Seiglivede myter om bruk av gass

Anders Bjartnes introduserer i Energi og Klima 11. mars notatet "Gass til varme og industri" i EU, forfattet av Karen Sund/Sund Energy. Dette notatet skal være komplementært til boken "Europa uten gass – Er norsk gass broen til nullutslippssamfunnet", skrevet av Tord Hustveit i 2018.

I Sunds notat er det forutsatt at distribusjon av gass til oppvarming i EU-land må videreføres, og dette er også linket til målet om bedre energieffektivitet.

Problemet med direkte bruk av gass (eller andre brensler) til alminnelig oppvarming (som er det største brukersegmentet for gass innenfor EU), er elendig energiutnyttelse (kun 5–10 prosent av gassens brennverdi, avhengig av temperaturforskjellen som skal opprettholdes), og bidrar derfor selvsagt ikke til målet om bedre energiutnyttelse.

Motstykket er bruk av gass til kraftgenerering, som gir suverent best utnyttelse av gassens energiinnhold, opptil nær 60 prosent termisk virkningsgrad for et stort moderne gasskraftverk med dampsyklus, tilsvarende kraftverket som ble bygd på Kårstø (men som nå blir revet!!).

Utnyttelse av termisk energi, dvs. varmeenergien som bli frigjort når gass forbrennes (tilsvarende ca 10 kWh pr. Sm3 gass), er bestemt ut fra varmelærens to fundamentale lover, hhv. 1. lov (som forteller at varme tilført = varme bortført) og 2. lov (som definerer hvor mye nyttbar energi, eller "arbeid", som kan hentes ut fra varmeenergi).

Den store feilen som begås av altfor mange, er at det ikke skjelnes mellom "virkningsgrader" utregnet etter varmelærens 1. og 2. lov.

Eksempel: 1 Sm3 gass tilføres en gasskamin, dvs. ca 10 kWh som varme blir frigjort ved forbrenningen. 10prosentav varmen forsvinner ut sammen med røykgassen, dvs. ca 9 kWh slippes ut i rommet som skal holdes oppvarmet. Virkningsgraden etter 1. lov blir derved 90prosent,og mange vil hevde at dette er en langt bedre utnyttelse av gassen enn å produsere kraft, hvor virkningsgraden kan ligge i området 50–60prosent.

Poenget er at det kun er virkningsgraden ifølge varmelærens 2. lov (termisk virkningsgrad), som angir hvor godt gassens energi reelt utnyttes.

Kort fortalt er virkningsgraden etter 2. lov bestemt ut fra de absolutte temperaturene T1 og T2 som varme tilføres, henholdsvis bortføres ved, og beregnes ut fra den enkle formelen:

Termisk virkningsgrad (teoretisk) = (T1 - T2)/T1, se fig. 1.

For et stort "combined cycle" gasskraftverk (CCGT), utnyttes gjerne et temperaturfall på 1000 grader, mens ved alminnelig oppvarming er temperaturfallet som skal opprettholdes (dvs. forskjellen mellom inne- og utetemperatur), ofte ikke mer enn 20–30 grader.

Det forklarer hvorfor konvertering av gass til elektrisk strøm kan være 10 ganger mer energieffektivt enn bruk av gass til alminnelig oppvarming, hvor 90–95 prosent av tilført energi går tapt.

Ved å erkjenne at energiverdenen er slik, bør konklusjonen for EU bli at gass brukt til alminnelig oppvarming/husholdning, må fases ut så raskt som mulig, for derved å oppnå både økt energieffektivitet og reduksjon i utslipp som monner.

Sund skriver i sitt notat også om å erstatte naturgass med hydrogen, men denne løsningen er både dårlig og lite gjennomførbar, særlig når hydrogenet skal fremstilles ved dekarbonisering av naturgass, kombinert med CCS (karbonfangst og -lagring). Mer om dette kan leses i et innlegg i Energi og Klima i september 2018.

En annen myte som Sund omtaler, er at kombinasjonen av kraft og varme (såkalt CHP – Combined Heat and Power), gir høyere energieffektivitet enn ren kraftproduksjon. Realiteten er at virkningsgraden er omtrent den samme.

Den vanlige feilen som gjøres, er at virkningsgraden for kraftdelen (etter varmelærens 2. lov) enkelt summeres med virkningsgraden etter 1. lov, for varmedelen.

Sund er forøvrig i godt selskap, idet Equinor (som eksempel), begår nøyaktig den samme feilen, når det i PUD (Plan for utbygging og drift), for Johan Castberg-feltet i Barentshavet, står at kraft/varme-løsningen på feltet "... gir en høy total virkningsgrad, estimert til 63 prosent". Dette har ikke noe å bety for utbyggingen som sådan, men det er en tankevekker når slike elementære feil passerer både Oljedirektoratet og andre myndigheter.

Mer enn halvparten av gassen som Norge eksporterer til EU, går til lavverdige oppvarmingsformål med termisk virkningsgrad som nærmer seg null. Det kan ikke kalles annet enn gigantisk energisløsing. Når EU-landene (slik som Danmark) finner ut at denne sløsingen må opphøre, kan det bli dramatisk for norsk gasseksport.

Den store utfordringen for norske gass-selgere og myndigheter, blir derfor å rute stadig mer gass inn i EUs kraftsektor, etter hvert som kull fases ut. Og hovedalternativet til bruk av gass til alminnelig oppvarming, bør bli elektrisk drevne varmepumper.

Argumentet om at et stort antall EU-land har et finmasket nettverk for distribusjon av gass som fortsatt bør utnyttes, holder ikke. Alt dette vil før eller siden måtte skrotes og erstattes av en oppgradert el-forsyning.

Klimastiftelsen har helt rett, når Anders Bjartnes skriver at gass er et underdekket felt i det norske ordskiftet. Ikke bare i Norge, men også innenfor EU og særlig når det gjelder basale kunnskaper om hvordan gass best kan utnyttes.