Die Energierendite zeigt erneut ihr unförmiges Haupt

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Im letzten Jahr oder so hat sich für mich die Energierendite der investierten Energie (EREOI) mehrfach gezeigt, da ein Angriff auf Technologien jetzt überlegen ist. Ein Befürworter der nuklearen Schifffahrt hat versucht, mich mit dem Thema Biokraftstoffe für die Schifffahrt zu überreden. Andere fragten berechtigterweise danach, was Biokraftstoffe im Allgemeinen betrifft. Und es kursieren viele Desinformationen über fossile Brennstoffe im Vergleich zu erneuerbaren Energien, die von der Industrie für fossile Brennstoffe verbreitet werden.

Es ist Zeit für eine Begriffsklärung.

Beginnen wir mit dem, was EREOI ist. Eigentlich ziemlich einfach. Es braucht Energie, um Energie in eine für uns nutzbare Form zu bringen, sei es bei der Förderung und Raffinierung von Öl oder beim Bau einer Windkraftanlage. Das Verhältnis zwischen der Energie, die Sie herausholen, und der Energie, die Sie hineingeben, ist der EREOI. Und um es klarzustellen: Es gilt für die gesamte Lebensdauer der Anlage, egal ob es sich um eine Ölquelle, einen Staudamm oder eine Windkraftanlage handelt.

Die Landwirtschaft erzeugt Energie in Form von Kalorien, die wir verbrauchen. Die landwirtschaftliche Revolution vor 10.000 Jahren führte zu einem positiveren EREOI als das Jagen und Sammeln, und so entstand die Zivilisation. Ein positiver EREOI ist für uns ziemlich gut. Die Grüne Revolution hat den EREOI auf etwa 4:1 verdoppelt, sodass wir jetzt viel mehr Lebensmittel für viel weniger Arbeit haben. Tatsächlich produzieren wir heutzutage so viele Lebensmittel, dass wir weltweit ein Drittel davon, etwa 2,5 Milliarden Tonnen, wegwerfen, was ein großes Problem für das Klima darstellt, da verschwendete Lebensmittel am Ende viel Methan ausstoßen, was die globale Erwärmung noch viel schlimmer macht als Kohlendioxid.

Früher hatte Öl einen wirklich guten EREOI, von 18-43:1. Wenn es nur noch aus dem Boden sprudelt, müssen Sie es nur noch verschließen. Herkömmliches Gas war ebenfalls gut, von 20-40:1. Stecke einen Metallstrohhalm in die Erde und es kommt billiges Benzin heraus. Kohle hat auch in den 40er Jahren einen EREOI.

Das ist einer der Hauptgründe für die industrielle Revolution, denn es lagen unheimlich viele billige, leicht zu gewinnende fossile Brennstoffe herum. Was ist das? Billige, leicht zu gewinnende fossile Brennstoffe sind nicht mehr so ​​leicht verfügbar wie früher? Wir verwenden unkonventionelle Extraktionstechniken wie Schieferfrakturierung für Öl und Gas und dampfunterstützte Schwerkraftdrainage (SAGD) für Ölsand-Rohöl. Diese Techniken verbrauchen viel mehr Energie. Was macht das mit ihrem EREOI?

Nun, der EREOI von Schieferöl sinkt auf 1-2:1 und liegt damit unter der veralteten Landwirtschaft. Der SAGD von Ölsanden sinkt auf 3,5-5,4:1, etwa so viel wie in der modernen Landwirtschaft. Frackgas hat einen EREOI von 5-10:1. Der Kohlevorkommen bleibt hoch, vor allem weil wir den Kohleabbau eingestellt haben und stattdessen damit begonnen haben, die Berge mit schweren Maschinen von oben nach unten abzubauen.

