Klima

Klimanytte

For å nå 1,5-gradersmålet fra Parisavtalen vil det kreves store og raske reduksjoner i klimagassutslipp. Globale CO₂-utslipp må reduseres med 45 prosent innen 2030 sammenlignet med 2010-nivået og være netto null rundt midten av århundret. Samtidig må utslippene av andre klimagasser reduseres kraftig.

Mer utslippsfri energi er en forutsetning for å nå klimamålene

Omfattende energieffektivisering er en forutsetning i modellberegninger som innfrir Paris-målene, men det er også behov for store mengder utslippsfri energi for å erstatte den fossile energien i dagens energimiks. NVEs Langsiktig kraftmarkedsanalyse 2021–2040 beregner behov for utfasing av 400 TWh fossil kraft og en økt kraftproduksjon på ca. 600 TWh i EU til 2040, noe som må dekkes ved ikke-fossil kraft. Behovet forsterkes av at mange klimatiltak er energikrevende i seg selv. Ikke minst gjelder det produksjon av energibærere som hydrogen og ammoniakk.

For å nå klimamålene vil utbygging av mer utslippsfri fornybar energi være en forutsetning. Vindkraft på land er blant de mest aktuelle teknologiene for å nå målene fordi det er teknisk modent og ofte det mest kostnadseffektive alternativet, jf. IPCCs AR6 WG III-rapport fra april 2022, kap. 6 m.m (4) (se boks med referanser til høyre på siden).  

Også i Norge forutsetter grønn omstilling mer fornybar kraft

Norge er per i dag selvforsynt med elektrisitet i de aller fleste år. Selv om nesten all denne elektrisiteten er fornybar, og elektrifiseringsgraden er høy sammenlignet med alle andre land, kommer ca. halvparten av det totale energiforbruket vårt fra fossile kilder.

Også i Norge vil klimamålene kreve betydelige mengder ny fornybar kraft. Transporten må elektrifiseres eller bruke fornybare drivstoff som det er kraftkrevende å produsere, og omstillingen av norsk prosessindustri vil kreve betydelige mengder ny fornybar kraft. Videre vil ny industri, for eksempel batteriproduksjon, også gi økt etterspørsel etter kraft om de realiseres.

Norge har gode vindressurser, bedre enn mange andre land, og samtidig muligheten for et godt samspill med regulerbar vannkraft. I et klimaperspektiv gjør dette vindkraft på land attraktivt også i Norge.

Kvotesystemet bidrar til omstillingen, men forutsetter ny fornybar kraft

EUs kvotesystem virker gjennom at det settes et tak på klimagassutslippene gjennom et begrenset antall omsettbare utslippskvoter. Dette gir en pris på utslipp innenfor systemet, og sikrer at utslippene totalt sett holder seg innenfor et visst nivå. Kvoteprisen gir insentiv til at aktørene gjennomfører utslippsreduserende tiltak, for eksempel overgang til fornybar energi. Taket settes stadig strammere for å sikre at EU når sine klimamål.

Kvotesystemet sørger ikke i seg selv for gjennomføring av utslippsreduserende tiltak, men det introduserer en pris knyttet til utslippet. At det bygges ut betydelige mengder ny fornybar kraft, som kan erstatte kull- og gasskraftverk, er en forutsetning for at kvotesystemet skal kunne levere utslippsreduksjoner. Det er viktig å skille mellom tiltaket (det som reduserer klimagassutslippene, i dette tilfellet å erstatte kull- og gasskraftverk med vindkraft) og virkemiddelet (kvotesystemet som priser CO₂).

CO₂-reduksjoner ved mer vindkraft

Når ny vindkraft og annen ikke-regulerbar kraft kommer inn i markedet, må en tilsvarende kraftmengde fra andre teknologier tas ut av produksjon for å opprettholde balansen mellom produksjon og forbruk. I det europeiske kraftmarked, som Norge er tilknyttet, er det i hovedsak gasskraft eller kullkraft som justeres ned eller opp, i tillegg til at endringer i prisbildet gir endringer i kraftetterspørselen.

