Ladda hem skriften som PDF - IVA
Ladda hem skriften som PDF - IVA
Ladda hem skriften som PDF - IVA
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ENERGIFRAMSYN SVERIGE I EUROPA<br />
Energin – mot en ny era!<br />
en systemstudie<br />
RAPPORT FRÅN PANELEN FÖR SYSTEMFRAMSYN
Energiframsyn Sverige i Europa är ett <strong>IVA</strong>-projekt, vars syfte har varit att ge<br />
underlag för en bred diskussion om möjligheter och problem på energiområdet<br />
för en hållbar utveckling av det svenska samhället. Projektets tidsperspektiv<br />
är 20 år med utblickar 50 år framåt.<br />
Energiframsyn Sverige i Europa riktar sig till beslutsfattare i vid mening inom<br />
förvaltning, näringsliv och forskning, men avser även att sprida insikt och kunskaper<br />
till en vid krets av intresserade på central, regional och lokal nivå.<br />
Under 2002 har drygt ett hundratal personer från privat näringsliv, forskning<br />
och offentlig sektor arbetat dels i fyra s k paneler där de studerat och diskuterat<br />
framsyn<strong>som</strong>råden dels i olika grupper, <strong>som</strong> på olika sätt haft anknytning<br />
till projektet.<br />
Det huvudsakliga arbetet har genomförts inom de fyra panelerna<br />
1. Panelen för systemframsyn<br />
2. Panelen för användarframsyn<br />
3. Panelen för strukturframsyn<br />
4. Panelen för långsiktig framsyn<br />
Resultatet har redovisats i fyra panelrapporter och en syntesrapport.<br />
Inom projektet har också producerats populärt hållna faktarapporter<br />
• Olja – tillgång och prisutveckling<br />
• Vattenkraften i Sverige<br />
• El och kraftvärme från kol, naturgas<br />
och biobränsle<br />
• Vindkraft till lands och till sjöss<br />
• Överföring och lagring av energi<br />
• Energianvändning i bebyggelsen<br />
• Gas och kol – tillgång och prisutveckling<br />
• Kärnkraft idag och i morgon<br />
• El och värme från solen<br />
• Ekonomiska styrmedel inom energiområdet<br />
• Energianvändning i industrin<br />
• Energianvändning i transportsektorn<br />
Systempanelens sammansättning<br />
Bengt Söderström, ordförande<br />
Christian Azar<br />
Bernt Ericson<br />
Gunnar Falkemark<br />
Kerstin Gustafsson<br />
Lars Hallsten<br />
Emi Hijino<br />
Lars Ingelstam<br />
Leif Josefsson<br />
Per Lekander<br />
Semida Silveira<br />
Kerstin Lövgren, panelprojektledare<br />
Maria Malmkvist, bitr. projektledare
FÖRORD<br />
Inom Energiframsyn – Sverige i Europa har vår panel haft att uppmärksamma<br />
systemfrågorna. Vi har bedömt att vi bäst fullföljer detta uppdrag<br />
genom att starta i det globala systemet och söka relatera energisystemfrågorna<br />
till detta. Människans påverkan på den globala miljön, särskilt<br />
klimatet, har nu nått en sådan omfattning att man måste tänka på<br />
”the earth system” och relatera vårt eget energisystem till detta. En<br />
betydande hänsyn till fattigare områden i världen och deras energiförsörjning<br />
är nödvändig bland annat för en hållbar klimatpolitik, och ligger<br />
också i vårt eget långsiktiga intresse. Vi kombinerar detta med en<br />
strävan till mer intelligent energianvändning i vårt land, och att energi<br />
ska kunna uppfattas inte <strong>som</strong> ett ”problem” utan <strong>som</strong> en resurs för rörlighet,<br />
kommunikation och komfort, baserad på en god infrastruktur.<br />
Vårt uppdrag och panelens kompetens vad gäller sakfrågor och metodik<br />
har givetvis präglat arbetet. De två scenarierna klimatet i fokus och<br />
klimatet en faktor bland flera har under hela perioden funnits med <strong>som</strong><br />
en bakgrund och kommenteras återkommande i rapporten. Efter<strong>som</strong> vi<br />
framför allt har velat betona systemförändringar för att nå fram till hållbara<br />
energisystem (sol, vätgas osv) för framtiden har vi dock lagt mindre<br />
vikt vid arvet från dagens system (kol, olja, kärnkraft). Vår rapport ska<br />
alltså inte ses <strong>som</strong> en analys av arvet utan i första hand <strong>som</strong> en diskussion<br />
om möjligheterna att närma sig det framtida systemet. Vi har valt<br />
att fokusera tre aspekter – vätgas, solenergi, och det framtida elsystemet<br />
– och analysera dem från systemsynpunkt; de ägnas var sitt kapitel i vår<br />
rapport.<br />
Vi har haft förmånen att arbeta i en panel med stort engagemang i<br />
uppgiften och med kompetens och erfarenheter från många olika områden.<br />
Panelen har hunnit med tio möten sedan starten i slutet av år<br />
2001. Panelrapporten har tagit form successivt med utgångspunkt i diskussionen<br />
vid mötena. Idéskisser och textbidrag från ledamöterna har<br />
gett ett viktigt stöd. Kerstin Lövgren har på grundval av detta författat<br />
den nu föreliggande rapporten.<br />
Systempanelen har också bidragit till faktarapporten Ekonomiska<br />
styrmedel inom energiområdet.<br />
Vi hoppas vår rapport kan ge nya impulser och perspektiv och stimulera<br />
till en fortsatt diskussion.<br />
För Systempanelen<br />
Bengt Söderström<br />
Ordförande<br />
Kerstin Lövgren<br />
Projektledare<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 1
Innehåll<br />
Sammanfattning…………………………………………………………………………………………………………3<br />
Utgångspunkter …………………………………………………………………………………………………………8<br />
Energi och energisystem ………………………………………………………………………………………10<br />
Bestämningsfaktorer för energiutvecklingen……………………………………………………13<br />
Energisystemet och klimatet…………………………………………………………………………………20<br />
Ett uthålligt energisystem ……………………………………………………………………………………25<br />
Vätgas <strong>som</strong> systemteknik ………………………………………………………………………………………27<br />
Solvärme och sol-el …………………………………………………………………………………………………36<br />
El i energisystemet – behövs en synvända? ………………………………………………………41<br />
Vägen framåt: energi i Sverige och Europa ………………………………………………………47<br />
Vägen framåt: energi i det globala samhället……………………………………………………54<br />
Utmaningar ger nya möjligheter …………………………………………………………………………60<br />
Utgivare: Kungliga ingenjörsvetenskapsakademien, <strong>IVA</strong><br />
Bearbetning: Maria Holm Reportage<br />
Grafisk form och illustrationer: Ann-Christin Reybekiel, Reybekiel Form AB<br />
Tryck: Markaryds Grafiska AB, 2003<br />
Rapporten kan beställas från <strong>IVA</strong>, Box 5073, 102 42 Stockholm, eller från<br />
bokh@iva.se. Den finns även <strong>som</strong> pdf-fil på <strong>IVA</strong>s <strong>hem</strong>sida www.iva.se samt på<br />
www.energiframsyn.nu<br />
2 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
SAMMANFATTNING<br />
Att radikalt minska klimatpåverkan och samtidigt sörja för en<br />
växande världsbefolknings behov av energi kommer att kräva<br />
stora omställningar i energisystemet. Utmaningen är att sätta in<br />
energi <strong>som</strong> en resurs i uthållig utveckling – att skapa ett energisystem<br />
<strong>som</strong> främjar hälsa och miljö, ekonomi och säkerhet.<br />
Sol- och vätgasbaserade system kan i framtiden få en nyckelroll.<br />
Intresset för sådana system växer snabbt och internationellt<br />
görs betydande satsningar.<br />
Sverige och den industrialiserade världen bör kunna möta<br />
klimatmålen och samtidigt modernisera sina energisystem. Vi<br />
ser fram mot att en mer intelligent energianvändning, baserad<br />
på förnybara källor, blir en resurs för ett samhälle, <strong>som</strong> erbjuder<br />
rörlighet, komfort och god infrastruktur.<br />
Förändringarna i det framtida energisystemet kommer att utspelas i en<br />
värld där tyngdpunkten skiftar mot utvecklingsländerna. De befolkningsrika<br />
och ekonomiskt snabbväxande länderna kommer – förutsatt en<br />
någorlunda fredlig utveckling – att få en allt större del av marknadstillväxten.<br />
Detta gäller i än högre grad för energimarknaderna. Även om<br />
tillgången till modern teknik möjliggör ett mer energieffektivt förlopp<br />
än i de tidigare industrialiserade länderna handlar det på sikt om en<br />
kraftig ökning av energiefterfrågan. De allra fattigaste länderna kommer<br />
dock att vara beroende av bistånd, inklusive energibistånd. Avsaknaden<br />
av uppbyggd infrastruktur kan gynna nya lösningar, t ex distribuerade<br />
system för energiframställning i stället för de stora centraliserade system<br />
<strong>som</strong> hittills varit regel.<br />
För utvecklingsländerna är det ytterst viktigt att miljö- och utvecklingsfrågorna<br />
beaktas tillsammans. Klimatkonventionen skulle kunna<br />
skapa en plattform för internationellt samarbete <strong>som</strong> kan bidra till en<br />
hållbar utveckling samtidigt <strong>som</strong> klimatproblemet löses. Parallellt kan de<br />
affärsmässiga kontakterna utvecklas via andra kanaler.<br />
Klimatåtgärder behöver få en tidig start<br />
Hotet mot jordens klimat ter sig allt allvarligare. Den temperaturstegring<br />
på 1,4 till 5,8 grader, <strong>som</strong> enligt den internationella klimatpanelen<br />
IPCC förväntas till år 2100, saknar med stor sannolikhet motsvarighet<br />
under de senaste 10 000 åren. Klimatsystemets tröghet och den långa<br />
tid <strong>som</strong> krävs för att ställa om tekniska och samhälleliga system innebär<br />
att åtgärder behöver vidtas skyndsamt för att begränsa risken för en stor<br />
temperaturförändring.<br />
För att uppnå det mål om högst två graders temperaturstegring <strong>som</strong><br />
ställts upp av många regeringar och organisationer krävs att de ledande<br />
länderna snarast möjligt går vidare med utsläppsreducerande åtgärder.<br />
Scenariet klimatet i fokus – där utsläppsreduktioner utöver Kyotoprotokollet<br />
får en snabb och effektiv start – håller möjligheten öppen att<br />
klara detta mål. En utveckling enligt scenariet klimatet en faktor bland<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 3
flera riskerar att stänga framtida handlingsalternativ och att låsa kommande<br />
generationer till mer genomgripande klimateffekter.<br />
På väg mot en era av sol och vätgas<br />
I ett globalt och långsiktigt perspektiv innebär ett uthålligt energisystem<br />
ett brett genomslag för förnybara energislag i kombination med förädlade<br />
och rena energibärare. Vi ser framför oss en utveckling mot ett system<br />
med el och vätgas <strong>som</strong> energibärare - på sikt helt baserat på förnybara<br />
energikällor, dvs i grunden sol. Ett sådant system (med solel, solvärme,<br />
vind, biomassa, vattenkraft, vågkraft och annan förnybar energi <strong>som</strong><br />
bas) ger även den fattiga delen av jordens befolkning möjlighet att få tillgång<br />
till energi för matlagning, belysning, rent vatten, lokal produktion<br />
osv med rimlig påverkan på hälsa och miljö. Det ger möjlighet till långtgående<br />
reduktioner av koldioxidutsläppen. Det bryter dominansen för<br />
de fossila bränslena och minskar därmed sårbarheten för störningar.<br />
Sökarljuset på systemegenskaperna<br />
En övergång från ett fossilbaserat energisystem till ett system med<br />
sol/vätgas i fokus reser en rad systemfrågor. Bränslecellsteknik har i dag<br />
börjat introduceras på områden där den har speciella fördelar och kostnaden<br />
betyder mindre. Tillämpningar för bland annat reservkraft och<br />
mobila apparater synes vara nära förestående. Så länge bränslecells- och<br />
vätgastekniken är begränsad till speciella områden kan distribution och<br />
lagring lösas så enkelt och praktiskt <strong>som</strong> möjligt. Produktion av vätgas<br />
på platsen, leverans i tankbil, i tuber och i små behållare kan förekomma<br />
parallellt. Långväga distribution i rörnät blir aktuell först vid större<br />
efterfrågan.<br />
Användning av vätgas i fordon är mer komplex. De stora bilföretagen<br />
har inlett en intensiv kapplöpning för att bli först med att kommersialisera<br />
fordon med nollutsläpp. Önskan att bevara en struktur med massbilism<br />
och åtföljande goda marknader inte minst i utvecklingsländerna<br />
är en viktig drivkraft. Skärpta miljökrav och satsningar, nationellt och<br />
internationellt, på nya energitekniker är en annan. Men det är utomordentligt<br />
svårt att sia om hur lång tid ett skifte kan ta. Mindre radikala<br />
lösningar <strong>som</strong> hybridbilar och naturgasdrift kan föredras på medellång<br />
sikt och då försena vätgaslösningen. På lång sikt måste man dock tänka<br />
sig helt koldioxidfria lösningar även för transportsektorn.<br />
En utveckling mot vätgasteknik kan förutses i båda scenarierna. Men<br />
pressen att producera vätgasen koldioxidfritt blir väsentligt starkare i<br />
klimatet i fokus.<br />
Det finns anledning att lyfta upp systemaspekterna för nya energitekniker<br />
<strong>som</strong> vätgas. En ny energibärare behöver ett väl genomtänkt<br />
regelverk och en professionell kultur kring risk- och säkerhetsfrågor.<br />
Materialproblem behöver tänkas igenom. Stora satsningar i kompanjonskap<br />
mellan politik och industri kan bli nödvändiga för att utveckla<br />
infrastrukturen för lagring och distribution inför storskalig användning,<br />
särskilt i transportsektorn.<br />
Vi vill peka på att solcellstekniken – <strong>som</strong> i dag har begränsad tilllämpning<br />
i vårt land – också förtjänar att studeras från systemperspektiv.<br />
Kostnaderna för solceller har förutsättningar att sjunka snabbare än<br />
4 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
kostnaderna för etablerade energitekniker. Men den förväntade kostnadssänkningen<br />
är beroende av att utvecklingssatsningar i bland annat<br />
Japan, Tyskland och USA vidmakthålls för att ge underlag för storskalig<br />
tillverkning av solceller. Om så sker finns möjlighet att solcellerna någonstans<br />
kring år 2020 blir konkurrenskraftiga i stora delar av den industrialiserade<br />
världen. Då öppnas också vägen för storskalig spridning i<br />
utvecklingsländerna, vilket i sin tur skulle stimulera teknikutvecklingen<br />
och ytterligare pressa kostnaderna.<br />
Från naturgas till vätgas?<br />
Med väl utformade förutsättningar skulle en utbyggnad av naturgasen i<br />
Europa kunna underlätta övergången till vätgas <strong>som</strong> energibärare. Vätgas<br />
kan produceras från naturgas i avvaktan på solbaserade lösningar<br />
och distributionssystemen för naturgas kan med lämplig utformning och<br />
lämpligt val av material användas för vätgas i ett senare skede. Naturgasen<br />
låter sig också förenas med ett ökat inslag av distribuerade system –<br />
småskalig kraftvärme, ofta gaseldad – vilket också ger förutsättningar<br />
för en gradvis anpassning till en infrastruktur <strong>som</strong> kan bära upp ett system<br />
av vätgas/el/sol.<br />
Under en övergångsperiod kommer sannolikt både naturgas och – i<br />
vissa länder – kärnkraft att vara viktiga element i en ”bro” till ett soloch<br />
vätgassamhälle. Långsiktigt bedömer vi att utbyggnaden av kärnkraft<br />
kommer att upphöra, dels därför att kostnadsstrukturen inte passar på<br />
avreglerade elmarknader, dels därför att de komplexa och svårkommunicerade<br />
frågorna om säkerhetsrisker och omhändertagande av det utbrända<br />
kärnbränslet kommer att innebära fortsatta acceptansproblem.<br />
I Sverige kan biobränslen väntas få en mer framträdande roll än i<br />
Europa i övrigt. I klimatet i fokus kommer dessa bränslen sannolikt att<br />
fortsätta dominera inom fjärrvärmen. Biobränsleeldad kraftvärme kommer<br />
att ge ett viktigt tillskott till elproduktionen. I klimatet en faktor<br />
bland flera är det mer sannolikt att naturgasnätet byggs ut i centrala<br />
Sverige. Biobränsle används i detta scenario i kraftvärme och fjärrvärme<br />
utanför gasnäten men finns delvis kvar även inom gasnätens område.<br />
En intelligentare energianvändning<br />
Informationssamhällets framväxt innebär att elbehoven i framtiden till<br />
stor del måste förstås i termer av dels avbrottsfria leveranser, dels mobila<br />
användningar. Storkraftnätet har sin givna plats för leveranser av höga<br />
effekter och mycket energi. Men behovet av avbrottsfri el kan i framtiden<br />
kanske bättre tillgodoses av ett ”reservnät” för måttliga effekter<br />
matat av solceller, vätgas eller annan lokal energi. Mobiliteten och den<br />
rikliga förekomsten av småelektronik leder ännu ett steg bort från stornäten.<br />
Ackumulatorer eller miniatyriserade ”elverk” drivna av sol eller<br />
bränslen kan bli ytterligare komponenter i ett distribuerat elsystem.<br />
Människor måste vara beredda att förändra sina livsstilar – inte <strong>som</strong><br />
umbäranden eller tillbakagång men mot mera intelligenta sätt att använda<br />
energi. En omställning behöver understödjas av strikta styrmedel för<br />
att hålla tillbaka utsläpp och andra oönskade effekter av energianvändningen<br />
och av bättre kollektivtrafik och andra förändringar <strong>som</strong> underlättar<br />
valet av koldioxidsnåla lösningar.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 5
Ökande elpriser i kombination med effektivare och billigare solceller,<br />
bränsleceller och teknik för styrning och övervakning kan – särskilt i<br />
klimatet i fokus – gynna nya, mer distribuerade lösningar för elförsörjningen.<br />
Pressen på energieffektivisering och utveckling av energisnål<br />
teknik blir störst i detta scenario till följd av de effektiva klimatrelaterade<br />
styrmedlen. I klimatet en faktor bland flera blir styrmedlen i<br />
högre grad kopplade till energisektorns modernisering och intelligentare<br />
energianvändning i allmänhet.<br />
Nya affärsmöjligheter<br />
Inom svenskt näringsliv finns det flera teknik-, produkt- och tjänsteområden<br />
<strong>som</strong> har goda tillväxtpotentialer i ett energifokuserat scenario.<br />
Kunskap kring förädling av skogsråvara skulle kunna bli en tillgång i en<br />
klimatanpassad utveckling. Fjärrvärmesystem, kretsloppsanpassad<br />
avfallshantering och biogasprocesser är andra exempel. Byggsektorns<br />
kunnande kring energieffektivisering skulle också kunna skapa nya affärer.<br />
Svenska företag har redan framgångsrikt utvecklat komponenter till<br />
bränslecellssystem. De företag <strong>som</strong> är förutseende och uppfinningsrika<br />
kan få ett försprång på växande marknader, inte minst i utvecklingsländerna.<br />
Det krävs institutionsbyggande och forskning<br />
En långsiktig och genomgripande förändring av energisystemet kräver<br />
förändrade institutioner och organisationer. På samma sätt <strong>som</strong> miljöintresset<br />
fick stadga genom Naturvårdsverket och en rad miljöorganisationer<br />
måste energisystemets förändringsriktning förankras i starka<br />
organisationer, professioner, nätverk och intressegrupper. Så stora förändringar<br />
<strong>som</strong> det här gäller förutsätter samförstånd och partnerskap<br />
mellan staten och näringslivet.<br />
Ett europeiskt ”vägvisar-projekt” kring vätgas skulle ge tillfälle att<br />
kartlägga en vätgasekonomis möjligheter och begränsningar för europeisk<br />
del. Det skulle ge möjlighet att – i en bred krets av intressenter –<br />
diskutera forskningsbehov, tänkbara utvecklingssamarbeten mellan politik<br />
och industri, balansen mellan nationella åtgärder och åtgärder på<br />
EU-nivå osv. Med hänsyn till EU:s aktiva roll i klimatsammanhang vore<br />
det naturligt att särskilt uppmärksamma frågan om koldioxidavskiljning.<br />
För Sverige gäller det att ha en genomtänkt strategi för agerandet på<br />
det europeiska planet och – parallellt – tackla de frågor kring försörjningsstruktur,<br />
säkerhetstänkande med mera <strong>som</strong> uppstår nationellt och<br />
lokalt. Det finns goda argument för en tidig start, inte minst det att<br />
svensk industri kan skaffa sig intressanta högtekniska nischer i den<br />
framväxande vätgasekonomin.<br />
Den skisserade omställningen av systemen ställer också krav på en ny<br />
forskningsstrategi. För oss <strong>som</strong> Systempanel är det naturligt att peka på<br />
att systemaspekterna av denna typ av tekniska genombrott måste uppmärksammas<br />
i energiforskningen. Kopplingarna mellan det gamla och det<br />
nya behöver belysas. Det behövs forskning kring regelverk och institutioner.<br />
Småskaliga system kan kräva en delvis ny affärslogik och nya regelverk<br />
– överstatliga system likaså. Standarder, säkerhet och ekonomi kräver<br />
uppmärksamhet för alla nya system.<br />
6 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Vi vill än en gång understryka att en stor systemförändring tar tid<br />
och kräver konsekvens. Elsystemet i vårt land byggdes upp successivt<br />
under mer än ett halvt sekel. Kol och ved ersattes gradvis av olja. Kärnkraftens<br />
införande förbereddes med bland annat forskning, lagstiftning<br />
och bolagsbildningar från 1945, 26 år innan tekniken var redo att tas i<br />
bruk i vårt land. Vindkraften har ökat i Sverige men långsammare än i<br />
Danmark och Tyskland där regelverken gynnat denna energiform. Många<br />
andra exempel finns.<br />
Fram till år 2020, <strong>som</strong> är vårt primära perspektiv, måste mycket ha<br />
hänt. Vår slutsats är att det nu krävs en bred dialog i samhället, pålitliga<br />
regelverk för bland annat koldioxidutsläpp samt svenska, europeiska och<br />
internationella organisationer <strong>som</strong> kan bära upp de stora förändringarna<br />
över de kommande årtiondena.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 7
UTGÅNGSPUNKTER<br />
Energiframsynens tema är Sverige i Europa: hur kan vår energiframtid<br />
komma att te sig givet olika hållningar till klimathotet?<br />
I Systempanelen har vi valt att sätta in denna fråga i ett större<br />
sammanhang. Klimatfrågan är global. Ekonomierna i världen<br />
blir allt mer sammanflätade. Aktörerna på energimarknaderna<br />
är i många fall stora och multinationella. Energiutvecklingen i<br />
Europa och Sverige hänger därför nära samman med utvecklingen<br />
i andra delar av världen.<br />
Vårt arbete tar sin utgångspunkt i tre uppfordrande globala frågor:<br />
1. Hur ska de två miljarder människor i världen <strong>som</strong> saknar tillgång till<br />
moderna energiformer få en rimlig försörjning?<br />
2. Hur ska vi kunna avvärja en långtgående förändring av jordens klimat?<br />
3. Kan vi lämna industrisamhällets fossila bränslen bakom oss och hitta<br />
nya sätt att konvertera och nyttja energi <strong>som</strong> låter oss arbeta, bo och<br />
resa bekvämt utan att förstöra miljön? Kan sådana energisystem försörja<br />
en världsbefolkning på 9-10 miljarder människor år 2050?<br />
Hur samspelar dessa globala utmaningar med behov och möjligheter i<br />
Europa och Sverige? Vilka återkopplingar får vägvalen i vår del av världen<br />
på utvecklingen i andra delar? Det är frågor <strong>som</strong> vi vill ha med oss<br />
när vi ser på energiutvecklingen i Europa och Sverige.<br />
Radikala teknikförändringar är inom räckhåll – nya kollektiva transportsystem<br />
i storstäderna, genomslag för bränslecellen och för el från<br />
solceller. Vi kan se konturerna av ett energisystem med sol och vätgas i<br />
centrum. Men tekniska genombrott – hur löftesrika de än kan te sig –<br />
representerar bara en av de många faktorer <strong>som</strong> påverkar utvecklingen.<br />
Erfarenheten av de senaste trettio årens energiutveckling säger oss att<br />
det ingalunda är lätt att realisera de möjligheter <strong>som</strong> tekniken ger.<br />
Vägen fram beror på människorna och på samhällsutformningen.<br />
I miljödebatten har växande energianvändning under lång tid setts<br />
<strong>som</strong> synonymt med ökande miljöproblem. Vi menar att man bör sträva<br />
efter att sätta in energin <strong>som</strong> resurs i en uthållig utveckling – dvs skapa<br />
ett energisystem <strong>som</strong> främjar hälsa och miljö, ekonomi och säkerhet.<br />
Många människor i världen behöver tillgång till moderna former av<br />
energi. Det moderna kunskapssamhället är ytterligt beroende av en<br />
säker energiförsörjning.<br />
En huvudtes i denna rapport är att de fattiga länderna måste kunna<br />
utvecklas mot större välstånd samtidigt <strong>som</strong> de livsuppehållande systemen<br />
på jorden skyddas. Denna tolkning av uthållig utveckling sätter<br />
intressegemenskapen mellan rika och fattiga länder och mellan nuvarande<br />
och kommande generationer i centrum. Det finns bara ett jordklot. Vi<br />
har ett gemensamt intresse av att det ska kunna erbjuda ett drägligt liv.<br />
Den samlade Energiframsynen har arbetat utifrån två olika scenarier<br />
<strong>som</strong> speglar skilda förhållningssätt till klimathotet. I klimatet i fokus<br />
växer insikten om klimathotets allvar. Dödläget i de internationella förhandlingarna<br />
bryts. Industriländernas koldioxidutsläpp halveras till år<br />
8 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
2050. I klimatet en faktor bland flera dröjer reaktionen på klimathotet.<br />