Es gibt übrigens ein Spiel, das die Industrie für fossile Brennstoffe gerne mit der unkonventionellen Gewinnung fossiler Brennstoffe spielt, um so zu tun, als sei der EREOI höher. Sie nutzen viele der fossilen Brennstoffe, die sie fördern, um den Prozess der Gewinnung fossiler Brennstoffe voranzutreiben. Dies ist natürlich völlig unvermindert, was viel höhere Treibhausgasemissionen bedeutet, und es ist ein trügerisches wirtschaftliches Argument, weil sie eindeutig die Opportunitätskosten zahlen, die entstehen, wenn die Kraftstoffe nicht verkauft werden. Das Haus niederzubrennen, um es zu heizen, ist nicht gerade klug, und das tun sie auf zwei verschiedene Arten.

Und dann ist da noch das Problem der Lebensdauer von Öl- und Gasquellen. Natürliche Bohrlöcher haben eine lange Lebensdauer und einen geringen jährlichen prozentualen Rückgang, aber Schiefer- und Fracking-Bohrlöcher für Öl und Gas verzeichnen einen Rückgang von 15 bis 20 % pro Jahr. Dies kann EREOI-Berechnungen erheblich durcheinander bringen.

Um es klarzustellen: Es gibt auch etwas, das Energieklippe genannt wird. Unterhalb eines EREOI von etwa fünf beginnen die Kosten pro Energieeinheit zu steigen, was viele einst wirtschaftliche Dinge aus systemischer Sicht zutiefst unwirtschaftlich macht. Ja, Schieferöl und Ölsande befinden sich in der Zone des wirtschaftlichen Untergangs. Und auch das Gegenteil ist eine Überlegung wert. Oberhalb von etwa 5:1 sind die Renditen marginal. Der Unterschied zwischen einem EREOI von 10:1 und 40:1 beträgt nur etwa 7 % mehr Nutzen. Große Zahlen sind nicht so wichtig wie ein Wert über der 80 %-Marke oder 5:1.

Wie wir oben gesehen haben, gibt es mehrere Möglichkeiten, mit EREOI zu spielen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Ein klassischer Ansatz für die fossile Brennstoffindustrie besteht darin, unkonventionelles Öl und Gas zu ignorieren, bei denen es sich praktisch um jedes marginale Barrel und Gigajoule Öl handelt, und nur Altöl zu verwenden. Aber wir nutzen zunehmend unkonventionelle Techniken, weil viele der Brunnen mit hohem EREOI ausgetrocknet sind und das jedes Jahr so ​​weitergeht.

Deshalb bohren wir in der Arktis, unter der Nordsee und tiefer als je zuvor. Die gleiche technische Innovation, die dazu geführt hat, dass Hubberts Peak Oil Supply vor dem Schlafengehen nur noch eine erschreckende Geschichte war, hat auch den EREOI jeder marginalen Energieeinheit, die wir jetzt fördern, verringert.

Und dann ignorieren sie gerne auch den schnelleren Rückgang der Fracking-Bohrlöcher und tun so, als würden sie länger halten, indem sie ihre anfängliche Fracking-Energie auf wesentlich mehr Barrel oder Gigajoule verteilen. Ja, nicht so schnell.

Und dann verbreiten dieselben Typen, zum Beispiel Goehring & Rozencwajg Associates, LLC, eine Hardcore-Investmentfirma für fossile Brennstoffe, die sich selbst gerne als kontrovers bezeichnet, massive Desinformation über erneuerbare Energien.

Reden wir also über Wind, Wasser und Sonne.

Da Staudämme so lange halten, weist die Wasserkraft die besten EREOI-Werte auf, oft über 100:1. Ein guter Staudamm ist nicht zu schlagen, aber man kann auch keinen mit ausschließlich privatem Geld bauen. Die größten der USA wurden alle während der New Deals von der Bundesregierung gebaut und sind immer noch in ihrem Besitz und werden von ihr über das Bureau of Land Management betrieben. Chinas Drei-Schluchten-Staudamm und der Staudamm in Nepal, den sie bauen und der ihn in den Schatten stellt, sowie die kleineren Staudämme, die sie in den letzten 20 Jahren gebaut haben, sind allesamt nationale Projekte, keine Unternehmerprojekte. Wenn von einem Vermögenswert eine Lebensdauer von über 100 Jahren erwartet wird, ist es schwierig, das Interesse reiner Märkte dafür zu wecken.

