Issuu on Google+


ENERGI


ENERGI MÖJLIGHETER OCH DILEMMAN


KUNGL. INGENJÖRSVETENSKAPSAKADEMIEN (IVA) är en fristående akademi med uppgift att främja tekniska och ekonomiska vetenskaper samt näringslivets utveckling. I samarbete med näringsliv och högskola initierar och föreslår IVA åtgärder som stärker Sveriges industriella kompetens och konkurrenskraft. För mer information om IVA och IVAs projekt, se IVAs webbplats: www.iva.se. KUNGL. VETENSKAPSAKADEMIEN (KVA) är en fristående akademi, vars uppgift är att främja vetenskaperna, företrädesvis matematik och naturvetenskap samt att arbeta för att stärka vetenskapernas inflytande i samhället. För mer information om KVAs verksamhet, se KVAs webbplats: www.kva.se Utgivare: Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien (IVA), 2009 Box 5073, SE-102 42 Stockholm Tfn: 08-791 29 00 IVA-M 413 ISSN: 1102-8254 ISBN: 978-91-7082-815-7 Projektledare: Elin Vinger, IVA (andra upplagan) Redaktör och ansvarig utgivare: Henrik Lagerträd, IVA (andra upplagan) Layout och illustationer: Airi Iliste Huvudskribent: Eva Stattin, IVA Texter: Håkan Borgström (Capio AB), Harry Frank, Bengt Kasemo, Henrik Lagerträd, Christer Sjölin, Eva Stattin och Elin Vinger. Produktion: Pelle Isaksson Tryck: Billes Tryckeri AB © Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien (IVA) och Kungl. Vetenskapsakademien (KVA) Denna skrift är framtagen inom ramen för IVAs och KVAs projekt ”Vetenskap & Vardag – Aspekter på energi” där ledamöter från IVAs Energi och Miljöråd samt KVAs Energiutskott har medverkat.


Förord Allt oftare läser vi larmrapporter om klimathot, global uppvärmning och den påver­ kan som koldioxid och övriga växthusgasutsläpp får på vår miljö. Vi läser även om kommande oljebrist, men vet inte säkert när. Energiförsörjning, energianvändning och energiberoende är centrala frågor för vår välfärd och debatteras flitigt både i medierna och inom politiken – samtidigt är det frågor som är svåra att få grepp om. Oavsett om vi är unga eller gamla, lekmän eller forskare, politiker eller näringslivs­ representanter behöver vi samlad och saklig information – utan ideologiska eller me­ diala vinklingar. Ökad kunskap, saklig debatt och diskussion bidrar till att finna de bästa lösningarna inför framtiden. Boken du håller i din hand är en ny upplaga av boken Energi – möjligheter och dilemman. Nya, aktuella siffror och nya, intressanta exempel är några av de uppdateringar som genomförts. Grunden är dock densamma – en problematiserande, saklig framställ­ ning av energiområdet. Problematisering innebär bland annat, att med fakta, reso­ nemang och olika ståndpunkter belysa stora utmaningar och komplexa frågor, som saknar enkla lösningar och svar. Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademiens Energi och Miljöråd och Kungl. Vetenskapsa­ kademiens Energiutskott har tillsammans tagit initiativ till projektet, med målet att ur ett vetenskapligt perspektiv sprida kunskap om energifrågor i ett större samman­ hang. Ett viktigt motiv till projektet var insikten att frågorna om energi och energi­ försörjning under överskådlig tid kommer att vara en ödesfråga både för Sverige och världen i övrigt. Ett annat motiv var övertygelsen om att forskare och ingenjörer har en viktig uppgift i att bidra till hållbara lösningar. Styrgruppen för andra upplagan har bestått av undertecknad, professor Bengt Kasemo (ledamot IVA och KVA), som ordförande. Övriga ledamöter i styrgruppen har varit Gerd Bergman (KVA/NTA), professor Harry Frank (ledamot IVA och KVA), vicerek­ tor Eric Giertz (ledamot IVA), fil. dr Dick Hedberg (ledamot KVA), kommunikatör Henrik Lagerträd (IVA), direktör Christer Sjölin (ledamot IVA) och projektledare Elin Vinger (IVA). Vi vill bidra med en samlad kunskap om energifrågornas stora betydelse på ett sätt som både ökar ditt engagemang och tydliggör de utmaningar vi står inför. Det här är en bok att bläddra och göra nedslag i. Förhoppningsvis leder det till att du läser vidare, och får en bild av energifrågornas komplexitet. Kanske har du då också funnit några av svaren på frågorna inför framtiden eller åtminstone fördjupat din kunskap inom området. Bengt Kasemo, styrgruppsordförande, projektet “Vetenskap & Vardag – Aspekter på energi”, ledamot av IVA och KVA


INNEHÅLLSFÖRTECKNING Kapitel 1 Beroende av energi? Faktaruta: EFFEKT OCH ENERGI Faktaruta: ENERGIBÄRARE

Ett lyft Faktaruta: FYSIKENS LAGAR Faktaruta: TERMODYNAMIK Faktaruta: EXERGI Faktaruta: EXERGI I PRAKTIKEN

6 7 7 8 8 10 10 11

Energikvalitet

10

Förluster är svåra att undvika

11

Energibärare

11 12 13 13 14 14

Balanskonster på nätet Faktaruta: VAD ÄR EFFEKTBRIST? Faktaruta: ELIMPORT

Magasinering och reglering Faktaruta: VATTENKRAFT

Faller en faller flera

15

Den totala energianvändningen i vårt land Syns inte men finns ändå

16 19

Energi och mat

20

Energi till bostäder och service

21 22 22 23

Synliga förbättringar – mindre synliga förluster Faktaruta: FJÄRRKYLA Faktaruta: TRE SORTERS KRAFTVERK

Energi till transporter Faktaruta: ENERGIDEKLARATIONER FÖR FASTIGHETER Faktaruta: LITE DYRARE MED E85-BRÄNSLE

Energi till industrin Faktaruta: EXTERNA KOSTNADER

24 24 25 25 26


Vad påverkar elpriset? Faktaruta: LIVSCYKELANALYS

Livscykelanalyser – ett försök att uppskatta alla kostnader Faktaruta: MARGINALEL

26 28 28 29

Kapitel 2 Energi i globalt perspektiv

31

Skiftande tillgång till jordens energiresurser

32 38

Faktaruta: EKOLOGISKA FOTAVTRYCK

Energi och globalisering

38

Vem vill inte ha en egen bil?

39

Säkerhetspolitik

40

Oljekris

41 41 42

Faktaruta: KAMPEN OM ENERGITILLGÅNGARNA

Peakteori

Växthuseffekt – orsaker och verkan Faktaruta: LIVGIVANDE TRÄD Faktaruta: KOLSÄNKA Faktaruta: VÄXTHUSEFFEKT-OM DETTA TVISTA DE LÄRDE Faktaruta: FÅNGST OCH LAGRING AV KOLDIOXID

Lagring av koldioxid Faktaruta: UTSLÄPPSRÄTTER

44 44 45 47 48 48 50

EUs grönbok

50

Djupa skogar och eroderade vidder

51 51 52

Omställningar och överväganden Faktaruta: KAMP OM RÅVARAN

El på en gemensam marknad Faktaruta: RISKER OCH MÖJLIGHETER FÖR FÖRETAG

Drivkrafter och alternativ

54 56 57


Kapitel 3 Framtida lösningar

59

År 2050 – ett scenario

60 60

Aspekter på energi Tekniksprång Faktaruta: ETT PAR EXEMPEL PÅ LEAPFROGGING

Svensk energiteknik under framväxt

Ny teknik och lösningar inom bostadssektorn Faktaruta: PASSIVHUSEN I LINDÅS PARK Faktaruta: BLI EN ENERGIEFFEKTIV BILÄGARE!

Ny teknik och nya bränslen inom transportsektorn

61 64 64 65 67 68

Satelliter som guidar

68 69 70 72

Faktaruta: ELBILAR OCH HYBRIDBILAR

72

Svenskt ”brännvin” eller sprit från Brasilien?

72

Bränsleceller

74

Mer och fler transporter

74

Ny teknik och nya bränslen inom industrin

74

Exempel på framtida tekniker för elproduktion Kärnkraft

76 77

Fusionskraft

78

Fler alternativ

79

Kraft från solen

81 81 82

Vägar att vinna Faktaruta: FÖRNYBARA BRÄNSLEN

Faktaruta: GRÄTZELCELLEN

Vågkraft

Vätgassamhälle

83 84 85

Livsstil, attityder och inlärda beteenden

87

Elsamhälle Faktaruta: HUR LÅNGT KAN MAN KÖRA PÅ EN HEKTAR ÅKERMARK?


Kapitel 4 Mer om energikällor

89

Mer om energi

90

Förnybart eller ej – indelning av energikällor

90

Fossila energikällor Olja

91 91

Kol

91

Fossilgas

92

Kärnkraft

93 97

Tjernobyl och andra incidenter

Geotermisk energi Bergvärme

98 99

Ytjordvärme

99

Förnybara källor

99

Vattenkraft

100

Vindkraft

100

Biobränslen

101 102

Biopellets

Solkraft Artificiell fotosyntes – bränsle från solenergi och vatten

103 103

Solfångare

104

Solceller

106

Havskraft

106

Register

109

Källförteckning

112

Om projektet

116


Kapitel ett

Beroende av energi?

Frågor att fundera över: Vilken energi kan du klara dig utan och hur mycket energi behöver du för att just ditt liv ska fungera? Hur mycket energi använder du egentligen under en dag, under ett år, under ett liv? Går det verkligen att sätta en prislapp på all den påverkan på miljö och omvärld som energianvändningen för med sig?

6


EFFEKT OCH ENERGI Effekt (Watt) är energi per tidsenhet, alltså den kraft som krävs för att utföra något under en viss tid. W (watt) anger effekt (energi per tidsenhet) kW (kilowatt) – 1 000 W MW (megawatt) – 1 000 000 W GW (gigawatt) – 1 000 000 000 W TW (terawatt) – 1 000 000 000 000 W Energi är det arbete som krävs för att utföra en prestation under en viss tid. All energi kan om­ vandlas. Energi är resultatet av effekten x tiden. 1 kWh (kilowattimme) – 1 kilowatt under 1 timme. 1 MWh (megawattimme) – 1 000 kWh 1 GWh (gigawattimme) – 1 000 000 kWh 1 TWh (terawattimme) =1 000 000 000 kWh

ENERGIBÄRARE Ett ämne eller ett tillstånd som kan användas för att lagra, förflytta eller överföra energi. Bränslen är energibärare med kemiskt bunden energi. Elektricitet är en energibärare som kräver att spänning och strömstyrka upprätthålls vid defi­ nierade nivåer. I vattenmagasin lagras lägesen­ ergi (potentiell energi). Hetvatten i fjärrvärme är en energibärare som överför värmeenergi till fastigheter. Kylt vatten i fjärrkyla är en energibä­ rare som upptar värmeenergi från fastigheter. Vätgas är en energibärare som måste produce­ ras från andra energikällor.

Morgon hos familjen Eriksson

D

en elektriska väckarklockan ringde. Cecilia vred sig trött, tände sänglampan och stängde av oljudet. Kvart över sex. Hon suckade, reste sig och satte ned fötterna på golvet. Golvvärmen hjälpte till lite i alla fall. På väg mot duschen kände hon kaffedoften och en härlig lukt av rostat bröd. Maken Patrik hade tydligen gått upp tidigare och lagat frukost. Härligt! När hon klätt sig, fönat håret och väckt det minsta barnet, Ellen, hörde hon hur Johns klockradio gick igång. Hoppas bara tonåringen nu vaknade. Hon hämtade lite kläder till Ellen direkt ur torktumlaren. Tur att det går att torka overaller så snabbt i dessa tider när det är så slaskigt på dagisgården, tänkte hon. Medan hon hjälpte Ellen med kläderna slog hon ett öga på nyheterna på TVn i sovrummet. I Johns rum gick stereon igång, så nu var han vaken i all fall. När Cecilia kom ner i köket hälsade hon glatt på Patrik som doftade rakvatten. Han såg upp och slog som vanligt huvudet i taklampan ovanför bordet när han satte ned filmjölkspaketet. Efter att ha hjälpt honom med frukosten och dukat fram juice, flingor, bröd, choklad och te, bänkade hon sig tillsammans med barnen och slog upp tidningen. En fet rubrik täckte förstasidan: Vårt energiberoende – en risk! Det stod att svenskarna inte ökat sin energianvändning under de senaste 30 åren, men blivit allt mer beroende av tillgången till energi. ”Hur då?”, tänkte Cecilia.

7


1

Ett lyft

Från 1800-talet har tillgången på energi lett till omvälvande förändringar av samhället. Häst och vagn har ersatts av skåpbilar, gåspennor av datorer, segelfartyg av flygplan. Eldstäder för värme är idag utbytta mot fjärrvärme och andra bekväma uppvärmningsmetoder. Vi är inte längre hänvisade till sill och potatis, utan kan välja mellan maträtter från hela världen. Möjligheter att effektivt kyla ned och snabbt kunna värma upp livsmedel har inte bara bidragit med bekvämlighet utan också till minskad sjukdomsspridning och förbättrad hälsa. På område efter område har tillgången till billig och lätt åtkomlig energi formligen lyft hela vårt samhälle. Allt fler människor får möjlighet att resa och se nya platser, vissa av oss till och med ut i rymden. Men hela detta lyft, den stora omvälvning som tillgången till energi inneburit, har också en del baksidor.

V

ad är energi? Energi tros vara världsalltets upprinnelse. En­ ligt fysikerna är vårt universum resultatet av en enda stor energiom­ vandling. Under den första sekunden efter universums födelse omvandla­ des ofattbara mängder energi till ma­ teria – massa – i form av protoner och neutroner. Fysikern Albert Einstein visade att energi och massa i själva verket är en och samma sak. Hans berömda formel E=mc2 anger hur mycket energi som motsvaras av en viss massa. Även om många var tvek­

8

ljus och värmestrålning

lägesenergi

rörelseenergi

samma till Einsteins teorier då det begav sig, har senare forskning givit honom rätt: vid klyvning av atomkär­ nor omvandlas en liten del massa till rörelseenergi. Energi omvandlas ofta i långa ked­ jor. Exempel från naturen kan vara en sjö, eller ett magasin med vatten, som kan ha energi genom sitt läge, då vattnet ligger högre än sin omgiv­ ning. Denna energi kan omvandlas till rörelseenergi som fångas upp i en vattenkraftsturbin, som sedan om­ vandlas till elektricitet i generatorn. Den energi som transporteras via

FYSIKENS LAGAR Fysikens lagar säger att energi varken kan ta slut eller förstöras utan bara omvandlas från en form till en annan, exempelvis från massa till energi. Energi kan alltså aldrig försvinna, bara ändra form. Till exempel kan den kemiska energin i ett äpple lagras i kroppen. Den omvandlas till rörelseenergi i benen när man går eller springer, då energirika molekyler förbränns i kroppens muskel­ celler.


elektrisk energi

kemisk energi

elektrisk energi

värmeenergi

rörelseenergi

el kan omvandlas till värmeenergi i en köksspis och få vatten att koka, rörelseenergi genom köksfläktens motor och ljus i köksfläktens lampa. Det vatten som regnat ned från him­ len och fyllt vattenmagasinen har ursprungligen värmts av solen. När vattnet värms av solen omvandlas det till vattenånga, som stiger till himlen och bildar moln. När det regnar fylls magasinen på nytt. Det finns alltså flera olika former av energi. Gemensamt för dem alla är att de kan uträtta arbete. Uttrycket energi kommer av det grekiska ordet ”ergon” som betyder arbeta. Energi betyder helt enkelt ”förmåga att ut­ rätta arbete”. Nästan all energitillför­ sel här på jorden har sitt ursprung i kärnreaktioner. Enda undantaget är tidvattnet som uppstår som en följd av gravitationskraften främst mellan jorden och månen. När atomkärnor klyvs i en reaktor omvandlas en del av deras massa till rörelseenergi som senare blir värmeenergi, som i sin tur bland annat omvandlas till elektrici­ tet som sedan kan uträtta arbete. Energin som strålat ut från solens varma yta har genererats av fusion

av vätekärnor i solens mycket varma inre. Även i jordens inre pågår kärnreak­ tioner, radioaktiva sönderfall främst av grundämnena uran och torium, som orsakar jordvärme, så att det blir varmare ju längre ner i jorden vi kommer. För en uthållig framtid diskuteras energi som bygger på förnybara ener­ gikällor som solstrålning, vatten i rö­ relse, vind och biomassa. Kärnkraft, kärnfission och kärnfusion, är också exempel på energilösningar som kan säkra en långsiktig tillförsel av energi.

!

Visste du att…

… energiinnehåll i bland annat mat mäts i joule? Människan behöver 8–10 megajoule (MJ) per dag. Måttet joule har ersatt det äldre energimåttet kalori och kilokalori, kcal. En kalori är 4,19 joule. Trots att det är ett äldre begrepp talas ofta än idag om matens kaloriinnehåll. Till exempel innehåller en 200 grams påse chips 1 000 000 kalorier, det vill säga 1 000 kilokalorier. Med dagens mått blir det 4 190 000 joule, det vill säga drygt 4 megajoule. Det är för övrigt samma mängd energi som krävs för att värma 10 liter nollgradigt vatten upp till kokpunkten.

9


TERMODYNAMIK Termodynamik är läran om energi. Det finns två termodynamis­ ka huvudsatser som kan vara bra att känna till: 1. Energiprincipen – säger att energi inte kan skapas och hel­ ler inte förstöras. Det finns alltså egentligen inget sådant som ”energiproduktion” eller ”energikonsumtion”, även om vi kallar det så i vardagligt tal. Mängden energi i universum är nämligen konstant. Däremot kan energiomvandlingar ske till exempel från energi bunden i massa till rörelseenergi. 2. Entropiprincipen – Energins kvalitet minskar varje gång en energiomvandling sker.

EXERGI Exergi betecknar energikvalitet. Exergi förväxlas ofta med energi. Exergi är ordnad rörelse, eller förmåga till arbete. Energi däremot är rörelse eller förmåga till rörelse, alltså inte nödvän­ digtvis arbete. Energikvalitet med faktor 1,0 (exempelvis elenergi) innebär i praktiken att all energi kan utnyttjas för att uträtta arbete. Ener­ gikvalitet med exempelvis faktor 0,2 lämpar sig väl till uppvärm­ ning av hus, men kan inte användas till så mycket annat.

Kvalitetsfaktorn för olika energiformer i en standardomgivning av rumstemperatur (20 °C)

10

Energikälla

Kvalitetsfaktor

mekanisk energi elektrisk energi kärnbränsle solstrålning kemiska bränslen termisk energi och värmestrålning vid 300 °C termisk energi och värmestrålning vid 100 °C termisk energi och värmestrålning vid 40 °C termisk energi och värmestrålning vid 20 °C

1,00 > 1,00 0,95 0,93 omkring 1 0,49 0,21 0,06 0,00

Energikvalitet En aspekt på energins värde är att se till olika energikällors effektivitet och användningsområden. Den helt om­ vandlingsbara delen av energin kal�­ las för exergi, den del som kan kon­ sumeras. Exergibegreppet tar alltså med i beräkningen om och hur energin kan nyttiggöras. Energi i form av elektri­ citet är exempelvis ren exergi. Den kan omsättas i mekanisk energi, ke­ misk energi, värmeenergi etc. Vär­ meenergi som är spridd i ett rum har däremot låg exergi eftersom den är svårare att utnyttja till annat. Ofta blandas energi och exergi ihop. Det kan leda till att man drar fel slutsatser och ur effektivitetssyn­ punkt väljer mindre lämpade energi­ källor till olika ändamål. Det kan vara lätt att tro att en viss energimängd, som 1 kWh, kan utföra samma arbete oavsett om den kommer från värmen av ett eldat vedträ eller från ett vat­ tenkraftverk som gjort el av energin i det strömmande vattnet. Sanningen är istället att den elenergi vi tar från vägguttaget kan utföra flera gånger mer arbete än värmeenergin från vedträet. Sett ur exergiperspektiv gäller: ju fler användningsområden – de­ sto värdefullare energiform. I ett samhälle där exergi är den ensamt rådande faktorn för hur man vär­ derar olika resurser i relation till varandra, blir grundregeln för en­ ergianvändningen att alltid försöka använda energi med så lågt exergi­ värde som möjligt. Det är dock svårt


att låta denna aspekt vara ensamt av­ görande i beslut om vilka energislag som är mest lämpade. Ett modernt samhälle bygger på samband mellan ett antal olika komplexa system och ställningstaganden utöver vad som ligger i exergibegreppet.

Förluster är svåra att undvika Det går åt mycket energi i samhäl­ let. Vi behöver energi för uppvärm­ ning och kyla, för belysning och ap­ parater, för att förflytta oss och för produktion och distribution av varor och tjänster. Energin kommer från många olika källor. Sverige är ett av­ långt land med vattenkraft i norr och en stor andel hushåll som förbrukar el i söder. Därför har vi ett omfattan­ de elektriskt överföringssystem med kraftnät som leder elen från en lands­ ände till en annan. I ett kärnkraftverk går cirka två tredjedelar av energin som används förlorad i omvandlingen från energi­ källan (uran) till el. I svenska kärn­

kraftverk bildas ca 150 TWh värme per år i omvandlingsprocessen, som måste kylas bort. Idag finns inte ett lönsamt sätt att ta till vara denna värme­energi, men i en ny generation av kärnkraftverk planeras ett effekti­ vare utnyttjande av primärenergin. För vattenkraften uppstår inte någ­ ra såna förluster. Under ett normalår producerar Sverige ca 65 TWh el­ kraft i våra vattenkraftverk. Förluster uppstår dock när elen transporteras genom kraftledningarna. Ungefär 11 TWh (ca 7 procent) av den totala el­ produktionen är distributionsförlus­ ter över nätet.

Energibärare De flesta former av energi kan – mer eller mindre enkelt – omvandlas till elektricitet. Tvärtemot vad många tror är el inte en energiform, utan en energibärare. Energi kan komma ifrån fossilt bränsle (olja, kol, fossil­ gas), vatten-, vind-, våg- och solkraft, biobränsle eller kärnkraft innan den

Elproduktion i Sverige under ett år MWh/vecka 4,0

2,0

Vattenkraft

1,0

Kärnkraft

Vecka

I Kvarnsvedens pappersbruk drivs kvarnarna, som frilägger fibrerna för papperspro­ duktion, av elen­ ergi. Processen är utformad så att den värme som uppstår vid malningen också används för att pro­ ducera ånga, som i sin tur används vid torkningen av tidningspappret i pappersmaski­ nen. Spillvärmen används sedan i Borlänge Energis fjärrvärmesystem. På så sätt optime­ ras användningen av energi i flera steg, trots allt lägre exergiinnehåll.

Kraftvärme

3,0

0

EXERGI I PRAKTIKEN

v 52

Behovet av el kan skifta ganska kraftigt under en vecka. Till exempel kan en plötslig köldknäpp öka behovet avsevärt. I Sverige ligger kärnkraften som bas för elbehovet. Kärnkraft kan regleras veckovis. Vattenkraft kan regleras på sekunden när och kan snabbt täcka förändrade behov. Kraftvärme, som kan ha olika energikällor som bas, ligger på toppen av dessa. Källa: Svensk energi


Syster Jenny på besök

C

ecilia har fått besök av sin syster Jenny som bor i samma område som familjen Eriksson. Jennys son Christian är jämngammal med Cecilias son John och för drygt tio år sedan gick deras söner på samma dagis. Numera är det familjen Erikssons minsting Ellen som går på dagis och det verkar inte som mycket har förändrats sedan killarna var små¨. – De har så märkliga lösningar på Ellens dagis. Först så har de eluppvärmt med takvärme inomhus. Golven är kalla, så alla barnen måste ha tofflor. Sen när det blir dålig luft inne så öppnar de fönstren. Snacka om att elda för kråkorna. All värme går rakt ut. Sen har de en central knapp för belysningen som tänder och släcker alla lampor i hela huset. Inga mellanlägen där inte! – Det låter inte som det hänt någonting sedan John och Christian gick på dagis. Tänk att det inte förändrats på tio år. De har säkert kvar samma torkskåp också, de där som inte kan stängas av förrän efter två timmar. Lite onödigt om man bara ska torka ett par vantar... – Jodå torkskåpen är kvar. Faktiskt rätt konstigt när man tänker på det. Det är väl inte tillräckligt lönsamt med nya lösningar helt enkelt. – Undrar just hur de gjort på det nybyggda dagiset nere på Slånvägen. Använder de fortfarande direktverkande elvärme? Eller?

12

omvandlas till elektricitet. El är prak­ tisk, eftersom den, så länge det finns tillgängliga kraftledningar för trans­ port över långa sträckor, kan driva olika utrustningar och apparater. Som energibärare i ett framtida energisystem kan förutom el också biogas och fossilgas, eventuellt även väte, komma att spela en roll. Väte i vätske- eller gasform kan framstäl­ las antingen genom energikrävande elektrolys av vatten, produktion ur fossila bränslen och biobränslen och i en framtid kanske genom artificiell fotosyntes. Med dagens kända teknik är det dock svårt att lagra och trans­ portera vätgas och det krävs speciell utrustning för att hantera den. Balanskonster på nätet I de flesta länder transporteras en stor del av energin som el. Elledningar är sammankopplade i landstäckande nät. Elen matas in i nätet från ett antal kraftverk, som kan ha olika energikäl­ lor som bas, och tas ut av förbrukare på ett stort antal andra ställen. Le­ veranserna från kraftverken varie­ rar under dag och natt, sommar och vinter. Den mängd el som används i bostäder, inom servicesektorn och industrin varierar också. Något som man sällan tänker på är att den el som krävs för att få en lampa att lysa måste tas fram just när lampan lyser. De na­ tionella näten är sammankopplade så att el kan exporteras och impor­ teras. Ett flöde över landsgränserna sker dagligen för att bäst utnyttja de olika produktionsalternativ som står till buds.Det finns ännu inget bra sätt


att lagra el. Däremot kan man lagra råvaror som olja, fossilgas, biomassa, vatten och kärnbränsle som används för att tillverka el. Magasinerat vat­ ten har en särställning, eftersom det omedelbart kan omvandlas till elen­ ergi i kraftverkens turbiner när maga­ sinen töms. Att el inte kan lagras gör ibland situationen lite besvärlig, inte minst i vårt land då elförbrukningen vintertid är avsevärt högre när hus och lokaler ska värmas och lysas upp. Genom att vi på årsbasis (ett norma­ lår då vi inte haft vare sig torka eller stora mängder nederbörd) kan impor­ tera el har vi aldrig någon egentlig en­ ergibrist i vårt land. Där­emot kan ef­ fektbrist uppstå, det vill säga att vi har svårt att klara de hårdast belastade pe­ rioderna. Det kan hända då det plöts­ ligt slår till och blir kallt i hela Norden och alla vill både använda och impor­ tera el samtidigt. Effektbrist kan med­ föra att det uppstår flaskhalsar i flö­ dena, så att det blir svårt att få ut den el som behövs till alla användare. Vid dessa tillfällen kan det bli nödvändigt att använda oljeeldade reservkraft­ verk eller att importera el med fossilt ursprung, som producerats från olja, fossilgas eller kol.