Balansen i markedet varierer fra time til time og fra uke til uke. For beregning av reduserte klimagassutslipp fra et nytt vindkraftverk, vil det imidlertid være lite relevant hva som skjer den enkelte time eller uke. Det er den fossile kraften som er ute av drift i løpet av hele driftsperioden for det nye vindkraftverket som er av betydning.

Det er anslått at produksjon av 1 kWh gasskraft gir utslipp av ca. 500 gram CO₂, mens 1 kWh kullkraft gir utslipp av ca. 1000 gram CO₂ (jf. figur nedenfor). I NVEs Langsiktig kraftmarkedsanalyse 2021–2040 forutsettes utfasing av ca. 200 TWh kullkraft og ca. 200 TWh gasskraft fram til 2040. Dette tilsier i så fall at ny vindkraft faser ut like mye kullkraft som gasskraft i denne perioden, som igjen innebærer at ny vindkraft faser ut i størrelsesorden 750 gram CO₂/kWh. Reduksjon i fossil kraft kommer primært fra ny vindkraft, solkraft, vannkraft, kjernekraft og kraft gjort tilgjengelig fra energieffektivisering.

Klimagassutslipp fra vindkraft

Et vindkraftverk består av vindturbiner, veier, oppstillingsplasser, kabler, drifts- og servicesenter og annen infrastruktur. Det finnes lite dokumentasjon om klimagassutslipp fra nyere norske vindkraftverk. I denne kunnskapsoversikten tas det utgangspunkt i en 2021-oppsummering fra det tyske føderale miljøbyrået, Umweltbundesamt, gjennomført av Sphera Solutions og Fraunhofer-Institut (1). Herfra bruker vi resultatene for det de omtaler som landbaserte sterkvinds-anlegg (anlegg bygd for lokaliteter med sterk vind og stor mekanisk belastning).

Vindturbinen med tilhørende komponenter

Resultatene fra Sphera Solutions og Fraunhofer-Institut viser at det samlede klimagassutslippet fra vindkraft er beregnet til 7,9 gram CO₂/kWh, hvor vindturbinen med tilhørende fundament er det klart største bidraget, se figur nedenfor. Utslipp fra arealinngrepet kommer i tillegg, og er beskrevet lenger nede i teksten.

Gjennomsnittlige klimagassutslipp fra tyske såkalt sterkvinds vindkraftanlegg på land i gCO2/kWh. Veinett og annen infrastruktur er ikke inkludert (data: Sphera Solutions/Fraunhofer)

Bruk av fjellforankring fremfor gravitasjonsfundament gir vesentlig mindre bruk av betong og mest sannsynlig også mindre forbruk av metall, og dermed et markert lavere klimaavtrykk. Norske vindturbiner bygges hovedsakelig med fjellforankring og det totale utslippet anslås å ligge 10–15 prosent lavere enn totalen i figuren over.

Klimautslippet (gCO₂/kWh) fordelt på komponenter i en relevant type tysk vindturbin er vist i figuren under. Omsatt til norske forhold med fjellforankring vil andelen fundament reduseres til omtrent 5 prosent, med tilsvarende justering for de øvrige. Tårnets andel vil da øke til omtrent 50 prosent.

Klimagassutslippene fra produksjonen av vindturbiner vil reduseres vesentlig dersom det brukes mer fornybar energi til å produsere dem. Det samme gjelder i minst like stor grad erstatning av karbonholdige innsats­faktorer i produksjon av stål og betong. Det siste er mer krevende enn elektrifisering av kraftforsyningen. Sammenligning med andre typer kraftproduksjon vises kortfattet i kapitlet om "Sammenligning med andre typer kraftproduksjon". 

Veier, oppstillingsplasser og andre arealbruksendringer

Arealer kan inneholde store lagre av karbon i jord og vegetasjon. Planter tar opp CO₂ fra atmosfæren og binder karbonet gjennom fotosyntesen. Karbonet tilføres jorda når planter og dyr dør og brytes ned. Utbygging av vindkraft på land medfører arealbruksendringer i form av blant annet anleggsveier og oppstillingsplasser for turbinene. Når jord, trær og andre vekster blir fjernet eller flyttet i forbindelse med byggingen, kan aktive mikroorganismer og ny tilgang til oksygen føre til at deler av det lagrede karbonet frigis til atmosfæren. I tillegg reduseres oftest muligheten for fremtidig opptak av CO₂ på arealet.