De åtgärder <strong>som</strong> kommer till stånd blir begränsade och genomförs på<br />
nationell eller regional nivå snarare än global.<br />
Vi har haft dessa båda förhållningssätt i klimatfrågan <strong>som</strong> en startpunkt<br />
för vår analys men vår disposition har inte scenarierna <strong>som</strong><br />
grund. Efter<strong>som</strong> vi behandlar breda systemfrågor, <strong>som</strong> i mer eller mindre<br />
grad kan uppträda i båda scenarierna, har det varit naturligt att behandla<br />
varje fråga på ett samlat sätt och avslutningsvis kommentera innebörden<br />
för scenarierna.<br />
I ljuset av de stora utmaningar <strong>som</strong> energisystemet står inför lägger<br />
vi särskild vikt vid att analysera möjliga systemskiften och vad de skulle<br />
kunna betyda. Vi riktar in oss på att analysera ”vägen fram” till olika<br />
energilösningar snarare än att gå djupt in på dagens system och det ”arv”<br />
<strong>som</strong> det representerar. Det finns ofta en mångfald tekniska lösningar.<br />
Det är möjligheten att förverkliga dem <strong>som</strong> är kritisk.<br />
Vi pekar på möjligheter att möta utmaningarna men också på problem<br />
och vi understryker behovet av framsynthet i politiska beslut. Vi<br />
visar också på nödvändigheten av målinriktad forskning och internationellt<br />
samarbete.<br />
En förändring av energisystemen tar lång, för att inte säga mycket<br />
lång, tid. Fram till år 2020 är det få av de nya systemen <strong>som</strong> hinner få<br />
genomslag. Men en ny väg bör vara utstakad. Det är av många skäl viktigt<br />
att börja nu för att ha fler frihetsgrader senare.<br />
Under de senaste 50 åren har jordens befolkning fördubblats, produktionen<br />
av brödsäd trefaldigats, energianvändningen fyrfaldigats och den<br />
ekonomiska aktiviteten femfaldigats. Människans miljöpåverkan har i<br />
dag globala proportioner. Klimatpåverkan är en konsekvens – markerosion,<br />
uttömning av grundvattenresurser och minskad biologisk mångfald<br />
är andra. Källa: International Geosphere-Biosphere Programme, IGBP<br />
Science 4<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 9
ENERGI OCH ENERGISYSTEM<br />
Få ord används så ofta i forskning, undervisning och vardagsspråk<br />
<strong>som</strong> ”system”. Det får ofta stå för något <strong>som</strong> i största allmänhet<br />
är krångligt eller komplext. I det mer fackmässiga bruket<br />
av ”system”är kopplingen till datasystem och dataprogram<br />
ofta stark. Den moderna systemteorin är dock bredare än så<br />
och dess rötter finner man under 1940-talet. Återkoppling,<br />
kommunikation och datorernas möjligheter (bland annat för<br />
det vi i dag kallar simulering) är grundpelare.<br />
Många av pionjärerna framhöll att det handlade om ett sätt att tänka,<br />
snarare än ett paket av metoder. Angreppssättet består enligt en av de<br />
mest inflytelserika forskarna, C West Churchman, av två faser. Den första<br />
är att ta problemet eller ändamålet med systemet till utgångspunkt.<br />
Den andra är att noga tänka över vilka beroenden och samband <strong>som</strong><br />
finns och vara noga med att inte dra systemgränsen för snävt. Däremot,<br />
menar Churchman, bör man förhålla sig öppen till vilka vetenskapliga<br />
metoder (matematiska, biologiska, ekonomiska, till och med intuitiva)<br />
<strong>som</strong> man sedan väljer för analysen.<br />
Det är i denna anda <strong>som</strong> vi vill behandla energisystem i denna rapport.<br />
Konkret finner man att energisystem kan förstås <strong>som</strong> system på i<br />
huvudsak två olika sätt.<br />
Tekniska system<br />
Energisystem kan betraktas <strong>som</strong> i första hand tekniska system. Förvisso<br />
har de flesta tekniker för omvandling, transport och användning av energi<br />
den karaktär <strong>som</strong> vi berört ovan: många tekniska komponenter kopplas<br />
samman, återkopplingar och reglermekanismer är legio, stabilitet och<br />
systemstyrning ställer krävande ingenjörsproblem. Det är ingen tillfällighet<br />
att energisystem och IT-system allt mer växer samman: det gäller<br />
konstruktion och drift lik<strong>som</strong> simuleringar för att bättre förstå och<br />
kunna styra systemen. Analys av energisystem <strong>som</strong> tekniska system<br />
innebär att kvalificerade systemtekniska frågor måste lösas. Infasningen<br />
av nya energikällor, <strong>som</strong> solceller eller vindkraft, i ett redan etablerat<br />
elsystem ger exempel på sådana. Regleringen av el-last under dygnet och<br />
årstiderna är ett annat typiskt systemproblem.<br />
En fråga <strong>som</strong> med ökad kraft trängt sig fram under senare år är optimering<br />
av energisystem. Här blir uppmaningen att inte dra för snäva<br />
systemgränser central. Men med avseende på vad ska systemet (t ex<br />
energisystemet i en kommun, i Sverige, i hela världen) optimeras? De<br />
flesta utarbetade modeller ”väljer” den billigaste lösningen räknat över<br />
en viss tidsperiod. Man optimerar alltså med hänsyn till (monetär) ekonomi.<br />
Detta är i allmänhet inte samma sak <strong>som</strong> att optimera termodynamiskt<br />
och inte heller är resultatet nödvändigtvis i samklang med politiska<br />
och sociala värderingar. Vi kommer i fortsättningen vid ett par tillfällen<br />
att observera att system kan vara optimala i ett avseende men inte<br />
utifrån en annan, kanske lika välmotiverad, aspekt. Den teknisk-ekono-<br />
10 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
miska rationaliteten ger inte alltid rätt utslag. Detta leder oss naturligt<br />
över till den andra och bredare tolkningen av energisystem.<br />
Socio-tekniska system<br />
Här vidgas synfältet så att såväl tekniska föremål och länkar <strong>som</strong> aktörer<br />
och institutioner räknas in i systemet. Det gäller t ex inte bara fjärrvärmesystemet<br />
utan också det kommunala bolag <strong>som</strong> driver det, kunder,<br />
konkurrenter, miljömyndigheter och lagstiftare. Det finns flera teoretiska<br />
traditioner inom området. Den kanske viktigaste av dem utgår från<br />
teknikhistorikern Thomas P Hughes’ klassiska studie över elsystemens<br />
framväxt i olika länder (Hughes 1983). Han noterar där bland annat tre<br />
aspekter <strong>som</strong> har stor betydelse i alla större socio-tekniska system. En<br />
är entreprenörens, eller mer precist systembyggarens, nyckelroll. Utan en<br />
viljestark och skicklig systembyggare (<strong>som</strong> inte behöver vara en person)<br />
uppstår inget system. En annan är ”sviktande fronter” (reverse salients)<br />
<strong>som</strong> innebär att ett system måste etableras över en bred front och systembyggaren<br />
kommer att möta frontavsnitt där motståndet är starkt: om<br />
systemet ska utvecklas måste sådant övervinnas på ett eller annat sätt.<br />
Det tredje begreppet är teknisk stil, där Hughes själv tidigt såg hur<br />
eltekniken kom att utformas på skilda sätt i USA, England och Frankrike,<br />
beroende på olika tekniska och kulturella traditioner, utbildningssystem<br />
och lagregler.<br />
Alla tre aspekterna är väl värda<br />
att beaktas i arbetet med energisystem.<br />
Man ska inte vänta sig att ”bästa<br />
lösningar” bara inställer sig: det<br />
behövs systembyggare och det krävs<br />
att sviktande frontavsnitt identifieras<br />
om t ex vätgas eller biomassa i större<br />
utsträckning ska kunna bli en del av<br />
det svenska energisystemet eller om koldioxidinfångning ska slå igenom<br />
<strong>som</strong> global teknik. Att Sverige har särskilda traditioner och förutsättningar<br />
inom energisystemen får man inte negligera: vi har speciella förutsättningar<br />
(inte hur stora <strong>som</strong> helst givetvis) för att utforma energisystem<br />
i vår egen tekniska stil och vi kan låta egna värderingar och vår<br />
samhällssyn få genomslag.<br />
Systemen och verkligheten<br />
Utan en viljestark och<br />
skicklig systembyggare<br />
uppstår inget system.<br />
Vilket är då det riktiga eller bästa sättet att tänka på energisystem: <strong>som</strong><br />
tekniska system eller socio-tekniska system? Den frågan måste i detta<br />
sammanhang få ett pragmatiskt svar. Forskningen inom energiområdet<br />
domineras kraftigt av en teknisk systemsyn. Så kommer det säkert att<br />
vara i fortsättningen också. Utifrån det bredare synsättet kan man dock<br />
ifrågasätta en del metoder och resultat, t ex vad en optimal lösning (se<br />
ovan) egentligen innebär och hur realistisk en tänkt teknisk systemuppbyggnad<br />
egentligen är. En lärdom från forskningen om socio-tekniska system<br />
är att ”verkligheten” inte är till alla delar given och objektiv. Vad<br />
<strong>som</strong> är rationellt, vad <strong>som</strong> är möjligt och vad <strong>som</strong> är intressant är alltid i<br />
någon mening socialt konstruerat, dvs det bygger på överenskommelser,<br />
ofta informella, mellan människor (Bijker m fl 1987). Inom energiområ-<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 11
det kan man urskilja hur föreställningen om vad <strong>som</strong> är ”rimligt” respektive<br />
”flummigt” har skiftat ganska mycket under 1900-talets senare år 1 .<br />
Det finns dock mycket goda skäl att använda en bredare systemsyn om<br />
man vill göra en realistisk analys av framtiden. Tekniken i sig själv åstadkommer<br />
ingenting. Eller <strong>som</strong> en forskare i den socio-tekniska traditionen<br />
påpekat: ”Airplanes don’t fly, airlines do”.<br />
Även om man inte objektivt kan avgöra vilken systemsyn <strong>som</strong> är riktigast,<br />
måste man notera att valet av systembegrepp lik<strong>som</strong> av systemgräns<br />
till stor del är ett moraliskt val: ett värderingsbestämt avgörande.<br />
När vi väljer att i denna rapport utgå från det globala systemet och<br />
energiproblemet i hela dess globala vidd är det inget <strong>som</strong> tvingar oss att<br />
göra så. Vi väljer att göra det efter<strong>som</strong> det stämmer med våra värderingar<br />
och bedömningen att vi hellre lever i en något rättvisare värld än i en<br />
något mindre rättvis.<br />
I det intressanta mångnationella IGBP-programmet anger man (se Global<br />
Change and the Earth System) tre nära sammanhängande motiv för<br />
att ta ett globalt systemgrepp:<br />
1) människans miljöpåverkan (och då tänker man inte bara på klimatet)<br />
har nu antagit sådana proportioner att man kan tala om en helt ny<br />
relation mellan människan och naturen och hur dessa förändringar<br />
fortplantas i ”the earth system”,<br />
2) vetenskapen får en ny och ovan roll i en global debatt om människans<br />
livsmöjligheter,<br />
3) vi måste möta utmaningen om ”global change” efter<strong>som</strong> något liknande<br />
inte tidigare förekommit i mänsklighetens historia.<br />
Referenser<br />
Bijker, Wiebe E., Hughes, Thomas P. & Pinch, Trevor J. (1987): The Social<br />
Construction of Technological Systems. New Directions in the Sociology<br />
and History of Technology. The MIT Press, Cambridge, England<br />
Churchman, C. West (1967): The Systems Approach. New York: Dell<br />
Publishing.<br />
International Geosphere-Bioshere Programme (2001) Global Change and<br />
the Earth System: a planet under pressure. IGBP Science 4<br />
Hughes, Thomas P (1983): Networks of Power. Electrification in Western<br />
Society 1880-1930. Johns Hopkins University Press, Baltimore<br />
Ingelstam, Lars (2002). System – att tänka över samhälle och teknik.<br />
Energimyndigheten, Eskilstuna<br />
Kraft att veta (2001). Program Energisystem, Linköping<br />
Meadows, Dennis L. et al. (1972): Limits to Growth: a report for the club<br />
of Rome’s project on the predicament of mankind. Universe Books,<br />
New York<br />
1) Man kan <strong>som</strong> ett exempel påminna om att miljörörelsens, på sin tid mycket utskällda<br />
energiplan MALTE, var den prognos <strong>som</strong> i efterhand visade sig bäst svara mot den verkliga<br />
utvecklingen.<br />
12 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
BESTÄMNINGSFAKTORER<br />
FÖR ENERGIUTVECKLINGEN<br />
Befolkning och inkomst är grundläggande bestämningsfaktorer<br />
för energiutvecklingen. Men hur de närmare sambanden<br />
ser ut beror på vilken utvecklingsfas ett land befinner sig i, på<br />
teknik och livsstilar och på den politik <strong>som</strong> förs. Bondesamhället<br />
litade till ved, vind och strömmande vatten. Med industrisamhället<br />
blev kol, gas och olja basen för en växande massproduktion.<br />
I dag är det kanske utvecklingen mot ett allt mer<br />
utpräglat kunskapssamhälle <strong>som</strong> på sikt kan få stora effekter<br />
på arbetsliv och levnadsmönster och leda till nya kopplingar<br />
mellan energisektorn och andra samhällssektorer.<br />
OECD-länderna dominerar i dag världsekonomin. Deras invånare utgör<br />
mindre än 20 procent av jordens befolkning men de svarar för närmare<br />
80 procent av den globala bruttonationalprodukten (BNP). Mönstret är<br />
emellertid på väg att ändras. Globalt kan utvecklingsländernas frammarsch<br />
komma att flytta tyngdpunkten i världsekonomin med betydande<br />
konsekvenser också för energiutvecklingen.<br />
Global tillväxt med tyngdpunkt i utvecklingsländerna<br />
Världens befolkning väntas växa från ca 6 miljarder människor år 2000<br />
till närmare 8 miljarder år 2020 och till 9 eller10 miljarder år 2050<br />
med praktiskt taget hela ökningen i utvecklingsländerna. Samtidigt förskjuts<br />
åldersstrukturen.<br />
Under de närmaste decennierna kommer ett stort antal utvecklingsländer<br />
<strong>som</strong> i dag är i början av ålderstransitionen (då antalet barn och<br />
unga växer) att komma in i skeden med en ekonomiskt sett mer gynnsam<br />
åldersstruktur (då den arbetsföra delen av befolkningen växer). Detta<br />
ger dem bättre möjligheter att öka sina inkomster per capita. I industriländerna<br />
har befolkningen börjat åldras. Europa (utom Östeuropa) väntas<br />
år 2030 ha kommit in i en fas av kraftigt åldrande (då de allra äldsta<br />
åldersgrupperna ökar medan den arbetsföra befolkningen förblir konstant<br />
eller till och med minskar). Fram till år 2050 beräknas även Östeuropa,<br />
Nordamerika och Östasien hamna i denna fas av utpräglat<br />
åldrande (Sommestad, L. & Malmberg, B., 2000).<br />
I det nuvarande EU väntas befolkningen öka mycket litet – från 376<br />
miljoner år 2000 till 383 miljoner år 2010 för att därefter vara ungefär<br />
oförändrad. I Sverige uppskattas folkmängden växa från 8,9 miljoner år<br />
2000 till 9,5 miljoner år 2020. Då förutsätts ungefär samma nivå på nettoinvandringen<br />
<strong>som</strong> i dag.<br />
Under det sena 1900-talet växte per capita inkomsten i en rad<br />
utvecklingsländer snabbare än genomsnittet i OECD-länderna med den<br />
mest spektakulära frammarschen i Asien. Mellan år 1975 och år 2000<br />
fyrdubblades BNP per capita i Östasien och Stillahavsländerna. Kina har<br />
ökat sin inkomst per capita i förhållande till OECD från 1/21 år 1975<br />
till 1/6 år 2000. Räknat från 1980 har även Indien närmat sig OECD-<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 13
nivån – från 1/14 år 1980 till 1/10 år 2000 (jämförelserna avser köpkraftskorrigerad<br />
BNP, se UNDP, 2002).<br />
Många människor har på historiskt sett mycket kort tid lyfts ur fattigdom.<br />
Men fortfarande är många extremt fattiga (har en inkomst<br />
under en dollar per dag). Andelen extremt fattiga har enligt UNDP bara<br />
minskat långsamt – från 29 procent år 1990 till 23 procent år 1999. I<br />
den fattigaste regionen i världen – Afrika söder om Sahara – har utvecklingen<br />
överlag varit negativ. Där minskade inkomsten per capita under<br />
1990-talet.<br />
De flesta bedömare räknar med att BNP globalt kommer att växa<br />
snabbare än befolkningen. Scenarier från World Energy Council, <strong>som</strong><br />
byggts upp efter genomgång av en lång rad energiframtidsstudier, ger en<br />
god bild av typiska antaganden. BNP förutsätts på global nivå växa med<br />
2,2 procent i scenarierna med måttlig tillväxt och med 2,7 procent i<br />
scenariot med hög tillväxt.<br />
Medan befolkningen grovt sett<br />
fördubblas mellan år 1990 och<br />
år 2050, väntas BNP fyr- eller<br />
femdubblas.<br />
Utvecklingsländernas frammarsch<br />
är markant i samtliga<br />
scenarier. Inkomstklyftan mellan<br />
industriländer och utvecklingsländer<br />
minskar i relativa<br />
termer. Men detta är en utdragen process. Även om vissa regioner avancerar<br />
snabbt kan det ta 50 år eller mer innan genomsnittsinkomsten för<br />
utvecklingsländerna når den nivå <strong>som</strong> OECD-länderna hade på 1960-<br />
och 1970-talen. Trots detta kan man dra slutsatsen att den befolkningstillväxt<br />
och den frammarsch för utvecklingsländerna <strong>som</strong> scenarierna<br />
skisserar kommer att flytta tyngdpunkten i världsekonomin.<br />
Kina är redan i dag världens näst största energikonsument och världens<br />
tredje största energiproducent. Modellberäkningar för perioden<br />
fram till år 2030 pekar mot att hela 75 procent av den globala energikonsumtionsökningen<br />
skulle kunna äga rum i utvecklingsländerna, framför<br />
allt i Asien (European Commission, 2002). Även om tillgången till<br />
modern teknik möjliggör ett mer energieffektivt förlopp än i de tidigare<br />
industrialiserade länderna, handlar det om en kraftig ökning av energiefterfrågan<br />
på dessa marknader. Avsaknaden av uppbyggd infrastruktur<br />
kan därtill gynna nya lösningar, t ex distribuerade system för energiframställning<br />
i stället för de stora centraliserade system <strong>som</strong> hittills<br />
varit regel.<br />
Kina är redan i dag världens<br />
näst största energikonsument<br />
och världens tredje största<br />
energiproducent.<br />
Sociala klyftor finns kvar<br />
Framtidsbilden är emellertid inte enhetlig. Många länder och regioner<br />
kan fortsätta att brottas med stora svårigheter. Särskilt osäker är utvecklingen<br />
i de allra fattigaste regionerna.<br />
UNESCO-studien The World Ahead – Our Future in the Making ser<br />
inte bara fattigdomen och miljöfrågorna utan även den sociala ojämlikheten<br />
<strong>som</strong> ett globalt hot. En ny era av segregering kan komma att dra en<br />
skarp skiljelinje mellan dem <strong>som</strong> har god utbildning, arbete och social<br />
ställning och dem <strong>som</strong> på olika sätt ställs utanför i ett alltmer globalise-<br />
14 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
at och kunskapsintensivt samhälle. Många länder plågas av krig, social<br />
oro och inbördes konflikter.<br />
Vad betyder dessa sociala frågor för de framtida energisystemen?<br />
Kanske väl så mycket <strong>som</strong> de tekniska och ekonomiska aspekterna.<br />
Ojämlikhet, krig och social oro kan leda till att samhällssystemen, inklusive<br />
energisystemen, stagnerar eller förfaller. Å andra sidan kanske<br />
dagens fokusering på terrorbekämpning i en (nära) framtid kan framkalla<br />
ett kraftigt ökat bistånd till fattiga länder i syfte att minska de spänningar<br />
<strong>som</strong> finns och minska grogrunden för terrorism. Vad betyder det<br />
för framväxten av nya energisystem? Vad kommer behovet av rent vatten<br />
– världens kanske mest brännande problem – att innebära för framväxten<br />
av nya solbaserade decentraliserade energisystem?<br />
Energianvändningen ökar trots effektivisering<br />
Tekniska framsteg har över tiden bidragit till betydande effektiviseringar:<br />
energin per producerad enhet, per kvadratmeter bostadsyta osv har<br />
minskat. Det är i första hand industrin <strong>som</strong> bidragit till att minska energiintensiteten<br />
i relation till BNP. Energiintensiteten i bostäder och lokaler<br />
har i många fall också minskat, men inte lika starkt.<br />
I USA förbättrades bränsleeffektiviteten i fordonen under 1970- och<br />
1980-talen (från ett ineffektivt utgångsläge). Under senare år har trenden<br />
vänt: genomsnittsbilen i USA kräver nu ökande mängd bränsle per<br />
km. I Europa har bilarna blivit något bränslesnålare sedan 1970-talet,<br />
men de energisnålare konstruktionerna har i hög grad motverkats av<br />
starkare motorer och höjda prestanda.<br />
Samtidigt har befolkning, industriproduktion och transportvolymer<br />
vuxit. Bostäderna har blivit större och apparaterna fler. Även om varje<br />
BNP-enhet i allmänhet blivit mer energieffektiv har energiförbrukningen<br />
i absoluta tal fortsatt att växa världen över. En bidragande orsak är att<br />
energin har ökat mindre i pris än arbetskraften.<br />
När inkomsterna i olika regioner ökat har energikonsumtionen efter<br />
hand förskjutits mot mer bekväma, rena och flexibla energibärare. El<br />
och gas har fått en ökad roll.<br />
Livsstilar och beteenden<br />
Kommer tendensen till växande energiförbrukning och koldioxidutsläpp<br />
att brytas till följd av ökad miljömedvetenhet och förändrade livsstilar?<br />
Frågan måste ses i ett internationellt perspektiv. Låt oss börja med<br />
utvecklingsländerna, där stora grupper strävar efter att få en bättre försörjning,<br />
moderna bekvämligheter och på sikt en egen bil. Denna grundläggande<br />
strävan efter höjd materiell standard, ökad rörlighet och tillgång<br />
till det moderna konsumtionssamhällets allehanda produkter kommer<br />
säkerligen att förbli stark. Därmed inte sagt att utvecklingen behöver<br />
ta precis samma väg <strong>som</strong> i de länder vars tillväxt startade tidigare.<br />
Med nya grepp i stads- och trafikplaneringen, ekonomiska incitament<br />
och andra åtgärder skulle megastädernas transportsystem kunna formas<br />
på nya, mindre miljöstörande sätt (se sid 57). Med krav från användare<br />
och myndigheter kan fordonen bli renare, tystare och säkrare.<br />
I de rikare industriländerna har ett marknadsdrivet arbete för miljö<br />
och uthållighet tagit fart under 1990-talet men andelen miljömärkta<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 15
FOTO: KASPER DUDZIK/PRESSENS BILD<br />
Skånes Pågatåg firade 20-årsjubileum den 9 januari 2003. Satsningen år<br />
1983 på Pågatågen, i en tid när tåg var omoderna och järnvägar lades<br />
ned, var djärv men visade sig framgångsrik. På 20 år har antalet resenärer<br />
ökat från 3,4 miljoner till 8,9 miljoner. Tolv stationer med nio tåg i<br />
trafik har blivit 40 stationer och 26 tåg.<br />
produkter utgör fortfarande en obetydlig del av den totala privata konsumtionen,<br />
i Sverige 2,2 procent (år 1998). OECD-studien Towards Sustainable<br />
Household Consumption. Trends and Policies in OECD-countries<br />
understryker att miljöpåverkan från hushållens aktiviteter har ökat<br />
under de senaste tre decennierna och att de negativa effekterna, särskilt<br />
vad gäller energi, transporter och avfall, kommer att intensifieras under<br />
de kommande 20 åren om inte motåtgärder vidtas.<br />
Det är en vanlig uppfattning att man måste ändra värden och attityder<br />
hos människor för att de ska agera miljövänligt. Men undersökningar<br />
från flera olika länder visar att de flesta redan har positiva miljöattityder.<br />
Dessa positiva attityder är emellertid inte någon garanti för ett<br />
miljövänligt beteende.<br />
En individs beteenden bestäms inte bara av personliga faktorer. Det<br />
beror också i hög grad av omgivningen och situationen. Går det buss<br />
eller tunnelbana dit jag behöver åka? Finns det miljömärkta varor i den<br />
affär <strong>som</strong> ligger på bekvämt avstånd? En rad undersökningar visar att ju<br />
högre barriärerna är – att det är dyrt, obekvämt osv – desto mindre<br />
effekt har positiva miljöattityder på beteendet. Om samhälleliga åtgärder<br />
ska bli effektiva kan de inte bara rikta in sig på att påverka attityder.<br />
De måste också undanröja hinder och förstärka incitament för det<br />
önskade beteendet. Bilden ovan ger ett exempel.<br />
Sociala normer är betydelsefulla. Finns det en tydlig och allmänt accepterad<br />
bild av det önskvärda beteendet? Sluter de grupper <strong>som</strong> individen<br />
identifierar sig med upp bakom beteendet? Då ökar sannolikheten för<br />
att individen ska ta till sig beteendet.<br />
Nya normer utvecklas lättast genom mellanmänsklig kontakt. Förmågan<br />
att skapa institutioner <strong>som</strong> ger många människor möjlighet att<br />
utveckla nya förhållningssätt i samspel med andra kan i det sammanhanget<br />
vara en viktig faktor. Vi avslutar vår exposé över energianvändningens<br />
bestämningsfaktorer genom att vända blicken mot samhällets<br />
institutioner, mot politiken och frågor om makt och inflytande.<br />
16 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Politik, aktörer och institutioner<br />