!

VAD ÄR EFFEKTBRIST? Effektbrist uppstår när förbrukningen av el är större än produktionen vid en viss tidpunkt. Exempel på situationer då effektbrist kan uppstå är vid mycket kalla vinterdagar eller vid händelser som påverkar förhållandet mellan tillgång och efterfrågan på el i hela eller delar av Sverige, till exempel att en kärn­ kraftsreaktor snabbstoppas. En åtgärd för att återfå balans i elsystemet är att stänga av strömmen i en till två timmar i några områden. Detta kallas för roterande bortkoppling. En sådan frånkoppling beordras av Svenska Kraftnät och innebär att nästan alla kunder kommer att få sin ström kortvarigt avstängd. Som första åtgärd går dock Svenska Kraftnät ut och vädjar till hushållen att dra ned på sin elförbrukning.

ELIMPORT Ett ”normalår”, det vill säga med normal nederbörd, konjunktur och temperatur, tvingas Sverige impor­ tera elektricitet. Men importbehovet varierar. Under år 2007 importerade vi exempelvis 1 TWh samtidigt som vattenkraftproduktionen var normal. Energi­ användningen var också något lägre än normalt, bland annat på grund av höga priser och svag industrikonjunktur.

Visste du att… … el är en energibärare och är ett mycket effektivt sätt att transporte­ ra energi. Det är sättet att framställa el som kan ge påverkan på miljön, inte elen i sig.

… den mängd energi vi använder alltid måste täckas av lika mycket tillförd energi? Detta kallas för energibalans, det vill säga jämvikten mellan vår totala energianvänd­ ning och den totala mängden energi som skapas i eller importeras till ett land.

13


regn

VATTENKRAFT

Magasinering och reglering

Vi behöver tillgång till el året om, och eftersom den måste tillverkas i vattenmagasin Vattenkraft spelar en stor samma stund som vi använder den roll för Sveriges framgångar. värme behöver vi ha tillgång till magasine­ Tack vare Sveriges goda rade energikällor. Här fyller vatten­ tillgång på vattenkraft, som lagrar vattenkraft=el kraften en viktig funktion i vårt land. energi i vattenmagasin, kan vi ofta lätt De stora vattendammarna i norra reglera effekten på nätet. I Sverige kommer Sverige fungerar nämligen som stora nära hälften av elenergin från vattenkraft som är att lager. I dem bevaras energi i form av betrakta som en ”ren” energikälla till skillnad från lägesenergi. Vi kan låta vattnet rinna elproduktion från exempelvis olja, kol och fossilgas. ut och omvandla dess rörelse till el Därför kallas ibland vattenkraften för ”det vita kolet”. när vi själva bestämmer det. På så sätt har vattenkraften dubbla funk­ Å andra sidan har utbyggnaden av vattenkraften tioner: den kan både lagra energi påverkat landskapsbilden, torrlagt älvfåror och haft och göra den omedelbart tillgänglig negativ påverkan på växt- och djurliv. Samtidigt när den behövs som bäst. ger vattenregleringen i älvar en större möjlighet att Kärnkraftverken är också stora kontrollera översvämningsrisker, vilket ger möjlighet lager som, när de är fulladdade med att bygga hus närmare vattnet än vad som är möjligt uran, kan drivas i flera år. El från i oreglerade älvar. kärnkraftverk går också att reglera, men inte lika enkelt och med så kor­ ta intervall som i vattenkraftverk. Vattenkraftverk kan regleras efter behoven på sekunden när. Kärnkraft­ Vindkraftens effektsvackor måste fyllas med annan elproduktion verk regleras istället veckovis. Exemplet visar dansk vindkraft, timvärden under 5 dygn i okt–nov 2006 Vindkraftverk saknar denna för­ måga eftersom de bara kan generera 3 000 el när det blåser lagom kraftiga vin­ dar. De kan därför inte heller lagra 2 500 energi. För att ha en säker och stän­ digt tillförlitlig eltillförsel behöver 2 000 därför vindkraft kombineras med 1 500 andra energikällor, och då är det bästa alternativet den reglerbara vat­ 1 000 tenkraften. ånga

500 0 17 okt KÄLLA: ENERGINET

14

24 okt

31 okt

7 nov

14 nov


Faller en faller flera Idag lever vi i ett sårbart tekniksam­ hälle. I flera avseenden har teknik­ lösningarna bidragit till att göra livet väsentligt enklare och bättre för oss människor. Men vi har utvecklat ett samhälle där allt och alla är i beroen­ deställning till varandra. Den krafti­ ga stormen 2005, som drabbade Små­ land och andra delar av södra Sverige med stora skador på el- och telenät, skog och fastigheter som följd, är ett talande exempel på detta. Vårt moderna samhälle har bli­ vit allt mer uppbyggt och beroende av tjänster som vi inte längre själva har kontroll över. Sårbarheten ligger i att det sällan finns reservrutiner. Avsaknad av dessa gäller alla former av tekniska kollapser i samhällsvik­ tiga funktioner som el-, tele, vatten, och IT-system, men även logistik och transporter. Tidigare var samhäl­ let uppbyggt av självständiga sekto­ rer som fungerade oavsett vad som hände i omgivningen. Så är det inte längre. Forskare vid Krisberedskaps­ myndigheten säger att hela samhäl­ let numera är byggt utifrån ett justin-time-koncept: tempot är högt och såväl privatpersoner som företag och organisationer måste hämta delar till vardagen från olika håll för att det ska bli en helhet.

P

å nyheterna varnades det för att en ny storm är på väg in över Sverige och familjen Eriksson har bänkat sig i TV-soffan. I väntan på väderprognosen drar de sig till minnes stormen Gudrun, en av de kraftiga stormar som tidigare dragit in över Sverige: – Tänk att den där stormen slog ut el och telefon i nästan hela södra Sverige. Det var många som blev utan ström i flera dagar, till och med veckor. Kan det bli så den här gången också tro? – Ja, det är väl först när något sånt händer som man påminns om hur mycket av vår vardag som faktiskt är låst i lösningar som bygger på att vi har tillgång till elektricitet. – När vi hade strömavbrott i 20 minuter på jobbet i förra veckan irrade alla omkring som yra höns och fick ingenting uträttat. – Jag tycker det var mysigt när strömmen försvann på dagis. Vi fick tända ljus och sitta och mysa med fröken.

15


Energitillförsel och energianvändning i Sverige år 2007 ENERGIKÄLLA

OMVANDLING

Totalt 577 TWh

Vattenkraft: 98 % Vindkraft: 2 %

Förnybart Värmepumpar: 100 % Skog: 87 % Jordbruk: 4 % Torv: 3 % Avfall: 6 %

(33 %)

Kärnkraft

(1 %)

6 TWh

Biobränsle

191 TWh

(12 %)

omvandling

67 TWh

(20 %) 120 TWh

Fossilt

(kol gas olja)

Olja: 80 % Kol och koks: 15 % Fossilgas: 5 %

(33 %) 193 TWh

Omvandlingsförluster (mest i kärnkraften)

157 TWh

27 % Den totala energianvändningen i vårt land Sveriges totala energitillförsel år 2007 var cirka 577 TWh. Olja och kärnkraft stod för de största ande­ larna, följt av biobränsle och vatten­ kraft. Sedan år 1970 har samman­ sättningen, mixen, i energitillförseln förändrats rejält. Användningen av råolja och olje­ produkter har exempelvis minskat med drygt 40 procent. Genom ut­ byggnaden av kärnkraft (och även vattenkraft) har användningen av el ökat. Även elproduktion från bio­ bränslen har mer än fördubblats. Andra saker påverkar också. Under

16

1980-talet byggde många kommuna­ la energibolag stora värmepumpar för att producera fjärrvärme. I mit­ ten av 1980-talet infördes fossilga­ sen längs västkusten, och i mitten av 1990-talet påbörjades utbyggnaden av vindkraft, men den bidrar än så länge bara marginellt till den totala energitillförseln i Sverige. Andelen förnybara energikällor i den slutliga energianvändningen uppgick till 43 procent år 2007, vilket enligt Energimyndigheten är en rela­ tivt stor andel internationellt sett. Till de förnybara energikällorna räknas biobränslen och avfall, vattenkraft, vindkraft och värmepumpar. Transportsektorn står för den


ENERGIBÄRARE

DISTRIBUTION

Totalt 420 TWh

Elektricitet 146 TWh* 36%

45 %

(35 %)

SLUTANVÄNDARE

ENERGIANVÄNDNING

Totalt 404 TWh

i procent

fossilt

46 %

bio

48 %

(41 %)

36 %

98 %

*Import av elektricitet 1 TWh **Exkl. olja till utrikes sjöfart

36 %

Elanvändningen inom   industrin har  ökat med 60 %  sedan 70-talet.

Bostäder & service 143 TWh 14 %

52 %

Drivmedel 101 TWh

bensin diesel etanol, biogas etc**

39 %

Industri 157 TWh 28 %

Värme 173 TWh

el

36 %

50 %

Transporter 105 TWh

(24 %)

95 %

2 % (bio) 3 % (el, mest tågtrafiken)

35 % Elanvändningen inom bostäder/service har mer än tredubblats sedan 70-talet.

2 % (bio) Distributionsförluster (mest i kraftledningar)

26 %

16 TWh

3,5 %

dominerande oljeanvändningen i Sverige. Några få procent går till petrokemisk industri eller andra in­ dustriprocesser, där man använder oljan som råvara och inte enbart som energikälla. Det finns kondenskraft­ verk som använder olja för att reglera brister i elproduktionen när det be­ hövs mycket effekt och övriga resur­ ser är begränsade, till exempel vid torrår. Använd mängd energi måste på något sätt alltid motsvaras av tillförd mängd energi. Detta brukar kallas för energibalans, det vill säga balans mellan den totala energianvändning­ en och den totala energitillförseln i Sverige. Det är användningen som

KÄLLA: ENERGIMYNDIGHETEN, BEARBETAT AV KVA/IVA HARRY FRANK

styr hur mycket energi i form av el och värme som produceras. Energi­ användningen i landet brukar inde­ las i sektorer som bostad och service, industri och transport samt förluster och utrikes sjöfart. För bostadssektorn har energian­ vändningen varit nästan oförändrad sedan 1970-talet. Inom transportsek­ torn har användningen ökat kraftigt, medan industrins ökning varit mått­ lig. Bidragen från olika energikällor har däremot förändrats väldigt mycket under de senaste 30 åren. Tidigare var oljan en betydligt mer använd energi­ källa. Oljans andel av energitillförseln har minskat från 77 procent år 1970 till omkring 30 procent i dagsläget.

17


Elanvändningen i Sverige 2007 i TWh

Sveriges förändrade totalenergitillförsel, TWh

624 TWh 1,4 6

Industri

56

vindkraft

Driftel 1)

34

värmepumpar i fjärrvärmeverk

Hushållsel 2)

20

Bostadsuppvärmning 3)

21

Varav: –småhus

elimport minus elexport

457 TWh

191

66 biobränslen, torv mm

120 11 28 199

1970 18

–lokaler

4

1

2007

3

Trafik (tåg)

12 146

1) Avser motordrift, fläktar med mera i affärer, hotell, reningsverk, övriga serviceinrättningar med mera liksom gatubelysning. 2) Avser spisar, kyl och frysar, tvättmaskiner, belysning, TV med mera.

naturgas, stadsgas

KÄLLA: ENERGIMYNDIGHETEN

2

Förluster

vattenkraft, brutto

18 350

–flerbostadshus

Summa användning

4 41 43

kärnkraft, brutto

15

3) Blandning av olika uppvärmningsformer bland annat 4 TWh i direktverkande el i småhus och 1–2 TWh i fritidshus, vattenburen elvärme, värmepumpar, uppvärmning av varmvatten med mera.

kol och koks KÄLLA: Statistik från Energimyndigheten och Svensk Energi bearbetad av Christer Sjölin

råolja och oljeprodukter

elimport

Sedan 1970-talet har energibehovet ökat med omkring 30 procent. Samtidigt har det skett förändringar i sammansättningen av de energikällor som står för energitillförseln i vårt land. Kärnkraften har tillkommit och förnybara energikällor som vattenkraft och biobränseln har ökat i omfattning, medan användandet av fossila bränslen har minskat avsevärt.


kaffeplantage

rosteri (el)

transport (diesel)

Syns inte men finns ändå

förpackning (el) transport (diesel)

Under en vanlig fru­ kostmorgon använder en genomsnittlig svensk en rela­ tivt stor mängd energi, både direkt och indirekt. Den direkt förbrukade energin används till fler saker än man kan tro. Bara i hemmet hos en svensk familj finner vi ofta 30–50 glödlam­ por och 20–30 apparater som drivs med elektricitet. Till det kommer uppvärmning och ventilation, som ofta är de största energiposterna i ett ordinärt svenskt hushåll. En normal­ stor villa har en total energianvänd­ ning på cirka 25 000 kWh per år. Av dessa går ungefär en femtedel (5 000 kWh) till hushållsel, som belysning, TV, dator och andra apparater. Förutom direkt användning av energi utnyttjar en normalfamilj en vanlig morgon även indirekt energi i form av olja och el för tillverkningsin­ dustri, land-, hav- och lufttransporter, vatten- och reningsverk, uppvärm­ ning och drift av lagerlokaler, kylut­ rymmen, affärslokaler etc. Bönorna till en familjs frukostkaf­ fe kommer troligen från något land i Sydamerika. Bönorna har färdats

långt innan de blev kaffe i koppen på fru­ kostbordet. Sedan de skördats har de tor­ kats och fraktats med båt och lastbil, färdmedel som krä­ ver diesel och bensin. Efter det har de rostats och malts, något som for­ drar mycket energi. Den typ av alu­ miniumburk som bönorna förvaras i kräver mycket el för att tillverkas, färgas och tryckas. Dessutom behö­ ver alla människor som arbetar med produktionen också energi. Innan kaffet till slut når familjens frukost­ bord har det färdats från grossister till detaljhandel, för att sedan hamna i matkassen på väg hem till familjen i deras bil, vidare ned i bryggaren och till slut står den där – en kopp varmt gott kaffe.

el

19


Energi och mat Vår kropp får energi när vi äter mat – men det krävs också energi för att producera denna mat. Numera finns hela världen representerad på våra middagsbord, och vi börjar vänja oss vid en livsstil där tropiska frukter och exotiska livsmedel ingår i vardagsma­ ten. Vi importerar frukt och grönt året om och det som odlas i Sverige under vår odlingssäsong komplette­ ras ofta med både motsvarande och andra produkter från flera kontinen­ ter. Cirka 95 procent av Sveriges im­ port av frukt och grönt kommer från övriga Europa. Livsmedelsproduktion är energi­ krävande. Hur långt livsmedlen har färdats, hur mycket de har behand­ lats, hur de förpackas och hur de til�­ lagas avgör mängden energi som går åt för att få maten från jord till bord. Kött- och mejeriprodukter har störst energiåtgång. Modern kött- och meje­ riproduktion är energikrävande i flera

!

Visste du att…

20

...tomater som odlas i svenska växthus som värms med fos­ silbränslen leder till fem gånger större utsläpp av växthusgasen koldioxid jämfört med de toma­ ter som fraktats till Sverige hela vägen från exempelvis Spanien. Trots de långa transportsträckorna är det med hänsyn till koldioxidut­ släppen effektivare att importera tomater från soligare och varmare länder. Svenska växthus kräver mycket energi för att förse oss med tomater året om.

...vi svenskar konsumerar stora mängder djupfryst mat jämfört med andra länder. Den djupfrys­ ta maten kräver stora mängder energi, både vid infrysning och för att hålla den frusen. Även färdigmat blir allt vanli­ gare i vårt land. Enligt en SIFOundersökning från år 2001 köper nästan var tionde svensk i åldern 16–74 år färdiglagade rätter från restaurang minst en gång varje vecka. Statistiken visar också att en svensk familj i genomsnitt använder 15 minuter per dag för att laga sina måltider.

led av produktionen. Det blir också allt vanligare att förpacka råvaror i olika typer av inplastade tråg av till exempel frigolit och kartong. Det går även åt energi för att framställa allt material som går åt till paketeringen av varorna. Sett ur ett energiperspektiv går det att vrida och vända på fördelar och nackdelar med långväga transpor­ terade livsmedel jämfört med lokalt odlade. Det går också att vrida och vända på fördelar och nackdelar med färdiglagad mat och halvfabrikat. I Sverige har utbudet av färdiglagad mat och halvfabrikat ökat kraftigt de senaste tio åren. Ofta är det energi­ besparande att tillaga mat i effektiva restaurang- och storkök, som sedan värms i mikrougn i var mans hus­ håll. I alla fall om man sätter detta i relation till alternativet att varje familj startar sin middag från start med uppvärmning av ugnar, kok av potatis och annat som krävs för att få varm mat på bordet.


Elförbrukning i lägenhet… Belysning 23 % Kyl och frys 24 % Ej redovisat 10 %

Energi till bostäder och service Bostäder och service stod för mot­ svarade 37 procent av Sveriges totala slutliga energianvändning år 2007. I bostäder går huvuddelen av den ener­ gi som används åt till uppvärmning, matlagning och hushållsapparater. I sektorn bostäder och service ingår även kontorslokaler, fritidshus och service som till exempel ventilation, gatu- och vägbelysning, avlopps- och reningsverk samt el- och vattenverk. Energiförbrukningen inom sektorn har inte ökat sedan år 1970. Det kan­ ske kan förvåna, eftersom lokaler har blivit större, bostäder har blivit fler och befolkningen har ökat med elva procent. Det finns flera förklaringar till detta. Energisparprogram och ef­ fektiviseringar har genomförts. Olje­ kriser, ökade energipriser, ändringar i energibeskattning och investerings­ program har också påverkat både hushållning av energi och övergång från olja till el och fjärrvärme. Fjärrvärme finns idag på hundra­ tals tätorter och svarar för en stor del av all uppvärmning av bostäder och lokaler i Sverige. Ett vädermässigt normalt år levererar fjärrvärmever­ ken omkring 55 TWh värme i form av upphettat vatten som leds till kun­ derna via rörsystem i marken.

Annat 5 % Stand-by 4 % Dator 6 % Tvätt 7 % Matlagning 9 % Tv och stereo 12 %

…och i småhus Belysning 22 % Kyl och frys 18 % Ej redovisat 22 % Annat 3 % Stand-by 4 % Dator 7 % Tvätt 10 % Matlagning 6 % Tv och stereo 8 %

Diagrammen visar preliminär statistik från ett projekt om hushållens energianvändning som initierats av Energimyndigheten under 2006. Även om mätningarna inte redovisar all energianvändning indikerar resultatet att hushållen kan spara en hel del, till exempel genom att att använda lågenergilampor och energisnåla vitvaror.

21


Visste du att…

!

… i hushållselen (om man undantar den del som står för upp­ värmningen av våra bostäder) har belysning blivit den största posten. Samtidigt minskar energiförbrukningen till vitvaror då dessa i regel blivit energisnålare och effektivare. Enligt Energimyndigheten har ett hushåll i genomsnitt 10-15 apparater som är i ständigt stand by-läge och förbrukar el när de är tillsynes avstängda. Beräkningar säger att 30-40 procent av den energi som en enskild apparat förbrukar under en livs­ tid är stand by-el. Det innebär att så mycket som 10 procent av den totala hushållselen förbrukas av en apparat i viloläge – en apparat som inte används. För ett hushåll med en total årsförbrukning på 5000 kWh innebär det en möjlig besparing på ca 600 kronor per år.

FJÄRRKYLA Behovet av kylanläggningar för komfort och kylning av olika indu­ striprocesser har ökat väsentligt i Sverige, Europa och i den övriga industrialiserade delen av världen under det senaste decenniet. Bland annat har datorer och serveranläggningar bidragit till det ökade behovet. Tidigare producerades kyla till kontor, affärer och industrilokaler i huvudsak med eldrivna maskiner i varje fastighet. Fjärrkyla bygger på samma idé som fjärrvärme – att det är bättre att låta en central miljöanpassad anläggning bidra med kyla, istäl­ let för att många små kylanläggningar och luftkonditioneringsag­ gregat gör detta. Fjärrkyla innebär att fastigheten kyls med hjälp av kallt vatten (cirka 5–6 °C) som distribueras i rör från en central kylanläggning och ofta drivs av samma företag som producerar fjärrvärme på orten. Fjärrkyla används idag i större fastigheter som skolor, sjukhus och flerbostadshus. Liksom fjärrvärme utnyttjar fjärrkyla ofta spillvärme som annars skulle ha gått förlorad, till exempel vid avfallsförbrän­ ning eller produktion av kraftvärme. Ibland används värmepumpar för att i samma anläggning framställa både värme och kyla. I andra fall hämtas kylvatten från närbelägna sjöar och vattendrag. Enligt Svensk Fjärrvärme AB uppgår den totala efterfrågan på fjärr­ kyla till motsvarande 2–5 TWh.

22

Synliga förbättringar – mindre synliga förluster Ytterligare en orsak till att energian­ vändningen inom bostäder och ser­ vice inte har ökat sedan 1970 är att antalet elvärmepumpar ökat kraftigt de senaste åren. Användningen av el­ värmepumpar minskar den faktiska användningen av energi i byggna­ der. Elvärmepumpar genererar 3–4 gånger mer energi än den elenergi som de själva förbrukar. Ytterligare faktorer, som minskat energiåtgången för värme och varm­ vatten i bostäder och lokaler, är att vi faktiskt blivit bättre på att spara energi. Exempel på sparåtgärder är tilläggsisolering och fönsterbyten i gamla hus. Även utbyte av äldre vit­ varor med stor energiförbrukning spelar roll. Gamla apparater byts kontinuerligt ut och utvecklingen går mot allt energieffektivare produkter. Men även om den totala energian­ vändningen inte har ökat inom bo­ stadssektorn har användningen av så kallad drift- och hushållsel ökat. En förklaring ligger i att det blivit allt vanligare att svenska hushåll instal­ lerar så kallad komfortgolvvärme med el-slingor i golven i sina hus. Dessutom ökar antalet apparater – inte minst hemelektronik – som dessutom ofta används i ett viloläge (stand-by). Nya undersökningar vi­ sar också att belysning har blivit den största posten i hushållens elanvänd­ ning, medan vitvarornas andel av hushållselen minskar. Men allt fler apparater äter som sagt upp effektivi­ seringsvinsterna.


Ett genomsnittligt svenskt småhus använder cirka 25 000 kWh per år. Nya småhus har ett betydligt lägre energibehov och förbrukar 15 000–17 000 kWh per år. De nya husen är ofta bättre isolerade, har värmeåtervin­ ning på ventilationssystemen och kan tillvarata energi från solinstrålning och överskottsvärme från apparater. De har också nyare och mer energi­ snål utrustning. I ett småhus av det här slaget kan fördelningen av den köpta energin vara 8 000–9 000 kWh för uppvärmning och ventilation, 4 000 kWh för tappvarmvattenvärmning och 3 000–4 000 kWh för hushållsel per år. Det finns också exempel på nya småhus som är ännu mer ener­ gieffektiva. De behöver bara hälften så mycket energi per år jämfört med ordinära nyproducerade småhus. El­ ler om man hellre vill göra jämförel­ sen med äldre småhus så klarar de sig med bara en tredjedel av den energi som förbrukas i dessa. I ett helhetsperspektiv använder bo­ städer och service mer energi än vad siffrorna visar när man redovisar bo­ stads- och servicesektorns energian­ vändning. Genom att många fastighe­ ter har gått över till fjärrvärme har en stor andel av de omvandlingsförluster som tidigare låg på det enskilda hus­ hållet eller fastigheten flyttats över till dem som producerat fjärrvärmen. Om man väger in alla delförluster som sek­ torn bostäder och service orsakar blir bilden därför en annan. Ser man till helheten har omvandlingsförlusterna minskat. Numera redovisas dessa som en del i omvandlingsförlusterna i fjärr­ värmeproduktionen.

TRE SORTERS KRAFTVERK Kondenskraftverk I kondenskraftverk produceras bara el. Kondenskraftverk kan drivas med olika bränslen: uran, kol, olja och biobränslen. Kondenskraftverk som drivs med uran kallas kärnkraftverk. I kondenskraftverket produceras framför allt elektricitet, men en biprodukt är även värme. Den värme som bildas i kärnkraftverken tas idag inte till vara, utan pumpas oftast ut i havet – eftersom det i dagsläget inte är lönsamt att ta hand om värmen.

Kraftvärmeverk I ett kraftvärmeverk produceras både el och värme. Mängden el blir mindre än i ett kondenskraftverk, men kondensvattnets temperatur är så hög att det kan användas till fjärrvärmeproduktion. På så sätt utnyttjar kraftvärmeverket bränslets energiinnehåll mycket bra.

Värmeverk Ett värmeverk är en produktionsanläggning som är kopplat till ett fjärrvär­ menät. Fjärrvärmenätens storlek varierar från enstaka bostadsområden eller stadsdelar till hela städer. Värmeverk producerar uppvärmt vatten för fjärrvärme. Uppvärmningen sker genom förbränning av bränsle eller med hjälp av elpannor, värmepumpar eller – som utomlands – med solfångar­ anläggningar.

Minskande energiförbrukning i småhus MWh/år 25

Apparater Belysning

20

Varmvatten Ventilation

15

Uppvärmning

10 5 0

Äldre småhus

Nyproducerat småhus

Framtidens småhus

KÄLLA: IVAs Energiframsyn

23


ENERGIDEKLARATIONER FÖR FASTIGHETER Vad är energideklaration? Energideklaration är en form av statuskontroll av bygg­ naders energiprestanda. I deklarationen ska bygg­ nadens energianvändning redovisas. Den ska också innehålla referensvärden för att underlätta jämförelse mellan olika byggnader. Energideklarationen ska dess­ utom innehålla förslag till åtgärder som fastighets-­

Visste du att…

!

...platta TV-skärmar drar mer el än den äldre och ”knubbigare” varianten. Hur mycket mer den platta skärmen drar skiljer sig mellan olika modeller. Även i frånläge (stand-by) drar de ström. Enligt Konsumentverket drar plasmaskärmar i genomsnitt fem gånger så mycket el som LCDskärmar per år. Jämfört med den vanliga bild­ rörs-TVn drar plasma­ skärmar i snitt tre gånger så mycket el. Plasma­ skärmen drar även mer el i frånläge även om skillnaderna då inte är lika stora.

