Grønn tyngdekraft: En varig klimaløsning

Som kjent har Regjeringen, ved statsråd Elvestuen, vedtatt at bioenergi – sånn som palmediesel og plankediesel – ikke gir CO₂-utslipp. Dette vedtaket er et strålende eksempel på åndens seier over materien. Eller i hvert fall politikkens seier over fysikken.

Men verden skriker etter stadig mer utslippsfri energi. Så nå ryktes det at Regjeringen ved statsråd Elvestuen vil gå et langt skritt videre og vedta at Newtons bevegelsesligninger oppheves her i landet. Det sies på informert hold at da vil vi kunne skyve tunge og trege gjenstander oppover bakken uten å bruke krefter, og ta ut energi når gjenstandene ruller ned igjen.

Etter et slikt vedtak vil vi alle bli voldsomt bærekraftige, bokstavelig talt! Vi får en grønn tyngdekraft, i tillegg til det grønne karbonet. Alle landets Reodorer gnir seg i hendene, og finurlige mekanismer som vil gi en bærekraftig utnyttelse av grønn tyngdekraft er allerede på tegnebrettet. Potensialet er uendelig stort!

Nå venter vi bare på nødvendige vedtak. Politikk er å ville, som kjent. Og det er jo ingen kunst.

Friedrich Nietzschke sa riktignok: «Kunst kommer av å kunne, ikke av å ville. Derfor heter det kunst og ikke vulst.» Men han var en grinebiter som døde for mer enn 100 år sia. Kjør på, Elvestuen!

Jeg gikk en tur på stien - eller: Skogen er viktigere enn du trudde!

Jeg er skogeier! Jeg er den heldige eier av Kvernvoldssetra (der båsene i fjøset ennå har navneskilt til kuene jeg såvidt husker fra min spedeste barndom), og der vokser det trær. DIGRE trær. «Granbusker», sier vi her, og sånne ord har vi greie på.

Jeg har fulgt dem gjennom barndom og oppvekst, fram til alderens skjeggete visdom og velde. Nå har de forlengst vokst fra meg og fått overmakta. Jeg veit (i teorien) åssen jeg skal gå fram for å felle dem uten risiko, og jeg HAR motorsag, men det ender nok med at jeg søker profesjonell hjelp. Sånn er det blitt her i verden. Jeg bränner inte mitt brännvin själv lenger heller.

Far min hadde en usentimental holdning til gjengroing på setervollen, og han var snar i snuen når det gjaldt praktiske ting. «Wenn ich das Wort Natur höhre, erreiche ich meine Motorsag!» kunne han ha sagt. Men de gamle granbuskene er venner jeg har vokst opp sammen med. Jeg liker de knudrete stammene, granskjegget, go'kvaen, den svale skyggen under kronene. Jeg tygger lysegrønne skudd hvis jeg kommer dit tidlig nok på året. Likevel: Før eller seinere kan høststormene rotfelle en av de gamle kjempene tvers over de 100 år gamle bygningene. Jeg skjønner at noe må gjøres.

Men nå har jeg funnet enda en grunn til å la dem leve noen år til, i tillegg til tiltaksløyse og gammelt vennskap: Det viser seg at de er mine allierte i klimaarbeidet, i enda større grad enn jeg har trudd til nå. Nå skal du høre:

I februar kom det en ny studie om trevirke til bioenergi fra forskere ved NTNU og SINTEF – Arvesen, Cherubini, Strømman med flere. Studien ble publisert på www.nature.com/scientificreports, med en tittel som får deg til å ta riktig god sats: «Cooling aerosols and changes in albedo counteract warming from CO₂ and black carbon from forest bioenergy in Norway».

