DN Debatt

”Önsketänkande om snabb tillväxt av solenergi”

Man får inte glömma att en snabb tillväxt av sol- och vindenergi inte är så okomplicerat som det kan verka när man läser Christian Azars debattartikel. Vad som behövs är en stor dos av realism inom så väl energidebatt som energiplanering, skriver Simon Davidsson och Mikael Höök vid Uppsala universitet i en replik.

”Solen är en guldgruva som kan ge oss energi för alltid” skriver professor Christian Azar på DN Debatt 10/4. Azar har rätt i många saker som nämns i artikeln, men ger samtidigt en kraftigt förenklad bild av verkligheten. Den lämnar mycket att önska i beskrivningen av både dagens och framtida energisystem. Som de flesta välkomnar även vi en fortsatt tillväxt av förnybar energiproduktion i en tid av problem med klimatförändringar och trolig framtida stagnation och nedgång av produktion av fossila bränslen i en värld med ständigt ökande energibehov. Man får dock inte glömma att en snabb tillväxt av sol- och vindenergi inte är så okomplicerat som det kan verka när man läser Azars debattartikel.

Först och främst måste man vara försiktig hur man ser på tillväxthastigheter, och framför allt skilja på absoluta och relativa sådana. Både vind- och solenergi växer mycket riktigt väldigt fort relativt sett. I absoluta tal ser det hela dock väldigt annorlunda ut.

I IPCC:s senaste globala energisammanställning, en av få rapporter som redovisar solens och vindens bidrag separat, var världens totala energiproduktion ungefär 137.000 TWh och av detta var vindenergi ungefär 280 TWh (0,2 procent) medan solenergi utgjorde cirka 140 TWh (0,1 procent). Som jämförelse stod oljan för runt 47.000 TWh (34,6 procent) och kolet omkring 39.000 TWh (28,4 procent). Mellan 2009 och 2010 växte världens energikonsumtion med 5,6 procent vilket motsvarar ungefär 7.500 TWh.

Visst har vind- och solenergin fortsatt växa snabbt sedan dess, men sin höga tillväxthastighet till trots växer ändå vind och sol i absoluta tal tiotals gånger långsammare än tillväxten av världens energibehov. Man ska inte förledas av en hög relativ tillväxt utan det gäller att även se de större sammanhangen då hög tillväxthastighet inte per automatik innebär att det levereras stora energimängder.

Det är lätt att ha höga tillväxthastigheter i liten skala och missvisande att göra jämförelser av tillväxthastigheter utan att ta hänsyn till storleken. Den snabba tillväxten av sol och vind som vi nu ser är inget exceptionellt, utan har även skett för många andra energislag i historien. Vind och sol växer i dagsläget lika fort som olja och kol gjorde på 1800-talet då dessa energislag befann sig i motsvarande utvecklingsstadier. Alla energisystem uppvisar hög tillväxttakt i ”spädbarnstadiet” men den stora utmaningen är att upprätthålla denna expansion medan systemet växer upp och blir större.

Det är inte särskilt troligt att dagens tillväxthastigheter kommer att fortsätta för evigt. I tidsskriften Nature beskrev Kramer och Haigh hur det verkar finnas gränser för hur fort energitekniker kan växa rent fysiskt. De beskriver hur energitekniker under 1900-talet växte exponentiellt tills de nådde ungefär 1 procent av marknaden, då tillväxthastigheten avtog och fortsatte linjärt till en slutlig marknadsandel. Beteendet var anmärkningsvärt lika för olika energiteknologier. I vår egen forskning har vi funnit liknande samband för så väl förnybar energi som fossila bränslen.

Varför bromsar då tillväxt in med tiden för energisystem? Begränsningar i industriell kapacitet är en orsak till dessa begränsningar. Tillgång till ändliga naturresurser, passande platser, social acceptans är andra orsaker. Man får heller inte glömma bort att även om solen är en nästan oändlig resurs är solenergin i sig oanvändbar för de flesta ändamål, och måste omvandlas till en energibärare vi kan använda, vilket alltid kräver och alltid kommer att kräva andra naturresurser.