Perioden från år 1945 till år 1980 kännetecknas i de flesta stater av en<br />
stark expansion av statens roll i samhället. Efter 1980 kan man emellertid<br />
tala om ett systemskifte. Från denna tidpunkt blir avreglering, privatisering<br />
och marknadsanpassning allt tydligare ledstjärnor.<br />
Förändringarna på energiområdet har varit markanta. Den svenska<br />
elmarknaden avreglerades år 1996 och inom EU avregleras successivt<br />
både el- och gasmarknaderna.<br />
De stora förändringarna i samhället efter år 1980 har fått vittgående<br />
följder. De förändringar <strong>som</strong> gynnar ekonomisk expansion och konkurrenskraft<br />
kan samtidigt ställa stora krav på individerna och samhället.<br />
Hur klarar vi de uppskruvade kraven i arbetslivet? Hur förhindrar vi att<br />
många slås ut och att klyftorna i samhället ökar?<br />
Det vore ohistoriskt att tro att den marknadsliberala revolutionen i<br />
sin nuvarande form kommer att bestå för evigt. Varje historisk trend<br />
framkallar motkrafter, <strong>som</strong> över tiden kan leda till betydelsefulla<br />
omkastningar. Om ett par decennier kan vi mycket väl stå inför en ny<br />
systemförändring där balansen mellan politik och marknad ånyo skiftar.<br />
För att förstå processerna i samhället kan man ha anledning att söka<br />
urskilja olika aktörer och deras intressen. Grovt sett kan det vara motiverat<br />
att i förhållande till en tänkt förändring, t ex ett energiscenario,<br />
urskilja tre kategorier av aktörer i) förespråkare, ii) neutrala, iii) mot-<br />
Som så många andra proteströrelser tappade Folkkampanjen mot kärnkraft<br />
styrka relativt snabbt efter folkomröstningen år 1980, men de <strong>som</strong><br />
vaktade Kynnefjäll mot SKBs provborrningar var uthålliga och vann<br />
framgång. Bilden är från vaktstugan i Kynnefjäll.<br />
FOTO: TOMMY SVENSSON /PRESSENS BILD<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 17
ståndare. På något sätt måste man också ta hänsyn till med vilken<br />
”hetta” och med vilka medel (t ex ekonomiska resurser och organisering)<br />
<strong>som</strong> respektive aktörs intressen kommer att främjas. Gör man det kommer<br />
man snarare fram till fem kategorier i) entreprenörer, ”bärare” av förändringen,<br />
ii) gynnade, iii) neutrala, iv) missgynnade, ”offer”, v) aktiva<br />
motståndare.<br />
När det gäller att konstruera och bedöma scenarier för en utveckling<br />
t ex 20 år fram i tiden får maktfrågorna en särskild innebörd, betingad<br />
av tidsperspektivet. En viss aktörs intresse kan vara starkt och välorganiserat<br />
men kortlivat. I så fall spelar det liten roll i det långa perspektivet.<br />
En annan kan vara mer måttfullt engagerad men uthållig och konsekvent,<br />
vilket kan få stort genomslag på händelseförloppet på lång sikt (se<br />
bild sid 17).<br />
Det finns alltså skäl att se på tidsprofilen för olika förlopp och med<br />
dessa sammanhängande strategier för agerande på lång sikt. Till en ny<br />
teknik, avsedd för massanvändning (t ex bränsleceller eller solceller),<br />
kan det gradvis byggas upp en bas av investeringar, distributionssystem<br />
och kundrelationer. En liten entreprenör kan över tid bli en stark intressent.<br />
En av de vanligaste metoderna för att konvertera ett svagt organiserat<br />
intresse till en långsiktig angelägenhet i samhället är att bygga någon<br />
form av organisation kring det. Ett idealistiskt<br />
u-landsengagemang under<br />
1960- och 1970-talen fick sin fasta<br />
organisation i Sida. Miljöintressena<br />
väcktes under sent 1960-tal i en stor<br />
opinion och fick sin fasta form i<br />
Naturvårdsverket kring 1970. Den<br />
inflytelserike samhällsvetaren Max<br />
Weber beskriver detta <strong>som</strong> en övergång från en karismatisk till en byråkratisk<br />
fas. All organisation är inte lika bra (det finns inga succérecept)<br />
och det är givetvis inte bara ämbetsverk <strong>som</strong> kan fylla funktionen att<br />
öka uthålligheten över tid av en viss typ av intressen. Arten, styrkan och<br />
långsiktigheten i ett intresses organisering förblir dock en nyckelfaktor<br />
när man ska bedöma realismen i olika scenarier.<br />
I scenariostudier över energi tillmäts ofta kostnadssänkningar över<br />
tid (av vätgas, biomassa, solceller, bränsleceller osv) stor vikt, givetvis<br />
med rätta. Särskilt betydelsefulla är lärkurvor (learning curves). Men<br />
även dessa är till stor del bestämda av makt- och intresseförhållanden.<br />
Finns ingen bärare, <strong>som</strong> gradvis kan vidga marknaden och samtidigt<br />
utveckla tekniken, uteblir det lärande <strong>som</strong> förutsätts. Tesen att ”ekonomin<br />
styr allt” måste alltså tas med en stor nypa salt. Makt och intressen<br />
kan styra över prisbildningen och mäktiga aktörer kan sätta sig över (i<br />
varje fall måttliga) kostnadsskillnader när detta bättre överensstämmer<br />
med deras långsiktiga intressen.<br />
Klimatpolitiken ger många exempel på de starka intressenas roll. I<br />
länder <strong>som</strong> USA, Kanada och Australien har en rik tillgång på billig<br />
energi lett till en förhållandevis hög energiåtgång i stora delar av<br />
näringslivet. Därför kan företrädare för branscher med föråldrad energiintensiv<br />
struktur se krav på minskad energianvändning <strong>som</strong> ett hot<br />
mot den egna verksamheten och agera kraftfullt i klimatsammanhang.<br />
Tesen att ”ekonomin<br />
styr allt” måste alltså tas<br />
med en stor nypa salt.<br />
18 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Australien är vidare en stor kolexportör och har även en stor in<strong>hem</strong>sk<br />
kolanvändning. USA använder också mycket kol och är i stort sett självförsörjande.<br />
Detta avspeglar sig i den starka lobbyverksamheten från kolindustrin,<br />
vilken i sin tur sätter avtryck i ländernas klimatpolitik. Intressen<br />
<strong>som</strong> driver i annan riktning finns naturligtvis också (se sid 33).<br />
Även i Europa är kolindustrin betydelsefull i många länder. Trenden<br />
är dock att man i stora delar av Europa avvecklar brytningen av det<br />
många gånger mycket dyra kolet. Kolintressenterna är inte lika starka<br />
<strong>som</strong> i USA, därtill finns intressenter <strong>som</strong> av ekonomiska skäl vill ersätta<br />
kol med gas.<br />
Avslutande reflektioner<br />
Vår diskussion pekar i stor korthet mot följande övergripande slutsatser:<br />
• Utvecklingsländerna får troligtvis allt större roll för energiutvecklingen<br />
vilket kan gynna nya typer av lösningar. Bland annat kan marknaderna<br />
för decentraliserade system komma att växa starkt.<br />
• Energiefterfrågan fortsätter att förskjutas mot allt mer högkvalitativa<br />
och rena energibärare. Det är en genomgående tendens även om<br />
olika länder befinner sig i olika faser av sin utveckling.<br />
• En diskussion om framtida energisystem kan inte stanna vid teknik<br />
och ekonomi – aktörer och institutionell inramning måste behandlas<br />
parallellt.<br />
Referenser<br />
Azar, C., Holmberg, J., Karlsson, S. (2002) Decoupling – past trends and<br />
prospects for the future. A report for the Swedish Environmental<br />
Advisory Council 2002:2. Stockholm<br />
European Commission (1999), European Union Energy Outlook to 2020.<br />
European Commission (2002), Energy cooperation with the developing<br />
countries. COM (2002) 408<br />
European Environment Agency (2002), Energy and Environment in the<br />
European Union<br />
Naturvårdsverket, SCB (2001) Sustainable Development Indicators for<br />
Sweden – a first set.<br />
Naturvårdsverket (2002) Att handla rätt från början – en kunskapsöversikt<br />
om hur konsumtions- och produktionsmönster kan bli mer miljövänliga.<br />
Naturvårdsverkets förlag. Stockholm<br />
OECD (2002) Towards Sustainable Household Consumption? Trends and<br />
Policies in OECD-countries<br />
Sommestad, L.,Malmberg, B (2000) Tunga trender i den globala utvecklingen.<br />
Uppdrag för Stiftelsen för miljöstrategisk forskning, september<br />
2000<br />
The Future Population of the World. What Can We Assume Today?<br />
(1996) Red. Lutz, W. Earthscan. En översikt av resultaten kan laddas<br />
ner från http://www.iiasa.ac.at/Research/POP/docs/index.html<br />
UNDP (2002) Human Development Report 2002<br />
UNDP, UN Dept. Of Economic and Social Affairs, World Energy<br />
Council (2000), World Energy Assessment. Energy and the Challenge<br />
of Sustainability<br />
UNESCO (2001) The World Ahead: Our Future in the Making. UNES-<br />
CO Publishing/Zed Books. London & New York<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 19
ENERGISYSTEMET<br />
OCH KLIMATET<br />
Hotet om en klimatförändring är det kanske största miljöproblem<br />
<strong>som</strong> människan ställts inför. Under 1900-talet steg jordens<br />
medeltemperatur med 0,6 grader. Det senaste kvartsseklet<br />
har varit osedvanligt varmt och åren 1998, 2001 och 2002<br />
har varit de varmaste sedan mätningar inleddes i mitten av<br />
1800-talet. Den internationella klimatpanelen IPCC pekar i sin<br />
senaste utvärdering på att det finns nya och starkare belägg för<br />
att denna uppvärmning kan hänföras till människans påverkan<br />
– i första hand eldningen av fossila bränslen <strong>som</strong> ökat halten av<br />
koldioxid och andra växthusgaser i atmosfären.<br />
Koldioxidutsläppen har ökat över tiden i praktiskt taget alla regioner.<br />
Undantag utgörs dels av före detta Sovjetunionen där utsläppen minskade<br />
i början av 1990-talet till följd av den ekonomiska kollapsen, dels av<br />
EU där utsläppsökningen bröts på 1970-talet till följd av de energiprishöjningar<br />
och sparåtgärder <strong>som</strong> följde i spåren av oljekrisen år 1973. Att<br />
EU:s koldioxidutsläpp legat i stort sett stilla under 1990-talet förklaras<br />
bland annat av reduktioner i Tyskland efter enandet och av en snabb<br />
övergång från kol till gas i Storbritannien.<br />
I USA ökade koldioxidutsläppen med 13 procent mellan år 1990 och<br />
år 1998 medan BNP växte med 27 procent. I snabbväxande utvecklingsländer<br />
ökade koldioxidutsläppen ännu mer. Mellan år 1990 och år 1998<br />
fördubblades de i Brasilien och Indien medan de växte med närmare en<br />
tredjedel i Kina. Utvecklingsländerna har dock fortfarande mycket låga<br />
utsläpp av koldioxid per capita Deras stora befolkning och potentiellt<br />
snabba framtida BNP-tillväxt kan dock leda till att deras totala koldioxidutsläpp<br />
passerar industriländernas inom de närmaste 10 till 20 åren.<br />
Sammanfattningsvis har energianvändningen i förhållande till BNP<br />
blivit allt mer effektiv (se sid. 15). I många regioner har den också blivit<br />
mindre kolintensiv, framför allt beroende på att naturgas har vunnit terräng<br />
på bekostnad av kol. Men de noterade förändringarna är inte tillräckliga<br />
från klimatsynpunkt. Fortfarande ökar koldioxidutsläppen i<br />
praktiskt taget alla regioner. Fossila bränslen dominerar stort. Deras<br />
andel i den globala energianvändningen, ca 80 procent, är ungefär densamma<br />
i dag <strong>som</strong> för 20 år sedan.<br />
Klimatpåverkan<br />
Enligt IPCC kan den globala medeltemperaturen komma att stiga med<br />
ytterligare 1,4 till 5,8 grader fram till år 2100. Det är en utveckling <strong>som</strong><br />
kan föra in mänskligheten på okänt territorium. Den förväntade ökningen<br />
är mycket större än den temperaturförändring <strong>som</strong> ägt rum under<br />
1900-talet och den saknar med stor sannolikhet motsvarighet under de<br />
senaste 10 000 åren. En förändring motsvarande den övre gränsen i<br />
intervallet – ca 5 grader – är lika stor <strong>som</strong> vid ett skifte från istid till<br />
icke-istid.<br />
20 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
För Norden och Sverige väntas klimatet bli både varmare och blötare. I<br />
Sydeuropa väntas det bli varmare och torrare. Kartbilderna på sid 22 visar<br />
hur stor temperaturstegringen skulle kunna bli i olika delar av Sverige.<br />
Med ett varmare klimat följer en mer intensiv hydrologisk cykel. I<br />
många områden ökar risken för häftiga regn och översvämningar. I andra<br />
kan det bli ökad risk för torka.<br />
Utvecklingsländerna riskerar att drabbas särskilt hårt. I Afrika och<br />
norra Kina kan den redan allvarliga vattenbristen förvärras. I låglänta<br />
och tätbefolkade deltaområden kan en stigande havsnivå och mer frekventa<br />
stormar leda till ökade stormskador och till att saltvatten förstör<br />
dricksvattenkällor och möjligheter till bevattning. Många öar i Indiska<br />
oceanen riskerar att bli obeboeliga om havsytan stiger och stormarna<br />
blir häftigare (Kasperson, R.E.,Kasperson, J.X, 2001).<br />
IPCC bedömer att istäcket i Arktis kommer att krympa och tunnas<br />
ut markant <strong>som</strong>martid. Panelen väntar sig inte någon avsmältning i<br />
Antarktis under perioden fram till år 2100. Inte heller förväntas någon<br />
drastisk rubbning av Golfströmmen under denna period även om<br />
modellberäkningarna pekar mot att vattnets cirkulation i världshaven<br />
troligen försvagas. Risken för stora och oåterkalleliga störningar ökar<br />
emellertid om perspektivet sträcks ut bortom 2100. Vissa modeller förutsäger<br />
att Golfströmmens transport av värme till Nordeuropas breddgrader<br />
skulle kunna upphöra helt och hållet om uppvärmningen blir<br />
kraftig och består över lång tid. En sådan förändring skulle kunna bli<br />
oåterkallelig (IPCC, 2001a, s.16).<br />
Långsiktiga klimatmål i EU och Sverige<br />
År 1750 beräknas koldioxidhalten i atmosfären ha varit 280 ppm (parts<br />
per million, dvs miljondelar). I dag ligger den på 370 ppm, en ökning<br />
med 33 procent. År 2100 kan koldioxidhalten enligt IPCC ha stigit till<br />
540-970 ppm. Detta betyder <strong>som</strong> redan framhållits att den globala<br />
medeltemperaturen kan komma att öka med 1,4 till 5,8 grader mellan år<br />
1990 och år 2100.<br />
Det långsiktiga klimatmålet för EU är att den globala temperaturförändringen<br />
ska begränsas till 2 grader över förindustriell nivå. Det svenska<br />
målet har preciserats på följande sätt: ”Sverige ska internationellt<br />
verka för att halten växthusgaser inte överstiger motsvarande 550 ppm<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Kolutläpp, ton per capita<br />
USA och Kanada<br />
Japan, Australien, NZ<br />
Fd östblocket<br />
OECD, Europa,<br />
Mellanöstern,<br />
Latinamerika,<br />
Koldioxidutsläpp per capita i olika<br />
delar av världen (1999) räknat <strong>som</strong><br />
ton kol. Figuren avser koldioxidutsläpp<br />
från eldning av fossila bränslen samt<br />
cementproduktion. Källa: Bolin, B &<br />
Kheshgi H.S. 2001.<br />
Asien, centralplanerade länder<br />
Övriga Asien,<br />
Afrika,<br />
1 2 3 4 5 6<br />
Folkmängd, miljarder<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 21
Temperaturstegring,<br />
<strong>som</strong>martid,<br />
vid höga utsläpp.<br />
(Scenario A2).<br />
Temperaturstegring,<br />
<strong>som</strong>martid,<br />
vid låga utsläpp.<br />
(Scenario B2).<br />
Temperaturstegring,<br />
vintertid,<br />
vid höga utsläpp.<br />
(Scenario A2).<br />
Temperaturstegring,<br />
vintertid,<br />
vid låga utsläpp.<br />
(Scenario B2).<br />
Sommartemperaturen i Sverige kan komma att öka med i medeltal 1,5 till<br />
3,3 grader och vintertemperaturen med i medeltal 2,8 till 5,5 grader<br />
under en hundraårsperiod enligt scenarier från det svenska regionala klimatmodelleringsprogrammet<br />
SWECLIM . Uppskattningarna bygger på<br />
två olika scenarier för de globala utsläppen och på beräkningar med<br />
SWECLIMs regionala modellsystem (RCAO) med utgångspunkt i två<br />
olika globala klimatmodeller.<br />
Kartbilderna visar temperaturstegringen i olika delar av landet, dels<br />
vid förhållandevis höga framtida globala utsläpp (IPCCs SRES scenario<br />
A2) dels vid förhållandevis låga (IPCCs SRES scenario B2). Bilderna<br />
visar de uppskattningar <strong>som</strong> utgår från den globala klimatmodellen vid<br />
Hadley Centre (HadCM3/AM3).<br />
koldioxidekvivalenter. 1 . År 2050 bör utsläppen av växthusgaser för Sverige<br />
sammantaget vara lägre än 4,5 ton koldioxidekvivalenter per år och<br />
invånare”. Målet innebär en minskning med närmare hälften av den totala<br />
mängden växthusgasutsläpp i Sverige.<br />
Vetenskapsakademien har utifrån IPCC:s rapporter bedömt att de<br />
globala koldioxidutsläppen måste skäras ned med minst 50 procent fram<br />
till nästa sekelskifte för att luftens halt av koldioxid ska kunna stabiliseras<br />
på den dubbla förindustriella halten (560 ppm). En stabilisering av<br />
1) Grovt räknat innebär detta att halten koldioxid ska understiga 450 ppm.<br />
22 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
halten på 450 ppm i syfte att mer effektivt begränsa riskerna för en alltför<br />
stor uppvärmning kräver att åtgärder vidtas betydligt snabbare.<br />
Industriländernas utsläpp per capita är i dag sex gånger större än<br />
utvecklingsländernas. För att ge utrymme för utveckling i de fattigare<br />
delarna av världen måste industriländerna skära ned sina utsläpp väsentligt<br />
mer än övriga länder. Vetenskapsakademien har bedömt att industriländernas<br />
utsläpp av koldioxid måste minska med ca 50 procent fram<br />
till år 2050 och 75 till 80 procent fram till år 2100 för stabiliseringsnivån<br />
560 ppm.<br />
För en stabilisering på nivån 450 ppm skulle industriländernas<br />
utsläpp behöva reduceras med ca 75 procent fram till år 2050. Användningen<br />
av fossila bränslen måste reduceras i motsvarande grad om inte<br />
en effektiv metod <strong>som</strong> förhindrar utsläpp av koldioxid till atmosfären<br />
utvecklas. För att uppnå dessa mål måste långtgående åtgärder <strong>som</strong> syftar<br />
till begränsning av koldioxidhalten genomföras redan under de närmaste<br />
decennierna (Kungl. Vetenskapsakademien, 2002).<br />
En strategi <strong>som</strong> skyddar de mest utsatta<br />
Konsekvenserna av en klimatförändring kommer i hög grad att falla på<br />
fattiga människor i länder med små resurser för anpassning. Det talar<br />
för att man ska sträva efter att så långt möjligt förebygga en fortsatt<br />
snabb temperaturstegring. Klimatstörningarnas långvariga effekter och<br />
risken för drastiska och oåterkalleliga störningar manar också till försiktighet.<br />
I vår paneldiskussion har vi mot denna bakgrund valt att utgå<br />
från det mål om högst 2 graders temperaturstegring <strong>som</strong> satts upp av<br />
flera regeringar och organisationer.<br />
IPCCs beräkningar visar att en fördubbling av koldioxidhalten i förhållande<br />
till förindustriell nivå (dvs stabilisering vid 560 ppm) kan leda<br />
till en temperaturökning på 1,5 till 4,5 grader när jämvikt uppnåtts.<br />
Det är alltså bara om den framtida temperaturökningen ligger i den<br />
nedre delen av detta intervall <strong>som</strong> målet att begränsa temperaturökningen<br />
till högst 2 grader kan uppnås. Om utfallet skulle ligga i den övre<br />
delen av intervallet finns ökad risk för drastiska effekter.<br />
För att säkra ett mål om högst 2 graders temperaturökning behöver<br />
man <strong>som</strong> vi ser det hålla möjligheten öppen att stabilisera koldioxidhalten<br />
vid en lägre nivå än den dubbla förindustriella halten. Det betyder<br />
enligt Vetenskapsakademiens bedömning att de ledande länderna redan<br />
inom några decennier måste ha vidtagit långtgående åtgärder (se även<br />
IPCC, Synthesis Report, s.98). Det centrala är emellertid inte att lägga<br />
fast ett visst långsiktigt klimatmål för all framtid utan att agera så att<br />
framtida handlingsalternativ bevaras.<br />
Den tid <strong>som</strong> behövs för att ställa om tekniska och samhälleliga system<br />
talar också för att åtgärder till skydd för klimatet bör få en tidig<br />
start. Dessutom påverkas lärande och teknisk utveckling i företag och<br />
andra organisationer i hög grad av vilka samhälleliga signaler <strong>som</strong> ges om<br />
klimatproblemets allvar, de ekonomiska incitament <strong>som</strong> skapas och de<br />
nischer <strong>som</strong> öppnas av krävande kunder. Den snabbt ökande användningen<br />
av solceller under senare år ger en god illustration av dessa mekanismer.<br />
Den nuvarande utvecklingen har föregåtts av betydande offentliga<br />
satsningar på forskning och utveckling och stöttats av en rad ekonomiska<br />
stimulansåtgärder (se sid 37).<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 23
Därmed inte sagt att allt ska göras omedelbart. Det handlar om en<br />
lång process med en stegvis utveckling av internationellt samarbete och<br />
av strategier.<br />
”The challenge now is not to find the best policy today for the next hundred<br />
years, but to select a prudent strategy and to adjust it over time in<br />
the light of new information ”<br />
(IPCC, 1996).<br />
Hur påverkas klimatet i Energiframsynens scenarier?<br />
Ambitionsnivån i klimatet i fokus – där industriländernas koldioxidutsläpp<br />
halveras till år 2050 – svarar närmast mot en stabilisering av koldioxidhalten<br />
på den dubbla förindustriella nivån (560 ppm). Vi vill med<br />
utgångspunkt i den tidigare diskussionen i kapitlet understryka att<br />
denna långsiktiga ambitionsnivå kan visa sig vara otillräcklig. Det är<br />
möjligt att industriländernas utsläpp kan behöva reduceras med 75 procent<br />
snarare än med 50 procent till 2050. En inledande utveckling av<br />
det slag <strong>som</strong> skisseras i scenariet – att klimatåtgärder utöver Kyoto får<br />
en snabb och effektiv start – ger emellertid möjlighet att vid behov skärpa<br />
ambitionsnivån.<br />
I klimatet en faktor bland flera kan ökade krav på lokal luftkvalitet ge<br />
en marknad för t ex hybridbilar och bränslecellbilar. Kol ersätts i hög<br />
grad av gas. Samtidigt ökar emellertid transporter och annan energikrävande<br />
verksamhet. En grov bedömning är att Europas och övriga industriländers<br />
utsläpp ligger kvar på dagens nivå, medan utvecklingsländernas<br />
utsläpp ökar. I detta scenario ökar alltså de globala koldioxidutsläppen<br />
till år 2050.<br />
Med en sådan utveckling riskerar man att inom de närmaste decennierna<br />
stänga möjligheten att begränsa koldioxidhalten i atmosfären till<br />
450 ppm. Det blir också successivt allt svårare att uppnå en stabilisering<br />
kring 560 ppm. En utveckling enligt klimatet en faktor bland flera<br />
riskerar alltså att stänga framtida handlingsalternativ. Framtida generationer<br />
kan bli bundna till en global temperaturökning på mer än två grader<br />
– och till de genomgripande effekter <strong>som</strong> kan följa av en sådan förändring.<br />
Referenser<br />
Azar, C.,Rodhe, H.(1997) “Targets for Stabilization of Atmospheric<br />
CO2”, Science 276, 1818-1819<br />
Bolin,B.& Kheshgi, H.S. ”On strategies for reducing greenhouse gas<br />
emissions” Inaugural Article. Proceedings of the National Academy of<br />
Sciences of the United States of America (PNAS), April 24, 2001,<br />
vol.98, no 9<br />
IPCC (1996) Second Assessment Report<br />
IPCC (2001a) Summary for Policymakers. A Report of Working Group I<br />
of the Intergovernmental Panel on Climate Change<br />
IPCC (2001b) Climate Change 2001: Synthesis Report<br />
Kasperson, R.E., Kasperson, J.X. (2002) Climate Change, Vulnerability<br />
and Social Justice, Stockholm Environment Institute, Sida. Stockholm<br />
Kungl. Vetenskapsakademien (2002) Om energi, hälsa och miljö<br />
O’Neill, B.C., Oppenheimer, M. (2002) “Dangerous Climate Impacts and<br />
the Kyoto Protocol”, Science, 296, 1971-1972<br />
24 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
ETT UTHÅLLIGT<br />
ENERGISYSTEM<br />
Att radikalt minska klimatpåverkan och samtidigt sörja för<br />
en växande världsbefolknings behov av energi kommer att<br />
kräva stora omställningar i energisystemet. Utmaningen är<br />
att sätta in energi <strong>som</strong> en resurs i en uthållig utveckling –<br />
att skapa ett energisystem <strong>som</strong> främjar hälsa och miljö,<br />
ekonomi och säkerhet.<br />
Energisystem blir aldrig färdigbyggda. De kommer precis <strong>som</strong> samhällen<br />
alltid att vara under utveckling. För att definiera ett uthålligt energisystem<br />
får vi därför ange de ramar inom vilka vi önskar att systemet ska<br />
utvecklas. De innebär i övergripande termer:<br />
• Risken för farlig störning av jordens klimat ska avvärjas. Vi har utgått<br />
från att den globala temperaturstegringen ska begränsas till högst 2<br />
grader.<br />
• Naturliga system och landskap ska värnas och hälso- och miljörisker<br />
minimeras.<br />
