2018-07-28

Utanförboxen-tänk: Framtidens samhälle kan byggas med förnyelsebara energikällor

I slutet av juni skrev vi om världens fossila energianvändning för året som gått, särskilt oljeanvändningen. Detta med anledning av att BP Statistical Review of World Energy kommit ut med sin årliga energibibel med detaljerad statistik över olika länders energianvändning som ger en tydlig bild över utvecklingen när det kommer till såväl den fossila energianvändning som utvecklingen inom förnyelsebart. 

Vi kunde då konstatera att den fossila energianvädningen fortfarande helt dominerar där olja, kol och fossilgas står för 85 % av världens totala energianvändning. En siffra som inte förändrats så mycket mot fjolåret då motsvarande siffra låg på 85,5 %  men skillnaden på 0,5 % kan helt tillskrivas en ökad andel förnyelsebart vilket är positivt och talar för att förnyelsebart kan gå om kärnkraften som andel av världens energikaka redan om två år.

I inlägget noterade vi även att förnyelsebart där sol och vind ingår tillförde mer energi till det globala energisystemet än ökningen i konsumtionen av olja för första gången någonsin. Globalt växte konsumtionen av förnyelsebar energi med 16, 6 % eller med 69,4 miljoner ton i oljeekvivalenter medan konsumtionen av olja växte med 1,4 % eller motsvarande 64,6 miljoner ton i oljeekvivalenter. 

Jämför vi dock med ökningen från fossilgas (utan att lägga till olja och kol) ökade den dessvärre med mer än förnyelsebart. Detta föranleder två viktiga frågor:
  1. Kan användningen av förnyelsebar energi växa som andel i våra energisystem utan att vi samtidigt ökar den totala fossila energianvändningen?  Dvs kan tex vattenkraft, sol, vind och geoenergi+geotermisk energi (de senare innefattar tex varma källor från jordens inre som på Island som kan användas för fjärrvärme men även för att generera elektricitet något som bland annat svenska företaget Climeon är med och utvecklar) -tillsammans ersätta tex kolkraftverk och oljeeldade kraftverk?  
  2. Om vi leker med tanken att allt som ingår i ett förnyelsebart energysystem kan framställas utan användning av fossil energi, har förnyelsebar energi verkligen en chans att växa i en tillräckligt snabb takt för att vi ska kunna minska våra utsläpp av växthusgaser för att dämpa klimatförändringarna? Med andra ord kan ett förnyelsebart energisystem skapas som i ett kreslopp där allt från material, råvaror som utvinningen av metaller och mineraler samt underhåll och uppbyggnad av ett ny infrastruktur ske utan input av fossil energi? 
Frågorna är centrala och förstås mycket svåra att svara på men det är samtidigt dessa allting handlar  om när det kommer till att hitta seriösa vägar framåt, vare sig det handlar om anpassning av våra transportsystem för den tillgång till energi vi kan vänta oss och hur vi bygger energisystem som ser till att vi har el och värme och kan driva ett transportsystem även när det fossila tillväxt- och resursslöseri-samhället inte längre kan upprätthållas.

När det kommer till fråga ett ovan är det säkert många som tycker det säger sig självt att eftersom den fossila energianvändningen fortsätter att öka och helt dominerar våra energisystem samt är så cental för att tex solceller ska kunna bli till, är det givet att rådande civilisation är dömd att gå under i samma takt som den fossila tillgången minskar på grund av fysisk brist eller i takt med eskalerande klimatförändringar. Tittar vi tex på Kina som är världens största energikonsument tillika den som i absoluta tala och teknik leder utvecklingen inom förnyelsebart kan kopplingen mellan ökad fossilanvänding och ökad tillgång förnyelsebart till synes framstå som en naturlag. Kina som enligt BP Stat 2018 ökade sin användning av förnyelsebart (exklusive vattenkraft) med nästan 30,6 % under 2017 mot föregående år men även under samma period ökade användningen av fossila energikällor olja, kol och naturgas med tillsammans cirka dubbelt så mycket räknat i miljoner ton oljeekvivalenter.   
       