24

ägaren kan genomföra för att förbättra byggnadens energiprestanda. Syftet med direktivet är att minska energianvändningen i bebyggelsen och reducera utsläppet av klimatpåverkande gaser samt minska EUs beroende av importerad energi.

Det som kallas för driftel går bland an­ nat till kontorsmaskiner och belysning i kontorslokaler. Ökningen här beror på en snabb tillväxt inom servicesek­ torn – med fler och större lokaler. Belysning och ventilation har blivit effektivare till följd av bättre ljuskällor samt förbättrad driftstyrning och di­ mensionering. Men det finns ytterliga­ re potential att effektivisera driftsselen i kontor, affärer och offentliga lokaler. EU-kommissionen har i sin Grönbok ”Mot en europeisk strategi för trygg en­ ergiförsörjning” visat att bostäder och kontor kan spara 22 procent av sin en­ ergianvändning till år 2010. Mycket ta­ lar för att lagar, på både nationell nivå och även inom EU, kommer att tvinga fram en långt gående energieffektivi­ sering inom bostadssektorn. Ett exem­ pel på den utvecklingen är kravet på energi­deklarationer som finns sedan år 2006. Ännu så länge är det främst vid fastighetsägarbyten som deklarationen måste finnas.

Energi till transporter Transportsektorns totala energian­ vändning har ökat mycket sedan år 1970. Under den senaste 30-årsperio­

den är ökningen ungefär 80 procent. Transportsektorn står för cirka en fjärdedel (105 TWh 2007) av landets totala slutliga energianvändning. Liksom i övriga världen är oljepro­ dukter, framför allt bensin och diesel, den främsta energikällan. Användningen av bensin har mins­ kat något från år 2003, vilket enligt Energimyndigheten kan förklaras med en ökad användning av etanol och diesel, som efter år 2000 ökat varje år. Nyttjandet av flygbränsle minska­ de något i början av 2000-talet för att sedan öka under år 2004. Uppgången beror dels på en starkare konjunktur, dels på en ökad konkurrens som har inneburit ett stort utbud av billiga flygresor. Vi flyger alltså mer idag. Förnybara drivmedel som etanol, rapsmetylester (RME) och biogas utgjorde under år 2007 knappt tre


LITE DYRARE MED E85-BRÄNSLE E85 består av 85 procent etanol och 15 procent bensin. Literpriset för etanol är vanligtvis lägre än för bensin. Då etanol har ett lägre energivärde går det emellertid år 25–35 procent mer E85 än bensin. Kostnaden för E85 för den enskilde konsumenten blir ibland dyrare än för bensin.

procent av transportsektorns ener­ gianvändning. Kostnaderna för att framställa flertalet alternativa driv­ medel är idag högre än motsvarande kostnader för bensin och diesel. Men för konsumenten minskar skillnaden i kostnad i takt med den tekniska utvecklingen, införandet av skatter och miljöavgifter samt ökat bensinoch diesel­pris. Produktionskostnaden sänks med storskaliga lösningar och effektivare produktionsprocesser. Det relativt höga bensinpris vi har i Europa, till stor del beroende på de höga skatterna, har inneburit ett för­ bättrat konkurrensläge för förnybara fordonsbränslen. Man kan förvänta sig ytterligare konkurrensfördelar för dessa bränslen ju mer oljepriserna sti­ ger. Energianvändningen i transport­ sektorn styrs till stor del av ekono­ miska och tekniska faktorer. De styrmedel som framför allt används är energi- och koldioxidskatter, men även andra styrmedel som exempel­ vis drivmedelscertifikat kan vara av intresse. El som drivmedel för transporter an­ vänds bara i begränsad utsträckning. Idag är det i stort sett endast tåg som använder el för framdrift. Använd­ ningen uppgick år 2007 till 3 TWh.

Energi till industrin Inom industrin nyttjades år 2007 157 TWh, vilket motsvarar 39 procent av landets slutliga energianvändning. 28 procent av industrins energianvänd­ ning kom då från fossila energikäl­ lor och 36 procent från biobränslen. Återstoden kom via el- och fjärrvär­ me, vilka kan ha olika energikällor som bas för elproduktionen. I Sverige svarar ett fåtal branscher för merparten av industrins energi­ användning. För processindustrin är energi en viktig råvara som används till förädling av olika typer av pro­ dukter, exempelvis aluminium. Vi har en relativt omfattande process­ industri i vårt land. Den energi som går åt i framställningen av produkter i processindustrin, som till exempel pappersmassa, papper, förpackning­ ar, stål, läkemedel och livsmedel, ge­ nererar i nästa led en stor del av våra exportintäkter.

Visste du att…

!

...1930-talets bilar för­ brukade mindre bränsle per kilometer än dagens genomsnittsbil? Orsaken är att andra egenskaper, exempelvis acceleration, hastighet, säkerhet och komfort, har värderats som viktigare än att minska bränsleförbruk­ ningen.

25


Industrins totala energianvändning 2007 Järn- och stål 15 % Kemisk 7 %

Massaoch papper 46 %

Verkstad 8 % Övrigt industri 24 % KÄLLA: Energimyndigheten och Energiframsyn Sverige i Europa

Processindustri är elintensiv. Massa- och papperstillverkning står för nära hälften av industrins energianvändning. Genom olika satsningar blir industrin allt mer energieffektiv. Under den senaste 30-årsperioden kan merparten av ökningen i denna sektor förklaras med ökad produktion.

Sammanlagt står de energiintensiva branscherna för drygt två tredjedelar av industrins totala energianvänd­ ning. Dessa är: • Massa- och pappersindustrin står för nästan hälften av energian­ vändningen inom industrin. Inom denna industri behövs el framför

EXTERNA KOSTNADER En extern kostnad är den negativa på­ verkan av en producent eller konsument som drabbar en tredje part, det vill säga någon som inte alls medverkat i beslutet som är orsak till en viss påverkan. Det kan till exempel vara utsläpp till luft och vatten eller att landskapsbilden föränd­ ras när man bygger en vindkraftspark eller att någon djur- eller växtart får försämrade levnadsvillkor till följd av utsläpp.

26

allt till malning av ved till massa. • Järn- och stålverken använder 15 procent. I denna bransch utnyttjas framför allt kol, koks och el. • Den kemiska industrin utnyttjar i snitt cirka sju procent. El används främst till elektrolys och till vär­ meugnar. I Sverige står verkstadsindustrin, som egentligen inte brukar räknas som en energiintensiv bransch, för drygt sju procent av industrins totala energianvändning. Det beror på att denna bransch i vårt land står för en så stor andel av den totala industri­ produktionen. Precis som för bostadssektorn har svensk industri gått över från olja till el, vilket har lett till en totalt sett lägre energiåtgång per producerad enhet. Att totala åtgången har ökat kan förklaras med ökad produktion. Sammanvägt betyder det att även en­ ergianvändningen i industrin i stort sett har legat still sedan år 1970.

Vad påverkar elpriset? Det vanligaste sättet att värdera en­ ergi är att se till priset per kilowat­ timme (kWh). Sedan är det upp till marknaden att värdera hur mycket en sådan är värd. I priset kan man även väga in kvaliteten på energin och kostnader för de miljöeffekter som uppstår vid energiproduktion och användning. Vattentillgången i vattenkraftver­ ken har varit den faktor som inverkat mest på elpriset i Norden, eftersom vattenkraft står för en mycket stor


andel av kraftproduktionen. Men un­ der senare år har vi kunnat se att de nordiska elpriserna har ökat trots att vattentillgången varit god. Priserna i Norden har stigit i takt med priserna i centrala Europa. Fossilbaserad kraft i Danmark och Finland bestämmer tid­ vis priset på den nordiska marknaden. Priserna på den europeiska elmarkna­ den blir alltmer utjämnad. Om över­ föringsmöjligheterna mellan länderna förbättras ytterligare kommer vi att se en fortsatt utveckling i denna riktning. El är numera en handelsvara på en hårt konkurrensutsatt marknad. Men förutom utbud och efterfrågan finns något annat som påverkar tillgång och pris: politik. För att öka andelen el från förnybara energikällor har många eu­ ropeiska länder infört ekonomiska sub­ ventioner som ska gynna elproduktion från till exempel biobränslen och vind­ kraft. År 2003 infördes ett system med elcertifikat i Sverige. Elproducenter får en ersättning (ett elcertifikat) för varje MWh el som produceras från förny­ bara energikällor, som sedan levereras ut på nätet. Dessutom krävs att alla med undantag för den energikrävande industrin måste köpa dessa certifikat enligt ett kvotsystem. Åtgärder för att underlätta tillstånd och undanröja osäkerhet om villkor och skatter kan påverka i vilken ut­ sträckning olika energislag används. Andra kan motverka dem. Just skatter, certifikat och utsläppsrättigheter är politiska styrinstrument för att främja det energislag som man tror gagnar landet, regionen och miljön bäst. Energi- och miljöpolitik har alltså ett nära samband. Några exempel på

P

atrik och Cecilia är på väg hem från Moster Ainas lantställe. Det var länge sedan de var där. Det hade förändrats en del sen sist och det får dem att tänka: – Det var lite skillnad på utsikten från verandan på Ainas och Bosses lantställe. – Mmm, det var ju ett tag sen vi var där sist. Lite sorgligt när kohagen har blivit energiskog men det är väl bättre än att hagen bara hade stått där och vuxit igen. – Det behövs visst mycket av den där energiskogen sen de bytte till biobränslen i värmeverket. – Ja, tänkte du på att de där stora kolhögarna som låg i hamnen förut var borta nu. Tiderna förändras… – Numera slåss man om vad skogen ska användas till. Det behövs mycket skog för att täcka alla behov i dessa tider när förnybara bränslen har blivit högsta prioritet. Skogen ska ju gå till kraftvärmeverken, göras etanol av det och räcka till pappersindustrin. Vi får nog bjussa på några mindre öppna landskap om det ska gå ihop. – Känns inte helt rätt att ställa det ena mot det andra på det där viset, men du har nog rätt…

27


LIVSCYKELANALYS Livscykelanalys eller Life Cycle Assessment (LCA) för elpro­ duktion är en metod som används för att försöka skapa en helhetsbild av den totala miljöpåverkan en producerad kilowattimme har under hela

cykeln från råvaruutvinning, till tillverkning och använd­ ning och vidare till avfalls­ hantering och lagring. Även transporter och energiåtgång i mellanled inkluderas.

Livscykelanalyser för elproduktion från olika källor Extern kostnad öre/kWh

Grupp 1

Kärnkraft Vattenkraft Vindkraft

0,1 – 2,0* 0,1 – 2,0 0,01 – 2,0

Grupp 2

Naturgas Biobränslen

0,2 2,0

– 5,0 – 13,0

Grupp 3

Olja Kol

2 5

– 50 – 50

KÄLLA: EXTERN E STUDIEN MED FLERA SAMMANFATTAD *Kostnaden inkluderar priset för en eventuell stor olycka.

UTSLÄPP AV KOLDIOXID I SVERIGE Utsläpp inom Sverige år 2005 uppdelat på samhällssektorer Mton CO2e Industri

25,0

Vägtransporter

18,8

Fjärrvärmeproduktion

4,4

Bostäder/service

3,4

Elproduktion

1,5

Flyg, inrikes

0,7

Sjöfart, inrikes

0,7

Militär

0,3

Jordbruk

10,0

Avfall

2,2

Totalt 28

67,0

KÄLLA: En svensk nollvision för koldioxidutsläpp, IVA, 2009

styrmetoder är: skatteväxling, till­ ståndsprövning, miljöavgifter, tek­ nikupphandlingar, skattereduktioner, koldioxidskatt, elcertifikat, dubbel­ beskattning, investeringsbidrag, mil­ jöbonus, avgiftsbefrielse, svavelskatt, feed-in-tariff, kväveoxidskatt och fastig­hetsskatt för kraftverk. Därför kan det vara svårt att bara ta priset på exempelvis el eller olja som ett mått på tillgången – eftersom ett antal andra faktorer påverkar priset på vägen från producenter till konsumenter. Framtida energilösningar måste ses i ett större samhälleligt samman­ hang, även globalt. Energitekniker och energisystem utvecklas inte i ett vakuum. Stora förändringar i infra­ strukturer kräver samarbete mellan en rad olika aktörer. Investeringar i energisystemets infrastruktur är med nödvändighet långsiktiga. År 2005 infördes handel med ut­ släppsrätter. Detta är en åtgärd man vidtagit inom EU för att minska ut­ släppen av så kallade växthusgaser (läs mer om detta i kapitel 2). Livscykelanalyser – ett försök att uppskatta alla kostnader Det är inte lätt att uppskatta vad energi faktiskt kostar, då en mängd olika faktorer ska vägas in och också viktas mot varandra. Men i det som kallas livscykelanalyser (LCA) bedöms och värderas all den påverkan som en produkt eller ett energislag har. En LCA utgår alltid från en be­ stämd produkt, till exempel ett vind­ kraftverk, en bil av en specifik modell, en mobiltelefon eller någon annan


apparat av ett visst slag. En LCA visar främst den mängd naturresurser som förbrukas, vilka resurser det rör sig om och vilka ämnen som släpps ut till luft, mark och vatten. Det kan handla om antal kilo bruten järnmalm, antal kilo uttagen råolja, antal kilo utsläppt koldioxid och en mycket lång rad an­ dra mätbara utsläpp som har effekter på natur och miljö. En LCA ska också redovisa hur produkten påverkar mil­ jön under själva användningen, till exempel genom utsläpp (emissioner), buller med mera. Men också dess på­ verkan efter att den slutat användas. Med hjälp av omräkningsfaktorer kan man sedan uppskatta utsläppens miljöeffekter, exempelvis klimatför­ ändringar, försurning och minskad biologisk mångfald. I analyserna kan man även beakta sådant som rädslan för olyckor och värdet av öppna land­

skap. Detta brukar benämnas som externa kostnader (se faktaruta sidan 26). Även med en fullt genomförd LCA kan det vara svårt att svara på frågan om en produkt är bättre för miljön än en annan. Vad man har lagt i värde­ rings- och omräkningsmodellerna och hur olika faktorer viktas mot varandra kan ge olika utfall. Är det bra om man kan minska bidraget till växthuseffek­ ten med en enhet trots att detta kos­ tar en enhet ökad försurning? Många gånger är det också svårt att uppskatta kostnaden. Det handlar om sannolik­ heter för att olika saker ska inträffa. Värderingsmetoder är alltid myck­ et omdebatterade, vilket är naturligt eftersom värderingar kan vara så olika. Även om vi inte accepterar alla värderingsmetoder, måste vi på nå­ got vis ändå värdera en LCA för att ha nytta av den.

MARGINALEL Marginalel kan definieras som den elproduktion som tillförs eller försvinner då elan­ vändningen ökar eller minskar. När någon slår på en strömbrytare måste elen produ­ ceras i samma ögonblick som den ska användas. Miljöbelastningen beräknas utifrån den källa och den teknik som användts för att framställa elen. Det händer att denna el, som produceras på marginalen av ordinarie elproduktion, kommer från andra källor än vatten- och kärnkraft, de mest förekommande källorna till elproduktion i vårt land. I många sammanhang är marginalel synonymt med el från dansk eller finsk kolkondens och miljöbelastningen kan därmed beräknas utifrån dessa. I ett helhetsperspektiv är det lämpligast att beräkna miljöbelastningen från mar­ ginalel baserat på vad som kallas för ”nordisk medelel”. Detta är summan av de utsläpp till luft som nordiska elproduktionsanläggningar ger upphov till, dividerat med den totala elproduktionen i Norden under ett år.

kg CO2/MWh

Sverige

Norden

EU (25)

10

58

415

Genomsnittliga koldioxidutsläpp från elproduktion, 2005. Källa: Elforsk

29


30


Kapitel två

Energi i globalt perspektiv

Frågor att fundera över: Hur kan du bäst påverka utvecklingen inom energiområdet? Är det hemma hos dig själv, hos energibolagen eller vid stora internationella toppmöten? Kommer utvecklingsländerna att ärva våra misstag eller har de förutsättningar att hitta rätt teknik från början? Hur kan utvecklingsländerna bli våra förebilder inom energiområdet?

31


2

Skiftande tillgång till jordens

Tillgången på energi har sedan urminnes tider varit olika på olika platser på jorden. Orsaken är naturligtvis att resurser som exempelvis ved, kol, olja och forsande vatten varierar på vårt jordklot. Olika tekniker för att utnyttja energislagen har genom historien flyttats mellan nationer och världsdelar.

L

ångt tillbaka i historien var ex­ empelvis vattenkraft vanligt fö­ rekommande i Asien, en teknik som sedan exporterades till västvärl­ den. Under en period var Storbritan­ nien den ledande producenten av kol. Men där har man nu gått över till olja och fossilgas. Numera är Kina en na­ tion som i allt större omfattning nytt­ jar kol som energikälla och utvecklar tekniker för detta. Energi och teknik för att utnyttja resurserna är hårdvaluta och tillräck­ ligt starka drivkrafter både för att generera utveckling och orsaka krig. De flesta länders välfärd bygger på möjligheterna att skapa infrastruktur Via satellitbilder framgår var det finns ljus på jorden nattetid. De ljusaste områdena är de mest urbaniserade, men inte nödvändigtvis de mest befolkade (jämför exempelvis Europa med Kina och Indien). Slående är också att mer än 100 år efter uppfinningen av elektriskt ljus, har många regioner inget ljus alls på natten. Bilden är ett montage. Foto: NASA GSFC, NOAA NGDC

32

som järnvägsräls och motorleder och uppförandet av byggnader, och allt kräver god tillgång på energi. Det man sällan tänker på är att en så enkel sak som tillgången till rent vatten, vanligt dricksvatten, kräver energi – vilket ställer till problem för många utvecklingsländer. Vattnet be­ höver både pumpas och renas. Det är främst efter industrialise­ ringen som krig och konflikter upp­


energiresurser stått på grund av konkurrens om jordens energiresurser. Erövring av landområden för att få kontroll över energitillgångar går att finna även långt tillbaka i historien. Idag är sla­ get om energitillgångarna ett slags krig som till stor del förs i form av högre världsmarknadspriser och kon­ troll över energitillgångar. Nuvarande importberoende tvingar EU-länderna att upprätthålla goda förbindelser

med leverantörsländerna. Med ökad brist på energi skapas framtida kon­ fliktrisker. Samtidigt ökar energianvändning­ en i världen för varje år. I rika länder försöker man spara energi genom att använda den effektivt. I de fattiga länderna väntas energianvändningen öka, men är per invånare räknat fort­ farande mycket låg. I Europa används exempelvis sex gånger mer energi per invånare än i Afrika och Asien och tre gånger mer än i Latinamerika. I många utvecklingsländer används ved för att få energi till matlagning. I vissa av dessa länder kan insamlingen av en

33


Ä

ntligen lite lugnt. Barnen snusade i sina sängar och diskmaskinen brusade lite i bakgrunden. Cecilia slog sig ned framför datorn. Hennes syster hade ringt under dagen och berättat att hennes son Christian nu skrivit brev från sin luffarresa. Hon surfade till sajten backpacker.com. Snart fann hon hans resedagbok. ”Hej alla! Kina, så här långt, har inte alls varit som den förutfattade bild vi haft av landet... Här är en salig blandning av uråldriga lösningar och modern teknik. Nu har vi spenderat två dagar i ljusets stad. Och då menar vi neonljuset. Shanghai är en speciell stad, det är en mix mellan öst och väst. Gamla människor utan tänder med säckar på ryggen och moderna ungdomar på Starbucks-caféer. Men fy vilken smog, och trafikstockningarna är sanslösa. Det är svårt att förstå att de väljer att sitta i såna bilköer. Innan vi kom hit var vi på en tredagarskryssning nedför Yangzefloden och såg landskapet innan vattnet höjs med 130 meter – där världens största damm snart är klar och kommer tvinga miljontals människor att flytta. På en biflod såg vi ett berg av stenkol. Någon berättade att det skulle till kolkraftverket Shidongkou som förser hela Shanghai med elektricitet. Här händer verkligen massor och det får en att fundera. När vi var nere i hamnen träffade vi några svenska sjömän. De skulle med en båt som först fraktat sten från Sverige och nu, när den har huggits till i lagom stora klossar, ska tillbaka till Sverige igen. Helt otroligt att stenarna på torget i stan har varit i Kina och vänt!”

34

dags behov av bränsle ta en familje­ medlems hela arbetsdag i anspråk. För dem skulle tillgång till en gam­ maldags svensk vedspis innebära en avsevärd energieffektivisering. Ungefär 80 procent av jordens pri­ mära energiförsörjning, det vill säga de tillgångar som används i samhäl­ let, utgörs av fossila bränslen (olja, kol och fossilgas). Sett till energian­ vändning världen över kommer un­ gefär 67 procent av den energi som används från fossila energikällor. Bland länder som är starkt beroende av fossila bränslen för sin elproduk­ tion kan nämnas USA, Kina, Indien, Tyskland, Japan och Storbritannien. En stor andel av biobränsleanvänd­ ningen är den ved som går till mat­ lagning i tredje världen. Då det gäller elproduktion skiljer sig Sverige från många andra län­ der. I vårt land står vattenkraft och kärnkraft för merparten av elproduk­ tionen. Det är bara Frankrike som har en större andel av sin nationella elproduktion baserad på kärnkraft. Endast Norge, Brasilien, Venezuela och Kanada har en större andel av sin nationella elproduktion baserad på vattenkraft. Under de senaste trettio åren har världens energianvändning ökat till nästan det dubbla. Från 4607 Mtoe 1973 till 8084 Mtoe 2006. (Mtoe = Million tons of oil equivalent). Då OECD-länderna minskat sin energi­ konsumtion med närmare 12 procent har Kina och övriga Asien ökat sin andel till nära det dubbla.


Källor till jordens totala energianvändning

Utvecklingen av världens totala energiförsörjning År 1971 till 2004 Mtoe

Brännbart avfall & förluster 13,7 % Elektricitet 16,2 % Övrigt 3,4 % Kol 8 %

Fossilgas 16 %

Olja 43 %

12 000 10 000

Brännbart avfall

8 000

Vattenkraft

6 000

Kärnkraft Gas

4 000

Olja

2 000 0 1971

8 084 Mtoe

Kol –74

–77

–80

–83

–86

–89

–92

–95

–98

–01

2004

Sedan 1970-talet har världens totala energianvändning, och därmed även energiförsörjning, i stort sett fördubblats. Världen över står fossila energikällor för merparten av elproduktionen. Men i Sverige används nästan inga fossila bränslen som bas för elproduktion.

Fördelning av elproduktion från fossila bränslen Kol USA Kina Indien Tyskland Japan Sydafrika Australien Ryssland Polen Korea Övriga världen Världen

2004

TWh 2 090 1 713 461 308 294 226 190 161 143 142 1 216 6 944

Olja USA Japan Saudi Arabien Kina Mexiko Italien Indonesien Indien Kuwait Irak Övriga världen Världen

TWh 139 133 81 72 70 47 36 36 33 32 491 1 170

2004

Gas USA Ryssland Japan Storbritannien Italien Iran Thailand Mexiko Saudi Arabien Egypten Övriga världen Världen

TWh 732 421 244 160 130 125 89 87 79 72 1 280 3 419

2004

Källa: Underlag till diagram och tabell på detta uppslag är hämtade från International Energy Agency (IEA), Energy Key Statistics 2006 och 2008.

35


Kärnkraft i världen Land

TWh**

USA Frankrike Japan Tyskland Ryssland Korea Kanada Ukraina Storbritannien Sverige Övr. världen Världen

813 448 282 167 145 131 90 87 80 77 418 2 738

% av världen totalt

Installerad kapacitet USA Frankrike Japan Ryssland Tyskland Korea Ukraina Kanada Storbritannien Sverige Övr. världen Världen

29,6 16,4 10,3 6,1 5,3 4,8 3,3 3,2 2,9 2,8 15,3 100,0

2004

GW

De 10 länderna med högst kärnkraftsproduktion

99 63 45 22 21 16 13 12 12 9 45 357

Frankrike Sverige Ukraina Korea Tyskland Japan Storbritannien USA Ryssland Kanada Övr. världen* Världen

2004

Procentandel av den totala elproduktionen 78 50 48 37 28 26 20 20 16 15 8 16

2004

*Exkluderar länder som saknar kärnkraft. **Värdena i tabellen avser netto, efter omvandlingsförluster

Vattenkraft i världen TWh

% av världen totalt

397 Kina 364 Kanada 337 Brasilien 290 USA 174 Ryssland 136 Norge 100 Indien 86 Japan 75 Venezuela 65 Sverige 825 Övr. världen 2 994 Världen

13,3 12,1 11,3 9,7 5,8 4,5 3,3 2,9 2,5 2,2 27,6 100,0

Land

2005 * Exkluderat länder utan vattenkraft.

36

Installerad kapacitet

GW

De 10 länderna med högst vattenkraftproduktion

USA Kina Kanada Brasilien Japan Ryssland Indien Norge Frankrike Sverige Övr. världen Världen

99 86 67 59 46 44 30 28 25 16 307 807

Norge Brasilien Venezuela Kanada Sverige Ryssland Kina Indien Japan USA Övr. världen* Världen

2003

Procentandel vattenkraft av total inhemsk elproduktion 98,8 82,8 71,0 57,0 45,0 18,9 16,1 12,7 8,8 6,5 14,2 16,1

2004

Jämfört med Sverige är det bara Frankrike som har större andel av sin elproduktion baserad på kärnkraft. Endast fyra länder har större andel el baserad på vattenkraft. I många länder världen över är det fossila energikällor som utgör basen för elproduktionen.


Fördelning i procent av energianvändning mellan världsregioner Afrika 4,2 Latinamerika 3,8 Asien 7,1 Kina 8,0 Icke OECD medl. Europa 1,5 Forna Sovjetunionen 12,8 Mellanöstern 0,9

OECD 61,7

1973 4 607 Mtoe

Afrika 5,6 Latinamerika 5,1 Asien 12,1 Kina 15,0 Icke OECD medl. Europa 0,9 Forna Sovjetunionen 9,0 Mellanöstern 4,3

OECD 48,0

2006 8 084 Mtoe Källa: Underlag till diagram och tabell på detta uppslag är hämtade från International Energy Agency (IEA), Energy Key Statistics 2006 och 2008.

Under de senaste 30 åren har den totala energianvändningen nära nog fördubblats. Samtidigt har det skett en hel del förändringar i energianvändningen om man ser till fördelningen mellan olika världsregioner. Då OECD-länderna minskat sin andel med omkring 12 procent har Kina och övriga delar av Asien i stort sett fördubblat sin andel.