Hvor mye karbon som frigis til atmosfæren avhenger av størrelsen på inngrepene, karboninnholdet i vegetasjon og jordsmonn i de berørte arealene, mektighet/dybde i jordsmonnet, byggemetode, hvor mye masser som fjernes eller flyttes, og om arealene istandsettes i etterkant av inngrepet. Betydningen av lokalisering, byggemetoder og istandsetting omtales i kapittelet nedenfor om avbøtende tiltak. Utslipp fra arealbruksendring er inkludert i det nasjonale klimagassregnskapet ved bruk av metode fra FNs klimapanel.

Generelt vil klimaeffekten være størst ved nedbygging av arealer med organisk jord (myr), om lag halvparten for skog på mineraljord, og betydelig mindre for jordbruksarealer på mineraljord. Annen utmark som bar jord, steinur og bart fjell er arealer som inneholder lite karbon (arealkategorien "annen utmark"). Bygging på slik mark vil derfor ikke gi klimagassutslipp av betydning.

Veinettet utgjør det klart største arealbeslaget (80–90 %) i et vindkraftverk. Veiene er derfor den arealbruken som oftest kan komme i konflikt med karbonrike jordmasser. Samtidig kan veilinjene legges relativt fritt i terrenget, slik at de mest karbonrike arealene kan unngås. I mange tilfeller vil plasseringen av veiene være en avveiing mellom veilengde, type inngrep (skjæring/fylling), byggetekniske tilpasninger og muligheten for tilbakeføring. Turbinpunktene er på sin side ofte bundet til høydedrag og koller med gode vindforhold og relativt skrinne jordmasser.

Det finnes ulike kalkulatorer og verktøy tilgjengelig for beregning av klimagassutslipp fra arealer, og de ulike verktøyene kan gi svært forskjellige resultater. Samferdselsetatene og Miljødirektoratet arbeider med å samkjøre og oppdatere sine verktøy med siste tilgjengelige kunnskap. 

De eksisterende verktøyene tar ikke hensyn til graden av nedbygging, avbøtende tiltak eller restaurering av natur. Dette kan ha stor betydning for de samlede klimagassutslippene fra et byggeprosjekt, og det vurderes hvordan det kan reflekteres i beregningsverktøyene. Les mer om dette i kapittelet om avbøtende tiltak.

Miljødirektoratet har gjort noen grove utslippsoverslag for arealbruken i norske vindkraftverk. Beregningen er basert på det generelle beregningsverkøyet som er utviklet for arealbruk i Norge. Siden en stor andel av inngrepene er veier, er også Statens vegvesens utslippsfaktorer (2) tatt med i beregningene. Disse utslippsfaktorene er noe høyere enn de som benyttes i Miljødirektoratets generelle verktøy. NVE har bidratt til anslagene av hvordan inngrepene fordeler seg på ulike typer jordsmonn, basert på erfaring fra de anleggene som er bygd til nå.

Med en levetid på 25 år for et vindkraftverk, viser beregningene at karbonutslippet fra arealbruken ligger på 1,0–3,0 gram CO₂/kWh. Utslippene fra arealbruken kommer i tillegg til utslippene fra produksjonen av komponenter, transport etc. som vist over.  

Mange typer utslipp, inkludert produksjonen av vindturbiner, forventes å gå mot null når produksjon og transport etter hvert baseres på utslippsfrie energikilder. Dette betyr at utbygging av vindkraft kan skje med svært lave utslipp fra komponenter og bygging. Utslippene fra arealbruken vil imidlertid aldri forsvinne helt.

Utslipp fra et bestemt vindkraftverk

Med forskjeller mellom anleggene og ulike beregningsforutsetninger, er det ikke mulig å sette ett tall på klimabelastningen fra hvert enkelt vindkraftverk i en generell gjennomgang som dette. Resultatene er likevel relativt konsistente mellom ulike studier med en variasjon i størrelsesorden +/– 20 prosent. Faktorer som gir lavere eller høyere utslipp i norske vindkraftverk er kommentert i teksten nedenfor.