Enorm Solcellsanläggning utanför Uppsala
Bild: Johan Landgren 

Men är det egentligen så enkelt att ökad fossilanvändning per automatik är en förutsättning för ökad användning av förnyelsebart? Enorma resurser finns inbäddade i våra samhällen och våra konsumtionsmönster och vanor är inte fastslagna i sten. 

Vi bör även vara öppna för att materialframställningen och utvecklingen av solceller, geoenergi och även vindkraft-anläggningar i mindre skala men i stor utbredning kan utvecklas snabbt när mer tankekraft och resurser investeras i dessa områden istället för att som fram till nu i praktiken helt flödat in till fossil och kärnkraftsindustrin. Problemet är att de flesta tänker linjärt och drar ett streck från en punkt på en tidslinje till en annan och utgår från att utvecklingstakten ska gå ungefär lika långsamt eller snabbt och inte minst att framtidens samhälle måste kräva lika mycket eller  snarare mycket mer energi mot idag för att upprätthållas på ett fungerande sätt. 

Men så behöver det inte bli om en är öppen för att tänka helt nytt. Likväl kan vi inte blunda för det faktum att sol, vind och geoenergi är främst källor för värme och el och flytande vätskor. Idag är den fossila oljan helt central för framställningen av flytande vätskor som i materialframställning i plaster, målarfärg, mediciner, bekämpningsmedel mm och förstås som flytande motorbränsle i bensin, diesel och flygbränsle. Detta ersätter vi inte med el och värme-produktion från förnyelsebart men lika viktigt är det att samtidigt vara öppen för att ett samhälle som kan generera el och värme helt från förnyelsebart har en stabil bas att kunna utveckla tekniker och materialframtällning som ser helt annorlunda ut mot idag. 

Nanoteknik, 3D-skrivare och organiska material i kombination av banbrytande utveckling inom Artificiell Intelligens (AI) kan bidra till att underlätta för den fossila omställningen och öppna nya, idag till synes omöjliga vägar framåt inom tex framställningen av flytande vätskor med liknande egenskaper som de som finns i oljan. Vi får heller inte glömma bort att flytande fossila energikällor innehåller bland de mest cancerogena ämnen som vi känner till och att vi därför har all anledning att hitta alternativ till dessa även av hälsoskäl. 

Att ställa om till ett icke-fossildrivet samhället landar egentligen i en sak: Hur vi vill att vårt samhälle ska se ut och hur denna framtidsbild kan inrymmas inom den tillgängliga energi vi kan få från förnyelsebar källor. Här handlar det om att inse att det finns begränsningar när det kommer till nettoenergi eller även kallat Energi Return och Energi Invested (EROI), dvs hur mycket energi vi kan få ut mot vad vi investerar i framställning av tex sol- och vindenergisystem . Detta skiljer sig fundamentalt mot det energi-uttag som är möjligt från de fossila energislagen, åtminstone kortsiktigt. Om det idag kan ge upp till 50 x så mycket energi tillbaka som vi investerar i de bästa fossila oljekällorna ligger samma siffra för sol och vind på kanske 5-10 (EROI) och då bortser vi alltså helt från att oljan idag är helt central i materialframställningen och som bränsle i de flesta transporter/fordon. 

Men om vi bygger robusta energisystem som nästan inte kräver något underhåll under säg 25 år (nej vi talar inte om enorma vindkraftparker ute till havs som kräver årliga inspektioner och reparationer med sällsynta jordartsmetaller vi idag bara kommer åt med fossildrivna maskiner) och dessa system byggs ut på ett sätt så att de inte kräver centraliserad styrning och underhåll, kan de utgöra basen i ett samhälle som utvecklar både teknik, resurs och energianvändning i en hållbar riktning. Det är inte en utopi utan ett sätt att köpa sig tid som kräver dels vilja och målmedvetenhet om det fossila energiberoendets natur och dels en insikt om att det är bråttom att utveckla teknik och infrastruktur som ger förutsättningar för konsumtionsvanor som är anpassade efter framtidens energi- och resurstillgångar. 

Fråga nr 2 då? Hinner vi ställa om till fossilfritt för att dämpa klimatförändringarna från att passera tröskelnivåer där de utvecklas bortom kontroll?  