J

ohn har precis läst kusinen Christians resedagbok och det får honom att fundera. Över en kvällsmacka hemma vid matbordet börjar han och pappa Patrik att resonera: – Christian har uppdaterat sin resedagbok på nätet. Nu är han visst i Indien och får massor av nya intryck. – Kan tänka mig det, det händer ju så otroligt mycket i Kina och Indien just nu. Tillväxttakten är enorm. Egentligen borde vi också passa på och resa till Indien, snart ser det väl likadant ut där som här. Bilar överallt, stora köpcentrum utanför städerna och allt det där som är så typiskt för det västerländska samhället. – Tror du verkligen det? Man kan väl alltid hoppas att de lär av våra misstag och inte låser in sig i en massa tekniklösningar som gör att de fastnar i samma problem som vi har. – Det vore rätt så coolt att se när Indien sätter sig på kartan som världens främsta exportör av miljöanpassad energiteknik. Rätt vad det är kanske Kina och Indien blir våra förebilder. – Kanske, men jag måste säga att det inte känns så troligt.

37


Energi och globalisering Frågor kring handel, energi och miljö är aktuella idag. Orsaken är bland an­ nat den oerhört snabba utvecklingen i Asien. Parallellt med snabb ekono­ misk utveckling i olika fattiga regio­ ner är det viktigt att också planera och ta ansvar för att minska alla ne­ gativa följdeffekter – vilket inte alltid sker idag. Inom EU finns lagar som ställer höga krav på utsläpp och annan miljö­ belastning, exempelvis för energikrä­ vande produktion. Men då utflyttning av produktionen sker till länder utan­ för unionen är det naturligtvis respek­

EKOLOGISKA FOTAVTRYCK Ekologiskt fotavtryck kallas den landyta som be­ hövs för att förse befolkningen i ett område med mat, transporter och bränsle och för att ta hand om avfall och utsläpp. Det ekologiska fotavtrycket är ett mått på hur mycket vi påverkar miljön genom vårt sätt att leva. För att räkna ut storleken på ett ekologiskt fotav­ tryck tittar man på landets yta och granskar landets användning av naturresurser. I snitt har varje män­ niska i världen ett ekologiskt fotavtryck motsva­ rande ungefär 2 hektar (20 000 kvadratmeter). I den rika delen av världen gör vi av med enorma resurser genom att bland annat köra bil och äta importerad mat. Det gör att vårt ekologiska fotav­ tryck blir stort. I-ländernas ekologiska fotavtryck är i genomsnitt ungefär 7 hektar per person. I Afrika är det bara 1,3 hektar per person. Not: Ekologiska fotavtryck är ett begrepp som etablerats av miljö­ organisationer bland andra Världsnaturfonden, WWF.

38

tive lands regelverk som gäller. När in­ dustrier flyttar sin verksamhet överför EU en stor del av sin miljöpåverkan till exempelvis Asien. Och även om man i vissa fall kan flytta ett miljöproblem från en del av världen till en annan så minskar inte den totala negativa in­ verkan detta har på miljön. Termen ekologiska fotavtryck (se faktaruta) syftar på den markyta som krävs för att kunna hålla igång samhällssystemet för produktion av varor, livsmedel med mera. På exem­ pelvis Naturvårdsverket uppmärk­ sammas det att EUs fotavtryck just nu växer mycket snabbt, inte bara beroende på importen utan också beroende på den miljöpåverkan som vi exporterar. Sättet som samhällen organiserar sig, metoderna för stads­ planering och design av transportoch energisystem både i västvärlden och i de växande ekonomierna i Asien, Sydamerika och i utvecklings­ länderna påverkar hur man kan hitta långsiktigt hållbara lösningar. Många ser internationell samver­ kan för att hitta lösningar för mins­ kade utsläpp av växthusgaser som en nyckelfråga inför framtiden. Idag är FNs ramkonvention om klimatför­ ändringar (UNFCCC) central för det globala arbetet för att minska och han­ tera påverkan av globala klimatför­ ändringar. Men det faktum att USA, Australien och ytterligare några län­ der inte ratificerat Kyotoproto­kollet, se sid 47, är ett hinder för att uppnå miljömålen i UNFCCC. Att vissa län­ der står utanför samarbetet betyder för den skull inte att de inte har vidta­ git åtgärder för att minska utsläppen


Förbrukad mängd fossila bränslen per år

Det som tog några hundra miljoner år att bildas förbrukas på några hundra år.

1800

–200 000 år

Sedan 1800-talets mitt har användandet av fossila energikällor skjutit i höjden. Världen över arbetar man nu på strategier för att oljeberoendet ska brytas och förbrukningen ska plana ut. Mycket arbete återstår innan vi är där…

2000

2200

2500

–100 000 år

År

0 2000

År

Jesu födelse

av växthusgaser. I såväl USA som Aus­ tralien finns flera exempel på radikala växthusgasminskande åtgärder.

Vem vill inte ha en egen bil? Vår livsstil påverkar energiförbruk­ ningen i stort som smått. Det är fullt möjligt att förändra sitt sätt att leva så att det blir både energi- och re­ surssnålare. Vi kan till exempel både färdas bekvämt och bo komfortabelt utan att förbruka mer av jordens änd­ liga resurser om vi tänker till och använder resurserna på ett optimalt sätt. Men i vår del av världen lever vi inte speciellt resurssnålt. Det krävs förändringar i såväl konsumtionssom beteendemönster om jordens be­ gränsade resurser ska räcka till alla och utvecklingen ska bli uthållig. Den västerländska livsstilen har

blivit eftersträvansvärd för många jorden över. Med växande ekonomier kommer i regel också förbättrade levnadsförhållanden. Men med ökad resursåtgång och ett allt större behov av energi, både för att producera och konsumera, kommer också en del ne­ gativa följder. Kina, världens största land och snart största ekonomi, är ett tydligr exempel som kan illustrera alla växande ekonomier. Energikon­ sumtionen i Kina har under senare tid ökat med mer än 5 procent varje år och för att tillgodose dessa ener­ gibehov har man tvingats importera energi i allt högre utsträckning. Den snabbväxande ekonomin väcker nya behov och skapar samtidigt problem. Bakom den kraftigt ökande ener­ giförbrukningen finns flera förkla­ ringar. Det handlar om allt fler bilar, luftkonditionerade bostäder, kylskåp

39


och andra energikrävande produk­ ter, när den kinesiska befolkningens livsstil alltmer börjar likna den väs­ terländska. Den växande industrin kräver också stora energitillskott. Ki­ nas industri har dessutom gått från att vara lätt och arbetsintensiv till tung och mer energiintensiv. Bara mellan åren 2002 och 2003 ökade Ki­ nas oljeimport med över 40 procent. Finanskrisen har emellertid innebu­ rit att energikonsumtionen avtagit: Förmodligen beror det på att den energiintensiva industrin drabbats av krisen medan ekonomin ändå fort­ satt växa snabbt. Minskningen måste dock betraktas som tillfällig. Man bör också påpeka att Kinas kraftiga ökning av energikonsumtion sanno­ likt bidrar till minskad resursåtgång på andra håll i världen, eftersom en stor del av det som produceras i Kina går på export. Nettoeffekten är svår att bedöma och beror av många fak­ torer. Kinas andel av världens sam­

På gång i vår omvärld Kinas energiplan från 2006 revideras under 2009 med anled­ ning av att planerna från tre år tillbaka inte anses tillräckliga för att möta behoven år 2020. En snabbare utbyggnad än vad som tidigare planerats anses nödvändig för att garantera en stabil ekonomisk utveckling. Den reviderade planen är i skrivande stund inte officiell men siffror som angetts är att kapaciteten i energisystemet ska höjas med 50 procent. Enligt kinesiska officiella representanter ska höjningen lösas främst genom kraftiga utbyggnader av kärnkraften, bioenergi, vindkraft och solkraft. Kol förväntas få mindre betydelse för Kinas energimix år 2020 jämfört med i dag, men ändå öka i absoluta termer. Vid ett flertal tillfällen har sagts att siktet är inställt på minst 18 pro­ cent förnybar energi 2020 i den reviderade planen, möjligen kan detta mål höjas till 20 procent.

40

lade utsläpp blir allt större. USA har hittills varit det land som enligt den officiella statistiken släpper ut mest växthusgaser, men nya uppgifter sä­ ger att Kina numera har den egent­ liga tätpositionen. I Kinas satsningar på miljö ingår en plan att tillhöra världens ledande producenter av eloch hybridbilar. Målet är att under perioden 2008 till 2011 gå från 2  000 tillverkade el- och hybridfordon till en halv miljon. Resurser som satsas på forskning om alternativa drivme­ del är också betydande. Om Kina blir lika biltätt som USA kommer det att finnas 600 miljoner bilar i landet – det är med god marginal fler än vad som finns i hela världen idag. Det blir svårt att få ekvationen att gå ihop. Om alla ska ha samma livsstil och konsumtionsmönster räcker inte en­ ergitillgångarna på långa vägar, och den s.k. I-världens länder har knap­ past rätt att förneka utvecklingslän­ derna samma levnadsstandard som de själva har. Framtidens globala ut­ maningar är minst sagt omfattande såväl energi­mässigt som politiskt, med stora inbyggda spänningar och konflikthot.

Säkerhetspolitik Kina och USA är några av de länder som strävar efter säkra oljeleveranser från länder som Iran, Sudan och Irak, vilket skapar oro i världen. Statliga ingrepp i oljehandeln kan bli allt van­ ligare. Idag talas ofta om säkerhets­ politik när energifrågan debatteras. Kanske just därför, eller möjligen med en gryende insikt, har både Indien och


KAMPEN OM ENERGITILLGÅNGARNA Kampen om kontrollen över värl­ dens energitillgångar och energit­ ransportleder tilltar. I takt med att oljan på sikt kommer att bli en brist­ vara, har fossilgasalternativet blivit en världspolitisk fråga av största vikt. På nyårsdagen 2005 ströp den ryska gaskoncernen Gazprom leveranserna till Ukraina. Detta till följd av att Ukraina vägrat att godta höjda priser på gas och den kompromiss som president Vladimir Putin erbjudit landet. Krisen löste sig efter en tid men Gazprom har därefter åter anklagat Ukraina för att tappa av gas som pumpas ge­ nom landet till Västeuropa. Ukraina

och Moldavien har bett EU om hjälp att medla i tvisten med Ryssland. I kölvattnet av denna konflikt har en rad nya energipolitiska konflikter seglat upp till ytan. En av dessa är konflikten mellan Bulgarien och Ryssland. Även i detta fall är det Ryssland som vill höja priset för sin fossilgas, något som Bulgarien vägrar att acceptera. Pre­ cis som i fallet med den rysk-ukrain­ ska konflikten har parterna starka förhandlingskort. Ryssland står för gasen men Bulgarien är inte bara köpare av gas utan även transitland för den ryska gasen, som också går

Kina uttryckligen sagt sig vilja minska beroendet av fossila bränslen. Även i övriga världen talas ofta om säkerhetspolitik när energifrågor nämns. Ett alltför starkt beroende bidrar ju också till sårbarhet. Ett av alla exempel på detta gäller de stora mängder olja som många länder för­ väntar sig ska flöda från Azerbajdz­ jan i Kaukasus till marknaderna väs­ terut. Västländerna hoppas att detta ska minska beroendet av olja från det oroliga Mellanöstern. Men Azerbajdz­ jan hotas också av instabilitet. Landet distribuerar olja i en lång oljeledning som går via Georgien till en turkisk hamn i Medelhavet. När oljan ström­ mar för fullt år 2009 kommer en mil­ jon fat per dag att fraktas västerut. Det

på export söderut till bland annat EU- landet Grekland och storkonsu­ menten Turkiet. Ytterligare ett exempel är trätor mellan Kina och Japan om vem som har rätt att utvinna den olja och gas som finns i Östkinesiska sjön. I USA och inom EU håller man ett vakande öga på vad som sker i Bolivia. Där har presidenten Evo Morales lovat att nationalisera den bolivianska gasen som idag ägs av ett antal amerikanska och västeuro­ peiska olje- och gasbolag.

är bara drygt en procent av den totala världsproduktionen och motsvarar ungefär en fjärdedel av den förvän­ tade ökningen i oljekonsumtion under de närmaste åren. Det är den här sor­ tens små förändringar i utbud och ef­ terfrågan som påverkar oljepriserna.

Oljekris Oljekriserna under 1970-talet utgör välkända exempel på beroende och sårbarhet på energiområdet. År 1973 utlöstes den första oljekrisen som en följd av Yom Kippur-kriget mellan Israel och Egypten, Jordanien, Syrien och Irak. Oljekartellen, OPEC, höjde då plötsligt priset på olja. Detta fick allvarliga konsekvenser för världs­

41


Världens oljeförbrukning 2004 Oljefyndigheterna är väl spridda över världen. Med oljeförbrukningen ser det annorlunda ut, även om olja används som energikälla världen över. USA står för den avsevärt största förbrukningen. Med den snabba ekonomiska tillväxten i länder som Kina och Indien förändras behoven och därmed även förbrukningen. Källa: IEA

SA

U

a

rop Eu

K

/I ina

ien

nd

n

sie r. A v ö

M

a ell

6%

11 %

21 %

rn ste

6%

r

me

da Sy

ika

n

ne

io un

jet a ov S rik fd Af

4%

3%

18 %

30 % ekonomin, eftersom så många länder En del tror den räcker i hundratals år, gjort sig beroende av olja. Delvis på andra bedömer att resurserna räcker grund av detta har många länder se­ högst ett tiotal år till. Dessutom tvistar dan dess minskat sitt oljeberoende och försökt hitta andra och nya energikäl­ lor. Men fortfarande är beroendet stort. Idag är stora delar av Europas länder beroende av fossilgas, eftersom Visste du att… dessa länder inte har tillgång till en­ När man talar om en viss mängd ergikällor inom de egna nationsgrän­ olja brukar man räkna den i fat. Ett serna. Många länder försöker därför fat är 159 liter. I början av 2000-talet sprida riskerna och köpa gasen från var åtgången i världen ca 80 miljo­ olika håll, men fortfarande är man na­ ner fat om dagen. Konsumtionen turligtvis beroende av att det inte upp­ förväntas växa ännu mer, inte minst står oro eller krig i de regioner som på grund av tillväxten i befolknings­ levererar gasen. De flesta länder är rika utvecklingsländer som Kina och också fortfarande väldigt beroende av Indien. 2007 konsumerades det 1,7 olja, även om bundenheten har mins­ respektive 0,7 fat per person och år kat och alternativ har börjat användas. i Kina och Indien. Det kan jämföras

!

Peakteori Experter och forskare är oeniga om hur mycket olja som egentligen finns.

42

med 25 fat i USA och 13 i Sverige. Om utvecklingsländerna ska komma upp i en förbrukning som motsvarar den västerländska oljeförbrukningen krävs ett enormt produktionstillskott.


man om eller när vi når toppen för ut­ vinningen av de tillgängliga oljefyndig­ heterna – den så kallade Peakteorin. Att oljan skulle ta slut helt och hål­ let är inte sannolikt. Däremot kom­ mer den att bli allt dyrare ju svårare den blir att utvinna. Det har tagit årmiljoner av proces­ ser att bilda de oljelager vi utnyttjar idag. Förbrukningstakten är numera så hög att man lite tillfriserat kan säga att vi förbrukar lika mycket olja under ett år som det tagit en miljon år att bilda. Men i jordens inre finns mycket stora energiresurser, inte bara i form av flytande olja. Där finns även något som kallas för tjärsand och skifferoljor. Dessa kan användas, men de är dyrare att utvinna. Tjärsanden ger ungefär fyra gånger mer energi

än vad som krävs för att utvinna den. Det kan jämföras med lättillgängliga oljefyndigheter som ger omkring 50 gånger så mycket energi. Storleken på oupptäckta oljefyndigheter är i stort sett okänd även om det finns uppskattningar. Det är dock ett antal faktorer som ska vägas mot varandra när man ska bedöma om det är värt att fortsätta söka efter nya oljefyndig­ heter. Sett till peakteorin gäller enligt många bedömare att produktionen av konventionell lättolja redan nu är nära sitt kapacitetsmaximum. På 10– 20 års sikt förväntas efterfrågan inte längre kunna mötas av produktions­ kapaciteten. Det är därför troligt att det redan höga oljepriset kommer att stiga ytterligare.

Världens oljefyndigheter är väl spridda världen över. Arabiska halvön står sammantaget för en stor andel av den olja som produceras. Även länder som USA, Ryssland, Iran, Kina, Mexiko och Norge producerar ansenliga mängder fat olja per dag.

Världens största oljeproducenter Oljeproduktion, miljoner fat per dag 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 KÄLLA: OIL AND GAS JOURNAL

US

d an

ssl Ry

A Ira n Kin a Me xik o No rge Ku Fö wa ren i ad Nig t eA eri rab em a ira ten Ka n Ve ada ne zu ela Sto Ira r br k ita nn ie Bra n sili en Lib ye Alg n eri e An t go la Ka z Ind aksta on n esi en

Sa

ud

iar

ab

ien

0

43


Gemensamt för både pessimister och optimister är dock att ingen säkert vet. De konstaterade oljereserverna är oljenationernas hemligheter. De senaste åren har länder som står ut­ anför OPEC svarat för 60 procent av världens produktion av råolja, samti­ digt som deras rapporterade reserver bara utgör en fjärdedel av världens samlade oljereserver. I statistiken kan man enkelt se hur oljekonsumtionen har ökat med två procent per år under de senaste fem­ tio åren. I USA, där fem procent av världens befolkning lever, konsume­

LIVGIVANDE TRÄD Bildar12 kg kolhydrater per dag

Tar upp ca 9 000 liter koldioxid per dag Avger syre för en hel familj

Ett stort träd har cirka 200 000 löv och väger tiotals ton. Av den vik­ ten är bara 100–150 gram klorofyll. Den lilla mängden fångar ändå in så mycket solenergi att det bildas cirka 12 kilo kolhydrater varje dag. Enligt konsortiet för artificiell foto­ syntes i Uppsala skapar dessutom

44

trädet tillräckligt med livgivande syre för en familj om fem personer. En solig dag tas cirka 9 400 liter koldioxid till vara, och lika mycket syre skapas. Nattetid dominerar den motsatta processen, respira­ tion, då koldioxid istället avges.

ras en fjärdedel av all olja. De allra flesta experter är också ense om att om man räknar in alla okonventio­ nella oljereserver har vi inte ont om olja. Däremot börjar vi få ont om tid. Det finns beräkningar som visar att det tar minst 20 år att ställa om sam­ hället och anpassa teknik och sam­ hällslösningar till en värld med små eller begränsade oljetillgångar.

Växthuseffekt – orsaker och verkan Efterfrågan på energi ökar över hela världen. Det gör att mer av jordens lagrade energiformer som olja, fos­ silgas, och kol används. Många fors­ kare anser att förbränning av fossila bränslen har orsakat klimatföränd­ ringar under de senaste decennierna. Jordens gashölje – atmosfären – går att likna vid taket på ett växthus. Om inte atmosfärens växthusgaser fanns skulle medeltemperaturen vid jord­ ytan vara cirka minus 18 ºC, istället är medeltemperaturen omkring plus 15 ºC. Benämningen växthuseffekt har fått sitt namn av att gaserna har samma effekt som glaset har på ett växthus. Fenomenet gör att långvågig värmestrålning hindras från att lämna jordens atmosfär på grund av växthus­ gaser som koldioxid, metan och vat­ tenånga. Dessa gaser utgör mindre än en procent av atmosfärens huvudsakli­ ga gasinnehåll, som är kväve och syre. Växthusgaserna fångar upp en del av den värme som sänds ut mot rymden av den soluppvärmda jordytan och hindrar den från att stråla ut i rymden. Koldioxid (CO2) är den gas som vid si­ dan av ­vattenångan främst bidrar till


växthuseffekten. Koldioxid kommer bland annat från djurens utandning och från växters förmultning, vilka är helt naturliga biologiska processer. Det naturliga tillskottet av växthus­ gaser förstärks av ökande utsläpp av växthusgaser förorsakade av mänsklig verksamhet. De stora mängder kol­ dioxid som tillförs atmosfären – från andra källor än naturliga – kommer framför allt från förbränning av kol, olja och fossilgas. Nedhuggning av skogar och svedjebruk, främst i tro­ piska områden, orsakar också stora utsläpp av koldioxid till atmosfären. När det talas om växthuseffekten brukar man oftast mena just den del som människan orsakat. Främst handlar det om koldioxid genom för­ bränning av fossila bränslen. Men det pågår en diskussion om hur stor den delen egentligen är. Genom mätning­ ar av luftens koldioxidinnehåll, av koncentrationen i trädens årsringar samt iskärnor från borrhål i glaciärer kan man se att växthusgaserna ökat dramatiskt sedan industrialismens genombrott. Just detta faktum är relativt okontroversiellt. I det inter­ nationella forskarsamhället är man idag även tämligen överens om att den globala temperaturen ökat med 0,7 grader sedan slutet av 1800-talet och att koldioxidhalten i atmosfären ökat med ungefär 30 procent under samma tid. Man är även i stort sett överens om att detta kan leda till framtida uppvärmning av jorden. Däremot finns olika åsikter om hur alarmerade situationen är. Trots att alla forskare inte är ­överens om orsak och verkan i fråga

KOLSÄNKA En kolsänka är den process eller del i biosfären, ekosys­ temet eller jordskorpan som binder kol ur atmosfären och samlar detta långvarigt (mer än ett år). En kolsänka minskar alltså mängden koldioxid i atmosfären och dämpar växthuseffekten. Skogen tar upp koldioxid genom fotosyntes och ger ifrån sig koldioxid genom respiration. Nettoupptaget av koldioxid i svensk skog beräknas till en fjärdedel av totalutsläppen. Upptaget av kol och kolförråden i skog och mark är en naturlig del av kretsloppet. Att skog och mark lagrar atmosfäriskt klodioxid är sålunda gammal kunskap. Genom avverkningar har människan länge frigjort stora mängder markbundet kol och därigenom bidragit till den ökade koldioxidhalten i atmosfären. Avverkningen innebär också att kapaciteten för skogens koldioxidupp­ tag minskar. Omvänt innebär skogsplantage att kolför­ rådens omfattning ökar och koldioxidkoncentrationen i atmosfären minskar. Ända sedan toppmötet i Kyoto år 1997 har de förhand­ lande länderna diskuterat i vilken utsträckning som kolupptaget i markbundna ekosystem ska få räknas av mot de utsläppstak som finns inskrivna i Kyotoprotokol­ let. En stor politisk oenighet har präglat förhandling­ arna då betänkligheterna är flera. En viktig fråga är om lagring av atmosfäriskt koldioxid i växande biomassa är en rättvis och långsiktigt hållbar klimatstrategi, istället för att minska utsläppen av växthusgaserna från energioch transportsektorn. Idag har vi ändå kommit dithän att omfattande rapporteringssystemet för kolupptag i skog och mark är en central del av den internationella klimatpolitiken. .

45


Växthusgaser bidrar till att vi har ett drägligt klimat på vår planet, då växthusgaserna har en isolerande effekt och minskar värmeutstrålningen till universum.

Ju mer växthusgaser i jordens atmosfär, desto mer hinder för solljuset/värmen att reflekteras tillbaka ut ur atmosfären. Jordens temperatur ökar.

Temperatursvängningar 1860–2005 med 1900-talets sista år som jämförelsepunkt

°C 0,8

0,4

0,0

2000

1980

1960

1940

1920

1900

1880

1860

–0,4

Ser man till de statistiska mätningarna av jordens medeltemperatur blir det tydligt att temperaturen ökat sedan mitten av 1900-talet. Om det rör sig om naturliga förändringar eller om det är en följd av mänsklig påverkan, genom förbränning av fossila energikällor, är inte lika påvisbart. Många är dock övertygade om att så är fallet.

46

om ­klimatförändringarna, så blir slut­ satserna av flera andra skäl ändå de­ samma: vi bör snarast finna långsiktigt hållbara alternativ till fossila bränslen. FNs klimatpanel IPCC – som består av flera hundra ledande klimatforskare – har utifrån den samlade klimatforsk­ ningen och med hänsyn till de osäker­ heter som kvarstår, kommit till slutsat­ sen att den globala uppvärmningen sannolikt beror på människans utsläpp av växthusgaser. Det finns dock ett antal forskare som anser att riskerna och människans inverkan på dessa är överdrivna. De menar att den ökning vi nu ser bara är naturliga skillnader som inträffar då och då på grund av naturliga variationer. De baserar sin argumentation på det faktum att kli­ matet under de senaste tusen åren har skiftat av helt naturliga orsaker som inte hänger samman med män­ niskans utsläpp av växthusgaser. Det kan exempelvis handla om skiftande instrålning från solen, vulkanakti­ vitet eller att naturens egna utsläpp av koldioxid och vattenånga är fel­ aktigt bestämda. Enligt IPCC kom­ mer medeltemperaturen på jorden sannolikt att öka med minst två gra­ der under de närmaste hundra åren. Bland mycket annat väntas detta medföra att havsnivån under samma tid kommer att stiga märkbart. Den mest bidragande av de växt­ husgaser som kommer från fossila bränslen, koldioxid, är långlivad. Den finns länge kvar i atmosfären innan den försvinner genom olika processer, bland annat genom att gasen tas upp av havsvattnet eller i växternas foto­ syntes. Det betyder att det koldioxid­


tillskott som tillförs atmosfären idag, när vi eldar med kol, olja och andra fossila bränslen, ständigt fylls på. En­ ligt IPCC räcker det därför inte med att hejda utsläppens nuvarande ökning och stabilisera dem på en oförändrad nivå. Även efter en sådan åtgärd skulle allt mer koldioxid samlas i atmosfären. Något man dock ska akta sig för – oavsett ståndpunkt i debatten – är att blanda ihop väder med klimat. Väder kallas lokala fenomen under kort tid, medan klimat är en global företeelse under lång tid. Att jordens klimat för­ ändrats står utom allt tvivel. Frågan är om de förändringar vi sett under de senaste årtiondena främst beror på utsläppen av växthusgaser, eller om de främst är resultat av naturliga variationer. Hotet om en förstärkt växthuseffekt betraktas nu av en majoritet av klimat­ forskarna som ett av de allvarligaste miljöproblemen. Detta har bidragit till att 141 av världens länder enats om en överenskommelse kallad Kyo­ to-protokollet. Det innebär att de så kallade Annex I-länderna (främst Eu­ ropa och OECD-länderna) åtar sig att minska utsläppen av växthusgaser med i genomsnitt 5,2 procent till 2008–2012 (jämfört med utsläppsnivåerna basåret 1990). Protokollet började gälla den 16 februari 2006 efter att Ryssland ratifi­ cerat avtalet. En av de saker man enats kring inom ramen för Kyoto-protokol­ let är handeln med utsläppsrätter. Protokollet betyder att Sverige och världens länder i övrigt under de närmaste åren står inför stora ut­ maningar när det gäller att ställa om­ samhället mot system och verksamhe­

OM DETTA TVISTA DE LÄRDE En varmare, längre och mer regnfri sommar behöver inte vara en följd av klimatförändringar, orsakade av ökande utsläpp av växthusgaser. Temperaturökningen påverkar nämligen sådant som molnbildning, luftströmmar och havstemperatur som i sin tur påverkar balansen mellan kol­ dioxid löst i havsvattnet osv. Detta är ett mycket komplext och icke-linjärt system, det vill säga att en orsak inte auto­ matiskt leder till en given, förutsägbar verkan. Därför är det svårt att exakt modellera och spåra orsaker och samband. Man kan – väldigt förenklat – säga att koldioxideffekten leder till två frågor: Har mänsklig verksamhet (förbränning av fossila bränslen med mera) påverkat koldioxidhalten i at­ mosfären? Här verkar svaret vara ett ganska oomtvistat JA. Den andra frågan är: Har detta lett till en mätbar växthus­ effekt i form av temperaturhöjning? Det är här åsikterna går isär – vilket har att göra med komplexiteten. Det gäller även mätproblem bakåt i tiden och hur koldioxidhalten har hängt samman med temperaturvariationer och om vad som är orsak och vad som är verkan.