• Grundläggande mänskliga behov av mat, värme, vatten osv ska tillgodoses.<br />
De två miljarder människor <strong>som</strong> i dag är eftersatta ska ges tillgång<br />
till moderna energiformer.<br />
• Individer och hushåll ska ges goda förutsättningar att få den trygghet,<br />
rörlighet och komfort <strong>som</strong> de eftersträvar.<br />
• De komplexa och internationellt allt mer sammanflätade moderna<br />
samhällena ska få en säker försörjning.<br />
Kärnpunkten är att de fattiga länderna ska kunna utvecklas mot större<br />
välstånd samtidigt <strong>som</strong> de livsuppehållande systemen på jorden skyddas.<br />
I ett globalt och långsiktigt perspektiv kräver en utveckling mot ett<br />
mer uthålligt energisystem ett brett genomslag för förnybara energikällor<br />
i kombination med förädlade<br />
och rena energibärare.<br />
Vi ser för oss en utveckling<br />
mot ett solbaserat system<br />
med el och vätgas <strong>som</strong><br />
energibärare. Ett sådant system<br />
(med solel, solvärme,<br />
vind, biomassa, vattenkraft,<br />
vågkraft och annan förnybar<br />
energi <strong>som</strong> bas) ger den fattiga<br />
delen av jordens befolkning<br />
möjlighet att få tillgång till energi för matlagning, belysning, rent<br />
vatten, lokal produktion osv med rimlig påverkan på hälsa och miljö.<br />
Det gör det möjligt att kraftigt minska koldioxidutsläppen. Det bryter<br />
dominansen för de fossila bränslena och minskar därmed sårbarheten<br />
för störningar från storpolitiska händelser, speciellt i Mellanöstern.<br />
Det finns utrymme att använda vissa mängder fossila bränslen även<br />
vid ambitiösa klimatmål. Ny teknik för t ex koldioxidavskiljning kan ge<br />
Kärnpunkten är att de fattiga<br />
länderna ska kunna utvecklas<br />
mot större välstånd samtidigt<br />
<strong>som</strong> de livsuppehållande<br />
systemen på jorden skyddas.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 25
förlängd respit. Även ny kärnkraft kan bli aktuell. Men de blir knappast<br />
de dominerande inslagen i ett globalt perspektiv.<br />
Minst lika viktigt är mer ”intelligenta” sätt att använda energi, dvs<br />
anpassningar hos slutanvändarna <strong>som</strong> reducerar energianvändningens<br />
negativa effekter. De största – och ofta de billigaste – åtgärdsmöjligheterna<br />
finns ju hos dem <strong>som</strong> använder energin.<br />
Övergångsskedet<br />
Steget är långt från dagens fossilberoende energisystem till ett system<br />
med sol och vätgas i fokus. I dag baseras omkring 15 procent av den globala<br />
energitillförseln på förnybara energikällor. Merparten utgörs av traditionell<br />
användning av biomassa och storskalig vattenkraft. Modern bioenergi,<br />
vind, vågor, sol, småskalig vattenkraft och geotermi svarar tillsammans<br />
för endast 2 procent av den globala energitillförseln (UNDP<br />
m fl, 2000).<br />
Erfarenheten från tidigare systemförändringar säger oss att det kan<br />
ta många decennier att utveckla ny infrastruktur och ännu längre innan<br />
den uppnår mognad. Att förändringar tar lång tid innebär emellertid<br />
inte att man kan bortse från dem på kortare sikt. Tvärtom – det är<br />
under de närmaste 10 till 20 åren <strong>som</strong> kursen till år 2050 läggs ut.<br />
I klimatet i fokus blir konturerna av ett vätgassamhälle synliga till år<br />
2020 och väsentliga omställningar har skett till 2050. Övergångsperioden<br />
karakteriseras av en mångfald av tekniker och bränslen inklusive<br />
förbättrade fossilbaserade tekniker (bland annat ökad naturgasanvändning,<br />
begynnande koldioxidinfångning) och i vissa regioner ny kärnkraft.<br />
I klimatet en faktor bland flera leder bland annat luftkvalitetsaspekter<br />
och sårbarhetsaspekter i riktning mot sol/vätgas. De fossila bränslena<br />
behåller emellertid sin dominerande roll under en lång period.<br />
Vi ägnar de återstående delarna av denna rapport åt de systemfrågor<br />
<strong>som</strong> aktualiseras av sol, vätgas och el – samt åt att diskutera de vägval<br />
<strong>som</strong> aktualiseras under den skisserade övergångsperioden.<br />
Referenser<br />
UNDP, UN Dept. Of Economic and Social Affairs, World Energy<br />
Council (2000), World Energy Assessment. Energy and the Challenge<br />
of Sustainability<br />
26 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
VÄTGAS SOM<br />
SYSTEMTEKNIK<br />
Tanken att vätgas skulle kunna bli ett dominerande inslag i<br />
framtidens energisystem har engagerat både forskare och lekmän.<br />
Vätgasen är ett flexibelt bränsle <strong>som</strong> kan lagras och<br />
transporteras. Den kan kombineras med i stort sett alla kända<br />
energikällor och brukas inom praktiskt taget alla användning<strong>som</strong>råden<br />
för energi. Särskilt vätgasens miljöegenskaper förefaller<br />
lockande efter<strong>som</strong> den vid förbränning med luftens syre<br />
bara efterlämnar vatten eller vattenånga. Den framstår <strong>som</strong><br />
särskilt intressant för fordonsdrift, där ju beroendet av bensin<br />
och olja med åtföljande miljöproblem annars synes vara särskilt<br />
segdraget och besvärligt.<br />
En av de stora entusiasterna, Geoffrey Ballard, argumenterar hett och<br />
entydigt för vätgas i kombination med el.<br />
” As the 21st century unfolds, the energy ”currency” pair, hydrogen<br />
and electricity, will come to dominate energy delivery. Hydrogen and electricity<br />
will become seamless and the new term HYDRICITY TM will enter<br />
our vocabulary. In the process, civilization will be reshaped, lifestyles<br />
improved, environmental degradation reversed, and new fortunes made”. 1<br />
Något återhållsammare men i sak samstämmiga bedömningar kommer<br />
från tunga företrädare för transportsektorn:<br />
” I think I am on pretty solid ground in saying that the long-term vision<br />
is hydrogen. But there is a lot of work between here and there”. 2<br />
Till entusiasterna kan man numera också räkna USA:s energidepartement,<br />
i varje fall i den meningen att ett mycket energiskt arbete med<br />
såväl en ”Vision” <strong>som</strong> en ”Roadmap” har pågått sedan några år och resulterat<br />
i en offentligt tillgänglig rapport i november 2002. Rapporten<br />
redovisar många källor och en rad ”för-och-emot”- resonemang. Huvudtendensen<br />
är emellertid entusiastisk. Följande är början och slutet på<br />
förordet:<br />
” Hydrogen holds the potential to provide a clean, reliable, and affordable<br />
energy supply that can enhance America’s economy, environment<br />
and security. This Roadmap provides a blueprint for the coordinated,<br />
long-term, public and private efforts required for hydrogen energy<br />
development…Meeting the challenges associated with the development<br />
of a hydrogen economy will demand considerable time and resources.<br />
Activities to progress towards that goal need to begin now”.<br />
1) Föredrag vid mottagandet av Göteborgs stads internationella miljöpris, 7 dec 2000.<br />
2) John Williams, General Motors. Chef för koncernens grupp för globala miljöfrågor.<br />
(NYT, Oct 9, 1999)<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 27
Det finns goda skäl att diskutera vätgasen <strong>som</strong> ett väsentligt inslag i<br />
framtidens energisystem. I detta kapitel koncentrerar vi oss på systemfrågorna:<br />
det finns varken möjligheter eller anledning att gå in på tekniska<br />
lösningar eller den ekonomiska realismen i olika alternativ annat än i<br />
allmänna termer.<br />
Den vetenskapliga litteraturen om vätgas i energisystemet är snabbt<br />
växande men ännu ung. Litteraturen kring bränsleceller och vätgas, storskalig<br />
generering ur olika energikällor, vätgasproduktion med koldioxidinfångning,<br />
långväga transport av vätgas osv har till stor del tillkommit<br />
efter år 1995. Detta är enligt vår mening ett skäl att sätta sökarljuset på<br />
vätgasens systemegenskaper, men att något tona ner de tekniska detaljfrågorna.<br />
Mycken forskning behövs och det är då angeläget att ha realistiska<br />
föreställningar om vilken roll <strong>som</strong> vätgasen kan få i ett systemsammanhang:<br />
från den globala nivån ner till det enskilda fordonet, verkstaden<br />
eller hushållet.<br />
Generering av vätgas<br />
Vätgas är en energibärare, inte en energikälla. Endast i mycket blygsam<br />
omfattning finns väte i obunden form i naturen. För att kunna utnyttja<br />
vätgas måste man framställa den med hjälp av någon energikälla.<br />
Den vanligaste metoden för att producera vätgas i små mängder är<br />
genom elektrolys av vatten. Vid den processen tillförs energi i form av el<br />
och splittrar vattnet i vätgas och syrgas. När vätgasen sedan förbränns<br />
får man tillbaka den tillförda energin, dock med avsevärda förluster i<br />
praktiken. Den i dag dominerande metoden för framställning av vätgas i<br />
industriell skala är så kallad reformering av metan: metangas och vattenånga<br />
sammanförs under hög temperatur. Under inverkan av katalysator<br />
och senare avskiljning av kolmonoxid får man ut ren vätgas. Denna process<br />
kan nyttjas i anläggningar av olika skala: från små, t ex i ett enskilt<br />
fordon, till mycket stora.<br />
Denna reformeringsprocess är släkt med den generella process <strong>som</strong><br />
kallas partiell oxidation, <strong>som</strong> i princip kan användas för kol, kolväten<br />
(petroleum eller naturgas), biomassa och avfall. Den använder luft eller<br />
rent syre <strong>som</strong> input men behöver ingen katalysator. Särskilt stort intresse<br />
knyts till sådana metoder <strong>som</strong> utan alltför krångliga eller dyrbara tillägg<br />
till processen kan fånga in koldioxid. Om sådana kan utvecklas till rimliga<br />
kostnader och den avskilda koldioxiden kan lagras öppnar sig möjligheten<br />
att använda stora delar av världens kolreserver och ändå respektera<br />
stränga koldioxidrestriktioner.<br />
Tekniker <strong>som</strong> inte alls blandar in kol är – återigen – elektrolys förutsatt<br />
att den tillförda elektriciteten kommer från förnybara källor: sol,<br />
vattenkraft, vind, osv – eller kärnkraft. Spjälkning av vatten genom tillförd<br />
solenergi, med någon form av elektrolys <strong>som</strong> mellansteg, är vad <strong>som</strong><br />
ligger till grund för hypoteser att vätgas skulle kunna genereras i stor<br />
skala, t ex i Sahara, och sedan transporteras till användarna <strong>som</strong> gas<br />
eller i flytande form. Slutligen bör nämnas den i ett långt perspektiv<br />
mycket intressanta möjligheten till biologisk vätgasproduktion. Denna<br />
kan ske genom gröna alger, <strong>som</strong> fås att ge tillbaka sin genom fotosyntesen<br />
lagrade energi <strong>som</strong> vätgas, efter en så kallad bio-fotolys (spjälkar<br />
vatten utan syretillförsel). En annan möjlighet är speciella former av jäsning,<br />
där bakterier spjälkar kolväten till vätgas och koldioxid.<br />
28 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Elektrolyt<br />
Pluspol<br />
Minuspol<br />
Stapel med bränsleceller<br />
Vätgas<br />
Katalysatorer<br />
Luft<br />
Vattenånga + luft<br />
En bränslecell består av två elektroder på ömse sidor om en elektrolyt.<br />
Spänningen i en enskild cell är typiskt kring 0,7 V. För de flesta ändamål<br />
behövs därför staplar av bränsleceller.<br />
Vätgas används i dag i första hand inom kemiindustrin där den <strong>som</strong><br />
framgått ovan vanligen framställs genom reformering av metan. När vätgas<br />
används i liten skala, t ex i laboratorier, produceras den i vissa fall<br />
på platsen genom elektrolys, i andra köps den i tuber eller tankar. Teknikerna<br />
för att framställa vätgas är väl kända från denna typ av industriella<br />
tillämpningar. Det diskussionen gäller är möjligheten att utnyttja<br />
dessa och andra tekniker för att framställa vätgas för energiändamål 3 .<br />
Det finns preliminära bedömningar av kostnader och verkningsgrader,<br />
lik<strong>som</strong> av de huvudfrågor <strong>som</strong> bör attackeras i forskningen för att så<br />
småningom nå till praktiskt och kommersiellt gångbara lösningar (se t ex<br />
Dutton 2002). Ett allmänt intryck är att utvecklingen tycks ligga någonstans<br />
mellan laboratorie- och prototypstadiet för flera av de möjligheter<br />
<strong>som</strong> nämns ovan. De olika tekniker <strong>som</strong> föreslagits har en intressant<br />
egenskap gemensam: på grund av processernas kvalitetskrav kommer föroreningar<br />
(av typen svavel eller tungmetaller) i energiråvaran att sorteras<br />
bort på vägen. Den stora utmaningen – med klimatet i fokus – kvarstår<br />
dock: hur ska vätgasgenerering i större skala och på lång sikt göras helt<br />
koldioxidfri?<br />
Vätgasen <strong>som</strong> energibärare: transport och lagring<br />
Vätgasens energiinnehåll per volymsenhet är lägre än konventionella<br />
bränslens. Det behövs alltså större tankar, rörledningar och genomströmningstal<br />
per energienhet än t ex för kolväten.<br />
Vätgas kan transporteras komprimerad i tankar eller tuber, flytande i<br />
tankar/tuber eller – om det gäller större mängder – i rörledningar. Vart<br />
och ett av dessa transportsätt har sina problem. Komprimering av gas<br />
under måttligt tryck ger ganska dålig transportekonomi på grund av det<br />
3) Rymdindustrin ger exempel på tidiga tillämpningar på energiområdet. Flytande vätgas<br />
är raketbränsle i rymdfärjorna.<br />
3) Rymdindustrin ger exempel på tidiga tillämpningar på energiområdet. Flytande vätgas<br />
är raketbränsle i rymdfärjorna.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 29
låga energiinnehållet. Vätgas i flytande form kräver nedkylning nästan<br />
till absoluta nollpunkten. För transport i rörledningar måste observeras<br />
att vätgas i ren form är korrosivt gentemot flera material vanliga i pipelines<br />
(metaller blir spröda), vilket nödvändiggör ombyggnad eller måste<br />
lösas med samtransport med<br />
annan gas, t ex naturgas (se dock<br />
Björck & Grahn, 1999). Erfarenhet<br />
av rörtransporter finns från flera<br />
länder bland annat Tyskland där<br />
rörledningar för vätgas funnits i<br />
Ruhrområdet sedan 1930-talet<br />
(Macfie, 2002).<br />
Lagring av vätgas är möjlig, vilket ju är en av dess fördelar <strong>som</strong> energibärare<br />
i förhållande till exempelvis el. Men inte heller lagring är utan<br />
problem vilket bland annat hänger samman med det låga energiinnehållet<br />
per volymsenhet och den låga kondensationstemperaturen (-253 o C).<br />
Lagring under övertryck i tankar och lagring i vätskefas diskuteras. För<br />
storskalig lagring kan underjordiska bergrum eller tankar komma i fråga.<br />
En ytterligare möjlighet är lagring i form av hydrider (lättbundna föreningar<br />
av väte och ett annat ämne) <strong>som</strong> kan finnas i t ex pulverform<br />
eller <strong>som</strong> trögflytande vätska och ge ifrån sig vätet i en katalytisk reaktion<br />
med vatten. Även för dessa lagringstekniker finns preliminära kostnads-<br />
och effektivitetsbedömningar; bland annat krävs i samtliga fall<br />
energitillförsel t ex <strong>som</strong> el för själva lagringen. Den billigaste formen är<br />
enligt gängse bedömningar underjordslagring. I den andra ändan av skalan<br />
finns hydridlagring <strong>som</strong> är dyr och har låg verkningsgrad men kan ha<br />
gynnsamma egenskaper för korta lagringscykler, t ex på rullande fordon.<br />
Hur ska vätgasgenerering i<br />
större skala och på lång<br />
sikt göras helt koldioxidfri?<br />
Slutanvändning<br />
Vätgas kan användas <strong>som</strong> bränsle i vanliga explosionsmotorer lik<strong>som</strong> i<br />
turbiner och jet-motorer. Det föreligger inga principiella problem men<br />
det behövs anpassningar med hänsyn till vätgasens termodynamiska<br />
egenskaper och energiintensitet. I enklare användningar <strong>som</strong> lokaluppvärmning<br />
och matlagning torde vätgasen inte vålla några större tekniska<br />
problem (se dock några synpunkter på säkerhet och acceptans nedan).<br />
De största forsknings- och utvecklingsinsatserna gäller dock användning<br />
i bränsleceller. Speciellt användningen i fordon har gjort denna slutanvändning<br />
av vätgas mycket intressant och diskuterad. Den fysikaliska<br />
principen är bakvänd elektrolys: bränslet (vätgas) oxideras och spänning<br />
uppstår mellan två elektroder (se bild sid 29). Man kan få goda accelerationsegenskaper<br />
(höga effektuttag) med konventionella elmotorer <strong>som</strong><br />
drivanordning. De kostnadsberäkningar <strong>som</strong> redovisas i litteraturen är<br />
inte avskräckande.<br />
Kunskapsläget framstår <strong>som</strong> lovande även beträffande slutanvändning<br />
av vätgas. Men avståndet är långt till användning i stor skala och till att<br />
vätgasen verkligen skulle kunna utmana existerande energialternativ.<br />
Systemlösningar: stora eller små anläggningar?<br />
I delar av litteraturen framställs vätgasregimen <strong>som</strong> självklart globalt<br />
storskalig. Det är inte ovanligt att man hänvisar till jätteanläggningar<br />
nära ekvatorn <strong>som</strong> skulle förse resten av världen med vätgas, producerad<br />
30 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
mer eller mindre direkt från instrålad solenergi. Tanken på en sådan global<br />
vätgasregim tycks vara nära släkt med den oljeregim <strong>som</strong> vi känner<br />
till – men utan dennas geopolitiska och miljömässiga belastningar. Transportfrågan<br />
är inte, <strong>som</strong> vi sett ovan, alldeles lättlöst. Debatten om<br />
denna, den storskaligaste av alla möjliga lösningar, bör naturligtvis gå<br />
vidare – dock med insikt om att den knappast skulle kunna ta form<br />
annat än i ett mycket sent skede i en vätgasekonomi.<br />
En annan storskalig – men i debatten mer problematiserad – möjlighet<br />
är vätgasproduktion genom reformering i ett antal stora anläggningar<br />
med kol, petroleum, tjärsand eller andra fossila bränslen <strong>som</strong> energikälla.<br />
Reformeringen skulle kunna kombineras med komplett infångning av<br />
koldioxid <strong>som</strong> kunde lagras i naturgaskällor, akviferer eller djuphavsbottnar.<br />
Tekniskt sett förefaller detta någorlunda realistiskt: processerna är<br />
kända och kostnadsbilden kan någorlunda överblickas.<br />
Inför de båda nämnda storskaliga framtidsmöjligheterna reser sig<br />
åtminstone tre institutionella frågor:<br />
– Med de gigantiska investeringar <strong>som</strong> krävs, hur ska man kunna försäkra<br />
sig om att man är i takt med marknaden? En jämförelse med el<br />
ger vid handen att marknaden där växte fram lokalt och ganska långsamt<br />
(Hughes 1983). För oljan och bensinen kunde man se dels en<br />
gradvis expansion av bilismen, dels en likaledes gradvis konvertering<br />
inom uppvärmningen från ved och kol till olja. Kan vätgasen så<br />
snabbt komma in i fordonssektorn (se nedan) att investerare kan<br />
intresseras för ett antal mycket stora anläggningar?<br />
– Vilka geopolitiska komplikationer kan förutses? Vad gäller världens<br />
oljetillgångar har ju ”geologiska tillfälligheter” påverkat världspolitiken<br />
starkt under det senaste seklet. De geopolitiska komplikationer<br />
<strong>som</strong> skulle uppkomma med jättelika vätgasfabriker kan inte tänkas<br />
bort. En något idealistisk tanke leder mot en sentida och starkare<br />
parallell till kol- och stålunionen <strong>som</strong> så småningom blev EU. Kan<br />
förpliktelsen i ett nytt energisystem med vätgas <strong>som</strong> centralt inslag<br />
förmå stormakterna och ekonomiska maktcentra att förena sig och<br />
lösa de geopolitiska problemen genom samarbete snarare än genom<br />
konkurrens och maktkamp?<br />
– Oavsett hur problemet ovan löses måste man fråga vem <strong>som</strong> kan ta<br />
initiativ till – vara bärare av – en storskalig vätgasekonomi. Har oljebolagen<br />
tillräcklig muskel för detta, var för sig eller tillsammans? Är<br />
det snarare en roll för elbolag eller före detta sådana, <strong>som</strong> har sin<br />
styrka i ett utbyggt kontaktnät ut till slutanvändarna? Eller är frågan<br />
av den digniteten att det krävs nya allianser mellan stater (via EU?)<br />
och näringsliv?<br />
Efter<strong>som</strong> vi inte vet svaren på dessa frågor kan det vara klokt att börja i<br />
andra änden. I dag är den bäst utprovade tekniken reformering av metan<br />
i närvaro av vattenånga (SMR). En linje <strong>som</strong> diskuteras i litteraturen är<br />
att i måttligt stora anläggningar söka åstadkomma koldioxidinfångning, i<br />
varje fall partiell sådan, och den vägen vinna erfarenhet. Många försök<br />
pågår också kring distribuerade och småskaliga system baserade på förnybara<br />
energikällor (se bild på nästa sida).<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 31
Solceller<br />
Storkraftnätet<br />
Växelriktare<br />
Vatten<br />
Elektrolys<br />
Omkopplare<br />
Reservel<br />
Transformator<br />
O 2<br />
H 2<br />
H 2<br />
Lokalt nät<br />
Lagring<br />
Bränslecellsbuss<br />
O 2<br />
Solcellsdrivna system för att producera vätgas för stadsbussar ska<br />
demonstreras i Visby i ett EU-stött projekt. Syftet är att visa hur innovativa<br />
system, <strong>som</strong> kombinerar solceller, vätgasproduktion och transportmedel,<br />
kan användas för att minska koldioxidutsläpp och skydda en<br />
värdefull stadsmiljö. Källa: USHER (Urban Integrated Solar Hydrogen<br />
Economy Realisation Project).<br />
Diskussionen om vilken teknikutveckling <strong>som</strong> är önskvärd, går inte<br />
heller entydigt i den storskaliga riktningen. ”… the optimization between<br />
large scale hydrogen production compared to small scale distributed production<br />
has yet to be resolved” (Dutton 2002, sid 24). Kostnaderna för<br />
elektrolys och småskalig SMR kan bringas ner. En viktig fråga är också<br />
hur hårda koldioxidkrav <strong>som</strong> kommer att gälla i en första etapp. Utsikterna<br />
för framgångsrik koldioxidinfångning talar nämligen till förmån för<br />
stora anläggningar när naturgas eller andra kolhaltiga energislag utnyttjas<br />
<strong>som</strong> källor för vätgasen. Vi återkommer till dessa frågor på sid 49.<br />
Vätgas för fordonsdrift<br />
Många av de entusiaster <strong>som</strong> åberopades i inledningen till detta kapitel<br />
förlägger hela sin argumentering till trafiken och transportsektorn. Miljöskälen<br />
väger här tungt. Att komma bort från fossila bränslen på grund<br />
av växthuseffekten är ett starkt argument för samtliga. Geoffrey Ballard,<br />
ibland betraktad <strong>som</strong> vätgasens gudfader, betonar minst lika starkt att<br />
den lokala miljön i städerna med avgasrök, partiklar och smog också<br />
utgör ett utomordentligt argument för att man borde övergå till vätgas<br />
<strong>som</strong> drivmedel i bilar, lastbilar och bussar. 4<br />
Om tekniken utvecklas framgångsrikt kan ett bränslecelldrivet fordon<br />
bli mer energieffektivt än ett <strong>som</strong> drivs med förbränningsmotor.<br />
Bränslecellsystemet har en verkningsgrad på 40 till 50 procent vilket är<br />
väsentligt mer än en förbränningsmotor. Ett bränslecellsfordon har dessutom<br />
en enklare mekanisk konstruktion, vilket gör att sådana fordon –<br />
4) En europeisk hälsostudie visar att även om Stockholm och Göteborg placerar sig väl i<br />
fråga om luftkvalitet bland Europas större städer, skulle renare luft kunna förhindra ett<br />
betydande antal dödsfall på grund av luftvägsinfektioner, astma och andra sjukdomar i<br />
andningsorganen. Rapporten A Health Impact Assessment of Air pollution in 26 Europeian<br />
Cities kan laddas ner från www.apheis.net.<br />
32 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
när de kan massproduceras – skulle kunna bli billigare att tillverka och<br />
att äga än konventionella fordon. Men många svårigheter måste övervinnas,<br />
inte minst vad gäller att bygga upp en infrastruktur för vätgas.<br />
Ett par alternativa system för generering och leverans vid tankningsstationen<br />
kan urskiljas på relativt kort sikt, dvs 10 till 20 år (Dutton 2002):<br />
1. energileverans via elektricitet; elektrolys på platsen<br />
2. leverans <strong>som</strong> naturgas och reformering i en liten, lokal anläggning på<br />
plats<br />
3. produktion av vätgas <strong>som</strong> biprodukt i kemisk industri, leverans via<br />
lokalt rörnät till tankningsställe<br />
4. produktion från naturgas eller annan fossil råvara i fabrik, leverans<br />
till tankningsställe i lokalt rörnät<br />
5. produktion av vätgas i stor fabrik, leverans i flytande form till tankningsställe,<br />
där mellanlagring och leverans till fordonen sker.<br />