Rapporten er grundig. Den setter seg fore å beregne hundreårsvirkningen på klimaet av det trevirket vi brenner opp i dag, i ovner og fjernvarmeanlegg i hele Norge. Forskerne deler opp landet i mindre områder og beregner først oppvarmingseffekten fra CO₂ og andre klimagasser etter hogst og forbrenning. Her tar de med karbontap fra skogbunnen og utslipp av sotpartikler. Så beregner de nedkjølingseffekt av CO₂-opptak ved ny tilvekst, aerosoler som blir frigitt ved forbrenning, og ikke minst avkjøling på grunn av albedo-effekten. (Som du veit, virker denne effekten slik: Etter hogst blir skogbunnen lysere. Den lokale albedo, dvs den andelen av solenergien som blir reflektert, øker, særlig om vinteren. Det gjør at overflata absorberer mindre energi i noen år, og da blir det kjøligere enn det ellers ville ha vært.)

Dette er dynamiske størrelser som endrer seg fra år til år, fra hogstfelt til hogstfelt. Albedoeffekten endrer seg fra dag til dag, fra breddegrad til breddegrad og fra høgdekote til høgdekote. Ved hjelp av flinke fagfolk, store datasett og kraftige datamaskiner (de har alltid hatt mye regnekraft på Gløshaugen, og godt er det!) regner forfatterne ut effekten etter hundre år målt i kg CO₂ -ekvivalenter pr. MWh. De legger sammen alle plussene, trekker fra alle minusene og finner nettoeffekten. For summen av alle landets ovner og peiser blir tallet 340, mens resultatet for alle landets vedfyrte fjernvarmeanlegg er 69. Dette kan sammenliknes med tilsvarende tall på 320 ved oljefyring. Gode nyheter for fjernvarmebransjen? Ja. Nei. Tja.

SINTEF-miljøet har lenge vært ansett som en slags motpol til SSB-forskeren Bjart Holtsmark. Studiene til Cherubini og Strømman har framstått som mer positive for bioenergi fra trevirke enn studiene til Holtsmark. Det betyr ikke at det er noe galt med tallgrunnlaget deres; dette er skikkelige forskere som ikke drømmer om å kalle bioenergi for klimanøytralt. Tvert imot skriver de i innledningen: «Traditionally, and still the case in many policy frameworks, ... bioenergy is designated as carbon neutral. As is recognized in the literature..., this paradigm does not consider that there can be an initial period where carbon accumulates in the atmosphere. ... This temporal asymmetry induces a perturbation of the global carbon cycle and climate system, which result in a temporary warming effect.» Men etter 100 år, viser studien, er klimaet på bedringens veg – i hvert fall når det gjelder utslipp fra vedfyrte fjernvarmeanlegg.

Det skal nevnes at Holtsmark også har inkludert albedoeffekten i sin nyeste studie av bioenergi fra trevirke, publisert i 2015. Men det er fortsatt en vesentlig forskjell i metode, noe som gjør at trevirket på SINTEF kommer bedre ut enn trevirket fra SSB. Holtsmark tar nemlig hensyn til at trær som hogges ville ha fortsatt å ta opp CO₂ hvis de fikk stå i fred. Derfor tar han med i regnestykket den CO₂ -fangsten man går glipp av når disse trærne blir felt. SINTEF-forskerne forutsetter at trærne er i karbonbalanse når de felles, det vil si at de avgir like mye karbon som de mottar. I virkeligheten kan trærne fortsette å legge på seg i årtier etter at de er blitt «hogstmodne», så på dette punktet har Holtsmark rett. Han har tidligere rettet mild kritikk mot studier fra SINTEF fordi de har utelatt denne viktige faktoren.

En annen sak er at den nye studien bare ser på virkningen etter 100 år. Men den globale oppvarminga har truffet oss med full styrke lenge før den tid. Hva med netto CO₂ -utslipp etter 20 år, som er den tidshorisonten vi er mest opptatt av? Det sier studien ingenting om.

Kanskje er avkjølingsvirkningen størst på kort sikt, for albedoeffekten minker etterhvert som skogen vokser til igjen etter hogst. På den andre sida er karbonutslippene fra jord kraftigst de første åra etter hogst. Og veksten av nye trær, med tilhørende CO₂ -fangst, kommer ikke skikkelig i gang før det har gått noen år. Så - ?