Undertecknande av Kyoto-protokollet 2006 har undertecknat undertecknande under förhandling ej undertecknat inget ställningstagande

47


ter som ger betydande minskningar i utsläpp av växthusgaser – men också för att möta och lindra konsekvenser av eventuella förändringar i klimatet. En del ekonomer och miljöinstan­ ser anser också att ansvaret för dessa minskningar måste vara uppdelat mellan nationer, så att de ekonomiskt mer utvecklade länderna har ett stör­ re ansvar. Dessa länder bör genom­ föra de största minskningarna av ut­ släpp, eftersom de orsakat de största växthusgasutsläppen. EUs minister­ råd förordar minskningar av utsläpp av växthusgaser i storleksordningen 15–30 procent senast år 2020 och 60–80 procent senast år 2050 för väl­ bärgade industriländer.

år sedan. Avskiljning och lagring av koldioxid uppskattas minska verk­ ningsgraden i kraftverken med ca tio procentenheter och höja kostnader­ na för elproduktion med 10–20 öre/ kWh. Metoderna är under utveck­ ling och kostnaderna väntas minska. Koldioxidlagring i havet är förenat med stora osäkerheter, men det finns möjligheter att lagra koldioxid i geo­ logiska formationer (olje- och gasfält, djupa kollager och hålrum i berget). elektricitet kolgruva

kraftverk

Lagring av koldioxid Möjligheterna att fånga och lagra koldioxid bedöms idag väsentligt mer optimistiskt än för bara några

FÅNGST OCH LAGRING AV KOLDIOXID Ett sätt att minska utsläppen av koldioxid är att fånga in den så att den aldrig når atmosfären. Idag finns teknik för detta. En möjlighet att dessutom lagra koldioxiden är exempelvis att pumpa ner den i berggrunden. Det kan vara ett berg­ rum som tömts på naturgas eller olja. Det går även att lagra gasen i porösa bergrunder. Haven rymmer också enorma mängder koldioxid och kan ta upp en del koldioxid genom att gasen löser sig i vattnet. Det kan dock medföra förändringar i havens pH-värde (surhetsgrad) vilket får följder för havens växt- och djurliv. Bilarnas koldioxid går ännu inte att fånga in. Med dagens kända teknik anses det vara för dyrt och otymp­ ligt att montera koldioxidavskiljning på en bilmotor.

48

lagring av koldioxid


I likhet med andra viktiga energifrå­ gor kan frågan om avskiljning och lagring av koldioxid väntas bli livligt diskuterad. Kraftbolag över hela världen mo­ biliserar för att pumpa ner tonvis av växthusgas i berggrunden, där trycket är så högt att koldioxiden är en vätska och inte gas. Att elda fossila bränslen och sedan slutförvara kol­ dioxiden kan bli ett billigt och kraft­ fullt sätt att hejda klimatproblemen. I flera sammanhang argumenteras för att utsläppsfri förbränning av brunkol och fossilgas kan bli ett mer kraftfullt vapen mot växthuseffekten än biobränslen och vindkraft. Visio­ nen är att kraftindustrin till år 2020 byggt tiotals, kanske hundratals, nya kraftverk för förbränning av kol eller

naturgas – ”utan skorstenar”. Tonvis med komprimerad koldioxid pumpas ner till ungefär tusen meters djup i berggrunden. Den flytande koldioxi­ den sprider sig långsamt i den porösa, vattenfyllda sandstenen och stannar sedan kvar där. Det finns dock kritiker, energi- och klimatexperter, som anser att det kommer att ta lång tid innan koldi­ oxidlagring blir praktiskt användbar och att det snarare handlar om up­ pehållande än uthållig teknik. Bland annat framförs att det krävs energi för att avskilja och komprimera kol­ dioxiden. Andra motargument som framförts är att man underskattat svårigheterna som ligger i att få tek­ niken utbyggd för att den ska ge till­ räcklig effekt. Dessutom påpekas att

Lagring av koldioxid under Nordsjön Sleipner 2

havsbotten

1) Fossilgas pumpas upp och innehåller också koldioxid som man vill undvika att tillföra till atmosfären.

tätt ”lock” av lera och skiffer

2) Koldioxiden avskiljs på kemisk väg.

3

koldioxid

800 m geologisk formation

3) Koldioxiden pumpas tillbaka ner i berget där den sprids i håligheter i den porösa berggrunden.

1

2 000 m gas- och oljefyndighet

fossilgas

Där oljeplattformen Sleipner står finns ett hålrum i berget under havet. Det är 200–300 meter högt och 26 000 kvadratkilometer stort. Sedan 1996 har en miljon ton koldioxid pumpats ned varje år. Det motsvarar två procent av Sveriges totala koldioxidutsläpp. I detta hålrum skulle Europas samlade koldioxidutsläpp under 200 år kunna få plats.

49


man troligen inte kan komma åt alla utsläpp av koldioxid med den här tek­ niken – till exempel bilavgaser.

EUs grönbok – så kan vi spara och säkra tillgångarna Att det behövs åtgärder för såväl energi­effektivisering som alternativa energislag har bland annat EU kom­ mit fram till. I en så kallad grönbok, ett diskussionsunderlag med förslag på energiområdet, som presenterades under våren 2006, skissas EUs all­ männa inriktning för energi­politiken

UTSLÄPPSRÄTTER Den 1 januari 2005 inleddes ett sys­ tem med handel med utsläppsrätter för växthusgaser inom EU. Systemet syftar till att på ett kostnadseffektivt och samhällsekonomiskt effektivt sätt minska unionens utsläpp av växthusgaser. Syftet är att EU ska kunna nå sitt åtagande enligt Kyotoprotokollet. Grunden för handeln läggs genom att ett tak sätts för hur stora utsläp­ pen får vara under ett år. Varje an­ läggning som omfattas av handeln får sedan ett antal utsläppsrätter som kan köpas och säljas. Företag med höga kostnader för att minska utsläppen kan köpa ut­ släppsrätter från företag med lägre kostnader. Ett företag kan genom handeln i princip välja mellan att minska sina egna utsläpp – eller be­ tala andra för att göra detsamma.

50

upp. Grönboken fokuserar bland annat på hur Europa kan förbättra självförsörjningen av energi med hjälp av forskning, produktion av bioenergi och miljöåtgärder. Idag importeras cirka hälften av den en­ ergi som används inom EU, och far­ hågorna gör gällande att beroendet kommer att öka kraftigt under de närmaste decennierna. Italien är redan idag beroende av import till cirka 95 procent. För att försäkra sig om tillräckligt med energi behöver EU i framtiden sprida sina energiköp mer än nu, och samtidigt måste transportvägarna bli fler. Men det handlar inte bara om EUs kontakter med omvärlden. EUkommissionen anser också att det är minst lika viktigt att unionen blir mer självförsörjande på energiområdet och att medlemsländerna använder mer förnybar energi, främst vattenkraft, biobränslen och vindkraft. Kommis­ sionen vill att ett första steg mot en säker tillförsel ska vara att minska behovet av energi. Det ska också öka konkurrenskraften, eftersom det gör europeiska företag mindre sårbara för avbrott i energitillförseln. Grönboken förespråkar inte hur enskilda medlemsländer producerar sin energi, eftersom detta bryter mot överenskomna regler. Men på flera ställen återkommer kommissionen till att ländernas energiproduktion är som ett blodomlopp, beslut i ett land påverkar hela unionen. Avvecklingen av kärnkraften i Sverige, Tyskland och Belgien pekas ut som beslut med konsekvenser för många andra med­ lemsländer.


Djupa skogar och eroderade vidder Miljöproblem som hör ihop med en­ ergiproduktion är inget nytt. Skog är en naturresurs som förstörts till följd av energibehov ända sedan antiken. Det finns exempelvis idag stora områden runt Medelhavet som helt saknar skogar till följd av att av­ verkningstakten varit alltför hög. Detta leder i sin tur till problem med eroderande jordar, försämrade jord­ bruksmarker, ökenspridning och sämre möjligheter för befolkningen att försörja sig. Dessutom kan växan­ de skog ta upp koldioxid. När skogsa­ realerna blir mindre, minskar också möjligheten att binda koldioxid. Omställningar och överväganden År 2003 infördes ett elcertifikatsys­ tem i Sverige som ska ge en ökad el­ produktion från förnybara energikäl­ lor. Under år 2006 fattade riksdagen beslut om att förlänga och utvidga systemet. Målet var att den förny­ bara elproduktionen, exklusive vat­ tenkraft, ska motsvara ungefär 16 procent av den totala elproduktionen i Sverige år 2016. 2009 kom regering­ en med förslag till ökade ambitioner – dessa är i skrivande stund ännu ej tagna. Elcertifikatsystemet är uppbyggt så att producenter av förnybar el får ett elcertifikat för varje producerad MWh el. För att skapa efterfrågan på elcertifikat är det obligatoriskt för elanvändare att köpa en viss mängd elcertifikat i förhållande till sin elanvändning, den så kallade

kvotplikten. I och med försäljningen av elcertifikat får producenterna en extra intäkt utöver intäkterna från elförsäljningen, vilket skapar bättre ekonomiska villkor för miljöanpas­ sad elproduktion. De förnybara källorna som erhål­ ler elcertifikat är: • • • • • • -

vindkraft solenergi geotermisk energi biobränslen vågenergi vattenkraft småskaliga vatten­k raft­ anläggningar (enheter om högst 1 500 kW) - ökning av produktionen i befintlig vattenkraft - ny vattenkraft År 2002 stod dessa energikällor för 6,5 TWh producerad el, cirka 4,5 pro­ cent, av den totala elproduktionen. Systemet har hittills bland annat inneburit att flera kraftbolag beslutat investera i nya vindkraftverk. Till ex­ empel satsar ett kraftbolag på en stor vindkraftpark i Östersjön söder om Trelleborg med upp till 150 kraftverk.

! Visste du att…

Enligt en överenskommelse inom EU ska länderna inom EU till år 2020 minska utsläppen av växthusgaser med minst 20 procent, öka andelen förnybar energi med minst 20 procent av energikonsumtionen varav bio­ bränslen specifikt ska stå för 10 av dessa procent. Energi­ effektivisering ska medföra en ytterligare minskning av energi­användningen på 20 procent. Målen refereras ofta till som 20-20-20-målen.

51


Ett område som varit föremål för stor debatt är biobränsle. Ska vi i Sverige använda skog och annat bio­ bränsle som ersättning för olja, bensin och andra fossila energikällor – eller göra papper och kartong av skogen? I vårt land är tillgången till biobränsle stor jämfört med många andra län­ der. Om biobränsle ska kunna er­ sätta hela världens användning av olja skulle det krävas bioenergiplan­ tager på en yta som är fem gånger hela Europas jordbruksmark. Även Sverige bedöms få problem om det är biobränsle som fullt ut ska ersätta all olja. Frågan är omtvistad bland annat genom de slutsatser som lanse­ rades av den statliga ”Kommissionen mot oljeberoendet” som presenterade sina förslag sommaren 2006. Enligt denna kommission ska en stor del av oljan ersättas med biobränsle. Det höjs röster, bland annat från skogsindustrin, att biobränsle inte kan täcka minskningen av olja, ben­ sin och diesel. Andra tycker att målet

KAMP OM RÅVARAN Att producera biomassa för energiproduktion är inte oproblematiskt. Om mark och råvaror används till energiproduktion minskar till­ gången av mark och råvara för pappers- och massaproduktion samt produktion av mat. Ett exempel är att ökad efterfrågan på majs för etanolproduktion, en utveckling som drivits på av majsproducenter i USA, inneburit en brist på majs för matproduktion i andra ameri­ kanska länder. Ansträngningar görs för att minska konflikten mellan användningsområdena för samma råvara, t.ex. genom att använda sädeskornen till mat och halmen till bränsle – dvs. olika delar av samma skörd. Svårigheter med enzymatiska processer i omvand­ lingen av halm till bränsle är fortfarande en flaskhals.

52

är ett slag i luften, eftersom vi redan har blivit kvitt det mesta som gick nå­ gorlunda lätt att fasa ut. Sveriges olje­ beroende är idag bara hälften så stort som för 25 år sedan. Sverige har en stor roll som världs­ marknadsaktör inom tillverkning av pappersmassa, papper och kartong. Representanter för skogsindustrin menar att om vi gör bränsle av sko­ gen tappar vi mycket exportinkom­ ster från förädlade skogsprodukter, som papper och kartong. Från flera håll finns en stor opti­ mism och höga förväntningar på bioenergi som lösning till klimatpro­ blemet, för tryggad energiförsörjning och som blivande ryggrad i en ny svensk exportindustri. Oomtvistat i frågan om bioenergin är att konkur­ rensen om råvaran hårdnar. Idag står skogen och jordbruket för omkring en femtedel av Sveriges energi och är där­ med landets tredje största energikälla. Det finns de som tror att det finns goda förutsättningar att öka dess an­ del. Dels kan det ske genom ett större uttag av skogens restprodukter, dels genom en intensivare odling. Svea­ skog – Sveriges största skogsägare – hävdar att vi med relativt enkla medel kan få ut 20 procent mer bioenergi från skogen. Och de tror även att vi på lång sikt (mer än 50 år) skulle kunna öka tillväxten av biobränsle med 50 procent med helt nya metoder, gen­ modifiering och gödsling. Ett problem är att ledtiderna är långa. Det som planteras i dag kom­ mer inte ut på marknaden på många år. Och det är inte lite som behövs – ska alla drivmedel och hela kärnkraf­


tens elproduktion ersättas handlar det om 500 TWh per år, vilket är fem gånger mer än dagens användning och flera gånger mer än biobränsle­ tillgången i Sverige. Och vad ska en­ ergin från biobränslena användas till? Ska vi bränna för att få värme eller destillera för att skapa drivmedel? El­ ler ska biomassa istället användas till att göra papper och kartong? Svaret är inte givet. Det som avgör är vilket problem vi vill lösa. Eller vad mark­ naden är beredd att betala mest för. Prioriterar vi klimatfrågan är det värme- och kraftvärmeproduktion som först ska få tillgång till biomas­ san. Effektiviteten är överlägsen, både när det gäller att få ut energi och att minska koldioxidutsläppen. Om försörjningstrygghet för transport­ sektorn är viktigast bör större delen gå till drivmedelsframställning. Är det en avveckling av kärnkraft som vi i första hand vill uppnå, är det en biobaserad elproduktion som bör prioriteras. Om vi ser till inkomster och sysselsättning bör papperspro­ duktionen främjas. Uppenbart är att våra resurser från skog och jord inte räcker för allt detta samtidigt. Oavsett hur mycket biobränsle som kan produceras kommer ekvationen aldrig att gå ihop om energianvänd­ ningen inte effektiviseras. För närva­ rande är den årliga tillväxten av all svensk skog 100 miljoner skogsku­ bikmeter per år och det motsvarar ca 230 TWh. Men all den skog som väx­ er i Sverige är ju inte att betrakta som energiråvara utan ska ju användas till sågvirke, pappersmassa, papper och kartong. Ett stort uttag av biobränsle

inns du Al Gores film ”En obekväm sanning”, den om klimatförändringarna? – Ja, den fick många att ta varningarna om en förstärkt växthuseffekt på allvar. – Mm, den och ovädren de hade i USA som till exempel stormen Katrina. – Kanske hade det sett annorlunda ut om Al Gore hade vunnit valet år 2000 när Bush vann istället? – Ja, förmodligen. Men nu har ju Barack Obama blivit president och han säger ju att han tar klimathoten på allvar. – Det gör han säkert, men ingen vet ju riktigt vad det innebär. Men vi får hoppas att de börjar tänka mer i termer av ”better safe than sorry”. – Ja, det har väl USA redan visat genom att ställa upp på målet att begränsa temperaturökningen till 2 grader Celsius fram till år 2050.

53


ur skogen kommer också i konflikt med andra miljömål som bevarande av biologisk mångfald och skydd för olika typer av miljöer. Biomassa har dessutom gått från att vara en produkt för en lokal marknad till att bli en allt viktigare handelsvara globalt. Sverige importerar massaved, pellets och etanol i stora mängder. Bioplantager i tropiska områden kan trots det långa avståndet bli at­ traktiva, och särskilt bedöms Syd­ amerika och Afrika som intressanta regioner. En klar möjlighet för dessa länder är deras effektiva produk­ tion av etanol från sockerrör som kan säljas på världsmarknaden. Fö­ respråkarna säger att kostnaden för de långa transporterna inte är något stort hinder: Det kostar lika mycket att köra en lastbil 20 mil från Norr­ lands inland och ut till kusten som att skicka en båtlast 1 000 mil. En del kritiker hävdar att miljövinsterna äts upp av de dieseldrivna transporterna. En annan aspekt är att bioplantager i regel är monokulturer som skiljer sig avsevärt från den stora biologiska mångfald som ryms i regnskogarna. Stora nya uppodlade ytor kommer att inverka negativt på den biologiska

mångfalden. Det är svårt att uppskat­ ta kostnaderna för en minskad mång­ fald i relation till vinsterna av ökad energi från odlad biomassa. Frågan är om det över huvud taget är möj­ ligt att relatera det ena till det andra i form av vinster och förluster. Det finns risker med att förlita sig på import. Allt fler länder ser bioen­ ergi som ett viktigt verktyg för att hantera klimat- och försörjningspro­ blem. Speciellt när det läggs avgifter på produktion som bidragit till ut­ släpp av växthusgaser. Risken är där­ med stor att priset på biomassa stiger kraftigt. Dessutom kan transportsek­ torn bli en flaskhals. Att transportera biomassa innebär så stora volymer att det inte finns fraktfartyg så det räcker. Ändå är de flesta överens om sko­ gens betydelse för klimatpolitiken. Och då handlar det inte bara om bränsle för värme och drivmedel. Därtill kommer dess möjligheter som så kallad kolsänka (se faktaruta på si­ dan 45).

El på en gemensam marknad Elektricitet är både nödvändigt och kritiskt för många processindustrier,

Så kan en miljon kubikmeter ved användas (angivet i miljoner kronor)

LWC papper

3 440

Massa

Tidnin g

spapp

54

er

1 850

950


Livslängd för energins infrastruktur

Byggnader från 45 år och mer Vattenkraft 75 år och mer

Kolkraft 45 år och längre

När man ska investera i infrastruktur för olika energisystem är det bra att ha livslängden för varje enskild lösning med i kalkylen.

Kärnkraft 30–60 år Gas 26–35 år Motorfordon 12–20 år 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75 80 ++

beräknad livslängd minst max livslängd

både i Sverige och i andra länder. Och som vi sett tidigare använder även bostadssektorn stora mängder el. Eftersom el är en energibärare anser många att vi i Sverige är lyck­ ligt lottade som har en så pass väl utbyggd infrastruktur för transport av elektricitet. För transportens skull spelar det ju ingen roll hur en­ ergin från början framställdes. Det är egentligen samma sak med rören

343 Biobränsle

226

som idag läggs för att fyllas med fos­ silgas. Själva rören är en infrastruktur, medan innehållet kan variera. Istället för fossilgas kan de fyllas med biogas framställd vid exempelvis reningsverk. Men många bedömare, bland andra Världsnaturfonden (WWF), menar att valet av transportmedel har betydelse för de energislag vi väljer idag – och det får konsekvenser för vilka energikäl­ lor vi har i morgon. Ett kärnkraftverk

124 Drivmedel svartlutsförgasning

Drivmedel konv. teknik

Ökade exportintäkter Minskad import av olja

En kubikmeter ved kan användas till mycket. Frågan är: till vad ska den användas? Källa: Skogsindustrierna

55


RISKER OCH MÖJLIGHETER FÖR FÖRETAG Klimatförändringar och kraftiga väderomslag, översvämningar, orka­ ner och smältande havsis har blivit en verklighet att ta hänsyn till för företag runt om i världen. Förutom att det finns risker att rent fysiskt drabbas av stora oväntade kostna­ der på grund av naturens krafter finns en osäkerhet om hur politiker kan komma att hantera läget med lagar och förordningar. Samtidigt finns en oro över att det egna varu­ märket ska bli lidande om man inte klarar att vidta klimatåtgärder. Det

framgår av den årliga undersökning som Carbon Disclosure Project, CDP, sedan år 2000 gör av bland annat de 500 största globala företagen, Global 500. Av undersökningarna framgår också att samtidigt som många stora företag tar klimatfrå­ gan på allt större allvar, så skiljer det mycket mellan företagen vilka resurser som avsätts. Organisatio­ nen drog slutsatsen av år 2008 års undersökning att företagen genom sitt engagemang blir alltmer redo att vara med och forma den politik

byggs inte för att rivas nästa dag. Har man byggt ett system för fossilgas, me­ nar en del att det även minskar möjlig­ heterna för alternativa energikällor att utvecklas. De flesta har också säkert lagt märke till hur lång tid det tar att bygga ut infrastrukturen för nya driv­ medel till fordon, som biogas och eta­ nol. Mer el behövs på många håll och många beslut som rör el är politiska. Den 1 januari 1996 förändrades ex­ empelvis den svenska elmarknaden. Konkurrens infördes i handel och produktion av el, medan nätverk­ samhet fortfarande är ett reglerat monopol. Man skiljer därför mellan elleverantör och elnätsoperatör. Alla elleverantörer, vare sig dessa är pro­ ducenter med egna kraftverk eller enbart handlare som köper och säl­ jer el, har rätt att transportera sin el

56

som klimatfrågan just nu kräver. Enligt organisationens senaste rapport, som presenterades under 2006 anser idag 87 procent att klimatförändringarna medför kom­ mersiella risker – men också möjlig­ heter. Till de senare hör företag som satsar på vind- och solkraft, som ökat sina marknadsandelar kraftigt under det senaste året. I USA upp­ skattas marknaden för “ren” energi växa från nästan 40 miljarder dollar till 167 miljarder dollar fram till 2015.

på vilket nät som helst och sälja till vilken kund som helst. Därmed kan kunderna välja den elleverantör de önskar. Övriga länder i Norden har infört liknande system och det har skapat en nordisk elmarknad – Nord Pool. Där organiseras en dygnsmark­ nad för handel med el, den så kallade spotmarknaden. På spotmarknaden fastställs elpriset timme för timme för nästkommande dygn genom att olika aktörer lämnar bud på köp och försäljning av el, som på en auktion. De senaste årens prisutveckling på den svenska och nordiska elmarkna­ den har skapat en diskussion om hur väl elmarknaden fungerar. Bland an­ nat har lönsamheten bland elmark­ nadens aktörer och effektiviteten i prisbildningen ifrågasatts. Planen är nu att hela EU ska bilda en gemen­ sam elmarknad, enligt EUs grönbok.


I de flesta av medlemsländerna pågår därför en förändring av elmarkna­ den. Vissa länder, som Sverige och Storbritannien, startade processen för flera år sedan. Andra länder har alldeles nyligen börjat tillämpa sina nya regelverk. Viktigast för att upp­ rätta en europeisk inre marknad för el är att det ska vara lika lätt att hand­ la med el mellan länder som inom ett land. Det finns både förespråkare och skeptiker till en gemensam elmark­ nad. Några analytiker talar om förde­ larna, men säger samtidigt att med­ lemsländerna befinner sig i så olika faser att det kan ta mycket lång tid innan marknaden fungerar. En del länder, som exempelvis Italien, har svårt att köpa el från andra än sina närmsta grannländer, eftersom det saknas en utbyggd infrastruktur med elnät och andra anslutningar.

Drivkrafter och alternativ – för ”gamla” som nya ekonomier Energi är en mycket stark drivkraft för samhällsutvecklingen. Hela indu­ strialiseringen i västvärden har sin bas i olika energislag, och energibä­ rare som ånga och elektricitet. I Sve­ rige har vattenkraften betytt mycket för utvecklingen. I många länder är det kol som haft störst betydelse. Men framför allt är det oljan som gjort det moderna samhället möjligt. I vissa länder utgör oljan motorn för hela samhället. Beroendet av olja för bland annat privatbilism är omfattade. Det tydligaste exemplet är USA, ett land som till stor del är uppbyggt kring bi­

lism. USA förbrukar en fjärdedel av världens dagliga oljeproduktion. Av cirka 520 miljoner bilar i världen körs 200 miljoner i USA. Men USA förfo­ gar inom sina egna landgränser en­ dast över tre procent av jordens olja. Därför är landets import omfattande. På 1970-talet importerade ameri­ kanerna en tredjedel av den olja man förbrukade. Idag importeras två tred­ jedelar. Även om kongressen beslutar att öppna oljefälten i Alaska för ex­ ploatering, bedöms importbehovet om tjugo år vara ännu större. Kina som idag, utöver sina befintliga kolkraftverk, börjar med ett ”tomt bord” har en möjlighet att planera sitt samhälle och från grunden byg­ ga upp en infrastruktur som är mer energi­effektiv än vad länderna i väst­ världen har kunnat göra. Kina satsar idag på ett batteri av åtgärder för att hålla nere energianvändningen med bland annat ransonerad luftkondi­ tionering, hybridbilar, se sid 72, och effektiva transportsystem. Landet planerar också ett stort antal nya kärnkraftverk och de satsar tre mil­ jarder dollar på flera anläggningar för att framställa syntetisk olja ur kol. I USA finns en stark lobby för olja och övriga fossila bränslen. Men det växer också fram en stark opinion som pekar på behov av såväl effekti­ viseringar som ökad andel förnybara bränslekällor och källor som inte släpper ut koldioxid, som till exempel kärnkraft. De kraftiga oväder som drabbat USA, av vilka orkanen Katrina är den mest beryktade, har satt fart på diskussionen om klimatfrågor och energi­användning.

