En termodynamisk forskningsstrategi?

September 2009

 

Energiforskningen drives fram i en blanding av klimafrykt, framtidsvisjoner og tradisjonell partipolitisk overbudspolitikk. Er dette gode drivkrefter? Entusiasme smitter mellom forskere og politikere når pengene sitter løst. Resultatene kan først evalueres etter mange stortingsvalg. Forskning er en prosess hvor kapasitet og kompetanse tar tid å bygge opp. Pengebruken møter flaskehalser. Når drivkraften er politisk konkurranse om å by høyest, svekkes nytten av penger.

 

Forskning tar tid og den dagen nye spørsmål dukker opp og det ropes etter svar er forskningen på etterskudd. Det er forskningens dilemma.

 

Min erfaring er at god forskning oppstår når man først leter fram og bygger opp de gode forskeremnene og FoU institusjonene og dernest får dem interessert i aktuelle problemstillinger. Det er gode forskere, gode spørsmål og godt organisert forskning som skaper gode resultater, ikke bare behovet for et svar.

 

God forskning krever spesialisering, men resultater skal fungere i et mangfoldig samfunn er en tverr- og flerfaglig oppgave. Forskere med ulike faglige bidrag må samarbeide. Her finner vi forskningens akilleshel. Ulike fag mistror hverandres metoder. Forskningen forblir fragmentert. Det bestes blir ofte det godes fiende. Teknologenes ideelle løsninger faller ofte gjennom i økonomiske avveininger. De siste prosentene effektivitet koster flesk. Psykologers og sosiologers kunnskap om menneskers adferd har også nytteverdi ved valg, utforming og implementering av tekniske løsninger.

 

Skal energiforskningen likevel “styres” i en bestemt retning må vi rette blikket mot fremtiden og se etter utviklingstrekk som synes rimelig sikre. Ett slikt trekk er vesentlig høyere energipriser når den økonomiske velstand øker i nye land. Klimakvoter trekker i samme retning. Energien skal i grove trekk dekke to formål: holde oss varme og utføre arbeid (elektrisitet).

 

Energi kan omdannes til ulike energiformer, men virkningsgraden varierer. Energi som avgir varme, som olje, gass, kull og bio, omdannes til elektrisitet med betydelig tap. Elektrisitet derimot kan skaffe til veie varme med en virkningsgrad mye høyere enn 100 % i en varmepumpe. Bruk av elektrisitet i panelovner er termodynamisk sløseri av verste sort.

 

Høyere energipriser vil med små skritt omfordele bruken av energiressurser mellom ulike formål. Knapphet betyr at vi sakte, men sikkert må bevege oss mot en bedre termodynamisk virkemåte for energisystemet totalt sett. Dette er en av de få konklusjonene vi kan trekke ved å skue langt inn i en usikker fremtid.

 

Lysteknologien har på få år økt virkningsgraden fra 5 % til nærmere 90 % sammenlignet med det som er teoretisk mulig. Riktignok godt hjulpet av et forbud mot glødelamper. Et forbud mot panelovner kan være det neste. Oppvarming med en panelovn kan ha en teoretisk virkningsgrad på rundt 10 % sammenlignet med en ideell varmepumpe, avhengig av varmekilden og temperaturen vi skal varme opp til. Virkningsgraden svekkes også fordi vi må heve temperaturen i distribusjonssystemet til 80-90 grader for å overføre varme raskt nok til å holde innetemperaturen på 20 grader. Men i praksis får vi like vel 2-3 ganger mer varme enn de kWh elektrisitet vi putter inn.

 

Teknologisk forskning på ny energiproduksjon er viktig og fortjener støtte, men økt nytte av allerede tilgjengelige, kjente energitilganger har stort potensiale og er avhengig av hvordan vi utvikler byer og tettsteder. Fremtiden trenger distribusjon av både varme og elektrisitet. Den fysiske strukturen i byer og tettsteder vil påvirke lønnsomheten av varmedistribusjon. Men fysisk planlegging er en vanskelig og omstendelig prosess, en møteplass for interessemotsetninger og gjensidig utelukkende, tidskritiske valg. Lønnsomhet og termodynamisk nytte av fremtidens infrastruktur for energi avhenger både av teknologi, økonomi, beslutningsprosesser og annen menneskelig adferd. Her ligger det store fler- og tverrfaglige utfordringer av forskningsmessig karakter.

 

Byenes struktur utvikler seg langsomt og er vanskelig å få øye på når vi bare studerer hvert enkelt hus ad gangen og knapt nok enser de som bor der. Ser vi skogen for alle trærne?