Energiskifte för nya tider
Världens energisystem måste förändras totalt. Nu krävs snabbare och mer omfattande förändringar än vid tidigare skiften.
Från School Brief 2020 publicerad i The Economist, översatt av InPress. ©2020 The Economist Newspaper Limited. Alla rättigheter förbehållna.
Under mer än 100 000 år fick människorna sin energi från det de jagade, samlade eller odlade. Energi för att orka flytta runt saker kom från vad de åt. Ljus och värme fick de genom att elda. Under de senaste årtusendena adderade mänskligheten vattenkraft och vindkraft till repertoaren. Men hur viktiga vatten- och väderkvarnarna än var innebar de inte mycket för att förändra den övergripande energibilden. Den globala energianvändningen motsvarade i princip storleken på en befolkning som fick sin föda från jordbruk och sin värme från ved. Kombinationen fossila bränslen och maskiner förändrade allt.
Enligt uträkningar av Vaclav Smil, som forskar på energisystem vid University of Manitoba, ökade mänsklighetens energianvändning mellan år 1850 och 2000 med en faktor på omkring 15. Ökningen var inte homogen; under processen förändrades energimixen av fossila bränslen dramatiskt.
Detta var de monumentala skiften som historiker kallar ”energiövergångar”. De kräver enorma mängder infrastruktur; de förändrar hur ekonomin fungerar och de äger rum mycket långsamt. James Watt patenterade sin ångmaskin 1769. Kolanvändningen översteg inte andelen total energi från ”traditionell biomassa” från trä, torv, dynga och liknande förrän under 1900-talet (se diagram). Det var inte förrän på 1950-talet, ett århundrade efter den första kommersiella oljekällan borrades i Titusville, Pennsylvania, som råoljan kom att utgöra 25 procent av mänsklighetens totala primärenergi.
Energiövergångarna var långsamma främst för att ökningen av den totala energianvändningen var snabb. Under det århundrade som det tog för oljan att uppnå en fjärdedel av totalanvändningen ökade totalen. Och även om nya bränslen kan innebära att de gamla bränslenas andel av kakan krymper, minskar sällan den totala energi som dessa bränslen tillhandahåller.
I dag förbränner världens fattiga mycket mer ”traditionella biomassor” än hela världen eldade upp totalt år 1900. Om världen ska ha en chans att hålla den globala uppvärmningen, mätt mot temperaturen innan kolet slog genom, under två grader kommer det att behövas en energiövergång som är mycket snabbare och mer genomgripande.
Under de närmaste 30–50 åren kommer 90 procent eller mer av den andel som nu produceras från fossila bränslen att behöva komma från förnybara energikällor, kärnkraft eller fossila kraftverk som begraver utsläppen istället för att spy ut dem. Under den tiden kommer energikakan att fortsätta växa – men inte nödvändigtvis lika snabbt som tidigare.
Den direkta relationen mellan BNP och energianvändning var stark fram till 1970-talet, men har försvagats under de senaste 50 åren. Det är möjligt att ha en ökande tillväxt per person utan att energianvändningen per person ökar. Även om jordens befolkning inte längre växer lika snabbt som vid höjdpunkten i mitten av 1900-talet, kommer befolkningen ändå att vara nästan 2 miljarder fler i mitten av århundradet. Dessa människor bör få möjlighet till modern energi.
I dag saknar mer än 800 miljoner människor fortfarande elektricitet.
I dag saknar mer än 800 miljoner människor fortfarande elektricitet – därav allt eldande av traditionella biomassor. De goda nyheterna är att länderna är villiga att trycka på för en förändring. Tidigare övergångar, även om de påverkades av politiska beslut på nationell nivå, berodde oftast på efterfrågan på nya tjänster som bara specifika bränslen kunde erbjuda, till exempel bensin till motorer.
Den förnyelsebara energins tillväxt är ett undantag. Den har inte drivits på av det faktum att förnybara elektroner gör det möjligt att göra saker som elektroner från kol inte klarar av. Den har till största delen drivits på av politiska beslut.
Detta har inte alltid fått de snabba effekter som politiken har siktat på. Tysklands utrullning av förnybara energikällor har motverkats av dess reträtt från kärnkraften och därför har landets utsläpp ökat. Men subsidierna i Tyskland och på annat håll har minskat teknikkostnaderna för förnyelsebar energi.
Under 2010-talet föll de ”leveliserade” kostnaderna (den genomsnittliga livstidskostnaden för utrustning per megawattimme genererad elektricitet) för solkraft, vindkraftverk till havs och land med 87 procent, 62 procent och 56 procent enligt Bloombergnef, ett energidataföretag (se diagram). Detta har möjliggjort en utveckling som ansågs otänkbar under 2000-talet.
Storbritannien har nu mer än 2 000 havsbaserade vindturbiner. De har byggts av aktörer som valts ut genom ett omvänt budförande – hur lågt pris de är villiga att ta för sin el (regeringen garanterar priset under den nivån).
Under 2015 var de vinnande buden över 100 pund per megawatt, betydligt högre än för elektricitet producerad med fossilbränslen. Tack vare förutsägbara villkor, hård konkurrens och tekniska framsteg landade en sådan auktion nyligen så lågt som 39,65 pund per megawatt, ungefär i nivå med genomsnittliga grossistpriser. Solkraft och landbaserad vindkraft är ännu billigare.
Prognoser för framtiden
Från papper och penna till världens snabbaste datorer att beräkna klimatförändringar.