57


58


Kapitel tre

Framtida lösningar – teknik, visioner och förändringsvilja Frågor att fundera över: Är det små, successiva och outtröttliga steg hos var och en av oss eller nya storskaliga lösningar som kommer att vara avgörande för den framtida utvecklingen? Kommer framsynta lösningar och överenskommelser i det globala samhället att någorlunda mjukt ta oss in i ett framtida uthålligt (energi)samhälle? Eller kommer energikriser, miljöproblem och konflikter om energiresurserna att förändra vår framtid på ett mindre välordnat sätt? Tror du att det går att enas om när, hur och med vad man ska ersätta ändliga energikällor med långsiktigt hållbara?

59


3

År 2050 – ett scenario

Oj vad vi har blivit effektiva! I Sverige använder vi inte längre några fossila bränslen för att värma hus och lokaler, för att hålla industrin igång eller för att transportera människor och produkter. Men vad använder vi då? Jo, en mångfald av olika små och stora system för energiförsörjning har växt fram. Vi använder den mest lämpade tekniken och den bäst lämpade energikällan i alla sammanhang och i alla avseenden.

N

umera behövs nästan ingen energi för att hålla våra hus varma. Även för att kyla och ventilera fastigheter behövs minimalt med energi. Våra hushållsapparater har blivit oerhört energieffektiva. Vi transporterar oss från ett ställe till ett annat med endast en bråkdel av den energi vi behövde för 50 år sedan. Varje gång vi ska ta ställning i en­ ergifrågor så har vi bra metoder för att värdera all påverkan som varje enskild lösning kan innebära. Vi kan värdera och sätta ett pris på det mes­ ta så att en livscykelanalys verkligen ger svar på vad som är bäst för oss människa och vår natur. Över hela världen samverkar vi för att minska belastningarna från våra industrier och vår livsstil i övrigt. Trots att det­ ta har inneburit stora förändringar i våra liv, om man blickar ett par ge­ nerationer tillbaka, så fortsätter eko­ nomi och marknader att växa och utvecklas.

60

Aspekter på energi Scenariot för 50 år framåt i tiden bygger på ett antal faktorer som ex­ empelvis framgångar inom forsk­ ning och teknikutveckling, beslut tagna av politiker, företagsledare, or­ ganisationer och enskilda individer i såväl vårt land som världen över. Energifrågor kan belysas ur ett an­ tal perspektiv. Ett perspektiv utgår från produktion av el och värme, där kol-, fossilgas-, kärn-, biobränslen och vattenkraft idag är de domine­ rande källorna. Vill vi minska risker­ na för klimatförändringar måste vi avveckla de nuvarande kol- och fos­ silgaskraftverken. Vad ska vi ersätta dem med? Förslagen är många, men oenigheten är stor. Ett annat perspektiv på energifrå­ gan är drivmedel. Om oljepriserna fortsätter stiga, och oljetillgången inte kan möta efterfrågan, vad ska vi då ersätta oljan med?


Om vi tittar i backspegeln kan vi se hur vi lämnade olja som främ­ sta energikälla för att driva landets värmeanläggningar. Oljekriser och politiska beslut har bidragit till för­ ändringar. Till att börja med ersattes oljan av många olika energikällor. Successivt har biobränslen kommit att bli den dominerande energikällan för fjärrvärmen. Att det skulle bli så kunde vi inte ana för 30 år sedan. Om vi nu tittar framåt vet vi att olja måste ersättas som främsta energikälla för drivmedel. Flera olika alternativ för framdrivning av fordon är under utveckling. Vissa växer sig snabbt starka, andra som först verkade ha god potential, försvinner från mark­ naden. Vi kan gissa och ana vad fram­ tiden kommer att erbjuda men vi vet inte med säkerhet idag. Ett ytterligare perspektiv handlar om hur vi ska förhålla oss till indi­ videns åsikter och önskemål om be­ kvämlighet kontra samhällets bästa. Det är en generell fråga, oavsett om det gäller olika personers förkärlek till eller motstånd mot sådant som kärn­ kraft, flygtrafik, vatten-, vindkraftverk, koldioxidutsläpp eller klimatdiskussio­ ner. Det är också en fråga om demokra­ ti, utveckling för hela jordens folk och rätten till naturresurser på lika villkor över hela planeten. Tekniksprång Många hoppas på ett tekniksprång, det vill säga att någon forskargrupp plötsligt ska presentera en ny fram­ gångsrik teknik som löser många av de problem vi har att tackla idag.

?

C

ecilia märkte att Patrik trivdes. De hade bjudit in barndomsvännerna Bertil och Jenny från Ludvika på middag. Patrik berättade om den nya utebelysningen som han köpt. Det var solcellslampor som laddades under dagen och som lyste upp entrégången till deras hus på kvällen. Han var mäkta stolt. Han förklarade att de numera faktiskt gjorde något åt miljöfrågan. – Men du Patrik, de där lamporna skapar väl inte mer än någon tiondels watt. Borde inte ni tänka i lite större skala? Patriks självsäkra min försvann. – Hur menar du? – Det är väl gasolvärmaren som gör att vi kan sitta ute på verandan trots att det är en kylig kväll, eller hur? Borde du inte fila på en lösning så att vi kan sitta här i solvärme även en kväll som denna? Det blev en lite märklig kväll, för istället för att prata om barn, jobb och resor som de brukar göra när de ses, ägnades större delen av kvällen åt att prata om energi och miljöproblem. Men så sägs det ju också att klimatförändringarna är det som oroar oss svenskar mest inför framtiden. Det är bara så svårt att ta på problemet... Ingen var i alla fall beredd att offra den gemensamma charterresan till Teneriffa för att få ett bättre miljösamvete, så den resan fortsätter de att se fram emot.

61


4

C

ja ja…

ecilia har just kommit hem från jobbet och hon är märkbart irriterad: – Idag på lunchen kastade jag ur mig att det skulle vara svårt att leva utan den där golvvärmen som vi lagt in i sovrummet. Lite överdramatiserat jag vet! Så var det nån besserwisser i fikarummet på jobbet som kommenterade att det är rätt många världen över som får leva med trampat jordgolv och som faktiskt helt saknar el. Glädjedödare! – Men mamma, det ligger faktiskt någonting i det. Vår lärare i skolan har precis förklarat för oss att det behövs minst fyra jordklot till för att försörja hela jordens befolkning om alla skulle leva på samma sätt som vi. – Kan hända att det är så, men det hör väl inte direkt till vardagen att jämföra sin elförbrukning med någon som bor i Burundi eller Bangladesh. Men jag trycker ändå att det är irriterande när någon ska påpeka det för mig sådär... – Jo det är klart, men ändå.

62

Flera intressanta lösningar är under uppsegling – men historiskt sett sker inte tekniksprången så ofta som man gärna tenderar att tro. Men det på­ går intensiv forskning, inte bara för att hitta nya energikällor, utan också för effektivare energianvändning. Det sannolikt mest effektiva sättet att minska de miljöproblem som uppstår till följd av vår energianvändning är att minska resursförbrukningen. Man brukar tala om att den bästa en­ ergin är “negawattimmarna” – det vill säga den energi som kan sparas och ef­ fektiviseras bort utan att nyttan mins­ kar. Många tekniska lösningar disku­ teras inom energiområdet. Ibland framhålls solceller, ibland bränsle­ celler som kommande språng. Pro­ blemet är att tekniksprången sällan inträffar när vi själva vill eller önskar. De senaste decennierna har vi haft ett tekniskt genombrott som verk­ ligen påverkat samhällsekonomin: Internet. Men kanske kan man da­ tera det verkliga genombrottet till 1970-talet då det plötsligt blev möjligt att framställa en hel dator på ett litet chip, alltså en mikroprocessor. Upp­ komsten av mikroprocessorn var i sin tur ett resultat av flera decenniers ut­ veckling. Vissa teknikhistoriker menar att liknade språng bara kan spåras till 1700-talet, då ångmaskinen togs i bruk inom industriproduktionen och un­ der slutet av 1800-talet, då el- och för­ bränningsmotorerna fick sina genom­­ brott. Det tog emellertid tid in­n­­an dessa innovationer blev praktiskt an­ vändbara. Det behövs tid – ibland


lång tid – för att utveckla nya system och ny infrastruktur. Samhällsför­ ändringar sker inte över en natt. Ett besläktat uttryck till teknik­ språng är ”leapfrogging”. Med det av­ ses ibland ett ekologiskt utvecklings­ språng som ett utvecklingsland kan göra genom att gå direkt på den bästa teknik som finns. Det finns flera goda exempel som visar att u-länderna inte måste följa samma utveckling som industriländerna. Ett sådant är att satsa på trådlös telefoni istället för att först bygga upp trådbundna tele­ nät. I Indien finns fler mobiltelefoner än fasta telefoner. Ett land behöver inte ha 1900-talets industribas för att bygga upp 2000-talets informations­ ekonomi, nanoutveckling eller ener­ gisystem. Istället för att följa de rika ländernas utvecklingskurs kan u-länder hoppa bock över till en nyligen ut­ vecklad teknik. En av de vik­ tigaste system­ lösningar­ microchipet na handlar om energief­ fektivisering, och Sverige har goda möjligheter att bli en exportör av energieffektiva systemlösningar för exempelvis kom­ ponenter till bräns­ leceller, vågkraft, förgasning av bio­ bränsle eller solenergi.

ångmaskinen

elektricitet

förbränningsmotorn

63


EXEMPEL PÅ LEAPFROGGING Ett vanligt exempel på leapfrogging är när befolkningen i länder, där telefoner tidigare varit en lyxvara, skaffar sig mobiltelefoner istället för fasta telefoner. De hoppar på så sätt över ett steg i teknikkedjan. Ett exempel är Indien, där större andel har mobila istället för fasta telefoner. Etanolanvändningen i Brasilien är ett annat exempel på leapfrogging, där utvecklingen tagit en annan väg än den vi vant oss vid. I Brasilien används etanol från sockerrör som drivmedel i mycket större utsträckning än bensin. Sista exemplet kommer från kinesiska staden Rizhao, också kallad ”Solar City Rizhao”. Enligt uppgift använde 99 procent av hushållen i centrumdistriket, år 2007, solvärme för uppvärmning. Dessutom användes i huvudsak solceller till stadens trafikljus och belysning. .

Svensk energiteknik under framväxt Det finns många spridda områden som var och ett kan dra sitt strå till stacken för att komma ur beroen­ det av fossila energikällor. I Sverige pågår framgångsrik forskning kring vindkraft, exempelvis när det gäller så kallade vertikalaxlade vindkraft­ verk samt utveckling av lättare och billigare vindkraftsgeneratorer. Annan forskning handlar om ener­

64

gi ur avfall, där potential finns inom exempelvis förbränning och förgas­ ning samt rötning och biogasproduk­ tion. Syftet är att bättre ta till vara en­ ergin i sopor och restprodukter från industrin. Den nya biologin (kunskapen om celler, gener och proteiner och hur de påverkar förutsättningarna för våra liv) och den nya materialtekni­ ken skapar förutsättningar för starka och lätta kompositer (en sammansätt­ ning av flera komponenter med olika egenskaper) och för materialsnåla förpackningar. I och med dessa nya kunskaper och tekniker skapas för­ utsättningar, som i ett livscykelper­ spektiv kan minska energibehovet för transporter. Forskare i Umeå arbetar med att öka mängden tillgänglig biomassa med hjälp av genteknik, för att öka produktiviteten i den svenska skogen liksom för åkermarksgrödor. Progno­ ser visar på en potential som motsva­ rar ytterligare 50 TWh i form av väx­ ande skog inom 50 år. Med materialteknik skapas möj­ ligheter för framsteg inom energi­ området. Förbättrade material har bidragit till att höja verkningsgraden i fossil­baserade kraftverk väsentligt. Nanoteknik, där man strävar ef­ ter att hantera materien på atomär nivå, kan ge helt nya material med nya egenskaper och funktioner och bidra till effektivare energianvänd­ ning. Ett exempel på det är artificiell fotosyntes, se sid 103. Inom kärntekniken bidrar svens­ ka forskare framgångsrikt i utveck­


lingen av transmutationstekniken, där målsättningen är att långlivat kärnav­ fall ska kunna elimineras i framtidens kärnkraftsreaktorer. IT kommer tveklöst att få stor be­ tydelse för utvecklingen på energi­ området. Möjligheterna till mätning och styrning av energianvändningen – och främst då elanvändningen – ska­ par förutsättningar för effektivisering inom både bebyggelse- och industri­ sektorn. Utmaningarna inför framtiden är många. Det hjälper inte bara med ny teknik. Flera av lösningarna finns att hämta i ändrade beteendemönster och attityder. Sådana förändringar kom­ mer oftast ur nya insikter och ökad kunskap. Sverige bidrar, både inom nä­ ringslivet och inom forskningen, aktivt till ny teknik och effektiva lösningar.

Ny teknik och lösningar inom bostadssektorn På många områden är vi redan idag duktiga på att hushålla med energi. Mellan åren 1970 och 1990 ökade inte energianvändningen nämnvärt för bostadssektorn – trots att Sverige un­ der denna period ökat sin befolkning med en halv miljon människor och att det byggts många fler hus som måste värmas. Utmaningen på 1970-talet var att man ville minska användningen av olja. Istället för att värma hus med ol­ jepannor började många koppla in sig på fjärrvärmenäten. Där skapas vär­ men i en stor anläggning och pumpas via nedgrävda rör till hus i närliggande områden. Det blir mer effektivt än om

fjärrvärme? pelletspanna…

F

amiljen Erikssons gamla oljepanna har gjort sitt och vid TV-soffan tar Cecilia och Patrik upp frågan som de har en tendens att skjuta upp: – Patrik, vi måste ta tag i det här med bytet av oljepannan nu. Den har gjort sitt. Har du kollat upp det där med bergvärme som alternativ? – Ja, bergvärme borde funka för oss. Det är en rätt stor investering men det känns ändå som en bättre lösning än att bara byta oljepanna. – Den där pelletspannan vi tittade på förut då? Ska vi slopa den lösningen? – Nja, det är ju också ett alternativ. Så kollade jag upp det där med anslutning till fjärrvärmenätet också. Det funkar för dem som bor på Blåbärsvägen och bortåt, men för oss verkar det bli för krångligt. – OK, hur som helst tycker jag att vi satsar på en mer miljöanpassad lösning, nu när vi ändå bestämt oss för att skippa oljan.

65


alla hus själva skulle ha egna system för värmeproduktion. Ett annat exempel på effektiv energi­ användning i hus är elvärmepumpar. En elvärmepump, se sid 98, är en anordning som överför värme från en kall till en varm plats. Den kalla platsen blir kallare och den varma platsen varmare. Genom att tillföra elenergi för att driva pumpen får man ut tre till fem gånger så mycket energi i form av värme. En så kallad frånluftsvärmepump är den enklaste och billigaste typen av värmepump. Här har man kommit mycket långt i utvecklingen och idag finns mycket effektiva frånluftspumpar. De utnytt­ jar den värme som går ut från huset via ventilationen och återför den till husets värmesystem. En bergvärme­

Efter beslut i riksdagen faktu­ reras sedan 1 juli år 2009 alla svenska elkunder efter faktiskt förbrukning. Det innebär i praktiken att de svenska elnät­ bolagen måste ta reda på hur mycket el varje kund förbrukat – exakt och varje månad. En elmätare som mäter och rappor­ tera den exakta förbrukningen av el ska installeras i alla hushåll. När du fått en sådan elmätare blir varje elfaktura exakt på den mängd el du förbrukat under perioden. Det innebär att du slipper preliminära fakturor och årliga slutfakturor. Dessutom får du bättre koll på din elförbruk­ ning – det syns redan på nästa faktura om du sparat eller slösat på elen.

Energisparhus • Värmeåtervinning- återvinner upp till 70% av värmen i utluften i ventilationssystemet med hjälp av värmeväxlare. Jul

• ”Intelligenta fönster” med argongas mellan glasen som har goda isolerande egenskaper, själva glasen har egenskapen att släppa in ljus och solvärme men inte ut inomhusvärmen. Mindre fönster mot norr, större mot söder. • Solfångare i form av vattenslingor på taket som leds in i huset och i sin tur värmer en tank vatten.

tvätt

• Friskluftintag från norr

Tank för tappvarmvatten

Ju li

54

°

Takfönster för dagsljus och sommarvädring, solfångare för tappvarmvatten.

sovrum med extra luftvolym

bad

ri 15°

Janua

Större fönster mot söder, solinfall resp. solavskärmning medvetet planerat

wc kök

Vindfång

66

ri 15°

Janua

i

• Täta, välisolerade ytterväggar tak och golv.

Värmeväxlare

KÄLLA: Tidningen Arkitekten

!


pump utnyttjar det vatten som finns nere i berggrunden. För att kunna ut­ nyttja bergvärmen måste man borra ett djupt hål ner i marken till ett djup på mellan 100-200 meter. Forskning och medveten teknikupphandling har bidragit till att Sverige är ett av de länder som har flest värmepumpar. Idag sparar värmepumpar närmare 14 miljarder kronor för bostäder och andra lokaler. Idag finns teknik för att bygga mycket energieffektiva hus. Isole­ ringen kan göras så god att de inte behöver traditionella system för upp­ värmning. Istället värms husen upp av överskottsvärme från människor, lampor, elektriska apparater samt från solvärme. Även luften som venti­ leras bort används för uppvärmning. Husen klarar att hålla mer än 20 gra­ der inomhus, även om det är minus­ grader utomhus. Husen har även en värmepatron som kan tillföra värme till luftintaget under extremt kalla dagar. Dessa så kallade passiva hus är väl genomtänkta. Förutom att de har bra isolering i väggar, golv och tak är de placerade med stora fönster mot söder som kan ta emot solvärme och fönstren mot norr är mindre. Det finns också flerfamiljshus som bygger på samma principer som för passiv­ hus. Det pågår också mycket utveck­ ling inom fjärrvärmeområdet och produktionen av fjärrvärme ökar. Under de närmaste åren räknar man med en ökning motsvarande 20 pro­ cent. Idén är att ta till vara resurser som annars går förlorade, till exem­ pel spillvärme från industrier, energi

PASSIVHUSEN I LINDÅS PARK En relativt stor andel av den svenska energianvändningen går åt till att värma upp bostäder, och det finns politiska mål om att denna användning ska minskas. Samtidigt ökar kraven på kom­ fort, bland annat när det gäller inomhustemperatur. För att den ekvationen ska gå ihop måste energisnåla bostadshus byggas. Passivhus är ett koncept för att minska energianvändningen för uppvärmning med upp till 80 procent. Ett av flera exempel på passivhus är de 20 radhus som färdigställdes år 2001 i området Lindås Park, Göteborg. Resultaten blev lyckat, men i efterhand kan man också konstatera att i byggprocessen prioriterades främst de tekniska lösningarna, medan de boendes åsikter inte användes. Vetskapen om att husen kunde bli för varma som­ martid och åsikter om husens styrsystem togs inte till vara. En avhandling från Linköpings universitet om husen i Lindås, visar även på vikten av att det initialt fanns en eldsjäl som kunde förankra energikonceptets idéer hos olika deltagare i byggpro­ cessen: byggherre, byggentreprenör, konsulter och forskare.

ur avfall eller grenar och toppar från skogsavverkning. Det finns de som anser att fjärrvärme har ytterligare potential genom den mångsidighet och det systemtänkande som finns i fjärrvärmelösningarna. Idag domi­ neras fjärrvärmeproduktionen av biobränslen och i viss mån spillvärme från industrin. Allt tyder på att den­

! Visste du att…

...en person förbrukar i genomsnitt 75–100 liter varm­ vatten per dygn, motsvarande 3–5 kWh per dygn? ...nästan 20 procent av den totala energianvändningen i ett hushåll går åt till att värma vatten till dusch/bad, tvätt, disk med mera? ...ett byte från en mer än tio år gammal kyl eller frys till en ny spar cirka 500 kWh per år?

67


na produktion kommer att fortsätta dominera. Även användningen av avfallsbränslen och fossilgas förvän­ tas öka, medan kol- och oljeanvänd­ ningen kommer att minska. Sam­ mantaget innebär det att de totala koldioxidutsläppen från den svenska fjärrvärmen kommer att minska yt­ terligare.

Ny teknik och nya bränslen inom transportsektorn På medellång sikt, inom 20 år, ser inte analytiker, experter och före­ tagsledare inom den svenska bilin­ dustrin någon enskild lösning för att hitta vägar ut ur fossilbränsleberoen­ det. Bedömningen är att energian­ vändningen inom transportsektorn under denna period kommer att öka med ungefär 10 procent. Detta

BLI EN ENERGIEFFEKTIV BILÄGARE! Vägverket tipsar: • Välj bil efter behov. Hur långt kör du och hur ofta? Hur ofta är ni fem i bilen? Lönar det sig att hyra en större bil de få gånger det finns behov? • Sätt upp ett mål för hur låg bränslekostnad du vill ha. • Fråga alltid efter bränsledeklarationen. Bilhandlaren är skyldig att redovisa exakt siffra för varje modellalternativ. • Om du köper bil med dieselmotor – välj med partikelfilter. • Beställ broschyren ”Bilar, bränsleförbrukning och vår miljö” gratis från Konsumentverket. Det är en årlig sam­ manställning av bränsleförbrukning, koldioxidutsläpp, fordonsskatt med mera för alla bilar på den svenska mark­ naden.

68

eftersom både godstransporter och persontransporter kommer att öka, utan att effektiviseringsåtgärder hin­ ner slå igenom fullt ut. Men alternativen kommer att vara betydligt fler än idag. ”Alko­ holbilar”, hybridbilar, elpluginhy­ bridbilar och rena elbilar kommer att vara i drift i avsevärt större ska­ la. Krav på minskade utsläpp och minskad bränsleförbrukning vän­ tas inledningsvis leda till en över­ gång till hybridfordon med både förbränningsmotorer och elmoto­ rer. Bränslecelldrivna elbilar kom­ mer att få konkurrens från nya die­ selmotorer med hög verkningsgrad och med flexibilitet för olika typer av bränslen. Men på sikt blir kan­ ske elbilen mest effektiv för person­ transporter och biobaserad ”diesel” (DME) mest effektiv för tunga for­ don, se sid 70. Det finns många olika lösningar för transportområdets energibe­ hov. Ska vi utveckla nya drivmedel för de fordon vi redan har, ska vi utveckla nya typer av fordon eller ska vi kanske ändra hela transport­ systemet och även vårt beteende? Nya satsningar behövs för att starta teknikutvecklingen inom området. Enligt EU bör en femtedel av beho­ vet täckas av alternativa drivmedel inom tjugo år. Som vanligt finns inga enkla svar. Det är i alla fall många områden som kan energieffektiviseras. För transportsektorn finns minst två aspekter: komponentnivån och sys­ temnivån.


På komponentnivån handlar det om effektivare drivsystem – allt som tillsammans driver fordonet, det vill säga motorn, kopplingen, drivaxeln, växellådan, batteriet etc. Motorn kan vara en elmotor eller en förbrän­ ningsmotor. En elmotor kan drivas av batterier eller en bränslecell. Bränsle­ cellen behöver, liksom förbrännings­ motorn, ett drivmedel som finns om­ bord, som väte. Batterierna behöver laddas med jämna mellanrum. För­ utom utvecklingen av hybridbilar och bränslecellsbilar pågår en effektivise­ ringsprocess. På systemnivån handlar det om forskning kring köbildning, tom­ gångskörning, effektiva allmänna kommunikationer men även logistik i transport – både av människor och av gods. Vägar att vinna Enligt Vägverket är den viktigaste in­ sats var och en kan göra för att mins­ ka bidraget till växthuseffekten att köpa en bränslesnålare bil. Vägtrafi­ ken är en av de största källorna till ut­ släpp av koldioxid i Sverige och varje minskning av bränsleförbrukningen leder till motsvarande minskning av koldioxidutsläppen. Ska man byta bil bör man alltså fråga efter bränslede­ klarationen. Räknar man över bilens hela livslängd kan skillnaden i bräns­ lekostnad mellan två olika bilmodel­ ler motsvara vad det kostar att köpa bilen. Utvecklingen har på senare tid accelererat och idag går det att köpa bilar som drar mindre än en halv liter bensin eller diesel per mil.

E85…?

E

tt erbjudande till personalen på Patriks arbetsplats är värt att överväga och Patrik passar på att ta upp frågan för diskussion hemma vid middagsbordet: – Det är många på jobbet som funderar på det där miljöbilserbjudandet som företaget har. Vad tycker du Cecilia, ska vi teckna oss för en företagsbil som är etanoldriven? Numera finns det ju några olika modeller att välja mellan. – Klart värt att överväga. Bensinpriset lär ju inte gå ner. Men nu läste jag i tidningen att priset på etanol är i stort sett det samma så det är väl fråga om det blir så värst märkbart i plånboken om vi byter bil. – Vet du om de har E85 på macken nere i korsningen? Om det inte finns en mack nära där som har etanol blir det väl lätt så att man tankar bensin ändå, eller vad tror du?

69


FÖRNYBARA BRÄNSLEN Etanol Nettotillskottet av växthusgasen koldioxid från bilar och bussar som körs på etanol minskar i bästa fall med 70–80 procent. Etanoldrivna bussar har också låga utsläpp av kväveoxider och partiklar. Den etanol som används till fordonsbränsle i Sverige idag kommer till viss del från en fabrik i Norrköping och är baserad på svenskt vete. Men merparten av etanolen importeras från bland annat Brasilien och är baserad på sockerrör. Den etanol som produceras i Norrköping används också till lågin­ blandning av etanol i bensin i Stock­ holms- och Mälardalsregionen. Metanol Alkoholerna etanol och metanol har liknande egenskaper som fordons­ bränsle. Metanolen kan tillverkas från såväl fossilgas som biomassa. Det sker dock ingen tillverkning i Sverige idag. Metanol kan liksom etanol låginblan­ das i bensin. Metanolen är intressant,

eftersom den kan fungera i vissa typer av bränsleceller. Fossilgas och biogas Båda består av metan, men har olika ursprung. Fossilgasen är fossil, vilket betyder att den tillkommit genom årmiljoners processer, medan biogas ut­ vinns från färskt organiskt avfall, till ex­ empel slam från reningsverk. De flesta bilar som körs på metan är bensinbilar försedda med en extra gastank och kan köras på både metan och bensin. Utsläppen av miljöfarliga kolväten från lätta fordon är 90 procent lägre vid metandrift än vid bensindrift. I tunga fordon är även utsläppen av kväveoxi­ der låga. Att köra på fossilgas minskar utsläppen av koldioxid med 15–20 procent jämfört med bensin och vid biogasdrift med närmare 100 procent. RME, Rapsmetylester RME framställs av rapsolja. Flera diesel­ fordon av senare årsmodell, både lätta

Förutom vikten är det många saker som påverkar bränsleförbrukningen: • Motoreffekten. När man lägger till extra hästkrafter sjunker ofta verk­ ningsgraden. Motorn blir helt enkelt för kraftfull i förhållande till vad som krävs för normal körning. Sam­ tidigt inbjuder effektstarka motorer till mer aggressiv körning. • Motortypen. Dieselmotorer har ofta högre verkningsgrad än ben­

70

och tunga, är godkända för RME-drift. RME är mer trögflytande än dieselolja. Vid temperaturer under minus 15 °C rekommenderas inblandning av die­ selolja. Vid RME-drift är utsläppen av växthusgasen koldioxid ca 70 procent lägre än vid dieseldrift. Utsläppen av partiklar är vanligen något lägre, medan utsläppen av kväveoxider är lika höga eller något högre. En nackdel är rapsodlingens negativa miljöef­ fekter, en annan att potentialen är blygsam. RME är skattesubventionerat och milkostnaden i nivå med att köra på dieselolja. DME, dimetyleter Ett gasformigt drivmedel för dieselmo­ torer med goda utsläppsegenskaper. DME kan framställas ur såväl fossilgas som biomassa och ger upphov till låga utsläpp av hälso- och miljöskadliga ämnen. En stor nackdel är att DME kräver ett nytt distributionssystem. DME finns ännu inte på marknaden.

sinmotorer, vilket gör dem snålare, men utan partikelfilter är de smut­ sigare. • Växellådan. En automatlåda är nor­ malt mindre effektiv än en manuell växellåda. Men det finns automat­ lådor som inte ökar bränsleförbruk­ ningen, till exempel steglösa (CVT). • Fyrhjulsdrift. Ger högre energi­ förluster än tvåhjulsdrift och ökar dessutom bilens vikt.