Es gibt ein paar einfache Möglichkeiten, die Erzeugung erneuerbarer Energien herunterzuspielen, und Desinformationsanbieter wie GRA nutzen jede Möglichkeit. Beginnen wir mit der Windenergie. Wählen wir die Windenergie aus den 1990er oder 2000er Jahren statt moderner Windparks, die viel größer sind und viel bessere Kapazitätsfaktoren haben. Stellen wir uns vor, dass Windparks nicht so lange halten wie sie. Spielen Sie diese albernen Spiele und schon bald haben Sie beschissene EREOIs für Windenergie.

Wie sieht die moderne Realität aus? 19-20:1. Hmmm. Ist das nicht ein langer, weiter Weg, vor allem unkonventionelle fossile Brennstoffe? Ich meine, ein wirklich langer Weg? Und weit über allen Bedenken, dass die Menschheit von einer Klippe stürzen könnte?

Was ist ein weiteres albernes Spiel, das die Branche gerne spielt? Wie wäre es, wenn wir so tun, als ob die 1.700 kWh Wärmeenergie eines Barrels Öl den 1.700 kWh einer Windkraftanlage entsprechen? Sind sie? Keine Chance.

Nehmen wir ein Auto mit Verbrennungsmotor und ein Elektroauto. Nehmen wir Erdöl im Wert von 1.700 kWh aus dem Boden und bringen die Energie auf die Räder des Autos. Wie effizient ist dieser Prozess? Ungefähr 20%. Ungefähr 80 % der Energie werden verschwendet, meist als Abwärme unterwegs, obwohl bei unkonventionellem Gas und Öl eindeutig viel Energie verschwendet wird, lange bevor sie in ein Auto gelangen.

Lassen Sie uns in der Zwischenzeit die Windkraftanlage auf die Räder eines Elektroautos umbauen. Wie effizient ist dieser Prozess? Etwa 80 %. Die Abwärme wird wieder in Form von Kabeln und in die Batterie hinein und aus ihr heraus transportiert, ist aber immer noch viermal effizienter als Well-to-Wheel.

Wie wäre es mit einem Gasbrunnen zu einem Gasofen? Das ist ziemlich gut, nachdem das Gas abgesaugt wurde. Es ist ein ziemlich einfaches Molekül, das durch Pipelines geschickt werden kann, und moderne Öfen sind ziemlich gut. Die Wärmeeffizienz liegt im Durchschnitt bei etwa 70 % und ist damit viel besser, als wenn Sie versuchen würden, Arbeit daraus zu machen.

Aber was ist mit Sonnenkollektoren und Wärmepumpen? Der solare EREOI beträgt 10:1 und scharfe Augen werden den Zufall bemerken, dass das Verhältnis zwischen Solarkapazitätsfaktoren und Windkapazitätsfaktoren in etwa dem EREOI zu EREOI für die Formen entspricht. Eines der Spiele, die die Industrie für fossile Brennstoffe gerne spielt, ist die Verwendung von Solar-EREOI auf Dächern, 5-6:1, anstelle von Solarparks mit höherem EREOI. Es lohnt sich, sich an Äpfel zu erinnern und danach zu suchen.

Die Übertragung und Verteilung von Strom ist sogar noch effizienter als Erdgas, etwa 5 % Verluste vom Solarpark zur Wärmepumpe gegenüber 7 % vom Brunnen zum Ofen. Aber Wärmepumpen entziehen der Umgebung durchschnittlich drei Energieeinheiten Wärme für jede Energieeinheit, die man in sie einspeist. Das bedeutet, dass man mit der relativen Effizienz viermal so viel Wärme aus Strom aus Sonnenkollektoren gewinnt wie aus Gas aus einem Brunnen.

GRA und andere nutzen den Primärenergie-Irrtum, dass Wärmeenergie gleich Strom ist, wenn man mit der gleichen Strommenge wesentlich mehr Arbeit leisten kann, um erneuerbare Energien schlecht und fossile Brennstoffe gut aussehen zu lassen. Und natürlich ignorieren sie Wärmepumpen völlig.