De tre första systemen måste ses <strong>som</strong> mellanlösningar <strong>som</strong> förbereder<br />
för en mer konsekvent och rationell lösning av produktions- och distributionsproblemen<br />
på sikt. Ogden (1999) hävdar att man i ett längre tidsperspektiv<br />
har tre nya möjligheter <strong>som</strong> bör påverka systemstrukturen:<br />
– ett brett urval av energiråvaror för vätgasreformering: biomassa, kol,<br />
fast avfall<br />
– centraliserad produktion med dessa råvaror, inkluderande koldioxidinfångning<br />
– storskalig elektrolys byggd på sol, vind eller kärnkraft.<br />
Det är naturligt att tänka sig att initiativet till denna förändring skall<br />
komma från fordonsindustrin. Att hålla sig kvar i en struktur med massbilism<br />
och åtföljande goda marknader, inte minst globalt och i utvecklingsländer,<br />
är ett uppenbart egenintresse hos fordonsindustrin. För att<br />
kunna göra detta måste man offensivt möta de miljöproblem <strong>som</strong> bilismen<br />
förknippas med. 5 Å andra sidan är övergång från explosionsmotor<br />
till bränsleceller ett radikalt tekniksprång, snarare än en stegvis förändring.<br />
Därför kan mindre drastiska lösningar <strong>som</strong> flytande biodrivmedel,<br />
hybridbilar och naturgasdrift med begränsade koldioxidutsläpp<br />
föredras på medellång sikt och då blockera vätgaslösningen relativt<br />
länge. En övergång till bränsleceller för naturgas skulle å andra sidan<br />
förbereda för ett relativt odramatiskt skifte till vätgas senare. Vilken<br />
riktning bilindustrin väljer kommer under alla förhållanden att ha stor<br />
betydelse. Styrmedel, både sådana <strong>som</strong> riktas mot bilismen <strong>som</strong> sådan<br />
och sådana <strong>som</strong> i första hand avser koldioxid, kommer troligen att kunna<br />
tippa balansen åt det ena eller andra hållet.<br />
Hur lång tid en övergång kan ta är utomordentligt svårt att sia om. Å<br />
andra sidan kan man studera vilken ut- och infasningstakt <strong>som</strong> skulle<br />
vara ekonomiskt optimal, i världsskala, om man ville upprätthålla ett<br />
ambitiöst klimatmål (400 ppm CO 2 i fortvarighetstillstånd). Modellberäkningar<br />
6 över hela detta sekel visar tre saker:<br />
– fossila bränslen håller sig kvar i fordonssektorn (bilar och lastbilar)<br />
relativt länge helt enkelt därför att det är billigare att plocka bort<br />
dem tidigt ur andra (stationära) delar av energisystemet<br />
5) Jämför Alan Altshuler m fl (1984): The future of the automobile: the report of MIT’s<br />
International Automobile Program. Cambridge, Mass.: MIT Press.<br />
6) Självklart förutsätts en rad saker <strong>som</strong> omöjligen kan redovisas i denna korta översikt.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 33
– det bränsle <strong>som</strong> så småningom avlöser bensin och oljor är vätgas (inte<br />
t ex metan)<br />
– övergången äger rum någon gång i intervallet 2040 till 2060, beroende<br />
på olika antaganden om ressträckor och styrmedel (Azar, Lindgren,<br />
Andersson 2002) men förberedelserna för övergången förutsätts<br />
starta långt tidigare.<br />
Vanor, säkerhet och acceptans<br />
Det har föreslagits att ett utbyggt naturgasnät skulle vara ett bra mellansteg<br />
till en senare vätgasregim. Det är dock långt ifrån säkert att en<br />
vätgasekonomi i Sverige ska bygga på nationell distribution i rörledningar.<br />
Systemet av produktion/reformering – distribution – användning<br />
måste studeras noggrannare just <strong>som</strong> system innan man kan ha någon<br />
välgrundad uppfattning om värdet av ett nationellt gasnät på sikt.<br />
Vad <strong>som</strong> uppenbart behövs är ett väl genomtänkt regelverk för vätgas<br />
<strong>som</strong> energibärare och en professionell kultur kring risk- och säkerhetsfrågor.<br />
De energiformer <strong>som</strong> redan är etablerade omges var och en av ett<br />
omfattande regelverk till skydd för människorna, naturen och samhällsekonomin.<br />
Det gäller kärnkraften <strong>som</strong> har ett eget relativt komplicerat<br />
regelverk <strong>som</strong> gradvis byggts på sedan år 1945. Elektriciteten betraktar<br />
vi inte <strong>som</strong> ett säkerhetsproblem i dag men det beror till stora delar på<br />
ett säkerhets- och risktänkande <strong>som</strong> vuxit fram sedan slutet av 1800-<br />
talet. Kring olja och bensin kan liknande processer noteras.<br />
Vätgasen är i sig inte särskilt ”farlig”. Den späds snabbt ut i luften<br />
vilket gör att olycksriskerna från läckor vid t ex vägtransport är måttliga.<br />
I slutna rum däremot bildas knallgas <strong>som</strong> är mycket explosiv. 7 Läckor<br />
är svåra att upptäcka efter<strong>som</strong> gasen saknar lukt och färg.<br />
En tämligen förbisedd systemaspekt är att det ofta blir helt andra<br />
miljö- och hanteringsproblem <strong>som</strong> dyker upp när en teknik vuxit till<br />
massanvändning, än de <strong>som</strong> man iakttar i liten skala. Från 1900-talet<br />
kan noteras vattenklosetten och den bensindrivna bilen. Så länge dessa<br />
förblev ett njutningsmedel för överklassen och fanns i några hundra<br />
exemplar framstod de <strong>som</strong> rena, moderna och eftersträvansvärda. I miljonskala<br />
kommer helt andra effekter i förgrunden: massiva föroreningsproblem,<br />
ändrad byggpraxis och storskaliga beroenden i samhällsekonomin<br />
för att bara nämna tre. När det gäller vätgas kan bland annat materialproblemen<br />
behöva tänkas igenom: rörledningar, brännare och bränsleceller<br />
bör inte baseras på miljöfarliga metaller och kompositer. Sällsynta<br />
och dyrbara metaller – <strong>som</strong> platina i bränsleceller – kan behöva bytas<br />
ut mot vanligare. Andra strukturella effekter i samhället skulle också<br />
behöva uppmärksammas.<br />
Det är sannolikt att vätgasen välkomnas av allmänheten på likartat<br />
sätt <strong>som</strong> vindkraft och solvärme välkomnas – i allmänna termer. Å andra<br />
sidan visar det sig oftast först när man får personlig kontakt med det<br />
nya i vilken grad detta kan accepteras konkret och på allvar. Det är därför<br />
viktigt att vätgas introduceras på ett sätt <strong>som</strong> inger förtroende, med<br />
väl utprovade säkerhetsrutiner och professionell vägledning.<br />
7) Visserligen är den energi <strong>som</strong> behövs för att utlösa en knallgasexplosion 10 gånger<br />
högre för vätgas än för t ex bensinånga, men det är alldeles tillräckligt med en liten<br />
gnista.<br />
34 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Eftertankar<br />
Detta kapitel inleddes med att entusiasterna och visionärerna för vätgas<br />
fick komma till tals. Det kan vara rimligt att avsluta med en kort betraktelse<br />
över vilka alternativa vägar man kan tänka sig för att nå klimatoch<br />
tillväxtmål, <strong>som</strong> skulle kunna onödiggöra vätgasen eller skjuta den<br />
långt i framtiden. Inom transportsektorn <strong>som</strong> länge varit ett ”segt” problem<br />
sker nu en snabb utveckling mot motortyper med låg energiåtgång<br />
och obetydliga utsläpp av partiklar och skadliga gaser. Alternativa flytande<br />
bränslen, <strong>som</strong> metanol, kan med mindre institutionella besvär<br />
ersätta bensinen. Detta kan på lång sikt gynna biomassa och avfall <strong>som</strong><br />
energiråvara för fordonsdrift och tillgängliga uppgifter visar att t ex<br />
metanol producerad på detta sätt är konkurrenskraftig både miljömässigt<br />
och ekonomiskt med vätgas. En snabb utveckling av bränsleceller<br />
gynnar inte bara vätgasen utan kan också ge en ny chans för andra<br />
bränslen. Som vi noterat är flytande bränslen avsevärt lättare att lagra<br />
än vätgas. Naturgasen kan bli en övergångsteknik i många tillämpningar<br />
och övergångsperioden kan bli relativt lång: på sikt måste man dock<br />
tänka sig helt koldioxidfria lösningar även för transportsektorn.<br />
Referenser:<br />
Azar, Christian, Lindgren, Kristian, Andersson, Björn (2002): ”Hydrogen<br />
or methanol in the transportation sector.” To be published in Energy<br />
Policy<br />
Ballard, Geoffrey E H. Ett flertal artiklar mm finns på <strong>hem</strong>sidan<br />
http://www.generalhydrogen.com/php/index.php<br />
Björck, P-O och Grahn, M (1999): A feasibility study on Hydrogen Distribution<br />
in present natural gas pipeline systems. Chalmers, Fysisk<br />
resursteori, Göteborg<br />
Dutton, Geoff (2002): Hydrogen Energy Technology. Tyndall Centre for<br />
Climate Change Research. WP 17<br />
Hughes, Thomas P (1983): Networks of Power. Electrification in Western<br />
Society 1880–1930. Johns Hopkins University Press, Baltimore<br />
Macfie, D. (2002) Vätgas och bränsleceller. Statens väg- och transportforskningsinstitut,<br />
Linköping<br />
Ogden, J M (1999): ”Prospects for building a hydrogen energy infrastructure.”<br />
Ann Rev Energy Environment, Vol 24, pp 227-279<br />
Pridmore, Alison, Brisotw, Abigail (2002): The role of hydrogen in powering<br />
road transport. Tyndall Centre for Climate Change Research.<br />
WP 19<br />
US Department of Energy (2002): National Hydrogen Energy Roadmap.<br />
Toward a More Secure and Cleaner Energy Future for America.<br />
Kan laddas ner från<br />
http://www.eren.doe.gov/hydrogen/features.html#roadmap<br />
I samtliga ovan angivna referenser finns utförliga hänvisningar till vetenskaplig litteratur<br />
och översikter.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 35
SOLVÄRME OCH SOL-EL<br />
Alla de förnybara energislagen – vind, vatten, vågor och biomassa<br />
lik<strong>som</strong> direkt omvandling av solljuset till el och värme –<br />
baseras i grunden på sol. Alla dessa nyttjar den instrålade solenergin<br />
i omlopp vilka, <strong>som</strong> mest, omfattar några tiotal år i tid.<br />
Inte minst biomassa kan bli en strategisk energiresurs i många<br />
regioner. I detta kapitel ska vi emellertid särskilt uppmärksamma<br />
det direkta nyttjandet av solenergin. Teknikerna för detta<br />
ligger i fronten och de kan på sikt få betydande systemmässiga<br />
konsekvenser.<br />
Byggnadsstilar och byggnadsmaterial speglar olikheterna i klimat och<br />
ljusförhållanden i olika delar av världen. I vårt land placeras och utformas<br />
husen för att solen i möjligaste mån ska kunna värma och lysa upp.<br />
I andra delar av världen eftersträvar man att skärma av den mest intensiva<br />
solstrålningen. Dessa tekniker för att nyttja solenergi – passiv solvärme<br />
– kan vidareutvecklas på många intressanta sätt genom moderna<br />
material och konstruktioner. Smarta fönster <strong>som</strong> skärmar av eller släpper<br />
igenom värmen i solstrålningen allt efter behoven, är ett exempel.<br />
I det följande ska vi emellertid behandla de aktiva tekniker för att<br />
omvandla solstrålning till värme eller el <strong>som</strong> i dag har små men växande<br />
marknader. Vi koncentrerar oss på teknikernas systemaspekter. En utförligare<br />
redovisning finns i faktarapporten El och värme från solen.<br />
Solvärme<br />
Det finns flera typer av solfångare <strong>som</strong> kan omvandla solenergi till<br />
värme. De vanligaste är plana, glasade solfångare <strong>som</strong> har lågt kvadratmeterpris<br />
och <strong>som</strong> är driftsäkra och lätta att installera.<br />
I många länder byggs solvärmeanläggningar numera ut <strong>som</strong> det normala<br />
och bästa sättet att producera varmvatten. I kallare länder kan solenergi<br />
nyttjas också för att värma byggnader. Lönsamheten beror på<br />
finansieringsvillkoren och kostnaden för alternativa uppvärmningssätt.<br />
Faktarapporten anger att solvärmesystem är lönsamma om de kan få en<br />
långsiktig finansiering (kring 20 år och med 5 procent ränta).<br />
Under de senaste åren har installationen av solvärmeanläggningar<br />
ökat med 15 till 20 procent per år i Europa. För IEA:s medlemsländer<br />
beräknas energiutvinningen via solvärme vara lika stor <strong>som</strong> elproduktionen<br />
i vindkraftverk och tio till hundra gånger större än elproduktionen<br />
från sol.<br />
Med dagens förutsättningar är solvärme bara konkurrenskraftigt i<br />
vissa tillämpningar i vårt land, t ex <strong>som</strong> tillsats för att producera varmvatten<br />
<strong>som</strong>martid i nya småhus. Forskningen har emellertid bidragit till<br />
att utveckla system med förbättrade prestanda och lägre pris. Det är<br />
möjligt att medelstora system kopplade till fjärrvärme kan slå igenom<br />
under de närmaste åren. Ett sådant genombrott skulle möjliggöra ökade<br />
volymer och en mer industriell tillverkning, vilket skulle kunna pressa<br />
priserna.<br />
36 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Solceller<br />
De första effektiva solcellerna tillverkades på 1950-talet. Tekniken väckte<br />
stort intresse men den var för dyr annat än för mycket speciella ändamål.<br />
Den första tillämpningen kom i rymdprogrammen där solceller<br />
användes <strong>som</strong> kraftkälla för satelliter.<br />
Oljekrisen på 1970-talet ökade intresset för att utveckla solcellstekniken.<br />
Flera länder initierade program för forskning och utveckling. Solceller<br />
började vid denna tid användas i t ex nödtelefoner, på fyrar och i<br />
avsides belägna hus där konventionell energiförsörjning var svår och dyr.<br />
Under 1980-talet skapades ytterligare en kommersiell marknad, när<br />
japanska företag började använda solceller i miniräknare, klockor och<br />
andra små konsumentprodukter.<br />
Oron för de fossila bränslenas klimatpåverkan förstärkte intresset för<br />
solcellerna. Under 1990-talet har framför allt Japan och Tyskland intensifierat<br />
sina satsningar för att introducera solceller på marknaden.<br />
Bidrag till installationskostnaden och förmånliga villkor för att sälja<br />
överskottsel har lett till att solceller under de senaste åren i växande<br />
utsträckning börjat installeras i byggnader i städer och anslutas till det<br />
ordinarie elnätet.<br />
En solcell består av två eller flera skikt av halvledare – vanligen i<br />
kiselmaterial. När solljuset faller på cellen skapas en elektrisk spänning<br />
mellan skikten vilket gör att cellen fungerar <strong>som</strong> ett batteri. I praktisk<br />
användning är flera solceller hopkopplade i väderskyddade solcellsmoduler.<br />
Kristallina kiselceller <strong>som</strong> hittills dominerat marknaden, består av<br />
kiselbrickor i samma slags material <strong>som</strong> i mikroelektroniken. Tekniken är<br />
väl utprovad men materialkostnaden blir förhållandevis hög efter<strong>som</strong><br />
kiselbrickorna är självbärande.<br />
Tunnfilmssolceller, <strong>som</strong> nu är under utveckling, bedöms kunna bli<br />
väsentligt billigare efter<strong>som</strong> halvledaren anbringas <strong>som</strong> en tunn film på<br />
en glasskiva, en plastskiva eller annat bärande lager. Därigenom minskas<br />
materialåtgången och den tillverkade enheten kan göras större vilket<br />
också sänker produktionskostnaden. Efter<strong>som</strong> filmerna är mycket tunna<br />
blir det möjligt att använda många olika slags halvledare – också sällsynta<br />
och dyra material.<br />
I fristående system behövs ett batteri för att lagra energi och en<br />
laddningsregulator. I nätanslutna system kan man undvara dessa. Där<br />
FOTO: CARL MICHAEL JOHANNESSON<br />
Solceller (10 kW toppeffekt) i Nordens Ark, en park för hotade djur i Bohuslän. I<br />
parken finns också solfångare för värmeproduktion.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 37
ehövs å andra sidan en växelriktare för att omvandla solcellernas likström<br />
till växelström vid utmatning på elnätet. Beroende på system, solinstrålning,<br />
ränta och avbetalningstid blir kostnaden för den producerade<br />
elen 3 till 10 kronor per kWh. Ungefär hälften av kostnaden kan hänföras<br />
till solcellsmodulerna, hälften till övriga systemkomponenter<br />
(Kåberger, T. m.fl., 2003).<br />
Miljöeffekter<br />
Solceller ger inte upphov till några utsläpp när de används. Efter<strong>som</strong><br />
framställningen av kisel är energikrävande uttrycktes till att börja med<br />
farhågor att det skulle krävas lika mycket energi för att tillverka solcellerna<br />
<strong>som</strong> vad de skulle kunna producera. Aktuella mätningar visar dock<br />
att kristallina solceller (<strong>som</strong> har livslängder på 20 till 25 år) betalar tillbaka<br />
den energi <strong>som</strong> går åt vid tillverkningen på 3 till 7 år. För tunnfilmssolceller<br />
ligger återbetalningstiden under 2 år i områden med god<br />
instrålning, t ex medelhav<strong>som</strong>rådet (EPIA, Greenpeace, 2001).<br />
Inslaget av mycket sällsynta eller giftiga metaller i cellerna är ett problem<br />
för vissa tunnfilmstekniker. De miljömedvetna kunder man vänder<br />
sig till kan ställa sig avvisande till kadmium och andra hälso- och miljöfarliga<br />
ämnen. Även om tillgången på de sällsynta metallerna – t ex<br />
indium – är tillräcklig för den närmaste framtiden skulle de begränsade<br />
förekomsterna kunna bromsa en långsiktig expansion. Många av dagens<br />
tunnfilmstekniker kommer mot denna bakgrund troligen att vara övergångslösningar.<br />
Forskning och utveckling pågår med sikte på att byta ut<br />
sällsynta och giftiga metaller.<br />
Marknader och priser<br />
Under 1990-talet har den installerade solcellskapaciteten i världen vuxit<br />
med över 20 procent per år. Mellan år 2000 och 2001 var ökningen 35<br />
procent (IEA, 2002). Med ökande tillverkningsvolymer har priset på solceller<br />
sjunkit. Historiskt har priset reducerats med 20 procent för varje<br />
fördubbling av den tillverkade kvantiteten (Green, 2000).<br />
Solceller är i dag konkurrenskraftiga i en rad små konsumentprodukter<br />
och i olika tillämpningar i<br />
avsides belägna områden. Stödprogram<br />
i bland annat Japan,<br />
Tyskland och USA har <strong>som</strong> nyss<br />
nämnts lett till att solceller i växande<br />
utsträckning också installeras<br />
på byggnader i tätbebyggda områden.<br />
Mer än 60 procent av den<br />
installerade solcells kapaciteten i<br />
världen är numera nätansluten.<br />
Skillnaderna mellan olika länder är dock stora. I t ex Kanada, Frankrike,<br />
Sverige, Norge och Finland svarar tillämpningar utanför elnäten fortfarande<br />
för mer än 90 procent av den installerade kapaciteten (IEA,<br />
2002).<br />
Offentliga stimulansåtgärder är fortfarande avgörande för att solcellstekniken<br />
ska vara konkurrenskraftig i byggnader <strong>som</strong> har tillgång till<br />
elnät. De länder <strong>som</strong> satsar på solceller – t ex Tyskland och Japan – har<br />
Mer än 60 procent av den<br />
installerade solcellskapaciteten<br />
i världen är numera<br />
nätansluten<br />
38 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
I december 2001 fick Kristianstad kommun ett EU-pris för sitt arbete med<br />
att ersätta fossila bränslen med förnybar energi. Kommunen satsar på en<br />
rad olika åtgärder för att minska CO 2 -utsläppen. Bilden visar ett nätanslutet<br />
solcellssystem (toppeffekt 11,8 kW) <strong>som</strong> integrerats i ett bostadshus.<br />
FOTO: CLAES DAHLQUIST<br />
lämnat generösa bidrag till kostnaden för att installera systemen. Gynnsamma<br />
regler för att sälja överskottsel till nätet har också varit viktiga.<br />
Arkitektoniskt integrerade solceller<br />
När ett nytt hus byggs – eller ett hus byggs om – kan solceller ersätta<br />
andra tak- och fasadmaterial. När husen formges för att använda solceller<br />
kan den solbelysta ytan och energiutbytet ökas. Detta – lik<strong>som</strong> den<br />
minskade åtgången av andra byggnadsmaterial – sänker kostnaden. Solcellerna<br />
ger också möjlighet att uttrycka något om byggnadens karaktär<br />
t ex ”detta är huvudkontoret för ett modernt och miljöengagerat företag”.<br />
Ett antal företag, huvudsakligen i Europa, specialiserar sig nu på<br />
solcellsprodukter för integration i byggnader. Kombinerade system för<br />
solvärme och sol-el utvecklas också.<br />
Stora solcellssystem<br />
Storskaliga produktionsanläggningar baserade på solceller har hittills<br />
inte kommit till stånd. När solcellskostnaden sjunkit ytterligare skulle<br />
den typen av anläggningar kunna spela roll i områden där solinstrålningen<br />
är intensiv och marken billig, t ex i ökenområden i sydvästra USA<br />
och i Nordafrika. I sådana fall behöver man också komplettera med system<br />
för elöverföring eller överföring av energin i form av vätgas. 1<br />
1) I ett långsiktigt perspektiv skulle också termiska solkraftverk kunna bli intressanta i<br />
områden med lite moln. De utnyttjar koncentrerande solfångare eller stora solföljande<br />
speglar för att ge en en hög temperatur på en liten absorbatoryta.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 39
Solceller i utvecklingsländerna<br />
I utvecklingsländerna saknar två miljarder människor tillgång till el. Där<br />
skulle solceller kunna ge belysning till byarna på landsbygden vilket skulle<br />
kunna innebära stora vinster för läskunnighet och folkbildning (så<br />
<strong>som</strong> en gång skedde i Sverige, se Furuland 1984). Lokala sjukstugor skulle<br />
kunna kylförvara vaccin och mediciner. Enkla, soldrivna vattenreningssystem<br />
skulle kunna bidra till att begränsa vattenburna sjukdomar.<br />
I dag dör 10 000 barn varje dag till följd av sådana sjukdomar (uppskattning<br />
från WHO citerad i Green, 2000).<br />
Hittills har solcellssystem dock installerats i begränsad omfattning i<br />
utvecklingsländerna. Den förhållandevis höga initialkostnaden är en barriär<br />
för tekniken. Bristande resurser för installation och underhåll är ett<br />
annat hinder. De system <strong>som</strong> existerar har – lik<strong>som</strong> övrig landsbygdselektrifiering<br />
– subventionerats av regeringar eller internationella hjälporgan.<br />
Användarna betalar ofta en kontantinsats och därefter en<br />
månadsavgift under en bestämd tid. Den senare avgiften kan avpassas<br />
med hänsyn till kostnaden för de varor (t ex fotogen) <strong>som</strong> inte längre<br />
behövs.<br />
Framtiden<br />
Kostnaderna för solenergitekniker har förutsättningar att sjunka snabbare<br />
än kostnaderna för etablerade energitekniker. För att så ska ske<br />
krävs dock att stabila marknadsstödjande åtgärder införs i flera länder.<br />
Martin Green, australiensisk solcellsforskare <strong>som</strong> mottagit det alternativa<br />
Nobelpriset för sitt arbete med att förbättra tekniken, menar att<br />
bland annat tunnfilmstekniken kommer att bidra till en fortsatt nedåtgående<br />
spiral i kostnaden för solceller. Så småningom kommer cellerna<br />
bara att vara några gånger dyrare än glasskivor. Under de kommande<br />
decennierna kommer solcellerna, från att ha varit ett dyrt sätt att generera<br />
elektricitet, att bli ett av de billigaste. Detta förutsätter att tillämpningar<br />
i de mer välbeställda länderna kommer att påskynda spridningen<br />
i utvecklingsländerna, något <strong>som</strong> vi ska återkomma till i ett senare kapitel.<br />
Referenser<br />
European Photovoltaic Industry Association. Greenpeace International<br />
(2001) Solar Generation<br />
Furuland, Lars (1984) Ljus över landet: elektrifieringen och litteraturen.<br />
Daedalus. Tekniska museets årsbok. Stockholm<br />
Green, Martin (2000) Solceller. Från solljus till elektricitet (svensk bearbetning,<br />
2002, Mats Andersson och Jonas Hedström), Svensk Byggtjänst<br />
, Stockholm<br />
International Energy Agency (2002) Trends in Photovoltaic Applications<br />
in selected IEA countries between 1992 and 2001<br />
Kåberger, T., Andersson, B., Brogren, M. (2003) El och värme från solen<br />
40 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
EL I ENERGISYSTEMET –<br />
BEHÖVS EN SYNVÄNDA?<br />
I de rikare länderna kommer kostnaden för energi att bli<br />
mindre viktig för en stor del av företagen och många privatkunder<br />
till följd av den ökande andelen tjänster och högt förädlade<br />
produkter. I stället kommer behovet av sofistikerade<br />
energibärare <strong>som</strong> kan ge säker försörjning och ständigt tillgänglig<br />
spänning att stå i förgrunden. Vi kan få dubbla eller<br />
tredubbla system för att försörja de väsentliga behoven. El<br />
med extra hög säkerhet kan bli en ny produkt.<br />
I de flesta bedömningar av den framtida energianvändningen trycker<br />
man på att andelen elektricitet i energimixen kommer att öka. Detta<br />
brukar motiveras så att elen är kvalitetsmässigt överlägsen alla andra<br />
energislag i användarledet och det tas samtidigt <strong>som</strong> självklart att ”kvaliteten”<br />
och kvalitetskraven på något sätt också kommer att öka.<br />