Alternativa transportbränslen från biomassa Elektricitet Cellulosa och lignin

Vätgas

Skog, skogsplantage, svartlut

Förgasning

Restflöden

Syntesgas bildas (CO och H2)

från skogsbruk, jordbruk, och övriga samhället. Sågspån, halm, sopor, slam, slakteriavfall, gödsel

Rötning Metan bildas

Stärkelse Spannmål, vete, korn, majs mm.

Jäsning

Socker

Fischer-Tropsch Diesel DME (Dimetyleter) Metanol Biogas

av socker

Etanol

Pressning

Biodiesel (t ex RME)

Sockerrör

Olja

och esterisering

Raps,solrosfrön

BIOMASSA

OMVANDLINGSPROCESS

ENERGIBÄRARE

Biomassa kan användas till mycket. Genom olika omvandlingsprocesser kan biomassans olika beståndsdelar förädlas till en mängd olika drivmedel. Vissa av dessa används redan kommersiellt, andra är fortfarande på utvecklingsstadiet.

KÄLLA: CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA

På gång i vår omvärld Biodiesel från tallolja På fem år har projektet SunPine utvecklat en pro­ cess för att utvinna biodiesel från massabrukens tallolja. Resultatet är talldiesel som snart kan vara i kommersiellt bruk. I Piteå står snart en färdig fabrik som beräknas producera 100 000 ton rådiesel per år. Första leveransen beräknas ske redan under 2010. Genom att rena talloljan från svavel, ta bort komponenter utan dieselegenskaper och ändra om molekylstrukturer, kan man utvinna biodiesel. För att öka miljönyttan kommer rådieseln att renas ytterligare och ges rätt köldegenskaper. På så sätt kan den blandas med fossil diesel, som då får bättre tändegenskaper. Produktionen beräknas motsvara bränslebehovet av 100 000 dieselfordon som kör i snitt 1 000 mil per år.

Bio-DME som drivmedel I Piteå bygger det svenska bränsleteknikföretaget Chemrec en pilotanläggning för utvinning av BioDME. Till sommaren 2010 beräknas anläggningen vara klar och ska då kunna utvinna 4 ton Bio-DME per dag. Råvaran till bränslet, förgasad svartlut, hämtas från närliggande massa- och pappersbruk. Pilotan­ läggningen finansieras av EUs sjunde ramprogram och Energimyndigheten. Flera företag har visat intresse för bränslet. Volvo har beslutat att köra 14 lastbilar på det nya bränslet och Preem kommer att tillhandahålla det på bensinstationer.

71


På gång i vår omvärld: El på väg Produktutvecklingen har kommit olika långt i arbetet att hitta alterna­ tiven till bensin och diesel. Men det är elpluginhybridtekniken som kan komma att dominera i framtiden. Hybridtekniken kombinerar en van­ lig förbränningsmotor med en elmo­ tor. Lägger vi dessutom till ett större batteri blir det möjligt att ”tanka”

bilen på natten via att vanligt elut­ tag, en uppladdning som räcker för minst 10 mils körning. Behöver man resa längre är det bara att växla över till förbränningsmotorn. Dessutom är elen så effektiv att vi radikalt skulle kunna minska trans­ portsektorns energianvändning. Uppskattningsvis använder Sveri­

ELBILAR OCH HYBRIDBILAR Elbilar Dagens elfordon är utpräglade tätortsbilar. Räckvidden per ladd­ ning är 5–10 mil, beroende på årstid, batteristorlek och körstil. Idag saluförs en handfull modeller på svenska marknaden och ca 600 elbilar rullar i Sverige. Laddning från tomt till fullt batteri tar ca 10 timmar. Vissa modeller kan snabbladdas med särskilt aggregat. I drift är miljöprestandan hos elbilar överlägsen alla andra fordons­ typer som serietillverkas idag. Energiåtgång, utsläpp och buller är lägre, även med hänsyn till miljöpåverkan vid elproduktionen. Inköpspriset är i de flesta fall 50 000–100 000 kr högre än motsva­ rande bensinbil beroende på batteriet. På sikt kommer priset att sjunka kraftigt. Driftskostnaden är ca 1–2 kr per mil. Hybridfordon Bilar som har dubbla drivsystem. Dagens serietillverkade hybridbi­ lar har en kombination av bensinmotor och elmotor, vilket ger en mycket bättre räckvidd än för den rena elbilen. Batteriet laddas av bensinmotorn och en elmotor hjälper till att driva bilen vid accele­ rationer och låga hastigheter. Hybriddrift kan sänka energiförbruk­ ningen med 20–30 procent. Tekniken ger också förutsättningar för låga utsläpp av kolväten och kväveoxider, framför allt i stadstrafik. Mest känd är Toyota Prius Laddhybridfordon Bilar som kan gå 6–10 mil på batteri innan en förbränningsmotor tar vid och ger fordonet en förlängd körsträcka. Denna typ av bilar förväntas finnas på marknaden 2011.

ges drygt fyra miljoner personbilar årligen cirka 60 TWh energi. Med elpluginhybridtekniken skulle den summan kunna minskas till 20 TWh, med mestadels el. Det här är visserli­ gen en räknemodell, men resultatet är slående – el spar energi.

Satelliter som guidar Mycket görs också för att planera tra­ fiken bättre. Om ett transportföretag som levererar varor kan planera så att de inte behöver köra i onödan vinner alla på det. Därför har flera transport­ företag börjat använda sig av satellit­ navigering. Med hjälp av radiosignaler från bilarna till satelliter kan de se ex­ akt var deras bilar befinner sig. Så kan man även samordna hämtning och le­ verans av varor bättre. Den teknik som kallas Telematics och GPS (Global Po­ sitioning System) används inte bara för att samordna leveranser utan även för att hitta bästa och närmaste vägsträcka mellan två platser. Tekniken kan också användas för att undvika proppar i tra­ fiken och kan på så sätt även bidra till att spara både tid och bränsle. Svenskt ”brännvin” eller sprit från Brasilien? I Sverige har vi ett överskott av jord­ bruksmark. En alternativ användning av spannmål, som exempelvis etanol­ produktion från vete, har välkomnats


…via sparsammare körstil, så kal�­ lad Ecodriving, kan man göra stora besparingar. Här kan du se de vanli­ gaste felen en förare gör. Ett ändrat körbeteende i dessa exempel gör att du kan spara upp till 20 procent i bränsleförbrukning.

!

Förarens vanligaste fel är: • Köra på 1:ans växel för länge. • Köra på 2–3:ans växlar längre än nödvändigt istället för att växla upp. • Släppa gasen för sent. • Gasa i onödan. • Köra hela vägen fram till trafikljus och stanna istället för att rulla lite hela tiden. • Frikoppla tidigt för att stanna. • Accelerera för långsamt. • Gå ned till 1:ans växel i korsningar. • Inte nyttja motorbroms (nedväx­ ling) när man ska bromsa in vid till exempel ett trafikljus. • Inte utnyttja höga växlar. • Dålig planering av körfältsbyte.

av företrädare för jordbrukssektorn. I Sverige finns det också från politiskt håll en önskan om att hålla landska­ pen öppna. En möjlig lösning, som skulle kunna bidra till öppna landskap och ökad sysselsättning i jordbrukssek­ torn, är odling på jordbruksmark av en lågväxande cellulosarik gröda som kan flisas eller pelleteras för värmepro­ duktion eller användas som råvara för effektiv drivmedelsproduktion. Tekniken för att driva fordon med alkoholer som t.ex. etanol är känd

sedan länge. Etanol tillverkad från exempelvis spannmål eller cellulosa är ett förnybart bränsle. Merparten av den 95-oktaniga bensin som dist­ ribueras i Sverige innehåller sedan år 2001 fem procent etanol. Antalet fordon som drivs av så kallad E85 har ökat markant. Nettotillskottet av växthusgasen koldioxid från bilar som körs på E85 är cirka 60–80 procent lägre än om bilen körs på bensin. Eta­ nol som går till drivmedel i svenska for­ don produceras för närvarande fram­ för allt av två typer av råvaror: svenskt vete och brasilianska sockerrör. Den brasilianska etanolen dominerar såväl den svenska som den globala markna­ den. Importerad ­etanol kan ha andra negativa effekter än lokalt framställt bränsle, med tanke på transporter och miljöbalans. Å andra sidan importeras idag all olja och bensin till fordon. I Sverige finns idag två fabriker som producerar fordonsetanol. En fa­ brik i Norrköping producerar år­ ligen ca 50 000 m3 etanol från spannmål och en fabrik i Örn­ sköldsvik ca 18 000 m3 etanol genom förjäsning av sulfitluten som fås vid pappers­ massaframställningen. Det är mer komplicerat att tillverka etanol från exempelvis skogsråva­ ra än från jordbruks­ produkter. Sverige lig­ ger dock långt fram och år 2004 invigdes

73


en pilotanläggning i Örnsköldsvik i form av en forskningsenhet för etanol från skogsråvara. När och hur en stor­ skalig svensk produktion av etanol kan ta fart är fortfarande osäkert. Det är också osäkert om den kan bli mer lön­ sam och bättre än importerad etanol. Bränsleceller Bränsleceller fungerar ungefär som ett batteri som inte behöver laddas med el – de gör sin egen el från ener­ gin i vätgas eller annan energibärare med väteinnehåll, som exempelvis metanol. Elektriciteten från bräns­ leceller kan användas till att driva bilars elmotorer. Utsläppen från den vätgasdrivna bränslecellsbilen är i princip bara vatten. Men för att göra en helhetsanalys måste man veta hur vätet framställts. En avgörande fråga för hur stora miljövinster som kan uppnås med bränslecellsbilar är alltså vilken energikälla som används för vätgasframställningen. För att få ett brett genombrott måste bränsle­ cellerna bli billigare, de är fortfaran­ de ca tio gånger dyrare än förbrän­ ningsmotorer. En annan faktor som bromsar utvecklingen är osäkerheten kring vilka tekniska lösningar och vilka drivmedel som kommer att bli dominerande i framtiden. Mer och fler transporter Globaliseringen, med ett ständigt ökande flöde av varor mellan länder gör att transportbehovet hela tiden ökar. Allt fler företag blir inblandade. Ibland kan en varas huvudkompo­

74

nenter tillverkas i en världsdel, för att sedan skeppas iväg och färdigställas med andra komponenter i en helt an­ nan del av världen, för att sedan slut­ ligen fraktas iväg för att säljas i ytter­ ligare en annan världsdel. Varorna flyttas många gånger i form av halv­ fabrikat innan de färdigställs. Samtidigt växer storstadsregioner­ na, både i vårt land och runt om i värl­ den. I storstäderna finns många av de nya jobben. För att ta sig från hemmet till arbetet krävs ofta långa och snab­ ba transporter, eftersom många män­ niskor vill bo i småstadsmiljö eller på landet trots att de jobbar i staden.

Ny teknik och nya bränslen inom industrin Tillväxt leder normalt till ökad energi­användning och med den snabba tillväxttakten i flera delar av världen är det ingen tvekan om att energianvändningen kommer att öka ­framöver. Inom svensk basindustri sker dock en utveckling mot fortsatt koncentration, ökad förädling av pro­ dukterna och en långtgående sam­ ordning av processerna. Detta med­ för effektivare energianvändning. Behovet av bränsle bedöms minska, vilket gör att industrins oljeanvänd­ ning kommer att fortsätta sjunka, delvis genom en övergång från olja till andra energibärare som el, bio­ bränslen eller olika sorters energigas. Många företag har minskat sin el­ förbrukning med 30 procent. Och det bara genom att se över och justera hur energin används för exempelvis venti­ lation och uppvärmning. Detta gäller


dock inte för processindustrin (pap­ pers- och massafabriker, plast- och kemiindustri, stålverk, gruvindustri, livsmedels- och läkemedelsindustri) där elen är en råvara. Den energi som används går in i processer och produk­ ter. Ju större omsättning industrin har, desto högre blir energiåtgången. En stor del av tillväxten kommer också att ske i de delar av industrin som inte är energiintensiva, exempelvis inom elektronik-, IT-, bioteknik- och tjänstesektorn. Vi kan förvänta oss att industrin även fortsättningsvis kom­ mer att minska sin energianvändning i relation till varje producerad enhet. Industrins totala energianvändning bedöms alltså inte fortsätta att öka. Med generellt sett höga energipri­ ser sker en snabbare övergång till förädlade energibärare, det vill säga att andelen el ökar ytterligare. Höga elpriser medför också att hela indu­ strin motiveras att använda bästa tillgängliga teknik. Dessa scenarier innebär också att spillvärmeleveran­ serna från industrin till exempelvis fjärrvärmesystemen kan öka och att dessa räknas bort från industrins energi­användning, då de tillgodogörs i bebyggelsen. För att en kraftig en­ ergieffektivisering ska kunna komma till stånd samtidigt som Sveriges eko­ nomi växer, behöver åtgärderna vara internationellt harmoniserade. Effektiv energianvändning inom industrin förutspås komma genom aktiva beslut inom företagen samt teknikutveckling för såväl styrning som erfarenhetsåterföring och pro­ duktion. Det behövs mycket forsk­ ning för att utveckla nya material och

P

atriks arbetskamrater är kända för att ha många åsikter och diskussionerna går ofta heta på lunchrasterna. När paret Eriksson sätter sig i soffan och rundar av dagen får Cecilia ofta ta del av vilka ämnen som har avhandlats: – Vi hade en rätt laddad diskussion på lunchen idag. Vi snackade om det där med elpriser och hur höga elpriser kan få svensk industri att flytta utomlands. – Ja, det har varit mycket skriverier om det där. I Finland har industrin visst krävt att man ska starta upp en helt ny kärnreaktor. Den har faktiskt redan börjat byggas. – Jag gissar av samtalet vi hade idag att många gärna skulle se en sån lösning även i Sverige. När vi kom in på frågan om var ett nytt kärnkraftverk ska ligga blev diskussionen riktigt het. – Kan tänka mig det, det är inte lätta frågor det där med industri och energikällor och kärnkraft blir ju lätt ett laddat ämne, folk har ju så olika åsikter i frågan.

75


På G: Små, små vätefabriker Forskningssatsningar inom bioteknikområdet har hittills huvudsak­ ligen fokuserats på utveckling inom det medicinska området. Nu kan dessa satsningar få spinnoffeffekter på energiområdet. Ett exempel, där det redan pågår såväl interna­ tionell som svensk forskning, är att utnyttja bakterier eller andra mikroorganismer som små ”fabriker” för fram­ ställning av vätgas. Det finns nämligen mikro­ organismer som lämnar från sig små mängder väte som en restpro­ dukt på helt naturlig väg. Med genteknik hoppas man kunna få mikroorganismerna att öka mängden väte och även hitta metoder för att ta detta till vara.

76

tekniska lösningar. Tittar vi framåt mot år 2050 så har industrin sannolikt gått mot ökad för­ ädling och ett ökat inslag av tjänster. I skogsindustrin kan ny processtek­ nik, utnyttjad i till exempel kombinat, ge möjligheter att utnyttja råvarorna bättre och leverera kemikalier, bräns­ len och el vid sidan om cellulosapro­ dukter – papper, kompositer, förpack­ ningar med mera. Det innebär att pappers- och massafabrikerna i fram­ tiden kan utnyttja ”egentillverkad” en­ ergi i allt högre grad och till och med bli leverantörer av el och spillvärme.

Exempel på framtida tekniker för elproduktion I närtid dominerar de nu kända stor­ skaliga teknikerna men de småska­ liga som vind- och vågkraft, biogas och solceller bidrar också med en li­ ten del el. Samtliga kan ge värdefulla tillskott men löser inte de stora beho­ ven. Utvecklingen av bioalternativen har en mellanställning beroende på om lämpliga grödor kan odlas på skogs- och åkermark eller på mark som inte brukas idag. Till gruppen hör också fossilgas men även metan­ hydrat och drivmedel som etanol, metanol med flera. På medellång sikt kan nya kärnkrafts­ tekniker som minskar riskerna och an­ vänder bränslet bättre komma att ut­ vecklas. Även solenergi kan utvecklas – i varje fall i soligare områden – både för el och för värme. Grön kolkraft, det vill säga kolbaserade tekniker med koldioxidlagring och kvalificerad re­ ningsteknik kan komma att utvecklas

och då kan man även få drivmedel för transporter från denna källa. På lång sikt kan artificiell fotosyntes och relaterade tekniker komma att utvecklas. Dessa tekniker ger vätgas och skulle kunna utgöra en bas för ett vätgassamhälle. Men lika väl kan fu­ sionskraft vara ett utvecklingsspår på lång sikt, liksom kärnkraftstekniker med naturligt uran eller torium som bränsle. Vätgas kan också komma att framställas via biotekniska lösningar, till exempel väteproducerande bak­ terier. En möjlig utveckling mot ett vätgassamhälle utmanas dock hela tiden av elen som en beprövad occh sedan länge utvecklad energibärare. Till exempel bedöms el från solceller ofta som ett mera sannolikt scenario än väteproducerande solceller. Men olika vägar måste prövas och ovän­ tade upptäckter kan förändra de olika scenariernas sannolikhet. Det finns röster, från bland andra miljöorganisationer som WWF och Naturskyddsföreningen, som påta­ lar faran med att ”bygga fast sig” i en teknik som blir så långlivad att det inte är ekonomiskt försvarbart att byta ut den. Eftersom de energi­ system som byggs idag kommer att leva kvar under lång tid är valen in­ för framtiden oerhört viktiga. Då vi reparerar eller skapar ny infrastruk­ tur för energiförsörjning, transport­ system och bostäder formas system för många decennier framåt. Val av energikälla, distributionssystem och energiteknik i de anläggningar som byggs idag får i regel långvariga ef­ fekter.


Kärnkraft På kärnkraftsområdet pågår omfat­ tande internationell forskning. Kärn­ krafttekniken har utvecklats sedan nuvarande reaktorer konstruerades. Ny så kallad transmutationsteknik kan komma att användas för att minska livslängden hos långlivade ra­ dioaktiva ämnen i använt kärnbräns­ le från dagens reaktorer. Annan forskning rör nästa gene­ rations kärnkraft, den fjärde. För­ hoppningarna är att få fram både så kallade högtemperaturreaktorer och bridreaktorer som enligt planerna ska kunna börja byggas om ca 25 år. I de reaktorerna kan avfallet från da­ gens reaktorer användas som bränsle, vilket gör att hela den komplicerade och dyrbara slutförvaringstekniken kan skippas. Det forskarna hoppas på är att hitta sätt för att utnyttja bräns­ let effektivare än i dagens lättvatten­ reaktorer – där mindre än en procent av uranet bidrar till energiproduktio­ nen. Målsättningen är att reaktorsä­ kerhet, spridningsrisker, miljöbelast­ ning, avfallshantering samt ekonomi förbättras jämfört med dagens situa­ tion. Dessa så kallade snabba reaktorer kan använda allt uran – både det van­ ligast förekommande (U-238) och det som används idag, (U-235). De kal�­ las snabba för att de neutroner som håller i gång klyvningsprocessen är mycket snabbare än de neutroner som driver processen i dagens reak­ torer. De kallas också bridreaktorer eftersom de tillverkar (”breeds”) nytt kärnbränsle genom omvandling av

U-238 till klyvbart plutonium. Dessa fjärde generationens kärn­ reaktorer utvecklas i ett samarbete mellan bland andra USA, Japan samt många länder inom EU. Forskningen syftar bland annat till att bränslet, uran eller torium, utnyttjas betydligt effektivare än i dagens reaktorer. De nya reaktorerna kommer inte att kon­ strueras bara för att producera el. De ska också kunna användas för att pro­ ducera värme och vätgas samt avsalta havsvatten i syfte att få fram dricks­ vatten. Förhoppningarna är att få den nya teknologin kommersiellt tillgäng­ lig till år 2030. En annan fördel är att det under resans gång går att klyva långlivade isotoper i avfallet. Det be­ tyder att man ska kunna förkorta för­ varingstiden för det utbrända bräns­ let med till några hundratals år. De snabba reaktorerna uppskattas dock inte vara klara att användas i prakti­ ken förrän först om några decennier. Med fortsatt kärnkraft på nuva­

!

Visste du att…

Tankeförbudet om kärnkraft syftar på en paragraf i en lag som infördes efter folkomröstningen om kärnkraften i Sve­ rige år 1980. Lagen innebar att det, utöver förbudet att upp­ föra nya kärnreaktorer, också blev förbjudet att förbereda uppförandet av en kärnreaktor i Sverige. Förbudet har inte inneburit ett stopp av forskning om kärnkraft men det har hela tiden funnits kritik mot denna paragraf för att ändå ha inneburit inskränkningar av den fria forskningen. Efter beslut i riksdagen år 2006 ströks paragrafen ur lagtexten. I februari år 2009 enades dessutom den borgliga alliansregeringen om att upphäva förbudet mot nybyggnad av kärnkraftverk och tillåta att uttjänta verk ersätts.

77


rande nivå beräknas bränslet räcka minst 200 år med de brytvärda resur­ ser som kan överblickas idag. Uran kan också komma att utvinnas ur havsvattnet, där mängden uran be­ räknas vara tre hundra gånger större än brytvärda resurser i jordskorpan. Ännu bedöms det dock inte vara lön­ samt att utvinna uran ur havsvatten. Fusionskraft Ett annat alternativ för energipro­ duktion som det finns stora förhopp­ ningar på är fusionskraft. Fusions­ forsk­arna tror att mot mitten av detta århundrade kommer fusionskraft att kunna vara tillgänglig och bör kunna spela en betydande roll för att ge en

NYTT FINSKT KÄRNKRAFTVERK Ute på en ö, Raumo, i sydvästra Finland, 23 mil österut från Sö­ derhamn, pågår just nu bygget av världens största kärnkraftverk. Projektet är kostnadsberäknat till cirka 28 miljarder kronor. Inves­ teringen är den största industriinvesteringen någonsin i Finlands historia. Ända sedan Finlands riksdag år 2002 godkände sin femte reaktor har Finland stått i fokus när det gäller kärnkraftsutbyggnad i värl­ den. De första elleveranserna är beräknade att ske 2012. Totalkost­ naden har stigit kraftigt. Inräknat merkostnaden kommer Olkiluoto 3 att kosta uppåt 50 miljarder kronor. Elbranschen räknar med att framtida kärnkraftverk på 1 600–2 000 MW kommer att kosta något motsvarande, det vill säga 40–60 miljarder kronor. Finland har, trots en allmänt positiv opinion kring kärnkraften, en relativt låg andel kärnkraftsenergi i jämförelse med Europamedelta­ let: drygt 26 procent av energin kommer från kärnkraft mot i medel­ tal 35 procent kärnkraftsenergi i Europa. Kraftverket, kallat Olkiluoto 3, klarar på sikt bara den ökande elanvändningen i landet. Därför diskuteras redan om det inte behövs ett sjätte kärnkraftverk.

78

hållbar, säker och trygg lösning på energibehoven i världen. Kritikerna mot fusionskraft framhåller bl.a. att ett förverkligande av fusionskraft under många decennier hela tiden placerats ett halvsekel framåt i tiden. Utvecklingen går alltså långsammare än väntat. Både potentialen och osä­ kerheten är stora. Fusionskraft är inspirerad av den process som pågår i solen. Vid den extremt höga temperatur (omkring 15 miljoner grader) och det stora tryck som finns i solens centrum kol­ liderar vätekärnor och fusionerar (slås ihop till en kärna, och omvand­ las till ädelgasen helium). På grund av solens enorma storlek frigörs stora mängder energi och solen förväntas kunna producera energi på detta sätt under ytterligare många miljarder år. På jorden har forskarna byggt ap­ parater som kan nå temperaturer som är över tio gånger högre än so­ lens. Detta öppnar möjligheter att göra fusionskraft praktiskt använd­ bar som energikälla också på jorden. Många forskare hävdar att det finns vissa väsentliga fördelar med fusion, när det gäller miljö-, drift- och säker­ hetsfrågor. De grundläggande bräns­ leresurserna för fusion finns i över­ flöd och förekommer nästan överallt på jorden. Litium finns i jordskorpan och deuterium finns i havsvatten i outtömlig mängd. Restprodukten från fusionsförbränningen består av helium, som inte är radioaktivt. Ge­ nom val av rätt material för själva fu­ sionsanläggningen blir inducerad ra­ dioaktivitet från fusionskraften inte något långsiktigt problem. Därtill ger


På G: inte fusionskraft upphov till utsläpp av växthusgaser. Inom fusionsforskningen har man hittills kunnat producera 16 MW fusionskraft under några sekunder. Nästa stora fusionsforskningsreak­ tor byggs i Cadarache nära Marseille och den beräknas kunna tas i bruk från 2015. Den kallas ITER från la­

ter. Detta arbete indikerar att framti­ da fusionskraftverk är driftsäkra och varken medför några större risker för befolkningen eller någon betydande miljöbelastning på lång sikt. Fusions­ kraftsystemens externa kostnader är låga och står sig väl i jämförelse med de externa kostnader som förutspås för förnybara energikällor. Fler alternativ

Istället för att klyva tunga atomkärnor (fission) kan energi frigöras genom sammanslagning, så kallad fusion, av lätta atomkärnor. Vid extremt höga temperaturer och högt tryck kolliderar atomkärnor från lätta grundämnen och stora mängder energi frigörs. Detta är den process som sker i solens inre och som man nu försöker återskapa här på jorden.

tinets ”väg”. EU, Japan, USA, Ryss­ land, Kina och Sydkorea finansierar den jättelika anläggningen. Målet är att nå en effekt på 600 MW som ska kunna bibehållas i 500 sekunder. En fungerande anläggning för energi­ produktion kan vara färdig om unge­ fär 50 år. Parallellt med de tekniska aspekterna på denna forskning har man genomfört omfattande säker­ hetsstudier samt sociala och ekono­ miska studier för att göra en global granskning av fusionsenergins effek­

Sverige ligger inom flera områden i fronten när det gäller utveckling av ny energiteknik. Det pågår intres­ sant forskning kring elenergisystem, bland annat om batterier för fordon. För att bara peka på två områden kan nämnas utvecklingen av kiselkarbid och nya typer av bränsleceller. Kiselkarbid är ett nyutvecklat kon­ struktionsmaterial inom halvledarin­ dustrin och kan delvis ersätta dagens kisel. Kiselkarbid är hårt som dia­ mant och har, jämfört med vanligt kisel, mindre strömförluster och kla­ rar mycket höga temperaturer, frek­ venser och spänningar. Ett av de för­ sta större användningsområdena för kiselkarbiden är inom bilindustrin. Hybridbilar kräver lätta och effektiva konverterare för att styra spänningen i elmotorn – det vill säga egenskaper som kiselkarbiden kan tillföra. En hy­ bridbil med det nya materialet skulle till exempel bli 20–40 procent effekti­ vare. Det är ingen slump att svenska forskarsamhället och företag satsat stora belopp i forskning, utveckling och tillverkning av kiselkarbid i Sve­ rige. 2006 invigdes en kiselkarbid­ fabrik i Norrköping.