Jeg skulle gjerne ha sett resultatet av disse analysene summert etter 20 år, i stedet for 100! En tidligere studie fra noen av de samme folka, «CO₂ emissions from biomass combustion for bioenergy: Atmospheric decay and contribution to global warming» fra 2011, har sett på GWP («Global Warming Potential») etter 20, 100 og 500 år, beregnet med tre forskjellige metoder. I alle tilfeller viser det seg at GWP er størst etter 20 år, synker en del fram til 100 år og synker enda mer etter 500 år. Studien viser også at jo lengre rotasjonsperiode (dvs jo lengre tid det går før et felt har vokst til igjen etter en hogst), jo høgere GWP. Alt dette stemmer med det du har tenkt deg, hvis du har lest deg opp og grublet litt. MEN den studien hadde ikke med noen albedo-effekt. Og som vi er enige om, har den effekten størst (avkjølende) virkning i de første åra. Deretter går den ganske raskt over.

Holtsmark kom også fram til «gunstigere» resultater da han la inn albedo-effekten i sine beregninger. Da fant han at trevirke kom bedre ut enn køl helt fra starten av. Men når han sammenliknet trevirke med olje og gass, fant han fortsatt (uakseptabelt) lange nedbetalingsperioder for trevirke som energikilde. («Avbetalingsperiode» betyr, som du veit, den tida det tar før vedfyring i dag kommer ut likt med bruk av «fossilt» brensel i dag. Fram til det tidspunktet har trevirket ført til mer CO₂ i atmosfæren enn den energikilden som skulle erstattes.)

Så da kan vi trygt gå ut fra at når alt kommer til alt, så gir det mindre utslipp å bruke trevirke som energikilde enn å bruke gass, køl eller olje – i hvert fall etter 100 år? (Sjøl om trevirke også da har gitt utslipp – så «klimanøytralt» er det fortsatt ikke, heller ikke nordafjells.)

Mja. Den reddende engel, både hos Holtsmark og (i enda større grad) hos Gløshaug-kameratene, er albedo-effekten. Deres nye rapport har altså en nettovirkning på 69 kg CO₂ -ekvivalenter pr. MWh på 100 års sikt, etter at oppvarming er lagt sammen og nedkjøling er trukket fra. Men i regnestykket inngår det at den avkjølende virkningen av albedoeffekten er beregnet til 190!

Altså: Først hogger du skogen og legger trevirket i passende hauger. Det gir en avkjølende virkning tilsvarende 190 kg CO₂ pr. MWh i et 100-årsperspektiv. Men så kjører du stokker og kvist og kvast til nærmeste fjernvarmeanlegg og brenner dem opp, og den operasjonen gir oppvarming tilsvarende 259 kg CO₂ pr. MWh på 100 års sikt!

Klimatiltaket består rett og slett i at du hogger skogen! Men hvis du så brenner veden, så får du utslipp som – når alt er summert og trukket fra – utgjør litt mindre enn om du hadde fyrt med olje, men mye mer enn om du fyrte med naturgass. - Med andre ord: La oss felle alt som finnes av skog, legge stammene i store stabler og la dem bli liggende! Da får vi en permanent økning i albedo, og det vil stanse den globale oppvarminga. I hvert fall her i landet. Men vi må for all del ikke brenne opp trevirket til energi, for den operasjonen gir nesten like store utslipp som fyringsolje.

Kan albedo virkelig bety så mye? Vi veit jo at drivhuseffekten danker ut albedo med arma på ryggen. Ta Venus – en albedo på over 0,9, slik at fælt lite av sollyset når ned til bakken. Uten drivhuseffekt ville naboplaneten vår ha en overflatetemperatur på 50 kuldegrader. Men takket være en solid dose CO₂ (90 atmosfærers trykk!) holder den sine gode 460 varmegrader. Utrivelige forhold – les bare Larry Nivens «Becalmed in Hell».

Vi må nok regne litt. Det finnes en nyttig rapport fra US Department of Agriculture: «Direct Solar Radiation on Various Slopes from 0 to 60 Degrees North Latitude», full av tabeller som forteller deg alt du trenger å vite innafor det området som tittelen lover. Rapporten ble utgitt i 1972 og bærer preg av det; tabellene er åpenbart skrevet ut på IBMs 1403-linjeskriver, og du ser tydelige spor etter FORTRAN-kode med DO-looper. (Eventuelt PL/I; samme nytta.) Men verken trigonometrien eller jordbanen har endret seg vesentlig sia 1972, så tabellene står seg godt den dag i dag!