En reservation måste dock göras för Sverige (och Norge) i detta avseende<br />
efter<strong>som</strong> andelen el i uppvärmningssektorn är stor i internationell<br />
jämförelse. ”Kvalitetstesen” handlar i vårt land snarast om elandelen i<br />
energisektorn, utom uppvärmning.<br />
Ett annat ”förgivet-tagande” är att elsystemet i framtiden kommer att<br />
se ut ungefär <strong>som</strong> i dag; men givetvis större och bättre. Den historiska<br />
processen i Sverige (och de flesta andra länder) innebär en utveckling<br />
från många lokala elsystem (ofta i kooperativ form, kring ett eller flera<br />
små vattenkraftverk) över en gradvis hopkoppling mot ett nationellt system,<br />
dominerat av Vattenfall och ett begränsat antal samverkande elbolag.<br />
Genom avreglering och konkurrensutsättning har visserligen antalet<br />
aktörer ökat men det tekniska mönstret har inte förändrats utan snarare<br />
förstärkts. Genom kabelanslutningar först till Norden och numera också<br />
till Tyskland och Polen blir elsystemet allt tydligare ett övernationellt,<br />
sammanhängande stort tekniskt system. Dess kärna är ett stomnät för<br />
högspänning i vilket stora effekter kan utvecklas och stora energimängder<br />
överföras. Från konsumentsynpunkt är elsystemet ”två hål i väggen”<br />
från vilka hushållets alla elektriska behov kan tillgodoses.<br />
Det ovan sagda är dock inte riktigt sant ens i dag och vi ämnar diskutera<br />
vilka utvecklingslinjer <strong>som</strong> ”elsystemet” kan tänkas följa i framtiden.<br />
Närmare bestämt är syftet med detta kapitel att:<br />
1. granska kvalitetsargumentet, särskilt vilka krav <strong>som</strong> i verkligheten<br />
kommer att ställas på ”högkvalitativ” energiförsörjning<br />
2. ställa frågan om vad kvalitetsmässig energianvändning i framtiden<br />
kan betyda i systemtermer, särskilt i fråga om elsystemet.<br />
Kunskapssamhället förändrar energisystemen<br />
Om 20 år kommer de <strong>som</strong> går ut i arbetslivet att ha vuxit upp med PC,<br />
Internet och mobiltelefoner. Den snabba utvecklingen inom t ex IT-, biooch<br />
nanotekniken kommer att ha gett nya förutsättningar för varuproduktionen<br />
och samhällslivet.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 41
Vi tror att en rad nya kopplingar kan uppkomma mellan energisektorn<br />
och andra sektorer i ett allt mer utpräglat kunskapssamhälle. Ett<br />
exempel är introduktionen av allt mer raffinerade metoder för nätbalansering,<br />
distribution, debitering och prissättning <strong>som</strong> kan utvecklas<br />
genom att IT ”växer ihop” med energisektorn. Vi avstår dock från att<br />
utveckla sådana aspekter efter<strong>som</strong> vi tror att en annan påverkan från<br />
”kunskapssamhället”, nämligen interaktionen mellan elsystemet och<br />
modern, högkvalitativ användning, är viktig och mindre ofta observerad.<br />
Det gäller frågor sådana <strong>som</strong>:<br />
– vad kommer behovet av avbrottsfria leveranser att få för systemmässiga<br />
konsekvenser?<br />
– vad kommer den ökade användningen av mobila utrustningar att<br />
innebära för elsystemet?<br />
Avbrottsfri energiförsörjning<br />
I dag är det inte bara processindustrier, banker och sjukhus <strong>som</strong> behöver<br />
el med extremt hög tillgänglighet. Genomslaget för IT-baserade system<br />
gör även äldrevården, skolan och <strong>hem</strong>men allt mer beroende av avbrottsfria<br />
leveranser till vitala kommunikationssystem, automatiska lås, medicinsk<br />
övervakning och andra viktiga funktioner.<br />
Traditionellt har de <strong>som</strong> varit beroende av helt säkra leveranser<br />
installerat reservaggregat. När allt fler små enheter får behov av säker<br />
försörjning till kritiska system kan man fråga sig om detta är den bästa<br />
systemlösningen.<br />
Förändringar inom telefonin ger frågan ytterligare tyngd. I dag kan<br />
det fasta telenätet, <strong>som</strong> också är stommen i mobilnäten, fungera i ca 8<br />
timmar under elstopp tack vare att varje nätkomponent har inbyggd<br />
reservkraft (batterier för ett antal timmars drift eller dieseldrivna generatorer).<br />
Det ger möjlighet för allmänheten att kalla på hjälp i nödsituationer<br />
och få information även vid elavbrott. Den höga tillgängligheten i<br />
telesystemet underlättar också snabb felsökning och återstart av elsystemet<br />
och andra tekniska system <strong>som</strong> slutat fungera.<br />
Tele- och datatrafiken kommer emellertid att successivt länkas över<br />
till Internet. De fastigheter <strong>som</strong> får fullt utbyggt bredband med Internet<br />
kommer stegvis att kopplas bort från det analoga telenätet vars kapacitet<br />
kommer att reduceras. Det betyder att kraven på tillgänglighet i Internet<br />
kommer att öka. Det kommer att behövas lokal reservkraft för att hindra<br />
att telefoni och Internet slocknar när de behövs <strong>som</strong> mest – vid ett elavbrott<br />
(Pettersson, Å.m.fl., 2002). Traditionella lösningar med batterier<br />
eller reservelverk är svåra att hantera för fastighetsägare och teleoperatörer.<br />
Här öppnar sig möjligheter för nya systemlösningar. Professionella<br />
aktörer – elbolag eller nya företag – skulle kunna ta på sig ansvaret och<br />
garantera leveranserna till IT-relaterade verksamheter med känslig produktion<br />
och andra kritiska system där innehavarna är beredda att betala<br />
för den högre leveranssäkerheten. Den pågående utbyggnaden av bredbandsnät<br />
och optostadsnät ger – om så befinns önskvärt – en möjlighet<br />
att sambygga el- och telesystemen. Det vore t ex möjligt att utnyttja<br />
tele- och optonätskanaler för att skapa en från det vanliga elnätet separat<br />
överföringsväg.<br />
Det finns redan en stor mängd reservelverk i samhället <strong>som</strong> skulle<br />
kunna ingå i sådana nät men anslutningen behöver i så fall organiseras<br />
42 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
och underlättas genom ändringar i lagstiftningen. På sikt finns många<br />
teknikmöjligheter för produktionen, bland annat bränsleceller. I lägen då<br />
det råder effektbrist skulle det lokala reservkraftsystemet kunna startas<br />
för att avlasta det vanliga elnätet och ge spetskraft.<br />
Samhällets alltmer ökade observans på störningsfri el kan alltså leda<br />
till utlokalisering av mindre produktionsenheter i små lokala och parallella<br />
system <strong>som</strong> komplement till den befintliga försörjningsstrukturen.<br />
Detta kan etablera en ny produkt på marknaden – el med extra hög tillgänglighet<br />
och leveranssäkerhet.<br />
Flera systemnivåer<br />
Det resonemang <strong>som</strong> förts så här långt antyder att man kan urskilja inte<br />
ett, utan grovt sett tre olika systembehov vad gäller elförsörjning. Det<br />
första representeras av stor-kraftnätet (makronivån) <strong>som</strong> under lång tid<br />
kommer att behövas för att leverera stora effekter och stora energimängder<br />
till storförbrukare: industrier, stadsbelysning, järnväg osv. Det andra<br />
behovet, <strong>som</strong> vi kan kalla meso-nivåns behov gäller måttliga energimängder<br />
och låga effekter. Den lösning <strong>som</strong> ovan nämnts att bygga samman<br />
datanät och lokala elnät kan ses <strong>som</strong> en realisering av nät på mesonivån,<br />
separerade från eller i varje fall oberoende av stor-kraftnätet.<br />
Kapaciteten i reservnäten behöver bara dimensioneras för att klara de<br />
kritiska elbehoven kanske 5 till 10 procent av det totala elbehovet (Pettersson,<br />
Å. m. fl., 2002). Den tredje nivån (”mikro”) återkommer vi till<br />
nedan i avsnittet om mobila enheter.<br />
Behovet av säkra leveranser till kritiska system är en av många faktorer<br />
<strong>som</strong> kan påverka balansen mellan centrala och distribuerade lösningar.<br />
Långsiktspanelen pekar i sin rapport på att nya tekniklösningar för<br />
elproduktion kan komma att ge konkurrenskraftiga kostnader ner till<br />
mycket liten skala. På avreglerade marknader kan en modulär teknik i<br />
måttlig skala ge större flexibilitet vid utbyggnad och vara enklare att<br />
finansiera. Växande efterfrågan i utvecklingsländer, där centrala distributionsnät<br />
i många fall saknas, kan utgöra ytterligare ett starkt motiv<br />
för massproduktion av småskaliga och fristående elsystem.<br />
Ny strömförsörjning till mobila enheter?<br />
Än mer tillspetsad blir skillnaden mellan de nya kvalitetsbetonade behoven<br />
och ”makrosystemets” logik när vi fokuserar de enskilda apparaterna<br />
i informationssamhället. Här intar de mobila enheterna (mobiltelefoner,<br />
bärbara datorer, handdatorer, sensorer, fjärrkontroller, ficklampor m fl)<br />
en särställning efter<strong>som</strong> de i daglig drift kräver distribuerad el men det<br />
finns också en lång rad andra apparater <strong>som</strong> skulle kunna nyttja en motsvarande<br />
typ av energiförsörjning (stationära datorer, <strong>hem</strong>elektronik,<br />
regler- och styrdon i industrin). Gemensamt för dem är att de arbetar<br />
med låg spänning (typiskt 12 V eller lägre) och låga effekter men med<br />
extremt stora krav på avbrottsfrihet; ofta krävs även tålighet mot mekanisk<br />
eller kemisk påverkan.<br />
Det antydda behovet är på intet sätt nytt. Mer eller mindre klumpiga<br />
batterier och ackumulatorbatterier har funnits på marknaden länge och<br />
varit oumbärliga i bilar och båtar – samt länge också för telefonsystemen.<br />
(Engångs-) batterier, typiskt nog ofta omnämnda <strong>som</strong> ”ficklamps-<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 43
FOTO: PETRA JÄRNBERT/KONTINENT<br />
FOTO: MIKAEL FJELLSTRÖM<br />
I Sverige används cirka 90 miljoner lösa batterier per år. Det är drygt<br />
tio batterier per invånare och år, lika mycket <strong>som</strong> för 20 år sedan, vilket<br />
bland annat beror på att dagens batterier har ett större energiinnehåll.<br />
Ett vanligt svenskt hushåll innehar i dag 40 till 50 batterier, varav ett tiotal<br />
är inbyggda. Källa: Batteriinsamlingen (www.<strong>hem</strong>tillholken.nu).<br />
batterier”, har fått en dramatiskt ökad spridning, bland annat för transistorradio<br />
och leksaker. Till den imponerande mängd elektricitet <strong>som</strong><br />
säljs över disk i matvaruaffärer och Pressbyrån har lagts ett mycket stort<br />
antal lågspännings- och lågeffektackumulatorer. En sådan finns i varje<br />
mobiltelefon och antalet ”uppladdningsbara batterier” är mycket stort<br />
och växande.<br />
Det under lång tid föga upphetsande området små och medelstora<br />
batterier har alltså vuxit till ett stort, högteknologiskt och i stort sett<br />
också lönsamt område. Den tekniska utmaningen under senare år har<br />
varit att utveckla batterier med låg vikt, lång drifttid och fria från tungmetaller.<br />
(Se bild). Det slående är att områdets förbindelse med storkraftnätet<br />
inte är vare sig naturlig eller nödvändig. 1 Snarare tvärtom. En<br />
rad av de framväxande och moderna teknikerna inom energiområdet<br />
lämpar sig nämligen mycket bättre för distribuerad och småskalig<br />
användning än för inkoppling på storkraftnätet. Vi antyder några av möjligheterna<br />
nedan.<br />
44 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Om solceller kan utvecklas <strong>som</strong> en naturlig del av nya byggnader är<br />
det mycket enklare att använda den lågspända elen (likström) direkt än<br />
att omforma och transformera upp den till 230 V växelström. Detta<br />
talar för lågspänningsnät i bostäder och andra byggnader <strong>som</strong> kan nyttjas<br />
för drift av elektronik, larmsystem, småmotorer med mera. Om<br />
dessa kommer att räcka även för belysning och t ex normala köksmaskiner<br />
eller kontorsmaskiner är dock en öppen fråga.<br />
Om man samtidigt, eller <strong>som</strong> alternativ, kommer att införa vätgasdistribution<br />
i en finmaskig infrastruktur föreligger motsvarande, eller bättre,<br />
möjligheter till lågspänningsförsörjning i bostäder, kontor och småindustrier.<br />
Små vätgasdrivna ”elverk” med bränsleceller kan utan svårighet<br />
stå för den totala energiförsörjningen – förutsatt att spridningen blir<br />
sådan att priserna kan hållas nere och att skötselproblemen för den<br />
enskilde användaren blir hanterliga.<br />
Efter<strong>som</strong> stor vikt läggs vid vätgas/bränsleceller i kombination i bilar,<br />
finns en möjlighet att ansluta den parkerade bilen <strong>som</strong> ett lokalt elverk<br />
till lägenheten eller villan. Om detta blir realistiskt beror enligt vår<br />
bedömning mera på hur boende och bilkörning praktiskt är ordnade,<br />
t ex parkering, och på den aktuella prisrelationen mellan vätgas och el,<br />
än på tekniska svårigheter. Under alla förhållanden kan detta bara bli en<br />
komplettering till ett stationärt nät, antingen lokalt matat eller (<strong>som</strong> nu)<br />
en utlöpare av storkraftnätet.<br />
Mycket talar för att någon typ av ackumulator kommer att behövas i<br />
mobila enheter, <strong>som</strong> telefoner och datorer, även i fortsättningen. Enkla<br />
laddningsstationer i bostaden och kontoret framstår <strong>som</strong> helt naturliga<br />
komponenter i lokala lågspänningsnät enligt ovan. För en del mobila<br />
användningar kan solceller (<strong>som</strong> nu i räknedosor) eller bränsleceller med<br />
vätgas komma att framstå <strong>som</strong> naturliga. Större mobila enheter (personbilen<br />
ger redan nu ett exempel på ett lokalt och mobilt 12 V elsystem)<br />
kan bära med sig sin egen lokala el-generering med hjälp av bränslen,<br />
t ex vätgas.<br />
Sammanfattande bedömningar<br />
Vi har påvisat att el-behoven i framtiden till stor del måste förstås i termer<br />
av dels avbrottsfri leverans, dels mobila användningar. Redan en<br />
relativt översiktlig bedömning av dessa behov leder oss att föreslå en<br />
synvända vad gäller energisystemet.<br />
Det nationella och internationella stor-kraftsystemet har sin givna<br />
plats för leveranser av höga effekter och mycket energi (i vissa fall också<br />
hög spänning). Men vid sidan av dessa finns elbehov på två andra nivåer,<br />
<strong>som</strong> lika bra och kanske bättre kan tillgodoses av andra infrastrukturer<br />
än det traditionella elnätet. Den ena gäller ”reservnät” för måttliga<br />
effekter <strong>som</strong> kan garantera mot avbrott. På en effektnivå av kanske 10<br />
procent av stor-kraftnätets kan andra lösningar och andra energikällor<br />
(<strong>som</strong> vätgas genom bränsleceller) bli naturliga och lönsamma. Avancerad<br />
IT-teknik och ökande förtrogenhet hos kunderna med sådan teknik ger<br />
nya förutsättningar för kvalificerad styrning av energiefterfrågan och för<br />
nya samarbetsformer kund-nät-leverantör.<br />
1) Området väntar dessutom fortfarande på kraftfulla standardiseringsinsatser. Den <strong>som</strong><br />
skriver detta har en hel låda <strong>hem</strong>ma full med numera obrukbara adapters från 220V till<br />
olika lågspänningar och strömarter, med många olika kontakter dessutom. Tre av dessa<br />
hör till mobiltelefoner av samma märke men av olika årgång.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 45
Mobiliteten och den rikliga förekomsten av IT-utrustningar (småelektronik)<br />
leder emellertid ännu ett steg bort från stornäten. Lokala nät,<br />
matade med solceller, vätgas eller annan lokal energi utgör mycket lockande<br />
alternativ (eller väsentliga kompletteringar) till det heltäckande<br />
elnätet. Ackumulatorer eller miniatyriserade ”elverk” drivna av sol eller<br />
bränslen kan bli ytterligare komponenter i ett distribuerat elsystem. En<br />
motsvarande utveckling inom fordonen kan skynda på en sådan utveckling.<br />
Utvecklingsländerna kommer att behöva stor-kraftnät för många<br />
behov i sin utveckling. Å andra sidan har de möjligheter att dra nytta av<br />
den teknikutveckling <strong>som</strong> ovan antytts, <strong>som</strong> skulle gynna småskalig och<br />
distribuerad energi (el). En industriell utveckling av solceller och bränsleceller<br />
kan för utvecklingsländer, i kombination med nya byggnadssätt,<br />
skapa förutsättningar för lokala och distribuerade lösningar på energiförsörjningens<br />
problem. Detta kan minska beroendet av importerad storteknik<br />
och massiva investeringar i elsektorn.<br />
Referenser<br />
Hughes, Thomas P (1983). Networks of Power. Electrification in Western<br />
Society 1880 – 1930. Johns Hopkins University Press, Baltimore<br />
Pettersson, Å.,Åkerlund, J.,Brunell, M., Johnson, T.(2002) ”Internetsamhället<br />
behöver en ny eldistribution”. Ny Teknik, 7 mars 2002<br />
Rejeski, D. “Anticipations” (2002) i Pamlin, D. (red.) Sustainability at the<br />
Speed of Light<br />
46 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
VÄGEN FRAMÅT:<br />
SVERIGE OCH EUROPA<br />
Vi har i tidigare kapitel diskuterat energifrågornas nära samband<br />
med frågor om utveckling, välfärd och säkerhet. Det är<br />
mot denna bakgrund vi valt att sätta in den europeiska och<br />
svenska utvecklingen i ett globalt sammanhang och skissera<br />
huvuddragen i ett uthålligt energisystem. I detta kapitel ska vi<br />
diskutera hur en utveckling från dagens fossilbaserade energisystem<br />
till ett mer uthålligt system – på lång sikt med sol och<br />
vätgas i fokus – skulle kunna te sig i Europa och i Sverige. I det<br />
följande kapitlet återvänder vi till energisystemfrågan på global<br />
nivå.<br />
Vi koncentrerar oss – med utgångspunkt i vår tidigare analys av ”högkvalitativ”<br />
energianvändning, sol och vätgas – på följande tre systemfrågor:<br />
• Hur kan man få en mer intelligent energianvändning?<br />
• Hur skulle en infrastruktur för vätgas kunna växa fram?<br />
• Är naturgasen en bro till ett sol- och vätgassamhälle?<br />
Hur kan man få en mer intelligent energianvändning?<br />
Tekniken ger många möjligheter att effektivisera den framtida energianvändningen.<br />
I den svenska ekonomin väntas tjänster och produkter med<br />
högt värde få allt större tyngd, vilket också minskar energiintensiteten.<br />
Men det är ingalunda givet att dessa förändringar kommer att slå igenom<br />
i form av minskade koldioxidutsläpp.<br />
Informations- och transaktionskostnader, snedvridna incitament och<br />
bristande politisk vilja gör att många möjligheter att enkelt minska koldioxidutsläppen<br />
förblir outnyttjade. Vill man minska utsläppen är det<br />
lika viktigt att förbättra incitamenten att använda den klimateffektiva<br />
tekniken <strong>som</strong> att utveckla tekniken <strong>som</strong> sådan.<br />
I Sverige skulle t ex höjda elpriser under förbrukningstoppar snabbt<br />
kunna göra det lönsamt att spara eller att flytta elförbrukning till andra<br />
tidpunkter. En europeisk kilometerskatt – differentierad med hänsyn till<br />
fordonens vägslitage, olycksrisker och miljöpåverkan – skulle vara ett<br />
verksamt instrument för en mer miljöanpassad och säkrare trafik. I storstäderna<br />
skulle trängselavgifter kunna öka framkomligheten och samtidigt<br />
minska olyckor och miljöbelastning.<br />
En faktor <strong>som</strong> lätt förbises i teknikoptimistiska resonemang är att<br />
effektiviseringar inte bara innebär energibesparingar utan också ökade<br />
realinkomster hos hushållen och därmed ökad konsumtion. Om framtida<br />
bilar kommer att dra mindre bensin får bilägarna pengar över till annat.<br />
Om de väljer ökat bilresande eller charterresor med flyg uteblir den<br />
beräknade minskningen av koldioxidutsläppen.<br />
För att man ska kunna räkna <strong>hem</strong> minskade koldioxidutsläpp krävs<br />
att den realinkomstökning <strong>som</strong> effektiviseringen ger spenderas på koldioxidsnåla<br />
områden. Den brutala verkligheten är att detta sällan sker<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 47
spontant. Det måste understödjas av politiskt svåra beslut t ex skattehöjningar<br />
på bensin och andra fossila bränslen. Utan sådana kompletterande<br />
åtgärder har effektiviseringsvinster i hög grad tenderat att ätas<br />
upp av den ökade konsumtionen på nya områden, t ex mer resande, mer<br />
bekvämlighet, helt nya apparater.<br />
Förändrat beteende i en bestämd riktning är alltså en förutsättning<br />
för den intelligentare energianvändningen och därmed för en begränsning<br />
av utsläppen. Sådana förändringar kan bara komma till stånd<br />
genom en kombination av dels styrmedel och lämpligt utformade institutioner,<br />
dels ändrade livsstilar och värderingar. Dessa faktorer hänger<br />
samman och kan i bästa fall förstärka varandra.<br />
Mot denna bakgrund är strikta och obevekliga styrmedel för att hålla<br />
tillbaka koldioxidutsläpp och andra oönskade effekter av energianvändningen<br />
en förutsättning för en framtida intelligent energianvändning.<br />
För EU likaväl <strong>som</strong> Sverige handlar det inte bara om energiskatter, elcertifikat<br />
och energirelaterade bidrag. Många regelverk, exempelvis eltaxornas<br />
utformning, tjänstebilsregler, jordbruksstöd och lånemöjligheter är<br />
synnerligen betydelsefulla<br />
för energisektorns<br />
utveckling trots att de<br />
vanligen inte ses <strong>som</strong><br />
styrmedel eller ens <strong>som</strong><br />
en del av energipolitiken.<br />
En framgångsrik<br />
utveckling av koldioxidfria<br />
energikällor ökar frihetsgraderna<br />
i den framtida<br />
energianvändningen.<br />
Med utvecklad informationsteknik och nya samarbetsformer mellan<br />
kraftföretag och konsumenter kan gränslinjen mellan produktion och<br />
konsumtion delvis komma att suddas ut. I framtiden kan många hushåll<br />
komma att producera en del av sin el lokalt – via t ex bränsleceller och<br />
solceller. De kan väntas ha utrustning <strong>som</strong>, fjärrstyrt eller styrt av<br />
inbyggd logik, undviker att belasta nätet vid effekttoppar. Därmed skulle<br />
utsläpp och andra negativa effekter av energianvändningen kunna undvikas<br />
på ett enklare och smidigare sätt än i dag.<br />
Livsstilar och värderingar förblir – detta oaktat – av största betydelse.<br />
Konsumtionen av varor och tjänster bestäms inte bara av prisrelationer<br />
och ”hårda” prestanda. Det är också fråga om vad <strong>som</strong> uppfattas<br />
<strong>som</strong> eftersträvansvärt och prestigefyllt. Här kan opinionsbildare i politiska<br />
och ideella organisationer likaväl <strong>som</strong> eldsjälar i företag, statliga<br />
myndigheter, landsting och kommuner spela en avgörande roll. Om<br />
utsläppsfria fordon, solceller och system med trängselavgifter uppfattas<br />
<strong>som</strong> högteknologiska, effektiva och ”i tiden” blir utfallet ett annat än om<br />
de ses <strong>som</strong> blott och bart nödvändiga.<br />
I klimatet i fokus förutsätts ett starkt engagemang i klimatfrågan och<br />
ett brett och varierat batteri av incitament. Inom EU skulle detta exempelvis<br />
kunna innebära att ett system med överförbara utsläppsrätter<br />
introduceras för att påverka utsläppen på bred front samtidigt <strong>som</strong><br />
åtgärder vidtas för att främja teknikutveckling, demonstration och introduktion<br />
på nischmarknader för solceller, bränsleceller och andra tekni-<br />
Vill man minska utsläppen är det<br />
lika viktigt att förbättra incitamenten<br />
att använda den klimateffektiva<br />
tekniken <strong>som</strong> att<br />
utveckla tekniken <strong>som</strong> sådan.<br />
48 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
ker <strong>som</strong> bedöms ha stor potential på lång sikt. Bättre kollektivtrafik i<br />
städer, trängselavgifter och finansiering av trafikens infrastruktur med<br />
större hänsyn till miljö skulle kunna vara andra komponenter i ett<br />
åtgärdsprogram.<br />
I klimatet en faktor bland flera är medvetenheten om klimathotet<br />
mindre. Styrmedlen blir i högre grad kopplade till energisektorns modernisering<br />
och till intelligentare energianvändning i allmänhet. Sammanfattningsvis<br />
blir det därför större press på energieffektivisering och på<br />
utveckling av energisnål teknik i klimatet i fokus än i klimatet en faktor<br />
bland flera.<br />
Det är inte bara inom energianvändningen <strong>som</strong> samspelet mellan tekniska,<br />
politiska och beteendemässiga frågor kommer att vara intrikat.<br />
Detsamma gäller för utvecklingen av nya energislag och energibärare –<br />
något <strong>som</strong> vi nu ska se närmare på.<br />
Hur skulle en infrastruktur för vätgas kunna växa fram?<br />
De stora bilföretagen har inlett en intensiv kapplöpning för att bli först<br />
med att kommersialisera fordon med nollutsläpp. Daimler-Chrysler,<br />
Ford, GM, Toyota, Hyundai och ytterligare några tillverkare har i detta<br />
