global plan. Det er altså ikke længere nok at reducere udledningerne til nul. Vi skal under nul. CO₂ kan fjernes fra atmosfæren enten gennem en række naturbaserede løsninger (som jorde og skove) eller via menneskeskabte teknologiske løsninger designet til at fjerne CO₂ fra atmosfæren i stor skala.

Hvilket scenarie, man følger, har stor indvirkning på, hvor store negative udledninger, der er behov for. Som hovedregel siger man, at jo mere CO₂, vi lukker ud nu, og jo større overshoot, man tillader, des større negative udledninger er der behov for i år 2100. Omvendt, jo mere vi globalt kan reducere CO₂-udledninger nu, jo mindre skal der indfanges i fremtiden. Om der står minus 20 Gt om året eller 5-6 Gt om året i 2100 er faktisk ret væsentligt. Det er nemlig både besværligt og dyrt at nå frem til negative udledninger.

Foruden behovet for negative udledninger skal der også findes tekniske og systemiske løsninger på at nedbringe de udledninger, som er svære at reducere. Det kan for eksempel være grønt brændstof til flytransport eller tung trafik og industri, hvor man ikke kan elektrificere. For eksempel kan CO2 fanget i biomasse eller fra atmosfæren laves til brændstof, som ved afbrænding udleder CO₂ til atmosfæren igen. Det giver netto nul CO₂ til atmosfæren og kaldes samlet set for netto-nul-udledninger.

For at opsummere skal vi have styr på tre ting for at nå Parisaftalens mål: reduktion af nuværende udledninger, netto-nul-teknologi og til sidst de negative udledninger. Faktisk er Danmarks klimamål for 2050 også negative med en målsætning på 110 % reduktion – altså 10 % negative udledninger!

Reduktion, konvertering og negative udledninger

Et godt eksempel på en reduktion af CO₂-udledninger på et personligt plan er at tage cyklen i stedet for bilen. Cykling udleder næsten ingen CO₂, mens bilen udleder forholdsvis meget. Udledninger, som bilkørsel ville have haft, trækkes simpelthen ud af regnskabet. Det samme kan på sin vis siges om at tage en elbil – dog koster både en bil, en cykel og en elbil nogle udledninger, når de bliver produceret, og den udledning skal selvfølgelig trækkes fra. Man skal altså tænke i et komplet regnestykke “fra vugge til grav”, når man opgør en aktivitets eller produkts CO₂-udledning.

Hvis man derimod tager bilen og kører på fossilt brændstof, har man en direkte positiv udledning. Det er de udledninger, vi skal gøre noget ved hurtigst. Her bliver carbon, som ellers ville være bundet i olie i undergrunden, til CO₂ i atmosfæren.

Tager man bilen, men kører på brændstof udvundet fra biomasse, er det en netto-nul-udledning. Afgrøder, som har optaget atmosfærisk CO₂ gennem fotosyntese og senere bliver raffineret til biobrændsel og brændt af i bilens forbrændingsmotor, vil i udgangspunktet resultere i den samme mængde CO₂ i atmosfæren som før. Det gælder dog kun, hvis alle trin i raffineringen er CO₂-neutrale – fra vugge til grav.

Hvis man kører bilen på biobrændsel og fanger CO₂’en, man udleder, for derefter at lagre den permanent (over 1000 år), vil det blive anset for en negativ udledning, da CO₂’ens oprindelse er atmosfæren, og endestationen er permanent lagring. Det er faktisk en af de metoder, som man tror meget på lige nu og bliver kaldet BECCS (som står for BioEnergy Carbon Capture and Storage). BECCS foregår på kraftvarmeværker, som opvarmer deres kedler med afbrænding af biomasse som træflis eller halm. CO₂’en i den røggas, der produceres under afbrændingen, fanges og kan derefter lagres. På den måde får man energi ud af biomassen og også en negativ udledning. Afbrænding af biomasse er dog meget udskældt, da det lægger beslag på arealer til produktion af “energi-afgrøder”, som kunne være brugt til andre formål, for eksempel natur eller fødevareproduktion.