For noen av beregningsfaktorene er det variasjoner mellom ulike vindkraftverk, mens det for andre er generell beregningsusikkerhet. Følgende faktorer anses som de viktigste:

• Topografi og grunnforhold for veibygging og andre arealinngrep, som bredde og lengde på inngrepene og type byggegrunn, særlig ved inngrep i karbonrike arealer. Topografi og grunnforhold har også betydning for klimaeffekten knyttet til tilbakeføring/restaurering etter endt konsesjonsperiode.
• Driftstiden for anlegget. Varierer +/– 5 år fra 25 år. Kan påvirke totalresultatet med mer enn 20 prosent fra gjennomsnittet.
• Vindressursen på lokaliteten. Større årsproduksjon gir mer igjen for det utslippet som følger produksjonen av komponentene og arealinngrepene (mindre gCO₂/kWh).
• Materialvalg i turbintårnet. Vanligvis et spørsmål om type stål, men betong benyttes noen ganger i nedre del av tårnet. Det eksperimenteres også med bruk av tre.
• Fundamenteringsmåte. Påvirker mengde og type stål og betong.
• Produksjon av øvrige komponenter (råvareinnsats, energikilde etc.).
• Resirkuleringsgraden ved demontering.

 Sammenligning med andre typer kraftproduksjon

Beregning av klimagassutslipp over livsløpet er betydelig mer komplisert enn å se på energiregnskapet. Dette skyldes blant annet store forskjeller i energikilden utfra hvor komponentene er produsert. Følgende oppsett er fra en mye sitert internasjonal kilde, amerikanske NREL (National Renewable Energy Laboratory) (3), og samsvarer med IPCCs AR6-rapport fra 2022 (4). Til dette bør det nevnes at utslippene for flere av energikildene, og særlig bioenergi og vannkraft, varierer mye utfra situasjonen. Utslippene fra vannkraft under norske forhold er gjennomgående lavere enn det som kommer frem i figuren under.

Klimagassutslipp (gCO₂/kWh) ved kraftproduksjon over livsløpet (Kilde: NREL, 2021)

Aktuelle avbøtende tiltak

Turbiner, kabler og byggverk

Forlengelse av levetiden for en vindturbin vil kunne kompensere for utslippene fra produksjonen, selv om nettoutslippet ikke nødvendigvis blir bedre sammenlignet med utskifting til en ny og mer effektiv turbin. 

85–90 prosent av massen fra en vindturbin kan i dag gjenvinnes etter endt driftstid. Størstedelen av massen fra en vindturbin er stål som har en høy gjenvinningsgrad. De siste 10–15 prosent består i stor grad av maskinhus og turbinblad som er laget av komposittmaterialet med en lav gjenvinningsgrad. For disse komponentene jobber produsentene mot en høyere gjenvinningsgrad. Ikke minst gjelder det bladene, der flere produsenter hevder at de skal være klare med kommersielt tilgjengelige løsninger med høy gjenvinningsgrad. Effektiv resirkulering kommer for øvrig til fratrekk i livssyklusanalysen for klima­påvirkningen.

Klimavennlig produksjon av komponentene styres blant annet gjennom internasjonalt regelverk, klimaavtaler og et marked som etterspør klimavennlige produkter.

Veier og andre arealbruksendringer

Erfaring viser at utslippene fra arealbruken fra vindkraftutbygging kan påvirkes i betydelig grad. For å minimere klimautslippene må man følge de generelle prinsippene for avbøtende tiltak: unngå – begrense – restaurere – kompensere. Det primære vil alltid være å unngå påvirkning av karbonrike arealer. Dette gjelder i alle faser av et vindkraftprosjekt, fra lokalisering til detaljplanlegging og bygging.

Lokalisering

Det viktigste man kan gjøre for å unngå store klimautslipp vil være å plassere vindkraftverk i områder med lite innslag av karbonrike arealer. Når et planområde inneholder karbonrike arealer, må det legges stor vekt på å unngå disse, først og fremst gjennom bevisst planlegging av veilinjene. Dersom det ikke er mulig å unngå inngrep, må det planlegges tiltak som begrenser utslippene i størst mulig grad.

