Grunnet veksten i sol- og vindenergi vil etterspørselen etter fossilt brensel falle fra 2025. Norge bør dreie fokus mot å ta del i det globale grønne teknologiskiftet, skriver Einar Svendsen.
Det internasjonale energibyrået (IEA) har i en årrekke underestimert og underslått den eksplosive utviklingen i global utnyttelse av ny fornybar energi (sol og vind). Byråets gjentatte varsler for fremtiden (2020 og 2030) har ingen hold i virkeligheten, og dette har vært med på å villede bl.a. den norske regjering, ledende «fossilindustriforkjempere» og det norske folk til å tro at olje- og gasseventyret vil fortsette i mange tiår.
Mine beregninger viser at global etterspørsel etter fossilt brensel vil:
I dette perspektivet må det være lov å stille spørsmål om fornuften i at AS Norge skal bruke enorme offentlige (dine og mine) midler på å lete etter nye olje- og gassforekomster som samfunnsøkonomisk sannsynligvis blir en total fiasko.
Denne utviklingen er beskrevet i figur 1, som viser prediksjon frem til år 2050. Her er det regnet med at det totale energibehovet vil øke basert på en befolkningsøkning på ca. 50 prosent og oppfølging av FNs mål om å utrydde fattigdom, bekjempe ulikheter og stoppe klimaendringene. Energiforbruket er antatt å flate ut på rundt 30.000 GW (i middel ca. 3 kW/person, noen mener enda lavere) knyttet til elektrifisering av samfunnet og overgangen til mye mer effektiv energiutnyttelse (enn fra fossilt brensel).
Figur 1. Modellprediksjon av global kraftutnyttelse fra sol og vind (grønn) sammen med forventet utvikling av global etterspørsel etter fossilt brensel (brun) og totalt energibehov (rød). I perioden 2000-2017(15) er kurvene basert på reelle data hentet fra REN21 2018 Global Status Report (svart) og BP Statistical review of world energy, June 2017 (brun).
Det vil sannsynligvis gå bra med norsk eksport av fossilt brensel så lenge den globale etterspørselen øker. Men når dette snur rundt 2025, vil jeg anta at det blir overproduksjon og tilhørende prisfall etter få år. Konkurransen om å levere (i henhold til den synkende etterspørselen) antas å bli knallhard, en konkurranse Norge sannsynligvis vil tape. Den store utfordringen blir da å forberede oss på stor arbeidsledighet, eller dreie fokus mot å ta del i det globale grønne teknologiskiftet.
Årsaken til det drastiske fallet i global etterspørsel etter fossilt brensel er den pågående eksponentielleutnyttelsen av sol- og vindenergi (grønn kurve). Denne vilfortsette, ikkeminst grunnet den synkende og konkurransedyktige prisen, som eromtrent lik for solcellerog landbaserte vindturbiner og ligger nå i 2019 på rundt 40 ørepr. kilowattime (kWh).
Bremser i avkarboniseringen
Når vi nærmer oss slutten av 2020-tallet vil den eksponentielle grønne veksten reduseres til lineær vekst (fig. 1), til tross for synkende priser. Dette skyldes bl.a. at vi da fremdeles vil ha mye brukbar fossilbasert teknologi som vil være for verdifull til bare å kaste på dyngen. På mange områder er det ennå ikke bygget opp kapasitet til å levere fossilfrie produkter/maskiner i henhold til etterspørsel, og derfor er vi dømt til å investere i fossile maskiner som vil være fullt brukbare om ti år.
Bremsene vil også forsterkes av at mange politikere fremdeles vil holde fast ved tradisjonell industri og nåværende (glimrende) «oljeøkonomi». Dette gjelder også vanlige mennesker (velgere) som gjennom suksessrik tradisjon i flere tiår er indoktrinert med at Statoil (nå Equinor) nærmest er en norsk Gud som har reddet Norge fra ekstrem fattigdom. Sannsynligvis vil også etterslep i lagringskapasitet av sol- og vindbasert kraft bli en bremse i utviklingen.
For å unngå overproduksjon av energi når vi nærmer oss metning (med fornybar) av energibehovet mot slutten av 2030-tallet, vil veksten avta og flate ut frem mot 2050. (Forskjellen (i 2050) mellom det totale kraftbehovet og sol- og vindkraften (ca 2000 GW) er primært summen av vannkraft og kjernekraft som antas å endre seg lite gjennom hele perioden).
Kan vi stole på dette fremtidsscenariet?
Det er alltid store usikkerheter i beregninger av samfunnsmessig utvikling flere tiår frem i tid. Figur 2 viser de samme data som i første figur, men kun frem til 2030 og opp til 3000 GW. I tillegg vises IEAs enorme underestimat av fornybarutviklingen.
Figur 2. Sammenlikning mellom modellert (grønn) og observert (svart) utnyttelse av sol- og vindkraft (samme som i Figur 1), samt IEAs prediksjoner for 2020 og 2030 gjort i perioden 2005 til 2014.
Her ser vi det nærmest perfekte samsvaret mellom modellen (grønn) og den realiserte utnyttelsen av global sol- og vindkraft (svart). Det er ingen grunn til å tro at denne eksplosive veksten skal stoppe med det første. Imidlertid viser IEAs prediksjoner fra 2005, 2007, 2009, 2012 og 2014 en nærmest total neglisjering av den reelle eksponentielle veksten. IEAsprediksjon for 2030:
fremsatt i 2005 ble allerede realisert i 2013 (17 år tidligere)
fremsatt i 2007 ble allerede realisert i 2014 (16 år tidligere)
fremsatt i 2009 ble allerede realisert i 2016 (14 år tidligere)
fremsatt i 2012 ble allerede realisert i 2018 (12 år tidligere)
fremsatt i 2014 forventes realisert i 2019 (11 år tidligere)
Her ser vi en sakte oppjustering av IEAs prediksjoner (skulle bare mangle), men likevel en total og gjentatt (år etter år) blindhet for/neglisjering av den eksplosive veksten.
