Effekt, ikke energi

Vi mennesker vasser i energi, og har alltid gjort det. Energi finnes praktisk talt over alt. Potensiell energi i vann som renner i elva. Kjemisk bundet energi i biomasse, olje, gass og kull. Energi i form av fotoner fra sola fra oven. Energi i uranatomer under beina våre. Det er og har vært energi over alt.

Utfordringen, for å si det mildt, har vært å omsette energien til nyttig arbeid.

Arbeid i denne sammenheng er arbeid på det mest elementære viset. Om du skriver symfonier, forsker på genomisk seleksjon eller jobber med å dele videoer av deg og dine venner som danser synkront med beina på TikTok, er det mulig konseptet fysisk arbeid har blitt litt abstrakt.

La oss oppfriske hukommelsen vår litt med et praktisk eksempel.

Hvis du sto i Østerdalens skoger en gang for 100 år siden og skulle få ned et tre, vil det kreve en viss fysisk innsats. Da var det gjerne to mann som sto på hver sin side av treet med en type sag mellom seg som het svans. For å få ned treet måtte de to sage seg rett gjennom stammen på treet. En voksen mann i god form, noe tømmerhuggere gjerne var, kan yte en effekt på i snitt 75 watt over en åttetimers arbeidsdag, og fire til fem ganger så mye i korte intervaller, som når et tre skal sages ned.

Den gangen fantes det ingen annen metode for å få ned et tre enn menneskelig muskelkraft. Javisst hadde vi tatt i bruk muskelkraft fra hester til å trekke tømmerstokkene ut av skogen og vi hadde tatt i bruk kullfyrte dampmotorer og vannkraft til å sage opp stokkene. Men verken hester, dampmotorer eller vannkraft var spesielt egnet til å sage ned trær, så det gikk på menneskelig muskelkraft.

Grunnen til at vi opprinnelig tok i bruk hester, var fordi de har mer innebygd muskelkraft enn vi mennesker, og fordi vi kunne trene dem opp og kontrollere dem. En hest kan yte så mye som 750 watt i snitt, og langt mer i korte intensive økter. Hvilket vil si at et menneske som styrer en hest kontrollerer 10 ganger så mye effekt som et menneske uten hest.

Hva skjer så fra et økonomisk perspektiv med et menneske som kontrollerer 10 ganger mer effekt? Jo, det mennesket blir langt mer produktivt og verdifullt. Det blir kanskje ikke 10 ganger mer verdifullt, da noe av gevinsten går med til å betale for fôr, pass og vedlikehold av hesten og utstyret den trenger, men for argumentasjons skyld kan vi si mennesket som kontrollerer hesten blir fem ganger så produktivt som en som ikke kontrollerer en hest.

Arbeidstakeren som kontrollerer effekten i en hest, kan da senke prisen på det hen produserer og samtidig tjene bedre.

Og det var nettopp dette som skjedde da forbrenningsmotoren gjorde sitt inntog. Fra at en skogsarbeider til alle tider hadde 75 watt i sin egen muskelkraft til rådighet, fikk han plutselig en Jobu motorsag mellom hendene med en kontrollerbar effekt som var 30 til 40 ganger større. Ikke bare kunne en skogsarbeider hugge mer tømmer per dag og dermed tjene mer, det gjorde det også mulig å jobbe kortere dager, ha mer fri og få færre slitasjeskader.

Om vi spoler fram til i dag, hugges tømmeret med skogsmaskiner der føreren sitter i en luftkondisjonert hytte og kontrollerer en effekt som er i størrelsesorden 3000 ganger større enn vår innebygde muskelkraft. Og denne effekten er helt kjønnsblind. I snitt har menn en høyere innebygd effekt enn kvinner, men det bryr ikke dieselmotoren seg om.

Nok en gang vil noe av denne effektivitetsøkningen gå tapt i vedlikehold, drift og innkjøpet av selve skogsmaskina, så en mann i skogen i dag er ikke nødvendigvis 3000 ganger så produktiv som en mann for 100 år siden, men det er ikke langt unna.

Den utilsiktede konsekvensen av dette var en energiovergang. For som sagt; vi bryr oss ikke om energi, vi bryr oss om effekt. Men i likhet med at muskelkrafta i våre kropper og i kroppen til hesten trenger mat, trenger også forbrenningsmotoren mat.