Fangst af CO₂ er altså et centralt element i at opnå negative udledninger. Men heri ligger også udfordringen, da det desværre ikke er så ligetil at fange CO₂. Det bringer os direkte tilbage til energien i det hele.

Energien i det hele

Ifølge IPCC's beregninger er der behov for tekniske løsninger til reduktion, negative udledninger og netto-nul-løsninger. Inden 2030 bør størstedelen af reduktionerne komme fra udbygningen af sol- og vindenergi, hvilket udgør cirka 4 gigaton (Gt) for begge energityper. Dog skal der ifølge IPCC også findes næsten 1 Gt gennem fangst og lagring af CO₂ (CCS, Carbon Capture and Storage). På overfladen kan det virke som en smart idé, der kan løse klimaproblemet hurtigt. Men de eksisterende teknologier på området er meget energikrævende og stadig i en tidlig udviklingsfase. Der er kun få fungerende anlæg på verdensplan, hvilket betyder, at teknologien stadig er ung. Derfor er det vigtigt, at vi i de kommende år opfører flere anlæg, så vi kan lære og reducere omkostningerne ved CO₂-opsamling markant. Forskningen spiller en afgørende rolle i denne sammenhæng, da der er behov for meget mere forskning for at finde de bedste metoder og teknologier til forskellige situationer. Der er sjældent én universel løsning, så forskning er afgørende for at afdække de optimale tilgange.

Et eksempel, der illustrerer det store energibehov, er grøn produktion af metanol (CH₃OH) – et brændstof, som kan bruges til tung transport i fremtiden. For at producere 1Gt metanol ud fra CO₂ skal der bruges 0,14 Gt hydrogen. Hydrogen bliver fremstillet ved spaltning af vand i elektrolyse, og for at producere 0,14 Gt hydrogen skal man tilføre vandet 6,710 TWh strøm. Det er rigtigt meget! Til sammenligning er USA's samlede energiforbrug om året lidt under 4000 TWh, så det vil altså kræve en mængde strøm svarende til halvanden gang USA’s samlede energiforsyning at producere blot et gigaton metanol. Og det skal vel at mærke være strøm fra vedvarende energi (i dag stammer kun 12,5% af USA’s energiforsyning fra vedvarende energikilder). I Danmark har vi på grund af vindmøller og afbrænding af biomasse meget vedvarende energi i forhold til mange andre lande, og det er også en af grundene til, at vi kommer til at se mange af de såkaldte power-to-x (PtX) projekter i Danmark. Energiforbruget er nemlig ikke ens gennem alle døgnets timer og sæsoner, og nogle gange produceres mere, end vi forbruger. Det er derfor smart, at man kan producere brændstoffer og andre brugbare kemikalier med den grønne strøm, som er i overskud.  

Vi skal vende strømmen!

I tusinder af år, siden tæmning af ilden, har menneskeheden fået sin energi fra carbon-forbindelser. Vi har udledt CO₂ fra biomasse og senere fra fossile kilder i en stadig større strøm af carbon til atmosfæren. Nu står vi over for en presserende opgave med at omdirigere carbon-strømmen, så den går tilbage fra atmosfæren til biomasse og undergrunden. Det kræver, at vi frigør os fra vores afhængighed af fossile brændstoffer og skaffer enorme mængder energi for at vende processen om.

Heldigvis er forskere over hele verden engageret i at finde nye og innovative løsninger, der gør teknologierne nemmere, mere skalerbare, billigere og ikke mindst reducerer energiforbruget. Vi kan sammenligne vores situation med et budget, hvor vi som menneskehed skal investere i negative udledninger og smarte løsninger for at skabe mere tid – og vores valuta i denne sammenhæng er primært vedvarende energi.

Dog kan de teknologiske løsninger ikke redde os alene. Først og fremmest er det afgørende, at vi fokuserer på områder, hvor vi kan opnå betydelige reduktioner hurtigst muligt! Dette er ikke kun den mest omkostningseffektive tilgang, men også den mest levedygtige. ♦