Hur kan vi lösa energikrisen och mildra klimatförändringen?

symptom på den hotande klimatkrisen finns i överflöd: 50-åriga extrema värmehändelser som händer varje år, smältning av polarisar, skogsbränder som omger världen, tropiska cykloner av större storlek, intensitet och, vilket var mycket tydligt i orkanen Idas senaste besök i New York, oöverträffade nivåer av nederbörd. Dessa är alla förväntade resultat av de ökande mängderna växthusgaser som vi har pumpat ut i atmosfären, och de kommer att bli värre. Ingenting vi gör tyder på att vi kommer att hålla de globala temperaturerna inom 2 c av förindustriella nivåer-ett mål för Parisavtalet. En ökning med 2 kcal C skulle vara extremt obehaglig. En ökning med 5 ccc2100-förutsagt av några av de vanliga affärsmodellerna och kompatibla med vår nuvarande bana-skulle vara planetförändrande. Temperaturerna kommer inte att sluta stiga bara för att vi har träffat den godtyckliga avstängningspunkten för 2100, och vad som kan hända därefter är verkligen skrämmande.

att lösa den förestående krisen kräver att vi ändrar våra energival, men vi måste uppskatta hur begränsade våra alternativ är. Varje energival lever eller dör i slutändan av dess EROI: energi som returneras på (energi) investerad. En kolsöm kan leverera en viss mängd energi. Mot detta finns den mängd energi vi måste investera för att extrahera den—energi som används av gruvarbetare, energi som läggs i byggnadsverktyg etc. EROI av detta kol är förhållandet mellan den energi det ger till den energi vi investerade i dess utvinning.

både materiella och sociala egenskaper i ett samhälle beror på EROI av dess energikällor. För att upprätthålla ett samhälle som är igenkännligt besläktat med vårt när det gäller dess materiella bekvämligheter beräknas det krävas en EROI i intervallet 11-14. För att upprätthålla ett samhälle med några av kännetecknen för framgångsrika liberala demokratier—höga poäng på Human Development Index, childhood health, jämställdhet, kvinnlig läskunnighet—kan kräva en samhällelig EROI på cirka 25.

att mildra klimatförändringen samtidigt som energikällorna bibehålls med de nödvändiga EROIs är ingen lätt uppgift.

historiskt sett har fossila bränslen sportat förvånansvärt höga EROIs på 100+. Idag har dessa sjunkit till ungefär 25-29, redan obehagligt nära det erforderliga minimumet. Att göra fossila bränslen klimatvänliga kommer att kräva omfattande användning av CCS-teknik (carbon capture and sequestration). Om det fungerar alls—juryn är fortfarande ute-kommer CCS att vara en energiskt dyr process, vilket nästan säkert minskar den minskande EROIs av fossila bränslen under livskraften.

Kärnkraft är ett annat alternativ. Tyvärr har EROI av kärnklyvning aldrig varit särskilt hög: de flesta peer reviewed bedömningar samlas i 5-14-intervallet. Kärnfusion—om den kan fås att fungera—kommer inte att finnas tillgänglig i tid för att bekämpa våra klimatproblem.

detta lämnar förnybara energikällor. Det är dock oklart om någon förnybar energikälla kommer att ha EROI som krävs för att upprätthålla samhället i sin nuvarande form. Biobränslen, med EROIs på 1-3, kommer inte att skära den. Peer reviewed uppskattningar av EROI av solenergi sträcker sig från 1 till 10 och för vindkraft från 3 till 15. Vattenkraft är lovande, med uppskattningar från 10 till 84, men bristen på lämpliga platser gör vattenkraft till en osannolik allmän lösning på våra energibehov.

mat-ett energival som inte är mindre än bränsle—ger vägen mellan klippan av klimatförändringar och hård plats för obevekligt låga EROIs. Kött kräver investeringar på 82-96 gånger så mycket energi som det återvänder. Det är en energisk njutning som vi inte längre har råd med. Detta energival står för 14,5% av klimatutsläppen. Avgörande skulle 44% av all antropogen metan avlägsnas från atmosfären genom att överge detta val. Metan är särskilt viktigt i kampen mot klimatförändringar, inte bara för att det är mycket mer potent än koldioxid, men för att vi med en atmosfärisk halveringstid på bara 8, 5 år kan förvänta oss att bli av med det mycket snabbt, inom en tidsram som skulle göra en betydande skillnad för klimatreducering på kort sikt.

att överge kött öppnar ytterligare en möjlighet: beskogning—odling av träd på mark som inte nyligen använts för detta ändamål—i stor skala. Ett tunnland av nybeskogad Mark sekvestrerar mellan 2,2 och 9,5 ton koldioxid per år. Låt oss anta 5,5 ton. Årligen är den genomsnittliga amerikanen ansvarig för 16,5 ton koldioxid. För att kompensera landets koldioxidavtryck måste vi därför hitta tre hektar mark per person. Multiplicerat med USA: s 330 miljoner befolkning måste vi hitta 990 miljoner tunnland. Att överge djurjordbruk kommer inte riktigt att få oss dit men kommer att ta oss förvånansvärt långt. För närvarande ägnas 834 miljoner hektar åt djurodling, antingen för bete eller för odling av djurfodergrödor. Den extra mark som behövs för att odla grödor för mänsklig konsumtion skulle, på grund av ineffektivitet som är involverad i omvandling av växtprotein till animaliskt protein, vara försvinnande liten jämfört med den som för närvarande är avsedd för djur.

i en nyligen genomförd satellitstudie har Jean-Francois Bastin och kollegor uppskattat att globalt är 2, 2 miljarder hektar mark tillgängliga för beskogning. Beskogad, detta skulle radera mänsklighetens koldioxidavtryck. Problemet är att mycket av detta land för närvarande används för djurodling. Att överge djurjordbruk och beskoga detta land är det mest effektiva steget vi kan ta mot klimatförändringar på kort sikt.