Kullkraft

Hva er kullkraft?

Kullkraft er elektrisitet som genereres ved å brenne kull, og er en av verdens mest brukte, men også mest kontroversielle, energikilder. Som en type termisk kraftproduksjon, har kull spilt en sentral rolle i den industrielle utviklingen globalt. Prosessen er basert på å omdanne den kjemiske energien lagret i kullet til elektrisk energi.

Denne energiformen er en del av de fossile energikildene, sammen med olje og naturgass. Til tross for en økende overgang til fornybare alternativer, står kullkraft fremdeles for en betydelig andel av verdens totale strømproduksjon, spesielt i land med store kullreserver og raskt voksende energibehov.

Slik fungerer et kullkraftverk

Et kullkraftverk fungerer ved å omdanne varmeenergi til elektrisitet i flere trinn. Først blir kullet transportert til kraftverket, hvor det knuses til et fint pulver. Dette øker overflatearealet og sørger for en mer effektiv og fullstendig forbrenning.

Det pulveriserte kullet blåses deretter inn i en stor forbrenningsovn, en kjele, hvor det antennes. Varmen fra forbrenningen brukes til å koke store mengder renset vann i et nettverk av rør inne i kjelen. Dette produserer høytrykksdamp med en temperatur på opptil 600 grader Celsius.

Dampen ledes under høyt trykk inn i en turbin. Damptrykket får turbinbladene til å rotere med høy hastighet, likt hvordan vind driver en vindmølle. Turbinen er koblet til en generator, som omdanner den mekaniske rotasjonsenergien til elektrisk energi ved hjelp av elektromagnetisk induksjon.

Etter å ha passert gjennom turbinen, blir dampen avkjølt i en kondensator slik at den blir til vann igjen. Dette vannet pumpes tilbake til kjelen for å gjenbrukes i en lukket syklus. Kjølingen skjer ofte ved hjelp av vann fra en nærliggende elv eller innsjø, eller ved bruk av store kjøletårn der vannet fordamper.

Historien bak kullkraft

Kullkraftens historie er tett knyttet til den industrielle revolusjonen på 1700- og 1800-tallet. Oppfinnelsen av dampmaskinen, drevet av kull, revolusjonerte produksjon, transport og samfunnsliv. Den første kommersielle bruken av kull til strømproduksjon fant sted på slutten av 1800-tallet.

Verdens første sentrale kullkraftverk ble åpnet i London (Holborn Viaduct) og New York (Pearl Street Station) i 1882. Disse tidlige anleggene leverte strøm til belysning i nærområdet og markerte starten på den elektriske tidsalderen. Kull ble raskt den dominerende drivstoffkilden for elektrisitetsproduksjon.

Gjennom hele 1900-tallet muliggjorde kullkraft en massiv industriell vekst og urbanisering over hele verden. Kull var en billig, rikelig og pålitelig energikilde som la grunnlaget for moderne økonomier. Denne dominansen har først i de siste tiårene blitt utfordret av bekymringer knyttet til miljø og klima.

Kullkraftens rolle i verdens energimiks

Globalt er kullkraft fortsatt en hjørnestein i energiforsyningen. Til tross for en nedgang i mange vestlige land, står kull for rundt en tredjedel av verdens elektrisitetsproduksjon. Energikilden er spesielt viktig i Asia, hvor land som Kina og India er avhengige av kull for å møte sitt enorme og voksende energibehov.

Den fortsatte bruken av kull skyldes flere faktorer. Kullreserver er geografisk utbredt og finnes i store mengder i mange land, noe som gir energisikkerhet. I tillegg har teknologien for kullkraftverk vært velprøvd og relativt rimelig å bygge og drifte, selv om dette bildet endrer seg raskt med fallende kostnader for fornybar energi.

Kullkraft i Norge

På fastlands-Norge finnes det ingen kullkraftverk for offentlig strømproduksjon. Den norske kraftmiksen er nesten utelukkende basert på fornybare kilder, primært vannkraft, som står for rundt 90 % av den totale produksjonen. Dette gjør det norske kraftsystemet unikt i verdenssammenheng.

Den eneste norske kullkraftproduksjonen har funnet sted på Svalbard. Kullkraftverket i Longyearbyen ble etablert for å forsyne lokalsamfunnet og gruvedriften med strøm og varme. Dette anlegget ble stengt ned i 2023 og erstattet med en dieseldrevet løsning, som et overgangssteg mot en fremtidig fornybar energiforsyning.

Selv om Norge ikke produserer kullkraft selv, er det norske kraftsystemet koblet til det europeiske markedet gjennom utenlandskabler. Dette betyr at strømmen vi importerer i perioder med lav vannkraftproduksjon, kan stamme fra kullkraftverk i land som Tyskland og Polen. Dermed er norske forbrukere indirekte eksponert for kullkraft.

Store kullkraftnasjoner

Noen få land dominerer verdens kullforbruk og kullkraftproduksjon. Kina er den desidert største aktøren og står alene for over halvparten av verdens kullforbruk. Landet har bygget et stort antall kullkraftverk for å drive sin massive økonomiske vekst, selv om de også er verdensledende på utbygging av sol- og vindkraft.

India er verdens nest største kullforbruker. Med en voksende befolkning og økende industrialisering er landet sterkt avhengig av kull for å sikre en stabil energiforsyning. USA er den tredje største, men har sett en betydelig nedgang i kullkraft de siste årene på grunn av konkurranse fra billig skifergass og fornybar energi.