Tiltak i anleggsperioden

Før oppstart av anleggsarbeidet skal det godkjennes arealbruksgrenser for tiltakene. Arealbruksgrensene er korridorer i planområdet som turbiner, kranoppstillingsplasser, veier og øvrig infrastruktur, skal plasseres innenfor. Ved å legge arealbruksgrensene utenom karbonrike arealer reduseres risikoen for store utslipp.

I tillegg til areabruksgrensen er det satt inngrepsgrenser som definerer det maksimale arealet som tillates berørt av fysiske inngrep. I de tilfeller hvor veien kommer i direkte berøring med karbonrike arealer må det vurderes om inngrepsgrensene kan reduseres, selv om dette gir vanskeligere arbeidsforhold og dårligere fremdrift.

Ved bygging på myr må det benyttes byggemetoder og gjennomføres tiltak som hindrer drenering på kort og lang sikt. Kunnskap om veibygging viser at det er også er teknisk mulig å bygge vei på myr uten at de karbonrike massene i veilinjen skiftes ut. Et annet eksempel er bygging i høybonitetsskog. Her bør arealinngrepet reduseres til det som er absolutt nødvendig for å bygge veien.

Videre må anleggsarbeidet gjennomføres slik at all midlertidig arealbruk kan istandsettes på en god måte. For eksempel skal alt midlertidig areal mellom det permanente veidekke og inngrepsgrensen istandsettes. Ivaretagelse og gjenbruk av vekstmasser med lokal frøbank er en forutsetning for hurtig revegetering på de midlertidige arealene. Hurtig revegetering vil bidra til å redusere utslippene. Det kan også være aktuelt å plante trær for å fremskynde reetableringen der det var skog før utbygging.

NVEs veileder for terrengbehandling gir ytterligere informasjon om viktige hensyn og metoder for anleggsarbeidet (5).

Det finnes også arealuavhengige tiltak. Bruk av biodrivstoff, elektriske anleggsmaskiner og klimavennlige langtransportmetoder peker seg ut som utslippsrelevante løsninger, som også teknisk-økonomisk ser ut til å være innfor rekkevidde.

Tiltak i driftsperioden

I driftsperioden kan det være nødvendig å undersøke om de avbøtende tiltakene virker som forutsatt. For eksempel kan det være nødvendig å overvåke om vegetasjonen på tilgrensende arealer endrer seg, om revegeteringsprosessen på istandsatte arealer går som forutsatt, eller om grunnvannsnivået i myr endrer seg. Overvåkning og oppfølging bør inngå som en del av konsesjonærs internkontroll for miljø og landskap. Du kan lese mer om dette i NVEs veileder for internkontroll for miljø og landskap (6).

Hva trenger vi mer kunnskap om?

• Fremgangsmåter for vurdering av klimanytten i enkeltprosjekter. Dynamisk for håndtering av levering i ulike kraftsystemer inkludert endringer i kraftmiks over tid.
• Byggemåter og potensialet for avbøtende tiltak for de aktuelle inngrepene.
• Effekten av avbøtende tiltak på lang sikt.
• Potensialet for detaljplanlegging i tidlig fase, i motsetning til løpende prosjektering i byggefasen.
• Vurdering av ulike løsninger for restaurering og tilbakeføring ved nedlegging og/eller ombygging.
• Karbonbinding i ulike typer jordsmonn. Dette er i utgangspunktet generell kunnskap, men bør tilpasses aktuelle terrengtyper og byggemåter for vindkraft.
• Basisinformasjon angående klimagassutslipp fra alle deler av vindkraftprosjektene, inkludert generelle klimabaserte livssyklusoversikter (LCA) og energi-nettoanalyser, begge med sammenligning mot andre energiformer. Generelt analysegrunnlag gir god mening siden anleggene er såpass ensartet.

Noen av punktene forutsetter relativt tung FoU-innsats, der vindkraften kan være én av flere bidragsytere.