Eine elektrifizierte Welt mit erneuerbaren Energien ist eine wesentlich effizientere Welt. Ich habe etwas nachgemacht, was viele getan haben, nur weil ich die Zahlen gerne selbst durchführe. Die USA als Beispiel, wo die Daten verfügbar und gut erklärt genug sind, um damit zu arbeiten, würden etwa 50 % so viel Primärenergie in Form von kohlenstoffarmem Wind, Wasser, Solarenergie (größtenteils) sowie Kernkraft und Geothermie benötigen wie sie heute ins System einspeisen, wenn sie vollständig elektrifiziert wären.

Auch die düstere Degrowth-Bewegung mag diese Art von Analysen nicht, obwohl einige erkennen, dass es in Wirklichkeit einen gewaltigen wirtschaftlichen Wandel bedeutet, wenn wir aufhören, jedes Jahr fast 20 Milliarden Tonnen fossiler Brennstoffe zu fördern und größtenteils zu verbrennen. Den ländlichen Agrarphantasisten gefällt es sicherlich nicht.

Aber die Industrie für fossile Brennstoffe hasst die Realität einfach. Es macht deutlich, dass der Übergang viel einfacher ist, als sie behaupten. Es macht deutlich, dass die Entwicklungsländer einen Großteil der hochineffizienten Energieströme, die die Industrieländer durchlaufen haben, überspringen können, und die Entwicklungsländer sind es auch, da auf der ganzen Welt viele Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energien entstehen.

Wussten Sie, dass zwei- und dreirädrige Elektrofahrzeuge mehr Barrel Öl eingespart haben als alle anderen Elektrofahrzeuge auf der Welt zusammen? Das hat BNEF letztes Jahr berichtet. Wo sind diese kleinen Elektrofahrzeuge? Nun, sehr viele davon befinden sich in Entwicklungsländern, wo Autos weitaus seltener vorkommen.

Was Bioefuls betrifft? Nun, Metaanalysen einer Reihe von Biokraftstoffprojekten haben ergeben, dass sie einen EREOI von unter 4:1, aber über 3:1 in der Landwirtschaft haben. Das macht Sinn. Die Herstellung von Biokraftstoffen erfordert meist sehr alte Technologien wie Fermentation und Destillation. Das EREOI ist nicht großartig, aber es ist gut genug, solange wir es für Orte aufbewahren, an denen es wirklich benötigt wird, wie zum Beispiel in der Langstreckenschifffahrt und in der Luftfahrt. Für den Rest des Transports werden wir batteriebetriebenen und netzgebundenen Strom nutzen.

Doch wie sieht es mit synthetischen Kraftstoffen aus grünem Wasserstoff aus? Nun, wir nehmen Strom, der wirklich effizient Arbeit verrichtet oder absurd effizient Wärme durch Wärmepumpen liefert, und werfen stattdessen große Mengen davon weg, um verbrauchbare Brennstoffe herzustellen, die durch Verbrennungsmotoren laufen, die mit einem Wirkungsgrad von 20 % und einem hohen EREOI arbeiten fossile Brennstoffe. Bei Biokraftstoffen liegen wir weit unter dem Ziel, und wenn man bedenkt, was wir sonst noch mit Ökostrom machen könnten, sind wir weit darunter.

Für Leute, die es sonst besser wissen sollten, ist es ziemlich leicht, davon erwischt zu werden. Die Industrie für fossile Brennstoffe hatte Jahrzehnte Zeit, herauszufinden, wie sie die Menschen mit diesem Zeug täuschen kann. Sehr kluge, gut gebildete und wohlmeinende Menschen, die nicht viel Zeit damit verbringen, sich mit erneuerbaren Energien, Übertragung, Speicherung und Elektrifizierung zu befassen, lassen sich leicht zu der Annahme verleiten, dass die Desinformation der Branche glaubwürdig ist.

Der Grund, warum ich diesen Artikel verworfen habe, war, dass einer dieser Leute von den schlechten Argumenten verführt wurde und sie heute noch verstärkte. Sei nicht diese Person.