Etter litt tallmanipulasjon framgår det at vi her på 60 grader mottar litt under 6 % av vår tilmålte solenergi i månedene november til februar. Totalt i løpet av året mottar vi 1560 kWT pr. m², ifølge tabellen (etter at vi har regnet om fra cal/cm².) Men det amerikanske landbruksdepartementet var nok bortskjemt med godvær i 1972, for de hadde en albedo på 0,1. Hvis vi setter inn det mer realistiske 0,3, blir mottatt energi justert til 1230 kWt pr. m² på våre breddegrader.

Så flatehogger vi et felt. På dette feltet ligger det snø i fire vintermåneder, og i disse månedene stiger den lokale albedo til 0,9. Hva betyr det på årsbasis?

Det betyr at ytterligere 80 % av 6 % av solenergien blir reflektert. Vi regner kjapt ut at på dette feltet absorberes ikke 1230 kWt pr. m² pr. år, men bare 1171! Absorbert energi synker til 95 % av nivået før hogst.

Hadde hogstfeltet vært en hel planet, ville vi ha grepet til en av fysikkens evige sannheter, Stefan-Boltzmanns strålingslov. Den sier at E=σT⁴, altså en konstant ganger absolutt temperatur opphøyd i fjerde. Middeltemperaturen ville ha sunket med en faktor lik fjerde rot av 0,95. Det vil si at hvis vi i det forblåste nord starter med et årsgjennomsnitt på 7 grader C, ville det nye årsgjennomsnittet ha blitt 3,6 grader. Brrr. Et fall på hele 3,4 grader, etter at ny likevekt mellom absorbert og utstrålt energi var oppnådd.

Naturen kommer riktignok aldri til «likevekt» - det er grunnen til at det fortsetter å hende stadig nye ting. «Likevekt» er en idealtilstand der alle prosesser har roet seg ned til 0, altså et fysikkens nirvana. Dit kommer vi aldri i levende live. «I'll never get out of this world alive», sang Hank Williams, like før han ble udødelig.

Men et hogstfelt er ikke en hel planet. Så la oss regne ut endringen i lokalt strålingspådriv også.

Et energitap på 59 kWt pr. m² pr. år tilsvarer et endret strålingspådriv på -6,7 W/m² .

FN oppgir i sin femte klimarapport at menneskeskapt strålingspådriv er 2,3 W/m². (Andre kilder viser litt andre tall.) Det er dette pådrivet som driver klimaendringene. Vi har funnet en lokal effekt som er nesten tre ganger så stor, men i motsatt retning. Den er riktignok tidsbegrenset, for skogen vokser til igjen, men likevel: Ville vårt beste bidrag til klimaarbeidet være å flatehogge hele den norske skogen – ikke for å bruke trevirket til noe som helst, men for å sørge for hvite, reflekterende vidder hver eneste vinter, fra Femunden og ut til de drivende garn?

Jeg har aldri følt meg komfortabel med albedovirkningen. Det må være noe vi overser, har jeg tenkt. Og en kompis av meg satte meg på sporet. «Du veit at skauen transporterer bort jøtt my varme,» sa han over kaffekoppen på et møte. «Regnet fordamper på bladene og nålene og tar mæ seg varmen høgt opp i lufta!» Du lærer mye i Gran Bygdeliste.

Og når vanndampen kondenseres til dråper høgt der oppe, gir den fra seg den samme energien igjen i form av stråling. Noe av denne strålinga forsvinner ut i verdensrommet.