Om vi utgår från BP Stat 2018 som har jämförande statisik för de flesta av världens länders utsläpp av koldioxid tillbaka till 2006 noterar vi till att börja med att världen alltså ökade sina utsläpp med 1,6 % mot föregående år. Det kan tyckas självklart att de globala utsläppen fortsätter att växa med en växande befolkning och i synnerhet med en växande medelklass i Kina och Indien som anammar västerländska energi- och konsumtionsvanor men 2009 och 2015 minskade faktiskt utsläppen globalt enligt BP:s siffor. År 2009 kan förstås förklaras med finanskrisen och minskad ekonomisk aktivitet globalt och 2015 års nedgång låg på endast 0,5 % villket är knappt noterbart medan 2009 trots allt var en nedgång på 2,1 % mot föregående år. Samtidigt kan dessa utsläppssiffror förstås starkt ifrågasättas då vi tex inte vet hur stora utsläppen är från utvinningen av skifferolje och skiffergasproduktionen som läcker metan vid utvinningen och bidrar till okända mängder koldioxidutsläpp vid facklingen av metangasen vid de tusentals brunnar som borrats i USA. Utsläppen av metangas från permafrostbältet i Siberien och kring Arktis är även det till stor del okänt eller åtminstone något som förändrats mycket bara de senaste åren. 

En fråga som säkert många ställer sig är vad lilla Sverige göra och vad det spelar det för roll i det stora hela? Enligt BP:s siffror utgör Sveriges totala utsläpp för 2017 bara 0,14 % av världens globala utsläpp vilket för att sätta det i ett sammanhang innebär att utsläppen globalt ökade med drygt 11 hela Sverige bara 2017. Hopplöst? Nej, även här måste vi lyfta blicken och tanken från bara absoluta siffror. Världen är med Internet och ekonomin nu väldigt sammankopplad, det innebär att tex många utvecklingsländer inklusive Kina och Indien kan välja att hoppa över de steg med förbränningsmotorer och fossila energisystem när de introduceras till tekniken (ja, eller som i Kina utvecklar spetstekniken själva). Vad vill vi komma? Jo, det är lätt att underskatta värdet av teknik och kunskapsutbyte kring utveckling inom förnyelsebara system, energieffektiva hushåll (ja här kan Sverige bidra med mycket men har även en lång väg att gå för att bli bättre). I Kina är tex återvinning av avfall samt resurshantering generellt långt efter Sverige, likaså dominerar användningen av kolkraftverk för elproduktionen. Utbreddningen av fjärrvärmesystem är även den mycket låg i Kina. 

Med andra ord kan Sverige helt klart bidra med teknik och kunskaper inom förnyelsebara energisystem och resursanvänding som kan ha stor betydelse i länder där denna kunskap och teknik ännu inte finns eller är i sin linda. Detta kan bidra till att minska utsläppen långt mer än de åtgärder som görs inom Sverige men som likväl alltså är viktiga för vår egen teknikutveckling och trovärdighet. Vi är förstås väl medvetna om att det går att peka fingret på en massa punkter där Sverige bidrar med ökade utsläpp genom export av tex stål, flygresor och import av allehanda onödiga prylar från tex Kina men det betyder inte att Sveriges roll i den fossila omställningen är obetydlig. Tvärtom är det både en ekonomisk möjlighet för Sverige att visa framfötterna och vårt lilla land en viktig pusselbit i den globala omställning vi alla måste bidra till och en viktig del av för att hela maskineriet ska röra sig i rätt riktning. 

I nuläget kan ingen veta om vi kommer lyckas med den fossila omställningen i tid eller om de fossila energikällorna hinner ersättas samtidigt som utsläppen kan minska. Inte heller kan vi veta om en minskad användning av fossila energikällor, förändrade transportvanor med självkörande eldrivna fordon, superenergisnåla hus, radikalt förändrade konsumtions- och produktionsvanor ändå kan frigöra tillräckligt med energi för att bygga det framtidssamhälle vi vill ha. Ett samhälle som till skillnad mot idag är i balans med naturen och oss själva. Men eftersom det aldrig gjorts förut, med en världsbefolkning som just nu ligger 7,63 miljarder människor, kan vi heller inte redan nu dra slutsatsen att det inte är möjligt. För att avsluta med Pär Holmgrens ord: "Det minsta vi kan göra är så mycket som möjligt".          