Skogsarbeideren som hadde et hardt fysisk arbeid, gikk gjerne på en høyoktan diett bestående av flesk, smør, rosiner, sukker og havre for å få i seg nok energi. Under ekstremt hardt fysisk arbeid trenger et menneske kanskje så mye som 11 kilowattimer energi i døgnet (10 000 kcal), i motsetning til han som sitter ved en kontorpult og skriver dette, som trenger rundt 3 kWh i døgnet.

Våre kropper er omtrent 25 prosent effektive i å omsette energien vi får i oss til mekanisk energi, og overraskende nok er både hester og moderne forbrenningsmotorer omtrent like effektive. Fordelen med å begynne å ta i bruk hester var at, selv om de i volum og i mengde krever mellom 5 og 10 ganger så mye energi som et menneske (de gjør ti ganger mer arbeid), klarer hesten seg på mat vi mennesker stort sett ikke vil eller kan fordøye.

Forbrenningsmotoren kom med en helt ny fordel, og det var at det ikke var behov for å dyrke energien noe sted. Det var allerede gjort for oss for millioner av år siden, og alt vi trengte å gjøre var å pumpe den opp av bakken og raffinere den. I tillegg er maten til forbrenningsmotoren ekstremt konsentrert og lett å lagre. Bensin er rundt 100 ganger så energitett som løst høy til hesten, og kan pumpes fra tank til tank i stedet for å sjaues manuelt.

Energisystemet vi mennesker gjennom hele vår eksistens har vært låst inn i, fotosyntesen, yter under 1 watt per kvadratmeter. Det er mengden energi vi kan høste fra et areal fordelt på årets timer. Over dekket på Trollplattformen går det nå olje og gass med et energiinnhold på 5 millioner watt per kvadratmeter. Fra 1 watt til 5 millioner watt der altså.

Den enorme økningen i produktivitet og velstand etter andre verdenskrig var underskrevet av maskiner som omsatte billig kjemisk bundet energi til ekstremt verdifull regulerbar effekt, som igjen gjorde hvert sett med hender i økonomien uendelig mer produktive enn de hadde vært tidligere.

Bedriftsledere kunne la ansatte organisere seg i fagforeninger og kreve høyere lønn fordi neste år ville hver ansatt produsere mer på grunn av billig og lett omsettelig energi og skalerbare maskiner som gjorde hver arbeidstaker mer produktiv og mer verdifull.

Stater kunne øke skattene og finansiere et samfunn med felles goder som pensjonsordninger, helsetjenester, skole og all mulig infrastruktur. Det gjorde det mulig å ansette folk i offentlig forvaltning som utreder hvorvidt hu dama i skogsmaskina skader en rødlisteart. Men det viktige her er at det er dama i skogsmaskina som betaler for både utredningen av rødlisteartene og for han som jobber med skogforvaltning.

Mer effekt inn i industrien, landbruket og i praksis alle deler av økonomien har befridd mennesker og dyr fra et ubegripelig slit fram til en tidlig grav og låst opp et overflodshorn av menneskelig kreativitet og aktivitet. Når vi nå på ny tar fatt på jobben med å endre energien som omsettes for å gi oss effekt, er det helt avgjørende at energien både blir billigere, mer skalerbar og er tilgjengelig akkurat når vi trenger den.

Problemet med vind- og solkraft, som det er et politisk ønske om å erstatte fossil energi med, er at de verken er tilgjengelig når vi trenger det eller er mer skalerbar enn fossil energi. Vindkraft kan kanskje gi oss fra 3 til 6 watt per kvadratmeter og solkraft opp til 20 watt. Målt opp mot dekket på Trollplattformen er det knapt bedre enn fotosyntesen. Og effekten vil i tillegg variere gjennom døgnet, over ukene og gjennom året, helt uavhengig av når vi trenger effekt for å øke vår evne til arbeid.

Og selv om mye energiforbruk i dag oppleves veldig abstrakt, er vårt effektuttak i strømnettet som en enorm skygge av døgnaktiviteten til en levende organisme som sover på natta og er aktiv på dagen. I Norge tar vi i snitt ut en effekt på 15 GW gjennom året, noe som tilsvarer arbeidskrafta til 200 millioner mennesker i fysisk arbeid (1). I maks uttak i nettet tar vi ut arbeidskrafta til over 320 millioner mennesker. Og dette er bare strøm, nesten like mye effekt kontrollerer vi gjennom alle forbrenningsmotorene som går på diesel, bensin og gass.