Azar nämner kisel som en tidigare flaskhals som man kommit till rätta med, men om man helt plötsligt skulle öka tillväxthastigheten tio gånger som det insinueras, skulle denna flaskhals då fortfarande vara löst? Kiselsolceller är i dag vanligast, men mycket av dagens forskning på solceller sker på andra typer av mer effektiva solceller som ofta använder andra mer ovanliga ämnen så som gallium och indium, vilket kan skapa andra flaskhalsar i framtiden. Vindkraftverk använder i allt större utsträckning sällsynta jordartsmetaller som neodym vilket kan skapa liknande problem även där. Likaså är det en bra fråga om det finns litium nog till batterier i ett samhälle som är kraftigt elektrifierat. Exempelvis innebär årlig tillväxthastighet på 7 procent att man fördubblar sin storlek på 10 år, och för varje dubblering krävs det mer resurser än under alla föregående dubbleringar sammanlagt. Sådan är tillväxtens aritmetik.

Därtill finns det även problematik kring att bygga ett fungerande elsystem av intermittenta kraftkällor som sol- och vindkraft. Azar nämner i förbifarten att ”1 GW kärnkraft levererar 3–7 gånger mer el än 1 GW sol eller vind på årsbasis”, men diskuterar inte andra effekter av att produktionen varierar mycket över tiden vilket skapar helt andra problem med effektuttag. Elektricitet måste användas i samma ögonblick den produceras, om den inte kan lagras på något sätt, vilket ofta är komplicerat och framförallt dyrt. Ett energisystem till stor del baserat på elektricitet från förnybar energi ställer stora krav på elnätet och lagring av energi, och här återstår mycket att göra för att kunna få in stora mängder förnybar energi i energisystemet. Kan dessa faktorer också byggas ut i samma takt som den förnybara energin eller kommer dessa att hålla tillbaka expansionen?

Alla är överens om att energisystemen måste ställas om och vi är helt och hållet för en fortsatt global expansion av förnybar energi. Azar har rätt i att en fortsatt teknikutveckling behövs för att kunna fortsätta att försörja världen med energi samtidigt som globala koldioxidskatter eller handel med utsläppsrätter kan komma att vara nödvändigt för att göra de flesta former av förnybar energi konkurrenskraftiga. Tyvärr har Azar även rätt i att denna omställning tar väldigt lång tid och att det viktiga är att se på våra energisystem på lång sikt. För att göra detta måste vi även fråga oss vilka tillväxthastigheter som faktiskt är realistiska för olika energislag samt hur vi kan få fram de energimängder som i absoluta mått krävs för att hålla samhället rullande och garantera välfärd åt alla.

Solceller och vindkraft kommer säkerligen att kunna bli viktiga aktörer i ett framtida energisystem, men det kommer att ta tid och vägen är inte så enkel som vissa vill ge sken av. När Azar talar om att ”den årliga expansionen av vind och sol behöver öka med en faktor tio”, innebär det att vi måste se tillväxtsbeteenden som aldrig tidigare skådats i världens energisystem. Sådana spektakulära tillväxthastigheter ligger förvisso inte utanför de extrema möjligheternas värld men de är definitivt inte något vi bör se som rimliga. Är det verkligen resonligt och välgrundat att bygga framtiden på antaganden om att framtidens tillväxt ska vida överträffa de mest extrema historiska erfarenheterna?

Framtiden är varken så risig som en del vill hävda eller så rosig som andra menar. Azars sätt att bagatellisera en komplex fråga och uttrycka önsketänkande kring sol- och vindenergins tillväxthastighet tar oss inte närmare framtidens hållbara energisystem. Vad som behövs är en stor dos av realism inom så väl energidebatt som energiplanering.

Simon Davidsson, doktorand
Mikael Höök, universitetslektor
Globala Energisystem, Institutionen för geovetenskaper, Uppsala universitet