Ungefär två tredjedelar av världens befolkning lever i länder där förnyelsebara energikällor kan vara det billigaste alternativet i fråga om ny kraftgenerering, säger Bloombergnef. Solkraft är det verkligt spektakulära alternativet och överträffar också de mest entusiastiska förespråkarnas förhoppningar. Ramez Naam, en aggressiv solkraftsinvesterare, uppdaterade nyligen sina prognoser till ”vanvettigt billig” solkraft. 2030 tror han att det kommer att vara billigare att bygga nya solinstallationer än att fortsätta att driva också helt avskrivna fossildrivna kraftverk, för att inte tala om att bygga nya.
Michael Liebreich, konsult inom förnybar energi, spekulerar om ”förnybar singularitet”. Billig förnybar elektricitet öppnar upp nya marknader, vilket i sin tur gör elektricitet ännu billigare.
De förnybara energikällornas påverkan är redan avsevärd. Tillsammans med naturgasen, som USA:s skifferoljerevolution har gjort billigare, pressar sol och vind redan kolet, energisektorns största utsläppsbov (en megawatt kol orsakar dubbelt så mycket utsläpp som en megawatt gas). Under 2018 föll kolets andel av det globala energiutbudet till 27 procent, lägst på 15 år.
Trycket på oljan är inte lika stort eftersom elbilar fortfarande är rätt sällsynta. Men i takt med att de blir fler kommer de förnybara drivmedlen att börja konkurrera ut oljan, på samma sätt som de redan håller på att konkurrera ut gasen.
Det finns förstås stötestenar. Vare sig sol eller vind ger en jämn och konsekvent energiproduktion. Tysklands solkraftinstallationer producerar fem gånger mer elektricitet på sommaren än på vintern, när efterfrågan är som störst. Detta innebär ett farthinder för de förnybara energikällorna, inte en total blockering.
Långa överföringsledningar som håller förlusterna låga genom höga volttal kan förflytta elektricitet från ställen med överskott till ställen där den behövs. Litiumjonbatterier kan lagra extra energi att användas vid behov. De ekonomiska stimulanser som Kina tillkännagav i mars inkluderar både ultrahögspänningsledningar och infrastruktur för laddning av elfordon.
Om sol och vind står för en större andel av energin kan man tänka sig att man lagrar energi från förnyelsebara energikällor genom att klyva vatten för att skapa väte som kan förbrännas senare.
Än mer ambitiöst: om teknikerna för att dammsuga koldioxid från luften blir bättre skulle denna vätgas kunna kombineras med det utrensade kolet för att tillverka fossilfria bränslen. På det sättet skulle man kunna göra något åt det andra problemet med förnybara energikällor.
Det finns vissa utsläpp som inte ens mycket billig elektricitet kan ersätta. Litiumjonbatterier är för utrymmeskrävande för att driva stora flygplan långa sträckor. Här kan artificiella bränslen komma in. Vissa industriella processer, som cementtillverkning, släpper ut koldioxid naturligt. De kan kräva teknik som fångar in koldioxiden innan den kommer ut i atmosfären och lagrar den under jord. När det inte går att undvika utsläpp – som med en del jordbruksutsläpp – kommer de att behöva neutraliseras genom att man avlägsnar koldioxid från atmosfären, antingen genom träd eller teknik.
Inget av detta kommer dock att inträffa utan investeringar. The International Renewable Agency uppskattar att det behövs investeringar på 800 miljarder dollar i förnybar energi varje år fram till 2050 för att världen ska hålla sig på spåret mot mindre än två graders uppvärmning. Mer än dubbelt så mycket behövs till elinfrastruktur och effektiviseringar. 2019 var investeringarna i förnyelsebara energikällor 250 miljarder dollar. Samtidigt investerade de stora olje- och gasbolagen dubbelt så mycket i utvinning av fossila bränslen.
Om världens länder vill begränsa klimatförändringarna måste de alltså göra mer. Men stakar de ut vägen bort från fossila bränslen kommer det privata kapitalet att följa efter. Investerarna är redan trötta på fossilbränsleföretagens svaga avkastning. Men länderna behöver ge tydliga signaler. I dag satsar de mer än 400 miljarder dollar om året i direktstöd till fossilbränsleföretag, mer än dubbelt så mycket som subsidierna till förnyelsebar produktion.
Att sätta ett pris på koldioxid, vilket skulle påskynda den dag då nya förnyelsebara bränslen blir billigare än gamla fossilbränsledrivna kraftverk, är ett annat avgörande steg. Liksom forskning inriktad på de utsläpp som är svåra att elektrifiera bort.
Olika länder har spelat en viktig roll i utvecklingen av solpaneler, vindturbiner och hydraulisk spräckning. Men oavsett hur mycket de gör kommer de inte att lyckas hålla klimatförändringarna vid dagens temperaturer på en grad över förindustriella nivåer. Faktum är att de kommer att behöva öka sina ansträngningar rejält för att nå tvågraders-målet. Med dagens politik ser temperaturökningen i slutet av århundradet ut att bli närmare tre grader. Det innebär att världen, förutom att försöka begränsa klimatförändringarna, också behöver lära sig hur man kan anpassa sig till dem.
Denna text publicerades ursprungligen i det tryckta magasinet Världen Om, november 2020.
Läs fler artiklar från samma nummer här.
Så här jobbar Världen Om med kvalitetsjournalistik: Vi väljer ut artiklar. analyser, data och intervjuer från The Economist som täcker in geopolitik, vetenskap, livsstil, affärer och kultur. The Economist har funnits sedan 1843 för att "stärka kampen för intelligent upplysning i syfte att motverka okunskap som hindrar framsteg och utveckling."