syfte satsat miljardbelopp på att utveckla vätgas/bränslecellfordon. Det<br />
har etablerats en rad utvecklingssamarbeten mellan bränslecelltillverkare,<br />
bilföretag och andra parter.<br />
Nödvändigheten att möta framtida luftkvalitets- och klimatkrav är<br />
en viktig drivkraft för denna utveckling. Ett radikalt tekniksprång – <strong>som</strong><br />
det här är fråga om – öppnar också möjligheten att konstruera bilen på<br />
ett nytt sätt. Den kapplöpning vi nu ser gäller uppenbarligen inte bara<br />
effektivitet, tillförlitlighet och kostnader. Den handlar lika mycket om<br />
att hitta det koncept för en ”ny” bil <strong>som</strong> bäst kan attrahera de framtida<br />
kunderna.<br />
För att ta steget från dagens prototyper och demonstrationsfordon<br />
till massproducerade fordon måste man reducera kostnaderna och<br />
demonstrera att bränsleceller klarar långa drifttider och är driftsäkra<br />
under praktiska förhållanden. Det räcker inte att själva bränslecellen<br />
blir bättre och billigare. Det behöver utvecklas stödjande tekniker och<br />
system (t ex sensorer, system för lagring), och det måste skapas normer,<br />
standarder och regler.<br />
För att diskutera hur en infrastruktur skulle kunna växa fram måste<br />
vi nu vidga synfältet och se även på områden utanför transportsektorn.<br />
Var finns tidiga marknader? De företag <strong>som</strong> introducerat bränsleceller<br />
och annan vätgasbaserad teknik på energimarknaden har arbetat med<br />
skräddarsydda lösningar för väl definierade marknadssegment. De har<br />
riktat in sig på nischer där vätgasbaserad teknik har speciella fördelar<br />
och där kostnaden betyder mindre.<br />
Många bedömare menar att stationära bränsleceller (<strong>som</strong> redan säljs<br />
till enstaka kunder) skulle kunna masskommersialiseras inom ungefär<br />
fem år. Det är framför allt på marknaden för reservkraft <strong>som</strong> de bedöms<br />
kunna konkurrera. Bränslecellerna kan i många fall ge bättre kvalitet och<br />
miljöprestanda än dagens reservsystem och för många användare är<br />
detta viktigare än låg kostnad. I dag baseras de stationära bränslecellerna<br />
ofta på naturgas. I framtiden kan bränsleceller för vätgas bli vanliga.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 49
År 2003 kommer tre bränslecellsbussar<br />
att rulla i Stockholmstrafiken. De har vätgastankar,<br />
bränsleceller och luftintag placerade<br />
på taket. Under golvet sitter elmotorer <strong>som</strong> driver bussen.<br />
Satsningen ingår i EU-projektet CUTE (Clean Urban Transport for<br />
Europe), där Stockholm ingår <strong>som</strong> en av nio städer.<br />
Foton från CUTE-projektet.<br />
Bränsleceller för bärbara tillämpningar, t ex videokameror och datorer,<br />
förefaller också vara nära förestående. Bränsleceller skulle kunna ge<br />
mer kraft och tillåta längre drifttider än dagens batterier. Bränslecelltekniken<br />
har längre kvar innan den kan tillämpas brett i fordon. Det dröjer<br />
troligtvis till år 2010 eller däromkring innan bränslecellfordon börjar<br />
introduceras på bred front. De styrmedel <strong>som</strong> väljs i klimat- och trafiksammanhang<br />
kan få stor betydelse för förloppet. Bussar är en trolig<br />
nischmarknad (Karlström, M. 2002). Demonstrationseffekterna är goda,<br />
bussflottorna kan få sitt bränsle vid speciella tankningsstationer och det<br />
finns gott om plats att lagra bränslet ombord. I Stockholm räknar man<br />
med att ha tre bussar i trafik i slutet av 2003, se ovan. På Gotland planerar<br />
man att prova två mindre bränslecellbussar i Visby, se sid 32.<br />
Hur kan infrastrukturen byggas upp? Inledningsvis kommer sannolikt produktion<br />
av vätgas på platsen, leveranser i små behållare och med tankbil<br />
att förekomma parallellt. Rörnät blir aktuella först när det handlar om<br />
större mängder. Källan till vätgasen blir i många fall naturgas – under<br />
en inledande period sannolikt utan koldioxidavskiljning.<br />
En utveckling mot vätgasteknik kan förutses i båda scenarierna.<br />
Önskemål om ren luft i storstäderna och minskat beroende av importerad<br />
olja spelar roll lik<strong>som</strong> klimatfrågan. Men pressen att producera vätgasen<br />
koldioxidfritt blir väsentligt starkare i klimatet i fokus.<br />
50 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Är naturgas en bro till ett sol- och vätgassamhälle?<br />
En ökad användning av naturgas kan bidra till att minska koldioxidutsläppen<br />
på kortare sikt. Kan naturgasen i sådant fall vara en bro till<br />
ett sol- och vätgassamhälle?<br />
Vilken roll <strong>som</strong> olika energislag kommer att spela i en övergångsperiod<br />
påverkas i hög grad av spelreglerna på el- och gasmarknaderna<br />
samt av de styrmedel <strong>som</strong> införs.<br />
Producenterna på en avreglerad marknad prioriterar kraftverk med<br />
korta byggtider, låga kapitalkostnader och relativt sett höga rörliga kostnader.<br />
Under senare tid har följaktligen ett antal gaseldade kraftverk<br />
byggts i Europa medan nya kärnkraftverk inte varit aktuella. Undantaget<br />
är Finland vilket kan förklaras av att det i detta fall är en sammanslutning<br />
av kunder inom den elintensiva industrin <strong>som</strong> planerar att bygga<br />
kärnkraftverket. Dessa har, i motsats till kraftproducenterna, intresse av<br />
kraftverk med mycket låga rörliga kostnader <strong>som</strong> pressar ner kostnadsnivån<br />
på hela marknaden.<br />
Att kraftproducenterna tenderar att välja alternativ med låga investeringskostnader<br />
och höga rörliga kostnader beror på att en marknad med<br />
fri prissättning har högre risk (och därför högre riskpremie i en investeringskalkyl)<br />
än en prisreglerad.<br />
Risknivån påverkas<br />
emellertid också av myndigheternas<br />
agerande.<br />
Regler <strong>som</strong> är långsiktigt<br />
stabila och där förändringar<br />
är möjliga att förutse<br />
leder till lägre risk, vilket<br />
kan skapa bättre förutsättningar<br />
för mer investeringstunga<br />
och långsiktiga<br />
alternativ.<br />
Med en fortsatt process av avreglering i Europa kommer användningen<br />
av naturgas troligen att öka i flertalet europeiska länder. Energisamarbeten<br />
mellan EU och Norge, Ryssland och Nordafrika <strong>som</strong> kan säkra gasimporten<br />
blir i så fall viktiga.<br />
Staten/regleraren kan med skatter och subventioner i hög grad påverka<br />
vilka kraftslag <strong>som</strong> väljs. Överförbara utsläppsrätter för koldioxid,<br />
klimatrelaterade skatter och gröna certifikat skulle – lik<strong>som</strong> minskade<br />
kolsubventioner – förstärka incitamenten för koldioxidfria energislag.<br />
Producenterna på en avreglerad<br />
marknad prioriterar kraftverk<br />
med korta byggtider, låga<br />
kapitalkostnader och relativt<br />
sett höga rörliga kostnader.<br />
Naturgasens roll i Europa – och kärnkraftens?<br />
Med väl utformade förutsättningar skulle en utbyggnad av naturgasen i<br />
Europa kunna underlätta övergången till vätgas <strong>som</strong> energibärare. Vätgas<br />
kan produceras från naturgas i avvaktan på solbaserade lösningar.<br />
Distributionssystemen för naturgas kan med lämplig utformning och<br />
lämpligt val av material användas för vätgas i ett senare skede.<br />
Naturgasen låter sig också förenas med ett ökat inslag av distribuerade<br />
system – småskalig kraftvärme, ofta gaseldad – vilket också ger förutsättningar<br />
för en gradvis anpassning till en infrastruktur <strong>som</strong> kan bära<br />
upp ett system av vätgas/el/sol.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 51
Kärnkraften ger koldioxidfri el men är samtidigt kontroversiell. Med<br />
hänsyn till att de tunga investeringarna redan är gjorda har producenterna<br />
intresse av att använda de befintliga kärnkraftverken under deras<br />
ekonomiska livslängd. (En debatt om vad <strong>som</strong> utgör ekonomisk livslängd<br />
kan förväntas, bland annat mot bakgrund av utvecklingen i USA där<br />
drifttillstånden numera rutinmässigt förlängs till 60 år). Något/några<br />
nya kärnkraftverk kan komma att tas i drift i Europa, bland annat i Finland.<br />
Samtidigt finns beslut om avveckling i flera länder vilket kan innebära<br />
att verk stängs.<br />
Under en övergångsperiod kommer sannolikt både naturgas och – i<br />
vissa länder – kärnkraft att vara viktiga element i en ”bro” till ett soloch<br />
vätgassamhälle. Långsiktigt bedömer vi att utbyggnaden av kärnkraft<br />
kommer att upphöra, dels därför att kostnadsstrukturen inte passar<br />
på avreglerade elmarknader, dels därför att de komplexa och svårkommunicerade<br />
frågorna om säkerhetsrisker och omhändertagande av<br />
det utbrända kärnbränslet kommer att innebära fortsatta acceptansproblem.<br />
Övergångsperiodens längd och karaktär kommer att bli olika i klimatet<br />
i fokus och i klimatet en faktor bland flera beroende på de olika styrmedel<br />
<strong>som</strong> förutsätts i de båda scenarierna. I klimatet i fokus kan man i<br />
Europaperspektiv – förutom en ökning av naturgasanvändningen – förvänta<br />
en ökad användning av biobränslen, sol och vind.<br />
I klimatet en faktor bland flera är övergången till naturgas också markant<br />
i Europa men kolkraftverken har en större roll. Utvecklingen mot<br />
förnybara energislag och vätgas finns, men går långsammare. (Se Långsiktspanelens<br />
rapport för en närmare analys av de båda scenarierna.)<br />
I båda scenarierna kan – utöver de faktorer vi redan diskuterat –<br />
möjligheten till koldioxidavskiljning påverka den fortsatta utvecklingen.<br />
De tekniska bedömningarna har blivit mer optimistiska under senare år.<br />
Flera bedömare anger nu en relativt måttlig kostnadsökning för att<br />
avskilja och lagra koldioxid vid elproduktion med kol och naturgas. Med<br />
koldioxidavskiljning skulle viss kolanvändning kunna kvarstå vilket kan<br />
vara av stort intresse för flera länder i Europa. Naturgasen kan användas<br />
långsiktigt <strong>som</strong> källa för att producera vätgas vilket skulle vara viktigt<br />
också för fordonssektorn.<br />
Men i vilka tidsperspektiv är det realistiskt att se en utveckling av<br />
koldioxidavskiljning? Hur utformas styrmedel <strong>som</strong> uppfattas <strong>som</strong> legitima<br />
och trovärdiga? En central systemfråga är om koldioxidavskiljning<br />
framför allt kommer att ske vid stora anläggningar, nära oljefält, kolgruvor<br />
eller till havs, eller i medelstor skala anknutna till raffinaderier och<br />
liknande, eller om den också kan bli realistisk hos eller nära slutanvändarna.<br />
Det senare skulle förutsätta att infrastrukturen kan utformas för<br />
att också samla upp och deponera koldioxid från decentraliserad avskiljning.<br />
El, gas och värme i Sverige<br />
Med en fortsatt integration av el- och gasmarknaderna i Europa kommer<br />
prisbildningen i ökande utsträckning att styras av förhållandena i hela<br />
området. Elförsörjningen kan i så fall inte längre ses <strong>som</strong> ett nationellt<br />
system. Med en fortsatt integration följer sannolikt också mer harmoni-<br />
52 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
serade energiskatter och klimatrelaterade styrmedel. Detta aktualiserar<br />
flera nya synsätt.<br />
El kan bli en vara <strong>som</strong> andra där nationell försörjning träder i bakgrunden<br />
och allmänna marknadsmässiga resonemang blir mer dominerande.<br />
Försörjningssäkerhet kan komma att säkras med nya grepp, t ex<br />
en utbyggnad av mer distribuerade system <strong>som</strong> garanterar avbrottsfri<br />
försörjning för de mest vitala systemen. Med en förbättrad styr- och<br />
reglerteknik och förändrade institutionella arrangemang skulle efterfrågan,<br />
<strong>som</strong> tidigare framhållits, kunna anpassas på ett smidigare sätt för<br />
att klara effekttoppar.<br />
Med en gemensam klimatpolitik inom EU kan ett överordnat syfte bli<br />
att reducera utsläppen där det kan ske effektivast. I ett sådant system<br />
frigör man sig från tankefiguren att de nationella systemen var för sig<br />
måste anpassas för att klara vissa koldioxidkrav. I stället bidrar varje<br />
land där det gör störst nytta i ett europeiskt perspektiv.<br />
Hur energianvändning och energitillförsel kan komma att se ut i Sverige<br />
påverkas alltså – förutom av underliggande teknik- och kostnadsutveckling<br />
samt preferenser och acceptans hos allmänheten – av en komplex<br />
uppsättning marknadsförutsättningar och styrmedel.<br />
Vi bedömer i likhet med långsiktspanelen att klimatet i fokus, med<br />
hänsyn till de starka klimatrelaterade styrmedel <strong>som</strong> förutsätts i detta<br />
scenario, för svensk del sannolikt skulle ge biobränslena en fortsatt<br />
dominerande roll inom fjärrvärmenäten. Uppvärmningen utanför fjärrvärmenäten<br />
skulle ske med biobränslen eller värmepumpar. För elproduktionen<br />
skulle vattenkraften ge en stor bas och biobränsle från kraftvärme<br />
ett viktigt tillskott. Övriga tillskott är beroende av hur länge de<br />
befintliga kärnkraftverken förblir i drift. Vindkraft och naturgaseldad<br />
kraftvärme i anslutning till det befintliga naturgasnätet kan vara möjligheter.<br />
Ökande elpriser i kombination med effektivare och billigare solceller,<br />
bränsleceller och teknik för styrning och övervakning kan därtill<br />
gynna nya, mer distribuerade lösningar för elförsörjningen – inte minst<br />
för att hantera tillkommande behov, exempelvis av mer kyla under <strong>som</strong>marhalvåret.<br />
I klimatet en faktor bland flera är det mer sannolikt att naturgasnät<br />
byggs ut i centrala Sverige. Biobränsle används i kraftvärme och fjärrvärme<br />
utanför gasnäten men finns delvis kvar även inom gasnätens område.<br />
Ett begränsat men växande bidrag kommer även i detta fall från vind<br />
och sol. Det exakta antalet år <strong>som</strong> kärnkraftverken finns kvar i systemet<br />
är även i detta scenario svårbedömt och beroende av de ekonomiska och<br />
politiska faktorer <strong>som</strong> diskuterats ovan.<br />
Referenser<br />
Karlström, Magnus (2002) Environmental technology assessment of introducing<br />
fuel cell city buses: A case study of fuel cell buses in Göteborg.<br />
Chalmers University of Technology<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 53
VÄGEN FRAMÅT: ENERGI I<br />
DET GLOBALA SAMHÄLLET<br />
För utvecklingsländerna är det ytterst viktigt att miljö- och<br />
utvecklingsfrågorna beaktas tillsammans. För industriländerna<br />
visar miljöproblematiken på behovet av nya utvecklingsstrategier.<br />
I det internationella samarbetet kommer frågor om klimat<br />
och miljö mot denna bakgrund att behöva vägas samman med<br />
frågor om utveckling, säkerhet och bistånd. I ett framtidsperspektiv<br />
öppnar sig även möjligheter till ett positivt samspel<br />
vid utvecklingen av ny teknik. För t ex solceller och bränsleceller<br />
väntas de tidiga tillämpningarna ha sin tyngdpunkt i industriländerna,<br />
men de kanske största marknaderna finnas i<br />
utvecklingsländerna.<br />
Vi inledde denna rapport med att anknyta till uppfordrande globala frågor.<br />
Vi talade då om klimatet men konstaterade också att energifrågan är<br />
av avgörande betydelse för de två miljarder människor på vår jord <strong>som</strong><br />
inte bara saknar tillgång till moderna energiformer utan också är mycket<br />
fattiga.<br />
Klimatfrågan lik<strong>som</strong> andra miljöfrågor har ännu låg prioritet i utvecklingsländerna<br />
även om lokala och regionala miljöproblem börjar föras upp<br />
på agendan, framför allt i de snabbväxande länderna. Ekonomisk utveckling,<br />
höjning av den materiella standarden, snabb industrialisering och en<br />
mer konkurrenskraftig ställning i världsekonomin prioriteras.<br />
Utveckling i ett traditionellt, fossilberoende mönster ter sig dock allt<br />
vanskligare. Om utvecklingen fortsätter i nuvarande banor väntas de<br />
totala koldioxidutsläppen från industriländer och utvecklingsländer vara<br />
lika stora kring år 2020. Energikonsumtionen per person kommer då<br />
fortfarande att vara åtminstone sex gånger större och utsläppen per person<br />
kanske fyra gånger större i industriländerna. En utjämnad situation<br />
kan bli aktuell först efter ett halvt sekel. För att utsläppsökningen i<br />
utvecklingsländerna ska bli så låg <strong>som</strong> möjligt och för att en bättre social<br />
balans ska kunna uppnås mellan olika världsdelar krävs en medveten<br />
internationell politik <strong>som</strong> främjar en hållbar utveckling i utvecklingsländerna.<br />
Klimatrelaterade åtgärder kan bli en viktig del av denna politik.<br />
Hållbarhet – den globala agendan<br />
Nyckeln till framsteg synes vara att i linje med grundtanken i uthållig<br />
utveckling söka kombinera klimatåtgärder med åtgärder <strong>som</strong> är positiva<br />
med hänsyn till andra samhällsmål. Åtgärder för att hantera lokala miljöproblem<br />
och för att minska klimatpåverkan kan i många fall gå hand i<br />
hand. Politiska och ekonomiska reformer <strong>som</strong> bidrar till ekonomisk tillväxt<br />
kan i en del fall även länka energianvändningen i nya banor. I Kina<br />
har t ex marknadsreformer, skattereformer och borttagna bidrag till<br />
olönsamma statliga företag inte bara bidragit till de senaste 25 årens<br />
snabba tillväxt utan även förbättrat energieffektiviteten (Chandler m.fl.,<br />
54 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
2002). Det behövs självfallet fler insatser och många svåra beslut för att<br />
koldioxidutsläppen på sikt ska plana ut. Exemplen visar ändå på de möjligheter<br />
<strong>som</strong> finns att i en tidig åtgärdsfas i hög grad koppla samman klimatmål<br />
och andra angelägna samhällsmål.<br />
Vi tror att insikten om att alla samhällen på jorden är beroende av<br />
varandra kommer att växa. Ekonomiska kriser, social oro, väpnade strider<br />
kan fortplantas över världen. Ingen kan isolera sig från ett förändrat<br />
klimat. Om allt fler människor blir övertygade om att åtgärder för hållbarhet<br />
brådskar – att de upplever det <strong>som</strong> en överlevnadsfråga också för<br />
dem själva att man angriper såväl de stora miljöfrågorna <strong>som</strong> de sociala<br />
orättvisorna i världen – skulle det internationella samarbetet kunna<br />
baseras på en bredare ansats. Frågor om klimat och miljö skulle kunna<br />
vägas samman med frågor om säkerhet, utveckling och bistånd. En sådan<br />
ansats skulle kunna göra det möjligt för industriländerna att acceptera<br />
betydande utsläppsminskningar och för utvecklingsländerna att stegvis<br />
bromsa sina utsläppsökningar.<br />
Energi- och klimatsamarbeten<br />
I energi- och klimatsamarbeten med utvecklingsländer finns anledning<br />
att skilja mellan å ena sidan låginkomstländer, där biståndet är fundamentalt,<br />
å andra sidan snabbväxande medelinkomstländer, där affärsmässiga<br />
kontakter snarare än bistånd står i centrum.<br />
I låginkomstländer måste försörjningen med energi prioriteras och<br />
energi ses i relation till strävandena att utveckla landsbygden, förbättra<br />
vattenförsörjningen osv. Miljö och klimat kan gynnas genom prioriteringar<br />
i biståndet och genom kompletterande finansiering t ex via mekanismen<br />
för ren utveckling (Silveira, S., 2002) men tyngdpunkten ligger<br />
på försörjning.<br />
I medelinkomstländer, <strong>som</strong> i snabb takt bygger ut sin infrastruktur,<br />
behövs ett tydligt fokus på klimat och på ny teknik för att man ska undvika<br />
att bygga fast sig i föråldrade strukturer. Här gäller det att näringslivs-<br />
och exportfrämjande åtgärder kan fånga upp de nya förutsättningar<br />
<strong>som</strong> ges av den globala miljöagendan, strukturomvandlingen i viktiga<br />
infrastruktursektorer och ändrade spelregler och konkurrensvillkor mellan<br />
företag.<br />
Energitekniska beroenden<br />
För båda kategorierna av ”utvecklingsländer” gäller att deras energiutveckling<br />
och vår – i den industrialiserade delen av världen – är ömsesidigt<br />
beroende. Att vi till stora delar ”tävlar om samma resurser” är historiskt<br />
sett väl belagt och det finns fortfarande ett starkt beroende gällande<br />
framför allt oljan. Många studier har uppmärksammat att höjda<br />
priser på olja lik<strong>som</strong> på kol och naturgas drabbar fattigare länders ekonomier<br />
hårt och dessutom kan bidra till ett för hårt uttag av traditionella<br />
biobränslen. Vi vill emellertid i återstoden av detta kapitel lägga tonvikten<br />
vid en annan typ av samband – de <strong>som</strong> gäller framväxten av nya<br />
energitekniker och nya systemlösningar. Solcellstekniken får tjäna <strong>som</strong><br />
ett exempel, megastädernas fordon och trafiksystem <strong>som</strong> ett annat.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 55
FOTO: TOMAS HAMMAR<br />
För åttio år sedan var läslampor<br />
en sällsynthet också i vårt land.<br />
Elektrifieringen innebar stora<br />
vinster för läskunnighet och folkbildning.<br />
Källa : Energihistoriska<br />
Samlingarna<br />
I Burkina Faso i Västafrika faller mörkret vid<br />
sextiden på eftermiddagen och de flesta <strong>hem</strong><br />
saknar elektricitet. I ett fattigt kvarter i huvudstaden<br />
Ouagadougou har biståndsorganisationen<br />
Diakonia och fotbollsturneringen Gothia<br />
Cup byggt en fotbollsanläggning. Dit kommer<br />
många barn på kvällarna och gör läxorna<br />
under lampans sken.<br />
Utveckling av solcellstekniken – möjlighet till samspel<br />
Solcellerna har utvecklats i den industrialiserade delen av världen och<br />
det är också i denna del av världen <strong>som</strong> de hittills främst har funnit<br />
användning. Solcellstekniken har potential att ge ett viktigt bidrag till<br />
utvecklingsländernas energiförsörjning men den höga initialkostnaden<br />
för systemen är en stötesten.<br />
Utvecklingssatsningar i Japan, Tyskland, USA och andra länder har,<br />
<strong>som</strong> tidigare beskrivits, minskat kostnaderna för solcellerna. Tunnfilmstekniken<br />
och annan förbättrad teknik väntas bidra till fortsatt sänkta<br />
kostnader. Men den förväntade kostnadssänkningen är beroende av att<br />
”takprogrammen” och andra utvecklingsinsatser vidmakthålls för att ge<br />
underlag för en storskalig tillverkning av solceller. Om så sker skulle solcellerna<br />
till år 2020 kunna vara konkurrenskraftiga i stora delar av den<br />
industrialiserade världen. Då öppnas också vägen för storskalig spridning<br />
i utvecklingsländerna; med genomtänkta program för att finansiera<br />
inköp och installation skulle tekniken även kunna nå ut till fattiga<br />
befolkningsgrupper.<br />
En sådan utveckling på de stora marknaderna i utvecklingsländerna<br />
skulle i sin tur stimulera teknikutvecklingen och ytterligare pressa kost-<br />
56 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
naderna för solcellssystemen med återverkningar på användningen världen<br />
över.<br />
Exemplet visar att en teknikutveckling i Europa, Japan och USA –<br />
utöver att bidra till energilösningarna i de egna regionerna – kan innebära<br />
gynnsammare förutsättningar för utvecklingsländerna. I solcellsexemplet<br />
är fördelarna ömsesidiga genom att utvecklingen i utvecklingsländerna<br />
genererar fortsatt teknikutveckling och ytterligare kostnadssänkningar.<br />
Vårt exempel är naturligtvis i många avseenden sc<strong>hem</strong>atiserat<br />
och förenklat. De lokala förhållandena skiftar och kommer att bidra till<br />
en mångfacetterad utveckling. Med en växande krets av medelinkomstländer<br />
kommer också dynamiken på marknaderna att öka. Anläggningar<br />
för produktion av solceller är redan på väg att etableras i både Kina och<br />
Indien.<br />
Som vi berört i tidigare kapitel finns det flera områden där de tidiga<br />
tillämpningarna – inte minst för bränsleceller och vätgas – väntas ha sin<br />
tyngdpunkt i industriländerna men där det långsiktiga kommersiella<br />
intresset gäller de stora marknaderna i utvecklingsländerna. Fordonen<br />
och trafiksystemen i de stora städerna kan ge ytterligare ett exempel på<br />
hur teknikutvecklingen i olika delar av världen samspelar.<br />
Megastädernas trafiksystem – en gigantisk utmaning<br />
Utvecklingsländernas stora städer expanderar och motoriseras i en takt<br />
<strong>som</strong> vida överstiger vad man upplevt tidigare. Stadsbefolkningen ökade<br />
mycket långsammare och motorfordonen var förhållandevis sett mycket<br />
dyrare när städer <strong>som</strong> Paris, London och New York byggde ut sina trafiksystem.<br />
I Bangkok, Delhi och Shanghai är befolkningarna redan stora<br />