Hver levende nordmann kontrollerer med andre ord en effekt som tilsvarer arbeidskrafta til over 80 mennesker.

For Norges del kommer i tillegg de enorme mengdene olje og gass vi eksporterer som går til å øke arbeidskrafta til folk i resten av verden. I 2019 eksporterte vi i overkant av 2000 TWh olje og gass, som igjen tilsvarer arbeidskrafta til litt mer enn 1 milliard mennesker i kontinuerlig fysisk arbeid året gjennom.

Om du noensinne har lurt på hvorfor det er stor korrelasjon mellom energiforbruk og hvor rike land er, er dette årsaken. Privat eiendomsrett, utdanning, fravær av korrupsjon, en effektiv offentlig sektor, lite statlige reguleringer og næringslivsvennlige regjeringer blir ofte nevnt som årsaker til at land opplever økonomisk vekst og velstand. Men en helt underkommunisert årsak er hvor mye effekt hvert enkelt sett av hender i økonomien kontrollerer og regulerer.

To nøkkelord her er «kontrollerer» og «regulerer». For i likhet med når vi fysisk gjør et arbeid med hendene, og hjernen vår regulerer hvor mye kraft vi skal dra til spikeren med eller bruke på gjødselskrapa for å flytte på møkka, må kraft fra maskinene kontrolleres og reguleres. Krafta må være der når vi flipper en bryter, vipper på en joystick eller trykker på gasspedalen, ellers er den verdiløs. Den øker ikke vår evne til å utføre et arbeid.

I tillegg kommer selvsagt det faktum at veldig mye av den jobben olje, kull og gass gjør ikke kan gjøres av manuell arbeidskraft. Samme hvor mange folk du ansetter kan ikke menneskehender strippe oksygen fra jernmalm, sende oss i lydens hastighet gjennom lufta eller flytte containerskip over havet.

Om det ikke oppleves som en stor nok utfordring, er fortsatt energiomsetningen som mye av denne teksten har handlet om, den som skjer mobilt og direkte i forlengelse av kroppen vår, fortsatt ekstremt vanskelig å elektrifisere.

Ei skogsmaskin ville trengt en batteripakke på seks tonn for å erstatte 0,4 tonn diesel. En batteripakke det i tillegg vil ta mange timer å lade opp, til forskjell fra dieseltanken som fylles på minutter. Vi er ikke helt i havn med den teknologiske utviklingen ennå.

Utfordringen med å kutte klimagassutslipp blir ikke mindre av at vi ignorerer hvor utrolig praktiske fossile energislag har vært til å øke vår evne til å utføre arbeid. De utslippsfrie løsningene som skal erstatte dagens system må gjøre oss i stand til å gjøre mer arbeid. I alle land vil det etter hvert bli flere og flere pensjonister for hver person som er yrkesaktiv. Da må hvert sett med yrkesaktive hender kontrollere og regulere mer kraft for å få gjort mer arbeid.

Det får vi i utgangspunktet ikke med et energisystem i all hovedsak basert på uregulerbar og væravhengig sol- og vindkraft. Sola skinner ikke og vinden blåser ikke i takt med når vi jobber og dermed vårt effektbehov. Utvikling av billige, praktiske og effektive teknologier som mellomlagrer energi fra når uregulerbar sol og vind produserer til vi har behov, er helt avgjørende for at disse teknologiene skal kunne spille en stor rolle.

Den eneste energikilden som finnes i verden som ikke slipper ut CO₂, som er regulerbar, væruavhengig og kan levere flere tusen ganger mer effekt enn fotosyntesen, er spalting av uran i et kjernekraftverk.

Heldigvis bryr ikke vi mennesker oss om energi, alt vi trenger er effekt. Men om denne effekten leveres av en hest, en gassturbin, solcellepaneler, vindmøller eller en moderne reaktor er helt avgjørende for å øke vår evne til å utføre et arbeid.

**

(1)Vi produserer årlig rundt 140 TWh vannkraft og vindkraft i Norge, noe som igjen tilsvarer et snitt uttak på 15 GW i nettet (140 000 GWh per år / 8760 timer per år). Et menneske i fysisk arbeid leverer en effekt på 75 watt. 15 000 000 000 watt / 75 watt per person = 200 000 000 personer.