Andre viktige land med betydelig kullkraftproduksjon inkluderer Indonesia, Tyskland, Russland, Sør-Afrika, Japan og Sør-Korea. For mange av disse landene representerer utfasingen av kull en stor økonomisk og sosial utfordring, knyttet til både energisikkerhet og arbeidsplasser.

Miljøpåvirkning fra kullkraft

Kullkraft er den mest forurensende formen for elektrisitetsproduksjon. Forbrenning av kull frigjør en rekke skadelige stoffer til atmosfæren, med alvorlige konsekvenser for klima, miljø og menneskers helse. Dette er hovedårsaken til at det er et globalt press for å fase ut bruken av kull.

Utslipp av klimagasser

Den største miljøulempen med kullkraft er de massive utslippene av karbondioksid (CO2), den viktigste drivhusgassen som bidrar til global oppvarming. Kull har det høyeste karboninnholdet av alle fossile energikilder. Et kullkraftverk slipper ut omtrent dobbelt så mye CO2 per produserte kilowattime (kWh) som et moderne gasskraftverk.

Disse utslippene er en direkte årsak til klimaendringer, som fører til hyppigere ekstremvær, havnivåstigning og endringer i økosystemer. Å redusere CO2-utslipp fra kraftsektoren er derfor avgjørende for å nå målene i Parisavtalen og begrense den globale oppvarmingen.

Andre forurensende stoffer

I tillegg til CO2 slipper kullforbrenning ut en rekke andre skadelige stoffer. Svoveldioksid (SO2) og nitrogenoksider (NOx) bidrar til sur nedbør, som skader skog, innsjøer og bygninger. Disse gassene kan også føre til luftveissykdommer hos mennesker.

Kullkraftverk er også en stor kilde til utslipp av svevestøv (partikler), inkludert fine partikler (PM2.5) som kan trenge dypt ned i lungene og forårsake alvorlige helseproblemer, som hjerte- og karsykdommer, astma og kreft. I tillegg frigjøres tungmetaller som kvikksølv, bly og kadmium, som kan hope seg opp i naturen og næringskjeden.

Moderne kullkraftverk er utstyrt med renseteknologi som kan fjerne en stor andel av SO2, NOx og partikler, men teknologien fjerner ikke CO2 og eliminerer heller ikke alle andre forurensende utslipp fullstendig.

Tips: Velg opprinnelsesgarantert strøm

Selv om du ikke kan velge bort kullkraft fra den europeiske miksen, kan du velge en strømavtale med opprinnelsesgaranti. Dette sikrer at det produseres en mengde strøm fra fornybare kilder som tilsvarer ditt forbruk, og støtter dermed overgangen til renere energi.

Karbonfangst og -lagring (CCS)

Karbonfangst og -lagring (CCS) er en samlebetegnelse for teknologier som har som mål å fange CO2-utslipp fra store punktkilder, som kullkraftverk, og lagre dem permanent under bakken. Dette blir ofte fremhevet som en mulig løsning for å redusere klimaavtrykket fra kullkraft.

Prosessen består av tre hovedtrinn: fangst, transport og lagring. CO2 kan fanges fra røykgassen etter forbrenning. Deretter blir gassen komprimert, transportert via rørledning eller skip, og injisert i dype geologiske formasjoner, for eksempel i tomme olje- og gassfelt under havbunnen.

Til tross for teknologisk potensial, har CCS møtt betydelige utfordringer. Teknologien er svært kostbar og energikrevende, noe som reduserer kraftverkets totale effektivitet. Det er også bekymringer knyttet til sikkerheten ved langvarig lagring og risikoen for lekkasjer. Per i dag finnes det kun et fåtall storskala CCS-anlegg for kullkraft i drift globalt.

Fremtiden for kullkraft og overgangen til fornybar energi

Fremtiden for kullkraft ser mørk ut i store deler av verden. Den globale energiomstillingen drives av et økende behov for å kutte klimagassutslipp, kombinert med en dramatisk nedgang i kostnadene for fornybar energi. Mange land har satt seg mål om å fase ut kullkraft fullstendig.

Utfasing av kull

En rekke land, spesielt i Europa og Nord-Amerika, har allerede stengt ned store deler av sin kullkraftkapasitet eller har vedtatt konkrete planer for utfasing. Storbritannia, som var fødestedet for den kullbaserte industrielle revolusjonen, har nesten eliminert kull fra sin kraftmiks. Tyskland er i ferd med å gjennomføre en kompleks utfasing innen 2038.

Internasjonale initiativer som «Powering Past Coal Alliance» samler land, byer og selskaper som forplikter seg til å akselerere overgangen fra kull til ren energi. Utfordringen er imidlertid størst i Asia, der den økonomiske avhengigheten av kull er dypest og energibehovet fortsatt øker.

Alternativer til kullkraft

Overgangen bort fra kull krever en massiv oppskalering av alternative energikilder. Fornybare energikilder som solenergi og vindmøller er de viktigste alternativene. Kostnadene for disse teknologiene har falt drastisk, og de er nå ofte de billigste kildene til ny elektrisitetsproduksjon i mange deler av verden.

En utfordring med sol og vind er at produksjonen varierer med været. Derfor er utviklingen av energilagring, som batterier og pumpet vannkraft, samt et mer robust og fleksibelt strømnett, avgjørende for å sikre en stabil forsyning. Andre lavkarbonalternativer spiller også en rolle.

Kjernekraft kan levere stabil, utslippsfri kraft døgnet rundt, men er kontroversielt på grunn av kostnader, sikkerhetsrisiko og håndtering av radioaktivt avfall. Naturgass ses på som en overgangsløsning, da det har lavere utslipp enn kull, men det er fortsatt en fossil energikilde som må fases ut på sikt for å nå klimamålene.