16 kommentarer:

  1. All minskning av fossila bränslen i större skala bygger på användning av stabil el.försörjning. Till exempel värmepumpar och el.bilar. En viktig insats vore att satsa på utveckling av fjärde generationens kärnkraftverk, som kan drivas med bränsleresterna från dagens kärnkraftverk.
    Istället lägger vi ner dagens kärnkraftverk i Sverige. Vilket gör att vi hotas av effektbrist inom några år.
    Ulf Hermansson

    SvaraRadera
  2. Utmärkt långt inlägg.

    Det pågår mycket teknisk utveckling runt om i världen. Något sker också av svenska bolag. I inlägget ovan nämndes det spännande företaget Climeon som jag bedömer ha en stor framtid.

    För att fylla på med ett ytterligare som verkar strax bevisa att de kan få lönsam el genom att flyga en drake under vattenytan i tidvatten och andra strömmar. De flyger i 8-or vilket gör att hastigheten på vattnet mångdubblas mot andra lösningar för att ta tillvara rörligt vatten. Och vatten väger betydligt mer än luft så effekten blir stor. Ja bolaget heter Minesto.

    Finns fler intressanta företag och viktigt att skriva är att jag äger aktier i båda dessa bolag.

    Vänliga hälsningar

    Nanotec

    SvaraRadera
    Svar
    1. Intressanta tekniker men potentialen att ersätta stora delar av den fossila energianvändningen är begränsad. Climeon använder ju tex industriell spillvärme, vilket ju är en mindre del av den använda primärenergin.
      Ulf Hermansson

      Radera
    2. Värme från jorden ser jag som det stora. Nu Island med mycket lågt elpris men imorgon överallt där man ekonomiskt når över 70 grader.

      Vänliga hälsningar

      Nanotec

      Radera
    3. Den här kommentaren har tagits bort av skribenten.

      Radera
  3. Hej Nanotec! Minesto har jag lite koll på mer på Climeon som jag var tidig aktieägare i dock ej just nu. Island har ju potentialen att exportera värme/electricitet med sina enorma geologiska värmekällor, där har ju Climeon redan fått stora ordrar på sin teknik.

    Spillvärme finns ju verkligen överallt och både industriellt men även i hushåll, större fastigheter och fartyg.

    På resande fot nu och besökte precis Karlsborgs fästning på en resa västerut i landet, mkt sevärt. 90 år att bygga...

    Mvh
    Johan

    SvaraRadera
    Svar
    1. Ser fram mot stora order i Japan där det finns mycket ytlig jordvärme och ett högt elpris. Ska ta reda på vad det kostar att borra djupt för att se potentialen. Fast Climeon klarar sig bra på de ytliga värmekällorna.

      Minesto har inte kommit lika långt ännu vilket syns om man jämför värderingen. Men havsströmmar är enorma.

      Jo Karlsborgs fästning är imponerande.

      Vänliga hälsningar

      Nanotec

      Radera
    2. Visst är det bra att ta tillvara spillvärme,men Climeon använder spillvärme i intervallet 120 till 70 grader. Då finns nog inte mycket att hämta hos hushåll och fastigheter. Climeon skriver att 50 % av primärenergin går bort som spillvärme. I en artikel i miljönytta.se 26 juni 2018 anges verkningsgraden till 10 %. Om temperaturen på all spillvärmen ligger inom Climeons arbetsområde så innebär det att man potentiellt återvinner 5% av primärenergin. Naturligtvis bra med en sådan effektivisering men potentialen är begränsad och beroende av tillgången till primärenergi.
      Ulf Hermansson

      Radera
    3. Ja Ulf 5% är mer än världens all kärnkraft idag. Industrier och större fartyg är kunder idag förutom då det jag ser som det gigantiska dvs värme från jordens inre. Det är många fler länder än Island och Japan som har mycket sådan ytlig värme från jordens inre.

      Om man sedan kan borra till rimliga kostnad ökar platserna som är intressanta. Många djupa gamla borrhål är användbara.