Antagelsen om at denne veksten vil fortsette underbygges av økonomiske og tekniske vurderinger om at sol- og vindkraft blir hurtig mer og mer konkurransedyktig i forhold til fossilt brensel. I læreboken «Energy Technologies and Economics» (2014) av energiøkonom P.A. Narbel, professor i energifysikk J.P. Hansen og pensjonert professor i kjernekraft- og petroleumsteknologi J.R. Lien konkluderes det med at et fullstendig tilbud av nok ren energi til alle på jorden er i et tidsperspektiv frem mot 2050 både økonomisk og teknisk mulig. Vi ser storskala utbygging av sol- og vindparker både på land og til havs rundt i verden, ikke minst kraftig satsing på solkraft i Kina og India, og vi vet at det er nærmest uendelige kraftressurser i solen.
Figur 3. Fargene viser typisk fordeling av solintensitet på kloden, og de mørke prikkene viser landarealet som trengs for å produsere 18000 GW (kilde: Wikipedia Commons).
18000 GW tilsvarer omtrent dagens globale energibehov. Selv om prikkene i kartet (figur 3) er små, er det snakk om ganske store områder. Likeledes krever vindturbiner vesentlige areal. Dette kan oppnås ved å avsette en del store og/eller mange mindre land-/havområder for massiv kraftproduksjon, og sammen med det vi kan produsere på egne hustak, direkte solvarmeutnyttelse etc., vil vi kunne fylle det totale kraftbehovet med ren energi i 2050. Dette vil noen steder forhindres av lokal politikk, mens det andre steder, spesielt i u-land, vil kunne være kjærkommen industriutvikling som vil kunne løfte folk ut av fattigdom.
I satsingen på sol- og vindkraft vil vi trenge å lagre en del av energien slik at denne kan hentes frem i mørke og vindstille perioder. Lagringen skjer primært i batterier, gjennom produksjon av hydrogen, og ved å pumpe vann opp i høydebassenger. Problemene er at: batterier i dag stort sett er for tunge for fly og båter (langdistanse); hydrogenproduksjon er fortsatt i dyreste laget og mangler infrastruktur; og mange land mangler fjell å pumpe vann opp i. I noen land vil vi også møte motstand fra tradisjonell menneskelig kultur og frykt for å ta politiske sjanser.
I Norge er vi så heldig at vi har den lagrede vannkraften til å dekke mye av dette behovet. I andre deler av verden vil produksjon og lagring av hydrogen være en løsning: «Fra sol/vind og vann er du kommet, til vann og kraft skal du bli». Utveksling av elektrisk kraft over lengre strekninger vil generelt redusere lagringsbehovet.
Hvorfor satse på den globale fornybarløsningen?
Foruten det kjente globale klimaproblemet, er forsuring av våre havområder en snikende trussel som vi ikke kjenner konsekvensene av. Mens noen (få) stiller spørsmål med hva som er viktigst for klimaendringene, er det stort sett en direkte kobling mellom menneskelig bruk av fossil energi og havforsuring. Det er liten tvil om at forsuringen vil være med på å endre de marine økosystemene, men det er usikkert i hvilken grad menneskene vil takle slike endringer, spesielt knyttet til havets tradisjonelle matproduksjon og derfor spesielt viktig for havnasjonen Norge. De til dels ukjente kostnadene ved klimaendringer og havforsuring er ikke tatt med i kostnadsvurderinger av fortsatt fossil satsing.
Ettersom en massiv satsing på ny fornybar kraftproduksjon må ses i sammenheng med utfasing av fossilt brensel, er det spesielt viktig for Norge å dreie vår høye teknologikompetanse mot disse nye utfordringene. Og det bør skje raskt. I denne prosessen er det viktig å jobbe globalt og sikre at kraftutbyggingen spesielt i fattige land baseres på fornybare ressurser. Her kan bl.a. norske u-hjelpsmidler få nye bein å stå på.
Modellen (for spesielt interesserte)
Modellen er basert på og tilpasset data for den reelle globale utnyttelsen av sol- og vindkraft i perioden 2000 til 2016. I modellen (for perioden 2000-2050) er det lagt inn en formulering for økende bremseeffekt etter hvert som tilbudet av ny fornybar energi gir økende konkurranse til fossil kraft og til slutt dekker det totale kraftbehovet (sammen med annen fornybar og kjernekraft). Modellen er gitt som:
P er modellert global sol- og vindkraft produksjon (GW, grønn kurve i figur 1 og 2)
n er en indeks for år.
a = 10,5 er en tilpasningskonstant.
z = 1,028 er konstanten for den eksponentielle veksten.
Tot er det totale globale kraftbehovet (energi pr. tidsenhet (GW)).
b = 0,27 er en konstant relater til bremsene på/motstanden mot det grønne energiskiftet.
Reelt fossilt kraftforbruk for perioden 2000-2015 er hentet fra BP Statistical review of world energy, June 2017. Fremtidsberegningene for fossilt kraftbehov (F, brun kurve i Figur 1) er gitt ved:
F = Tot - P - 2000
der 2000 i hovedsak er summen av vann- og kjernekraft antatt her å være noenlunde konstant i fremtiden.
(Rettelse: Det hadde ved publisering av artikkelen sneket seg inn en feil i formelen gjengitt over. Dette er nå rettet. Red.anm.)