Ikke bare det: Skogen drikker. Ta en titt på tuntreet ditt: I en stor runding rundt sølvgrana nekter graset å gro, mens resten av plenen er grønn og frodig. Treet drikker hver dråpe det kan få tak i med lange, grådige røtter! Skogen drikker ikke for moro skyld; den drikker for å kunne puste. Det er kommet et par gode skogbøker i år. I «Trærnes hemmelige liv» av Peter Wohlleben (!) leser jeg at et tre drikker mange ganger så mye vatn som det trenger for å bygge cellulose og annet trevirke; resten puster det ut igjen. Samme forfatter opplyser at hver kvadratmeter skog har 27 kvadratmeter blader og nåler, så regndråpene får flust med overflate å fordampe på.

Men hvor mye vanndamp gir en typisk barskog fra seg? Et bestemt svar er vanskelig å finne. Men en britisk rapport fra 2005 («Water Use by Trees» fra Forestry Commission) har beregnet 550 til 800 mm i total fordamping fra en skog der det faller 1000 mm nedbør årlig. ( I England var man bekymret for at treplanting ville gå ut over vannforsyninga, derfor satte de seg til å regne på slikt.)

Her på Østlandet har vi ikke 1000 mm nedbør årlig, i hvert fall foreløpig. 700 mm er mer typisk. Hvis vår skog fordamper prosentvis like mye som den engelske, havner vi på 472,5 mm i snitt. Tar vi dessuten hensyn til at en del faller som snø, er vi kanskje nede på ca 400 mm.

400 mm nedbør utgjør 0,4 m³ vatn pr. m², eller 400 liter. Disse litrene fordamper og frakter med seg fordampingsenergien til de øverste lag av atmosfæren. Der kondenseres dampen og gir fra seg den samme energien igjen.

Her i de tynnere luftlagene er drivhuseffekten svakere enn på bakken. La oss anta at 1/4 av kondensasjonsenergien unnslipper, ut i rommet. Det betyr at en energimengde lik fordampingsenergien til 100 liter vatn årlig på grunn av fordamping fra 1 m² granskog forsvinner. Det utgjør totalt 63 kWt pr. år, som tilsvarer 7,2 W/m² .

Hva! Etter disse ganske beskjedne forutsetningene har vi regnet ut at fordamping fra skogen bidrar like mye til avkjøling som en endret albedo ville bidra, dersom vi felte skogen. Og det er før vi har tatt hensyn til at skogen slurper til seg karbon fra atmosfæren hvis den får lov til å fortsette å vokse.

Dette er selvfølgelig bare serviettberegninger av svært komplekse prosesser. Det trengs ordentlige fagfolk med komplekse modeller, store datamengder og kraftige datamaskiner for at vi skal få en ordentlig analyse. Men denne tankeprosessen fikk meg til å leite videre på nettet: Jeg kan da ikke være helt aleine om sånne resonnementer?

Den som leiter, han finner! Selvfølgelig har flinke forskere arbeidet mye bedre og lengre med problemstillingen enn jeg, her jeg sitter med PCen og papirbunkene mine. (Strødd utover i et usalig rot, som vanlig. De formerer seg også.) I mars 2017 ble det publisert en studie som viser at fordamping fra skog bidrar vesentlig til avkjøling: «Local temperature response to land cover change driven by non-radiative processes», heter den, og du finner den online i Nature Climate Change. (Du får aller nådigst lese den på nettet. Men der er den beskyttet mot nedlasting og utskrift, så hvis du vil ha den til odel og eie, må du kjøpe den. Slik er det blitt her i verden.) En av bidragsyterne, Ryan Bright ved NIBIO, har forklart i folkelige ord og vendinger på norsk hva det faktisk står i denne studien, og det er at skogen gir fra seg mye mer energi ved fordamping enn tidligere antatt. Derfor er det enda viktigere å ta vare på skogen, sier han.

Du veit jo godt at skogen virker avkjølende på en varm sommerdag. Som jeg har du automatisk gått ut fra at det skyldes skyggen under kronene. Nå veit du bedre: Det kommer av at skogen svetter, akkurat som vi andre.

Forskerne har bare såvidt begynt å krafse i overflata av skogens mange hemmeligheter. Og jo mer de finner ut, jo mer imponert blir de.

La skogen leve! Da kan vi fortsatt søke skogens ro. Samtidig kan vi redde klimaet.