      Vänliga hälsningar

      Nanotec

      Radera
    4. Att jämföra samlad installerad kärnkrafteffekt med effektivitetsförbättring i industriella processer är att jämföra äpplen och apelsiner. Hur tänkte du?
      Att använda flödande geotermisk energi för drift av Climeon är ju ett bra sätt att generera el. Om man skall pumpa vatten ner och upp ur borrade hål får nog inte djupet vara för stort eftersom för mycket av den genererade energin går åt till pumparbete beroende på den begränsade verkningsgraden.
      Ulf Hermansson

      Radera
    5. Lika många TWh el från båda borde räknas som samma fruktsallad. Hur ser du på det?

      Måste man pumpa mycket blir verkningsgraden sämre. Jag tror att det normalt inte krävs så mycket pumpenergi utan att varmvattnet normalt trycks upp i röret och om man återför vatten att detta till stor del sker med hjälp av gravitationen. Ska fråga om detta när jag träffar någon från bolaget i framtiden. Både Island och Japan har en hel del varmvatten som kommer upp med tryck.

      Vänliga hälsningar

      Nanotec

      Radera
    6. Jämförelsen haltar eftersom du jämför en existerande produktion med en potentiell. Hur stor potentialen är vet jag ej men helt klart är att för din jämförelse skulle vara adekvat så skall all jordens spillvärme vara åtkomlig och befinna sig i temperatur intervaller 120 till 70 grader, vilket är helt orimligt.
      Vad jag ville säga med mina inlägg är att ny teknik för el.produktion är intressant och skall utvecklas men man får inte ha överdrivna förväntningar på att de skall kunna ersätta en stor del av fosill el.produktion i världen . Kärnkraften vore ett alternativ men vidareutvecklingen verkar politiskt omöjlig, åtminstone i Sverige.
      Ulf Hermansson

      Radera
    7. Har inte undersökt den potentiella möjligheten när det gäller spillvärme mer än att bara nybyggnaden av stora fartyg teoretiskt räcker bra för lönsamhet. Borde gälla det samma för större industrier.
      Du har helt rätt i att den fossila energin har så stor andel att det är svårt samt tar tid att ersätta den.

      Fusion är jag övertygad om kommer, men det kan ta tid. Fission verkar helt hamnat på dekis genom att det är för dyrt, utom för de som vill ha möjlighet att tillverka X av bränsleresterna. Detta med för dyr fission kan du se i många andra länder än bara Sverige. Politiskt är något annat.

      Fission kräver att reaktorerna får lönsam försäljning under lång tid. Idag störs detta starkt av vindkraft i Sverige och av också solceller i många andra länder. Kostnaden för ny vindkraft faller ganska snabbt år för år och än mer dramatiskt gäller för solceller.

      Climeon nyttjar värme från jordens inre, i den största orderstocken. Minesto har inte hunnit lika långt men nyttjar just nu månens tidvatten och lite längre fram de enorma strömmarna i havet.

      Vänliga hälsningar

      Nanotec

      Radera
    8. Genom subventioner av vindkraft och specialskatter som senast effektskatten på kärnkraft har man ju gjort produktionen i kärnkraft olönsam i Sverige. I många andra länder byggs det ny kärnkraft.
      Ulf Hermansson

      Radera
    9. I de flesta av jordens länder byggs ingen ny kärnkraft. Fossil energi subventioneras fortsatt mer än flödande sett för hela jorden.

      Jag ser det som att ny fission är dödsdömd (av ekonomin) i alla länder som inte samtidigt har eller är på väg att skaffa kärnvapen.

      Vänliga hälsningar

      Nanotec

      Radera
  4. I min nuvarande uppfattning får vi el från många olika källor även om tio år. Möjligen sker ett genombrott för fusion som ändrar detta.

    Vad jag ser som viktigt är att kunna föra över el utan stora förluster på längre sträckor. ABB har nyss tillverkat världens största transformator (800 ton och avsedd för 1,1 miljoner volt) för högspänd likström. Kina håller på att bygga den kraftledning på 3000 km som ska använda transformatorn och flytta 12.000 MW el från vindkraftverk till städer. Sverige använder just nu 12.000 MW. Ja 3000 km räcker nog in i Sahara från Stockholm.

    Vänliga hälsningar

    Nanotec

    SvaraRadera

Kommentarer bör hållas till bloggartikelns ämne. Håll god ton.