och fortsätter att växa. Även om bilägandet fortfarande är litet jämfört<br />
med västvärldens leder det till värre trängsel och problem med luftföroreningar.<br />
Transportapparaten är ansträngd till bristningsgränsen.<br />
Att bygga ut transportapparaten på ett framsynt sätt – och att hitta<br />
sätt att finansiera det – är en gigantisk utmaning. Svaga och bristfälligt<br />
koordinerade planerings- och trafikorgan lägger i många fall sten på bördan.<br />
Går det att förkorta användningen av de mest miljöbelastande teknikerna<br />
och systemen och rikta in utvecklingen på nya lösningar?<br />
Skärpta bilavgaskrav har börjat införas i många utvecklingsländer. De<br />
kan i många fall mötas genom införande av katalysatorteknik och andra<br />
förbättringar av de konventionella förbränningsmotorerna. I Delhi har<br />
över 80 000 kommunala fordon – bussar, taxibilar och trehjulingar –<br />
konverterats från bensin till naturgas (Sperling, D.,Salon, D. 2002).<br />
Motorfordon i Indien och Kina är små och motorsvaga vilket gör dem mer<br />
bränslesnåla än industriländernas bilar. Men tekniken i de in<strong>hem</strong>skt tillverkade<br />
fordonen ligger långt från ”state of the art”. Om tillverkarna<br />
skulle ta till sig bästa teknik för energieffektivisering skulle koldioxidutsläppen<br />
kunna minskas påtagligt.<br />
Mer radikala innovationer så <strong>som</strong> en övergång till elhybrider och<br />
bränslecellsdrivna bilar skulle kunna ge stora reduktioner av såväl<br />
utsläppen av koldioxid <strong>som</strong> av övriga föroreningar. Ett litet antal batteridrivna<br />
skotrar och bilar säljs i bland annat Indien och Taiwan. Bränslecellsdrivna<br />
bussar kommer att testas i Shanghai och Delhi lik<strong>som</strong> i en<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 57
ad europeiska städer under 2002 till 2003 dock stödda av betydande<br />
bidrag (Sperling, D. Salon, D. 2002). Även i Sao Paulo finns ett sådant<br />
projekt.<br />
Bränslecellstekniken skulle kunna innebära ett tekniksprång men<br />
innan kostnaderna har pressats kommer den att ha svårt att vinna marknad<br />
i utvecklingsländerna. Det är troligt att flera tekniker kommer att<br />
samexistera och att det till en början blir gasdrivna fordon, hybridfordon<br />
och fordon med effektivare och renare förbränningsmotorer <strong>som</strong><br />
vinner insteg. Intressanta nischer för vätgas kan dock finnas, t ex små<br />
fordon (två och trehjulingar).<br />
Institutionella reformer har potential att vara minst lika viktiga <strong>som</strong><br />
nya fordonstekniker. Det gäller inte minst innovativa stads- och trafiklösningar.<br />
I industriländerna är mycket av strukturen lagd. I utvecklingsländerna<br />
kommer städerna att fortsätta att expandera – där är det extra<br />
viktigt att försöka skapa en bra struktur. När ett visst mönster av markanvändning<br />
har etablerats finns det inte någon väg tillbaka.<br />
Möter vi de globala utmaningarna?<br />
Vi har i detta kapitel visat på några områden där omställningen av<br />
industriländernas energisystem kan samspela på ett positivt sätt med<br />
utvecklingsländernas strävan att skapa utveckling. Vi har inte någon<br />
möjlighet att belysa den stora och svåra frågan om vad <strong>som</strong> skapar<br />
utveckling i hela dess vidd. För att komma till rätta med de globala fattigdomsproblemen<br />
behövs självklart mångahanda förändringar. Vi har<br />
velat uppmärksamma en del i denna problematik: utvecklingsländernas<br />
stora behov av bra och billiga energilösningar – och peka på de kopplingar<br />
<strong>som</strong> finns mellan teknikutveckling och systemlösningar i olika delar<br />
av världen.<br />
58 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Referenser<br />
Chandler, W., Schaeffer, R., Dadi, Zhou, Shukla, P.R., Tudela, F.,Davidson,<br />
O., Alpan-Atamer, S. (2002) Climate change mitigation in developing<br />
countries. Brazil, China, India, Mexico, South Africa and Turkey.<br />
Pew Center on Global Climate Change, Arlington. Virginia.<br />
European Photovoltaic Industry Association. Greenpeace International<br />
(2001) Solar Generation<br />
Silveira, S. (2002) “Business opportunities for biomass under the clean<br />
development mechanism” (forthcoming in Biomass and Bioenergy,<br />
Elsevier). Paper presented at IEA workshop Biomass Energy from<br />
Forestry:issues and opportunities, Oct 29-Nov01, Belo Horizonte,<br />
Brazil<br />
Sperling, D. Salon, D (2002) Transportation in Developing Countries. An<br />
Overview of Greenhouse Gas Reduction Strategies. Pew Center on<br />
Global Climate Change, Arlington. Virginia.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 59
UTMANINGAR<br />
GER NYA MÖJLIGHETER<br />
De omställningar vi skisserat i tidigare kapitel innebär en långsiktig<br />
och genomgripande förändring av energisystemet – om<br />
än i olika takt i de båda scenarierna. En sådan systemförändring<br />
kräver förändrade institutioner och organisationer. På<br />
samma sätt <strong>som</strong> miljöintresset fick stadga genom Naturvårdsverket<br />
och en rad miljöorganisationer måste energisystemets<br />
förändringsriktning förankras i starka organisationer, professioner,<br />
nätverk och intressegrupper. Forskningen och företagsamheten<br />
behöver uppmärksamma nya möjligheter.<br />
En övergång till en vätgasekonomi eller mera korrekt en vätgas-el-regim<br />
ställer mångdimensionella krav på energisystemet. Tidigare diskurade vi<br />
hur regelverket kring kärnkraften byggdes upp, tillika med stora satsningar<br />
på forskning och industriell utveckling, med början 26 år innan<br />
en enda kilowatt kom ur något svenskt kärnkraftverk. Som vi tidigare<br />
konstaterat (sid 17) har balansen mellan marknadsliberala lösningar och<br />
mer politiskt styrda varierat över tiden. Vi är övertygade om att övergången<br />
till ett nytt energisystem fordrar en pragmatisk inställning och<br />
öppenhet för goda kombinationer av ”marknad” och ”politik”.<br />
Ett europeiskt/nationellt projekt?<br />
Man kan överväga om övergången från dagens blandade energisystem,<br />
med betydande inslag av fossila energiråvaror och stora utsläpp av koldioxid,<br />
skulle motivera en satsning i kompanjonskap mellan politik och<br />
industri. Vi har noterat att statens roll inom energisektorn varit mycket<br />
stark fram till 1980-talet för att avlösas av en orientering mot marknadsanpassning,<br />
avreglering och privatisering. Emellertid synes den omställning<br />
<strong>som</strong> avtecknar sig vara av den karaktären, att varken ”staten” eller<br />
”marknaden” har förutsättningar att klara av den på egen hand.<br />
Det finns anledning att redan nu sätta sökarljuset på vätgasens systemegenskaper.<br />
Även om försörjningssystemet i ett första skede kan växa<br />
organiskt med hänsyn till olika användningssätt och behov behöver en ny<br />
energibärare ett väl genomtänkt regelverk och en professionell kultur<br />
kring risk- och säkerhetsfrågor. Materialproblem behöver tänkas igenom.<br />
Satsningar i samverkan mellan stat och näringsliv kan bli nödvändiga för<br />
att utveckla infrastrukturen inför storskalig användning särskilt i transportsektorn.<br />
Detta är frågor <strong>som</strong> kommer att aktualiseras under perioden<br />
fram till år 2020 även om det dröjer längre innan nya system kan<br />
slå igenom fullt ut.<br />
Viktiga frågor för EU blir i detta sammanhang:<br />
• Hur ska EU agera <strong>som</strong> kravställare på fordon och drivmedel?<br />
• Hur ska EU stödja teknikutveckling och marknadsintroduktion?<br />
• Hur ska EU agera när det gäller att bygga upp en infrastruktur för<br />
nya typer av fordon och drivmedel?<br />
60 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Vi kan notera att ”spelarna” på denna marknad, både vad gäller fordon<br />
och drivmedel, är stora och multinationella. Kravställanden måste<br />
därför till stora delar ske parallellt i de stora marknaderna: Europa,<br />
USA, Japan och ett antal stora medelinkomstländer.<br />
Ett europeiskt ”vägvisar”-projekt för att i en bred krets av intressenter<br />
kartlägga en vätgasekonomis möjligheter och begränsningar – och för att<br />
diskutera vägen dit – framstår <strong>som</strong> mycket önskvärt. Det skulle ge möjlighet<br />
att bedöma behoven av forskning, teknikutveckling och demonstration,<br />
utveckling av standarder och regelverk, utbildning mm från ett<br />
europeiskt perspektiv. Det skulle ge tillfälle att diskutera utvecklingssamarbeten<br />
mellan politik och<br />
industri, balansen mellan<br />
nationella åtgärder och<br />
åtgärder på EU-nivå osv.<br />
De amerikanska initiativen<br />
med en vision och en<br />
”roadmap” för en vätgasekonomi<br />
kan på sikt ge nya vätgasekonomin.<br />
öppningar i klimatarbetet<br />
efter<strong>som</strong> de signalerar en<br />
vilja att förändra dagens fossilbränsleberoende. Också från denna<br />
utgångspunkt finns anledning att från europeiskt håll se på vätgas i ett<br />
brett perspektiv. Med hänsyn till EU:s aktiva roll i klimatsammanhang<br />
vore det naturligt att ge frågan om koldioxidavskiljning stor tyngd.<br />
För Sverige gäller det att ha en genomtänkt strategi för agerandet på<br />
det europeiska planet och parallellt tackla de frågor kring försörjningsstruktur,<br />
säkerhetstänkande mm <strong>som</strong> uppstår nationellt och lokalt.<br />
…svensk industri kan skaffa<br />
sig intressanta högtekniska<br />
nischer i den framväxande<br />
Det finns goda argument för en tidig start, inte minst det att svensk<br />
industri kan skaffa sig intressanta högtekniska nischer i den framväxande<br />
vätgasekonomin. Visserligen kan man komma att satsa på fel häst en<br />
och annan gång (<strong>som</strong> ”den svenska linjen” i kärnreaktorer). Men ibland<br />
kan man välja rätt i stället. Det kan noteras att den norska regeringens<br />
energiminister signalerat att Norge avser att bli föregångsland inom vätgasanvändning<br />
för energiändamål (pressmeddelande 119, 2002-11-01).<br />
Där åberopas de allmänna motiv för vätgas <strong>som</strong> berörts tidigare, samt<br />
det faktum att Norge med sin rika tillgång på naturgas har goda förutsättningar<br />
att stärka sin position <strong>som</strong> energination med en sådan satsning.<br />
Vi vill avslutningsvis understryka att ett skifte till nya fordonstekniker<br />
och drivmedel – även av det genomgripande slag <strong>som</strong> vi nu diskuterat –<br />
aldrig kan vara den enda ingrediensen i en förändring av trafiksektorn<br />
med sikte på ökad uthållighet.<br />
Trafiken är en nyckelsektor. Den förväntade ökningen av koldioxidutsläppen<br />
härrör i hög grad från denna sektor. Frågor kring trängsel,<br />
säkerhet, luftkvalitet och sund konkurrens pressar på. Därför är det viktigt<br />
att – parallellt med långsiktiga satsningar – förbättra den konventionella<br />
tekniken och drivmedlen och att främja hybridbilar och andra mer<br />
närliggande lösningar för att reducera miljö- och klimatpåverkan. En<br />
integrerad stads- och trafikplanering och utformning av effektiva incitament<br />
framstår <strong>som</strong> nyckelåtgärder.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 61
En ny forskningsstrategi<br />
Framtiden kan innebära genombrott för bland annat<br />
- solceller till konkurrenskraftig kostnad<br />
- bränsleceller till låg kostnad<br />
- koldioxidavskiljning<br />
- nya tekniker för att lagra och distribuera vätgas<br />
- vätgasproduktion med artificiell fotosyntes eller andra biologiska<br />
metoder (i det längre perspektivet).<br />
För oss <strong>som</strong> Systempanel är det naturligt att peka på att systemaspekterna<br />
av denna typ av tekniska genombrott måste uppmärksammas i energiforskningen.<br />
Kopplingarna mellan det gamla och det nya behöver belysas.<br />
Det behövs forskning kring regelverk och institutioner. Småskaliga system<br />
kan kräva en delvis ny affärslogik och nya regelverk – överstatliga<br />
system likaså. Standarder, säkerhet och ekonomi kräver uppmärksamhet<br />
för alla nya system.<br />
Den svenska elmarknaden har lik<strong>som</strong> flertalet elmarknader i Europa<br />
avreglerats i en situation av överkapacitet. Konkurrens, effektivitet och<br />
prissänkningar har stått i fokus. I framtiden kommer emellertid frågor<br />
om långsiktiga investeringar att få ökad tyngd – inte minst mot bakgrund<br />
av klimatfrågan. Som diskuterats på sid 51, riskerar det nuvarande<br />
ramverket för elmarknaden att leda till korta planeringshorisonter<br />
och minskade satsningar på forskning och teknisk utveckling. Detta<br />
måste beaktas i den vidare utvecklingen av marknadsreglerna och även i<br />
energiforskningsstrategin.<br />
Den svenska energiforskningen har i huvudsak varit inriktad på förhållandena<br />
i Sverige. Tekniska frågor har dominerat. För framtiden måste<br />
forskningsstrategin bli bredare och mer aktiv i minst tre avseenden.<br />
1. För att kunna agera ansvarsfullt i det globala samhället och sälja på<br />
nya marknader blir det viktigt att förstå förhållandena där. Det kan<br />
t ex finnas anledning att forska kring hur svenskt kunnande kring<br />
biobränslesystem och solenergi skulle kunna nyttiggöras på fler marknader<br />
än den svenska – kommersiellt och i bistånd. Därvid är samhälls-<br />
och kulturvetenskapernas bidrag lika nödvändiga <strong>som</strong> teknikens.<br />
2. Vi kan inte veta vilka system och teknikslag <strong>som</strong> kommer att slå igenom.<br />
Både samhällsforskning och teknisk forskning behöver ges en<br />
bred framtidsorientering för att vi ska kunna ta till vara de möjligheter<br />
<strong>som</strong> visar sig praktiskt och kommersiellt överlägsna.<br />
Vi har nyss berört de krav <strong>som</strong> en massiv introduktion av vätgas<br />
för energiändamål kan innebära. Vi vill peka på att solcellstekniken,<br />
<strong>som</strong> i dag har begränsad tillämpning i vårt land, också förtjänar att<br />
studeras från systemperspektiv. Med en gynnsam internationell<br />
utveckling skulle denna teknik någonstans kring år 2020 kunna bli<br />
ett konkurrenskraftigt alternativ i många fler situationer.<br />
Frågan om koldioxidavskiljning och efterföljande lagring är central.<br />
Här har kunskapen om de tekniska och miljömässiga förutsättningarna<br />
ökat snabbt under de senaste åren. Vi vill återigen peka på vikten<br />
62 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
En omställning ger affärsmöjligheter<br />
Teknik för förbränning av förnybara, skogsbaserade energiråvaror (t ex pellets,<br />
flis, sågverksavfall) har utvecklats sedan 1980-talet. Pelletsindustrin står inför ett<br />
kommersiellt genombrott; i dag är efterfrågan på pellets i Sverige högre än den<br />
tillgängliga produktionskapaciteten. Men det råder ingen brist på råvara.<br />
Fjärrvärmesystem för stora städer är ett område där svenska kommuner<br />
redan är ute i världen och säljer sitt kunnande. Om man ska minska koldioxidutsläppen<br />
(och även andra miljö- och hälsoskadliga utsläpp) i storstadsregioner,<br />
är fjärrvärme och fjärrkyla mycket intressanta affärsmöjligheter.<br />
En intressant koppling till fjärrvärme kan vara svenskt kunnande kring<br />
avfallsförbränning. Men det måste baseras på ett kretsloppstänkande så att<br />
avfallshanteringen i en stor stad byggs upp från grunden med källsortering,<br />
biogasproduktion, återanvändning och återvinning <strong>som</strong> mer prioriterade sätt<br />
att ta hand om avfall. Det <strong>som</strong> ska brännas måste vara en väl utsorterad fraktion<br />
där det brännbara kanske utgör endast 10 till 15 procent av den totala avfallsmängden.<br />
Biogasproduktionen kan vara den mest intressanta delen i dessa nya<br />
avfallssystem. Genom att ta hand om allt organiskt material kan man driva en<br />
stor stads kollektivtrafik, renhållningsfordon och servicefordon med biogas.<br />
Men även biogasprocessen kräver fortsatt teknikutveckling och kvalitetssäkring<br />
från källan så att rötresterna går att använda <strong>som</strong> gödning i lantbruket.<br />
Svenska företag har utvecklat luftkompressorer till bränsleceller och styrpaneler<br />
till bränslecellsdrivna bilar.<br />
Byggsektorn har goda möjligheter att skapa tillväxt med energieffektivisering<br />
<strong>som</strong> pådrivande faktor. Kunnandet kring ventilation i kombination med<br />
sjuka hus-erfarenheter kan skapa nya affärer. Kunnandet kring isoleringsteknik,<br />
energisnåla fönster, uppvärmningssystem mm är också viktiga komponenter.<br />
Den marklagerteknik <strong>som</strong> Akademiska Hus satsar på i Lund visar sig fungera<br />
bättre än någon vågat drömma om. Hittills har Astronomihuset kunnat försörjas<br />
till 85 procent med hjälp av konserverad värme och kyla. Kronan på verket blir<br />
när byggindustrin tillsammans med arkitekter, material- och eltekniker utvecklar<br />
estetiskt tilltalande och väl fungerande solcellsbyggelement, tak- och väggpaneler,<br />
för att ta vara på elproduktionspotentialen från solljuset. Samtidigt ska<br />
man också ta vara på värmen så att tappvarmvatten och radiatorvatten kan värmas<br />
upp med hjälp av solenergi.<br />
Inom livsmedel<strong>som</strong>rådet finns i Sverige världsledande kunnande kring förpackningar<br />
<strong>som</strong> säkerställer kvaliteten på drycker, halvfabrikat och färdiglagad<br />
mat. Förpackningarna utvecklas vidare och ett viktigt steg är att det inte behövs<br />
en kylkedja för att hålla drycker och mat fräscha ända fram till konsumenten.<br />
Genom att slippa kylförvaring genom hela försörjningskedjan kan stora mängder<br />
energi sparas. Förpackningarna är återvinningsbara eller utnyttjas <strong>som</strong><br />
energiråvara efter användningen.<br />
Ett mer visionärt utvecklingsprojekt är tvättmaskinen <strong>som</strong> tvättar rent utan<br />
vatten. Detta skulle innebära en mycket stor energibesparing både vid uppvärmning<br />
av tvättvattnet och vid torkning av färdig tvätt. Ett delsteg kan vara<br />
tvättsystem <strong>som</strong> inte kräver uppvärmning av tvättvattnet. I stora delar av världen<br />
är vattenbrist eller brist på rent vatten en akut fråga. Om tvättprocedurerna<br />
kan ändras med hjälp av ny teknik (ultraljud, mikrovågor, nanoteknik?) kan man<br />
både spara vatten och minska nedsmutsningen av tillgängligt vatten.<br />
<strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA · 63
av systembedömningar. Inte minst gäller detta de utmanande institutionella<br />
frågorna.<br />
3 Å andra sidan kan vi från svensk sida inte satsa på allt. Svenska<br />
forskningsmiljöer och institut framstår redan i dag <strong>som</strong> små t ex i<br />
konkurrensen inom EU. Därför behövs kraftsamling till större enheter<br />
med verklig internationell slagkraft.<br />
Insatser behövs från Vetenskapsrådet, Formas, Naturvårdsverket, Vinnova,<br />
Energimyndigheten, Sida, Kemikalieinspektionen m fl samt från<br />
industrins forsknings- och samarbetsorgan (Svensk energi, Elforsk med<br />
flera). Det är angeläget att samarbetet utvecklas och förstärks. Dessutom<br />
behövs samverkan inom EU:s olika program samt inom andra internationella<br />
organ t ex IEA. Det är viktigt att resurser finns för hela kedjan,<br />
dvs för forskning, utveckling, demonstration och marknadsintroduktion<br />
och att systemsynen finns med i alla led.<br />
Affärsmöjligheter för svenskt näringsliv<br />
Den snabba befolkningstillväxten i utvecklingsländerna får många länders<br />
företag att vända blicken mot deras marknader. Det är inte bara<br />
den växande medelklassen utan även de stora befolkningsgrupperna med<br />
låga inkomster <strong>som</strong> representerar framtida affärsmöjligheter.<br />
Det krävs nya koncept för att kunna tillgodose basbehov hos fattiga<br />
konsumenter och samtidigt nå lönsamhet. Flera företag har börjat intressera<br />
sig för att ta fram lågbudgetprodukter, dvs produkter <strong>som</strong> är så billiga<br />
att även fattiga hushåll ska kunna skaffa sig dem. Marginalen på<br />
varje produkt blir liten men om man når en massmarknad kan intäkterna<br />
ändå bli goda. Det kan handla om t ex energieffektiva spisar, mobiltelefoner<br />
och småskaliga system för elproduktion <strong>som</strong> kan ge en familj tillgång<br />
till belysning, TV, en pump för vatten.<br />
I de rika länderna kan marknadens spelregler i allt högre grad komma<br />
att påverkas av hotet om en allvarlig klimatförändring. Inom svenskt<br />
näringsliv finns det flera teknik-, produkt- och tjänsteområden <strong>som</strong> har<br />
goda tillväxtpotentialer i ett energifokuserat scenario. Kunskap kring<br />
förädling av skogsråvara skulle kunna bli en tillgång i en klimatanpassad<br />
utveckling. Fjärrvärmesystem, kretsloppsanpassad avfallshantering, biogasprocesser<br />
är andra exempel. Byggsektorns kunnande kring energieffektivisering<br />
skulle också kunna skapa nya affärer. Svenska företag har<br />
redan framgångsrikt utvecklat komponenter till bränslecellssystem.<br />
I den svenska energidebatten finns anledning att i större utsträckning<br />
uppmärksamma de nya möjligheter <strong>som</strong> kan ligga i en omställning av<br />
energisystemen. Solceller, bränsleceller och intelligenta styrsystem kan<br />
bli stora produkter världen över. Energieffektiv förvaltning av byggnader,<br />
smarta fönster, låg stand-by-förbrukning i apparater kommer att efterfrågas.<br />
De företag <strong>som</strong> är förutseende och uppfinningsrika kan få ett<br />
försprång på växande marknader.<br />
En hållbar utveckling ligger inom möjligheternas gräns. Vägen dit<br />
bjuder på problem och utmaningar, men den kan ge stora välfärdsvinster<br />
för miljoner människor. Därtill kan den öppna många nya möjligheter<br />
för företagen.<br />
64 · <strong>IVA</strong> · ENERGI – MOT EN NY ERA
Om scenarier<br />
Klimatet i fokus är ett scenario där världens ledande länder enas om kraftfulla åtgärder<br />
för att minska hotet mot klimatet. Industriländernas koldioxidutsläpp halveras till år<br />
2050.<br />
I klimatet – en faktor bland flera dröjer reaktionen på klimathotet. De klimatåtgärder<br />
<strong>som</strong> kommer till stånd blir mer begränsade och genomförs på nationell och regional<br />
nivå snarare än global.
Systempanelens rapport<br />
Hur kan vår energiframtid komma att te sig givet olika hållningar till<br />
klimathotet? Vilka möjligheter finns att radikalt minska klimatpåverkan<br />
och samtidigt sörja för en växande världsbefolknings behov av energi?<br />
Hur samspelar de globala utmaningarna med behov och möjligheter i<br />
Sverige och Europa?<br />
Denna rapport handlar om systemförändringar för att nå fram till hållbara<br />
energisystem. Den lyfter fram tre aspekter – vätgas, solenergi och<br />
det framtida elsystemet – och analyserar dem från systemsynpunkt. Den<br />
understryker att en långsiktig och genomgripande förändring av energisystemet<br />
kräver forskning och institutionsbyggande. Samtidigt öppnar<br />
en sådan omställning många nya möjligheter.<br />
Energiframsyn Sverige i Europa<br />
Kungliga Ingenjörsvetenskapsakademien, <strong>IVA</strong>, är en oberoende arena för kunskapsutbyte.<br />
Genom att initiera och stimulera kontakter mellan olika kompeten<strong>som</strong>råden och<br />
över nationsgränser fungerar akademien <strong>som</strong> gränsöverskridande brobyggare mellan<br />
näringsliv, forskning, förvaltning och olika intressegrupper.<br />
Detta <strong>IVA</strong>-projekt belyser det svenska energisystemet ur ett globalt och europeiskt<br />
perspektiv. Klimatfrågan motiverar ett globalt perspektiv. Det europeiska är viktigt mot<br />
bakgrund av pågående avregleringar och genom att el- och gasnät knyts samman i allt<br />
större regioner.<br />
Genom att blicka framåt i tiden vill <strong>IVA</strong> stimulera till intressanta och balanserade<br />
diskussioner genom att ge nya insikter och tankeväckande men trovärdiga och realistiska<br />
framtidsbilder av det svenska energisystemet <strong>som</strong> en del av Europas.<br />
Projektets resultat presenteras i fyra panelrapporter och en syntes- och sammanfattningsrapport.<br />
Dessa finns <strong>som</strong> pdf-filer på <strong>IVA</strong>s webbsida www.iva.se samt projektets<br />
webbsida www.energiframsyn.nu eller kan beställas från <strong>IVA</strong>, Box 5073, 102 42 Stockholm;<br />
e-post: bokh@iva.se.<br />
Projektets faktarapporter kan beställas från Energimyndigheten, Box 310,<br />
63104 Eskilstuna och via <strong>hem</strong>sidan www.stem.se,där de även finns <strong>som</strong> <strong>PDF</strong>-filer.<br />
<strong>IVA</strong>-M 338<br />
ISSN 1102-8254<br />
ISBN 91-7082-693-5