Svenskt miljöbatteri Den svenska batteriforskaren Christina Lampe-Önnerud har lanserat ett ”miljöbatteri” tillsammans med datortillverka­ ren HP. Det påstås vara det mest energieffektiva datorbatteriet. Samma batteridesign ska nu testas i elbilar. Om fem år hop­ pas forskaren på att batteriet ska kunna lagra energi från solen och vinden. IKEA utmanar Ikea jobbar på flera fronter för att hitta lösningar som ska bidra till energibesparingar och övergång till förnybara bräns­ len. Bland annat har företaget startat ett dotterbolag, Ikea Greentech AB, som specialiserar sig på att så småningom sälja solpaneler, vattenrenare och energismarta prylar. Vattenbaserade batterier Professorn i nanoteknologi, Maria Strömme, och forskare vid Uppsala universitet har kon­ struerat ett mycket lätt, billigt och vattenbaserat batteri där elektroderna består av cellulosa från grönalger belagda med ett 50 nm tunt skikt av en ledande polymer. Den unika nanostruk­ turen hos algcellulosan gör att batteriet kan laddas mycket snabbt. Forskarna förutspår att batteriet kommer att skapa helt nya teknologimöjligheter.

79


!

Visste du att…

Solel har blivit allt vanligare under senare år. Länder som har satsat stort är Tyskland, Japan, Spanien och USA. Kina är ett exempel på ett land som vinner marknadsan­ delar i rasande fart. Solproducerad el används med fördel på ställen som ligger avsides och långt ifrån det vanliga elnätet, men kan också kopplas till detta. På så vis kan

På G: I UPPSALA I mitten av 1990-talet bildade forskargrupper vid uni­ versiteten i Lund, Uppsala och Stockholm Konsortiet för artificiell fotosyntes. Idén är att utnyttja kunskapen om naturens fotosyntes för att skapa ett nytt energisystem. För att kunna härma delar av fotosyntesen i gröna växter, drivs ett tätt samarbete mellan biokemister, synteskemis­ ter och fysikaliska kemister. Sedan mitten av 2000-talet finns projektet i huvudsak i Uppsala. Två stora finansiärer av projektet har varit Knut och Alice Wallenbergs stiftelse och Energimyndigheten. Ett annat forskningsprojekt från Uppsala som nått kom­ mersialisering är företaget Solibros utveckling av tunn­ filmssolceller. Solcellerna har utvecklats i Uppsala men efter att ha misslyckats med att hitta investerare till en svensk fabrik bildades ett samriskföretag med tyska QCells i slutet av 2006.

80

producenten sälja överskottsel till nätet, och köpa vid underskott. En del förespråkar att solkraftsanlägg­ ningar ska placeras i Sahara och skickas till till Europa genom kablar som högspänd likström. Andra är skeptiska till att en sådan lösning är tekniskt realistisk och pekar också på sårbarheten med ett sådant system.

När det gäller bränsleceller kan kostnadseffektiva polymerbränslecel­ ler få stor betydelse för utformningen av framtidens energisystem. Bland annat håller svensk forskning, med en stark tradition inom elektrokemi, på att omsättas i miljöanpassade bränsleceller för fordon (men även bärbara apparater och utrustning för stationär energiproduktion). Med hjälp av nyutvecklade material och materialkombinationer samt livscy­ kelanalyser, demonstreras just nu la­ boratorieprototyper av bränsleceller med konkurrenskraftiga prestanda. Vätgasen till bränsleceller kan till­ verkas från biomassa, sol, vind eller annat förnybart bränsle men även kärnkraftverk planeras för vätgaspro­ duktion. Via olika EU-projekt har exempel­ vis vätgasbussar med bränsleceller testats under flera år med gott resul­ tat, bland annat i Stockholms lokal­ trafik. Flera av de stora biltillverkarna räknar med att det kommer att finnas kommersiella fordon som drivs med


bränsleceller inom 10–20 år. Bränsle­ cclltekniken utmanas dock idag av batteriteknik och eldrivna fordon. Bedömningen av bränslecellers kon­ kurrenskraft i relation till batteritek­ nik för fordon har svängt snabbt till den senares fördel på bara några år. Exemplet illustrerar något som vi troligen får vänja oss vid, att uppfatt­ ningen av bäst teknik och bästa lös­ ningar kan variera snabbt. Kraft från solen På lång till medellång sikt finns fler alternativ. Tänk om vi till exempel kunde göra samma sak som växter­ na? Tänk om vi kunde fånga in solens energi och dessutom lagra den? Varje år strålar nämligen enorma mängder solenergi in över jorden. Här i Sverige gör vi av med drygt 400 terawattim­ mar (TWh) energi varje år. Den sol­ energi som varje år absorberas i Sve­ rige innehåller 400 000 TWh! Idag finns många olika lösningar för att tillvarata solens energi. Kisel­ solceller är etablerad teknik för att generera solel. Det finns också andra solceller som Grätzelcellen (se fak­ taruta) som alstrar elenergi, och det finns solfångare som värmer upp vat­ ten. Men i alla dagens system förlorar man mycket energi i omvandlingen från solens strålar till något annat. Därför är det viktigt att hitta ett sys­ tem som kan både fånga in energin och lagra den utan stora förluster. Genom att omvandla solenergi direkt till vätgas kan man möjligen, men inte säkert, komma runt problemet. Vätgas kan användas som bränsle

GRÄTZELCELLEN Ett exempel på framtida solkraftslösningar är den tredje generationens solceller. De ska vara billiga och enkla att masstillverka samt ha en hög verkningsgrad. Ett exempel är Grätzel-cellen, efter upphovsman­ nen Michael Grätzel. Den kallas även för nanostrukturerad solcell. Det speciella med tekniken är att den härmar fotosyntesen i gröna växter. Nanopartiklar av titanoxid (det vita i målarfärg) doppas i ett färgämne som fångar solenergin och omvandlar den till elektricitet.

och avger endast vatten som restpro­ dukt. Idag är dock solceller för elpro­ duktion mycket effektivare än vätgas­ producerande solceller. Att kunna fånga in och lagra ener­ gin utan för stora förluster är speciellt viktigt i områden som Skandinavien, där den mesta solenergin finns till­ gänglig under sommarhalvåret. Växterna kan detta. De bildar ved och annan biomassa under växtsä­ songen. Sedan kan veden lagras, flyt­ tas och användas efter behov. Denna livsprocess, fotosyntesen, är unik. Den är faktiskt upphovet till allt liv på jorden. I fotosyntesen fångar väx­ terna först in solenergi som sedan omvandlas till kemisk energi och till sist förädlas till energiprodukter. Väx­ terna utgår från de oändliga, förny­ bara råvarorna vatten, solenergi och luftens koldioxid. Det sistnämnda är viktigt idag, när klimatfrågorna och växthusgaser, som just koldioxid, står i fokus. Växterna använder koldioxid för sin uppbyggnad av kolhydrater som de omvandlar till stärkelse och cellulosa. Växterna kan på så sätt ta upp den koldioxid som vi släpper ut då vi förbränner olja, kol och fossilgas.

Läs mer i KVAs skrift ”Om solenergi” på: www.kva.se/sv/Veten­ skap-i-samhallet/Energi/ Solenergi/

81


OWC

Flöte

oscillating water column

Vågor höjer vattnet inne i cylindern och får luft att tryckas genom en turbin.

Luftkuddar

Flöteskonstruktioner bygger på att en boj rör sig upp och ner då en våg passerar aggregatet. Denna upp- och nerrörelse driver en generator eller en turbin. De vanligaste flytanordningarna brukar kallas Archimedes gunga.

Sjöorm–Pelamis Luftkuddar trycks ihop varvid luften passerar en turbin som alstrar ström.

Salter´’s ducks En serie cylindriska element sammankopplade i rörliga delar böjer sig av vågornas rörelse och får olja att pumpas genom ”böjarna” till hydrauliska generatorer. ”Ankorna” rör sig både vertikalt och horisontalt genom sin egen axel och genererar ström via turbin.

Flytande atoller

Wash in

Skovelformade hjuls rörelse driver en generator.

82

Vattnet svallar över runda mynningar och rinner ner förbi en turbin som ligger ovan vattenytan. Denna variant har bland annat vidareutvecklats i Norge med flera kanter som kan ta emot olika höga vågor.

Vågkraft Ett besläktat energiområde till sol­ kraft är vågkraft. Det kan låta kon­ stigt, eftersom vatten och sol inte ver­ kar höra ihop. Nästan tre fjärdedelar av jordens yta består av hav. Och på den ytan hamnar cirka tre fjärdedelar av den solenergi som faller över jor­ den. Förutom att värma upp havsytan överförs solstrålning även till vindar, vars rörelseenergi överförs till vattnet när vinden bromsas upp mot havets yta. Det sker genom den friktion som uppstår mellan luft och vatten och ge­ nom tryckvariationer i vinden. Idag är vågkraft en marginell en­ ergikälla som är förhållandevis dyr. Ändå är vågenergi mer komprimerad, samlad, än andra förnybara energi­ källor och ger ofta 15–20 gånger mer tillgänglig energi per kvadratmeter än både vind och sol. Ju större vågor, desto mer energi innehåller de. Varje gång en vågs höjd fördubblas, fyr­ dubblas dess lokala energiinnehåll. De senaste tjugo årens forskning inom vågkraft har nästan enbart gällt anläggningarnas mekaniska del. Liten kraft har lagts på att utveckla själva generatorn. Nu pågår istället försök för att omvandla vågkraftens lång­ samma, pendlande rörelse till den snabba rotation som konventionella generatorer har. Genom att använda bojar som är direktkopplade till en linjär generator, tror svenska forskare att det går att få ut elektricitet till ett konkurrenskraftigt pris.


På G: SJÖSATTA ORMAR I slutet av 2008 invigdes tre så kallade sjöormar utanför den portugisiska kusten. De har utvecklats av företaget Ocean Power. Anläggningen ger totalt 2,25 MW, vilket motsvarar effekten hos ett större vindkraftverk, och är tillräckligt för 1 500 hushåll. Det finns planer på att bygga ut anläggningen och tiodubbla kapaciteten under kommande år. En an­ nan spännande vågkraftteknik, den så kallade Våg­ draken, sjösätts våren 2007 utanför den walesiska kusten. Denna anläggning ska bidra med 7 MW.

På G: VÅGKRAFT Forskare vid Uppsala universitet arbetar med en metod för att ut­ vinna den förnybara energin som finns i vågornas kraft. I ett försök vid Islandsberg utanför Lysekil har man lagt tre generatorer och ett undervattensställverk på 25 me­ ters djup och kopplat till en land­ station. Generatorerna är kopplade till bojar på ytan. När dessa guppar upp och ner aktiverar de pistonger med starka magneter i generato­ rerna. Forskarna hoppas på att inom en snar framtid vara igång med serieproduktion av generatorer och ställverk och att anläggning år 2010 ska bestå av tio generatorer och ett antal biologiska flytbojar.

Visionen för framtiden är stora parker av vågkraft­ verk. I visionen finns också tankar om hur dessa vågkraftanläggningar kan bidra till vätgassamhäl­ let genom att anläggningarna utvecklas för att omsätta elektriciteten som genereras till väte på plats. Vätet kan sedan hämtas av tankfartyg som för vätgasen vidare till anläggningar och fordon som kan använda vätgasen i bränsleceller.

Elsamhälle El är en effektiv och sedan ca hundra år tillbaka beprövad energibärare. Ofta bidrar elen till energieffektivi­ seringar. Det är svårt att se hur ett modernt samhälle i framtiden skulle kunna fungera utan tillgång till el. En viktig faktor för ytterligare effek­ tivisering och flexibel användning av el är lagringsfrågan. Förbättrad batterikapacitet skulle till exempel kunna revolutionera transportväsen­ det och skulle också kunna hjälpa till att ”buffra” energi för att möta dygnsvariationerna. En övergång till eldrivna fordon skulle innebära ett tekniksprång i nivå med explosions­ motorns tillkomst. Storstädernas miljöproblem skulle komma att för­ bättras dramatiskt när utsläppen från förbränningsmotordrivna fordon upphör. Även den totala miljöpåver­ kan skulle förbättras genom att det är mycket lättare att binda eller elimine­ ra oönskade produkter (kväveoxider, koldioxid, kolväten) från elproduk­

83


HUR LÅNGT KAN MAN KÖRA PÅ EN HEKTAR ÅKERMARK? Bränsle, Råvara 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

Mil/ha 9000 10000

RME-raps Etanol-vete Etanol-majs (USA)

Diagrammet visar hur många mil man kan köra en personbil på det drivmedel som kan produceras årligen på en hektar åkermark, för olika slags energigrödor. KÄLLA: ”Hållbara drivmedel – finns de?” Lunds universitet, 2008

Etanol-sockerrör (Brasilien) Biogas-sockerbetor Etanol & biogas-vete Etanol-salix Metanol-salix Elhybrid-salix-metanol Elbil-salix Dagens drivmedel

tion i storskaliga anläggningar jäm­ fört med i enskilda fordon. El och vätgas har mycket gemen­ samt, både när det gäller tillverk­ ning och förbrukning. Dessutom kompletterar de varandra; vätgas kan lagra energi och elektricitet kan transportera energi. Man kan också lätt omvandla den ena till den andra energibäraren. Vätgas kan framstäl­ las genom elektrolys, och el kan fram­ ställas från väte i bränsleceller. Na­ turligtvis sker alltid förluster i dessa omvandlingsprocesser, så det måste finnas bärande skäl att vilja utföra dem. Många framhåller fördelarna med att infrastruktur för el redan finns. Ledningar och kablar är på plats och behöver oftast bara underhållas. Som framgick i Kapitel 1 har elektricitet

84

Potentiella framtida drivmedel

dessutom en svårslagen kvalitet – när det kommer till vad den kan uträtta. Om vi använder el till det den bäst pas­ sar för, exempelvis att uträtta arbete i form av fordonsdrift, belysning eller inom industri, är mycket vunnet. I framtiden kan vi få se exempel på lokaldistribuerad el där hushållen har egna vindkraftverk, solkraftverk eller andra småskaliga alternativ, där överskott kan säljas och underskott kan köpas från det befintliga elnätet. Ackumulatorer eller små elverk drivna av sol eller bränslen kan bli viktiga delar i så kallade distribuera­ de elsystem. Lokala system minskar sårbarheten för yttre störningar och ökar det personliga engagemanget. Den småskalighet som är en förut­ sättning för detta finns redan idag i viss utsträckning på landsbygden –


men behöver byggas ut. Små lokala nät skulle alltså på sikt kunna kopp­ las samman till stamnäten, precis som idag skett med Internet. Världen över satsas det på utveck­ ling av nya och effektiva tekniker för att producera el från förnybara ener­ gikällor. På solcellsområdet finns ett antal satsningar på gång. Världsle­ dande på marknaden är Tyskland och Japan, men även svensk teknik visar stora framgångar. Omfattningen är dock fortfarande mycket liten jämfört med den fossila energitillföreln. Vätgassamhälle En viktig skillnad mellan väte och el är att el är ett beprövat sätt att bära energi, medan väte är jämförelsevis

oprövat. Båda bärarna har en be­ gränsning när det gäller lagring; el är svår att lagra men vi har batterier som en fungerande lösning för detta lik­ som vattenmagasin. Med väte är det svårare, men det kan lagras i gasbe­ hållare under högt tryck, som flytan­ de väte eller som en kemisk förening i t.ex. metallhydrider. Trots att vätgas­ forskningen ännu är i sin linda, finns det många scenarier som pekar mot ett framtida vätgassamhälle och stora forskningsinsatser görs världen över. Även om det är svårt att sia om och när vi kan ha en fungerande små­ skalig prototyp för väte som ener­ gibärare och energilagrare, finns förhoppningar om att lösa huvudpro­ blemen på cirka tio år. Det finns inte så många tydliga exempel på hur en

På G: BRÄNSLECELLSTEKNOLOGI Antalet bränsleceller i världen växer ständigt. Forskare börjar alltmer förstå hur man får dem att fungera och hur de kan produceras. Det finns i dagsläget tre företag i Sverige som tillverkar bränsleceller och ett tiotal som kan leverera komponenter. I Kanada har det redan startats en branschförening för bränslecellsföretag. I september år 2006 samlades 130 forskare och experter från hela världen på KTH för att redo­ visa sina rön och utbyta erfarenheter. Speciellt intressant var utvecklingen inom vätgaslagring och försöken att ersätta platina som katalysator – två akilleshälar inom bränslecellsteknologin. Vätgaslagring därför att den nu är för omständ­ lig. Platina för att den är dyr och ingen uthållig resurs. Vid konferensen visades en ny variant för

vätgaslagring; att lagra vätgasen under tryck i små sfärer – stora som pingpongbollar. Olika sätt för att få en platinafri katalysator disku­ terades också. De katalysatorer man idag lyckats få fram är ännu inte lika effektiva och hållbara som traditionella, men skillnaden är inte av­ skräckande stor. En möjlighet att ersätta platina är att använda titandioxid eller andra oxider. Lagring under tryck i gasbehållare eller i metall­ hydrider, det vill säga kemiska föreningar mellan väte och vissa metaller som magnesium eller olika legeringar, är de kanske vanligaste alternati­ ven för vätelagring. Man forskar kring ytterligare ett alternativ: lagring i metallorganiska fören­ ingar. Dessa kan tillverkas med porer som endast är 10–20 ångström – där vätgasen kan lagras.

85


På G: Vätgassamhället Island Island har under ett antal år satsat på ett vätgassamhälle. Redan idag är det i stort sett bara trans­ porterna som sker med fossila bränslen då Island får nästan all sin el från vattenkraft och värme­ behovet täcks med geotermisk

värme. Islänningarnas vision är väg- och sjötransporter baserade på vätgas. Den vätgas som ska användas för transporter ska produceras genom elektrolys av vatten. Vätet ska sedan driva bränsleceller som ska

färdig produkt kan se ut. Ändå kan man spekulera: det kan vara paneler som går att lägga på hustak, precis som man idag kan göra med solcel­ ler för lokal elproduktion. Skillnaden skulle vara att det i dessa sol-vätepa­ neler sker en fotokemisk process och att dess produkt är vätgas som kan lagras för behov under dygnets sol­ fria timmar. En framtidsvision är ett uthålligt och helt koldioxidfritt energisystem med el och väte som energibärare. Men det kommer att ta lång tid att nå dit – kan­ ske 50 år – och kräva många tekniska och marknadsmässiga mellansteg. Det finns mycket som lockar när man ser till möjligheterna för vät­ gas. Inte minst är det renheten som lockar. När vätgas förbränns bildas i stort sett bara vatten, så länge tempe­ raturen inte blir för hög för då bildas kväveoxider. I ett fullt utvecklat vätgassamhälle har detta, det enklaste av alla grund­ ämnen, ersatt inte bara dagens flytan­ de motorbränslen utan också den fos­ silgas, olja och kol som vi nu använder för uppvärmning. En del långväga en­ ergitransporter kanske sker med hjälp

86

producera el för till en början el­ drivna fordon som bussar, lastbilar och personbilar. Även fiskeflottan ska drivas med vätgas. På längre sikt finns det förhoppningar att isländsk vätgas ska bli en stor exportvara.

av pipelines fyllda med vätgas. Vätgasen måste emellertid pro­ duceras och frågan är hur detta kan tänkas ske i stor skala, utan att vät­ gassamhällets renhet går förlorad. Ibland glöms det senare bort i diskus­ sionen om ett vätgassamhälle. Elek­ trolys av vatten är en möjlighet, men det kräver stora mängder el och den måste också produceras. Kommer denna el från sol eller vattenkraft är hela kedjan ”ren”. Kommer den från fossila bränslen är den inte att betrak­ ta som ren, om inte koldioxiden och andra föroreningar kan bindas. Vid höga temperaturer, mer än 900 grader, kan vatten spjälkas i väte och syre. Detta, som kallas termisk eller termokemisk sönderdelning av vat­ ten, är en metod som utvecklas i sam­ band med den nya fjärde generatio­ nens kärnkraft. Då kommer vätet från kärnkraft som inte bidrar till växthus­ effekten. Ett annat möjligt sätt, ännu på grundforskningstadiet, är direkt framställning av vätgas via konstgjord fotosyntes eller genom att modifiera bakterier för produktion av gasen ge­ nom så kallad artificiell fotosyntes. Gemensamt för alla dessa tekni­


ker är att de befinner sig på ett tidigt forskningsstadium och att de ännu har mycket låg verkningsgrad. Men det är idag. Om 50 år kan de ha ut­ vecklats till stora energiproducenter. Då det gäller bränsleceller finns det både tekniska och ekonomiska problem att lösa. De behöver bli bil­ ligare, vilket de förmodligen skulle bli vid en bredare användning än dagens. Distribution och lagring av vätgasen kräver också en hel del tek­ nikutveckling.

Livsstil, attityder och inlärda beteenden Allt fler börjar tala om behovet av att ändra vårt sätt att leva, vår livsstil. Be­ grepp som hållbar utveckling, hållbar energiproduktion och hållbar tillväxt hörs i alla möjliga sammanhang. Men vad betyder det egentligen? I praktiken kan en ingrediens till ett hållbart samhälle vara att vi blir medvetna om när vi använder energi vi egentligen inte behöver. I takt med att vår kunskap om samband mellan energi och miljöproblem ökar, ökar också vår medvetenhet om vad vi själ­ va kan och borde göra för att förändra vårt beteende och minska den negati­ va verkan på miljön som är en följd av vår energianvändning. För vissa kom­ mer ett dåligt samvete som ett brev på posten. Kanske börjar vi fråga oss om vi borde leva annorlunda. Men vem tjänar på ett dåligt samvete? Frågan vi alla bör ställa oss är: Vem bär ansvaret för att nyttjandet av icke förnybara energikällor reduceras, miljöproblem som uppstår till följd

av vårt sätt att leva minskar och för­ svinner och att resurserna fördelas rättvist över hela vår planet? Frågor­ na är inte lätta att besvara. Men tittar vi framåt så kommer vi alla sannolikt att bli mer och mer uppmärksamma på, och därmed också medvetna om, vår egen energianvändning. Det bi­ drar sannolikt också till ett mer intel­ ligent sätt att använda energin. Det kan gälla allt från att energibesiktiga hus till ny energieffektiv elektronik. Det finns teknik som enkelt kan uppmärksamma oss på vår förbruk­ ning. Genom att installera en liten mätare som visar exakt hur mycket energi som förbrukas, till exempel när vi tar ett bad eller steker kyck­ ling i ugnen. Då vi får en bild av hur mycket vi förbrukar i olika samman­ hang kan detta användas som ett bra verktyg i den vardagliga planeringen för effektiviserad energianvändning, I framtiden kan vi få se andra lös­ ningar för samhällsplanering, det kan gälla smartare och smidigare kollektivtrafik eller stadsplanering som möjliggör färre resor. Olika former av trängselavgifter utvecklas också i städer världen över. Hur stä­ der är byggda och planerade kommer att spela en stor roll för övergången till fler energisnåla byggnader och ett nytt sätt att tänka kring resor. Många producenter, tillverkare och industrier kommer att se över inte bara energi- och miljöfrågorna i sin egen produktion – utan kommer även att tillgodose konsumenternas ökade krav på produkterna.

På G: Vad gör du? ELAN är ett forsknings­ projekt som syftar till att finna förklaringar till samspelet mellan människans beteende och värderingar för effektiv elanvändning. Forskningsprogrammet administreras av Elforsk AB och startades 1998.

87


88


Kapitel fyra

Mer om energik채llor, deras kvalitet och anv채ndningsomr책den

89


4

Mer om energi Ständigt flödande solceller vattenkraft vågkraft vindkraft

Hämtat ur berggrunden uran metaller fossilgas kol olja

G

Hämtat ur naturen odlingsmark skog torvmossar vassar

rundenheten för energi är 1 joule, som motsvarar en gan­ ska liten energimängd (en sockerbit innehåller ca 50 joule). En­ ergi mäts därför oftast i kilowattim­ mar, kWh, som är en betydligt större energimängd. En kilowattimme är lika med 3,6 miljoner joule och mot­ svarar den kemiska energin i en de­ ciliter olja eller ett halvt kilo färsk björkved. I energisammanhang måste man skilja mellan begreppen energikällor och energibärare. Olika energislag (fossilenergi, vattenkraft, bioenergi, sol- eller vindkraft) kan omvandlas till energibärare som elektricitet eller vätgas. Elektricitet är alltså inte en en­ ergikälla. El kan transportera energi som är framställd ur en rad olika käl­ lor. Likaså är vätgas en energibärare

90

som kan bli värdefull i framtida en­ ergisystem. Energin i biomassa kan bland annat omvandlas till energibä­ rare som biogas, etanol och metanol. Vid valet av energikälla måste man också ta hänsyn till valet av energi­ bärare. Precis som det behövs elka­ blar för att distribuera energi behövs också tankstationer för till exempel bensin, biogas eller etanol. Det är därför man ofta talar om energisys­ tem, som inkluderar energikällornas infrastruktur och transportsätt.

Förnybart eller ej – indelning av energikällor Man kan dela in energi som förnybar och icke förnybar energi. Den förny­ bara energin kommer från ständigt flödande källor som sol, vind och vat­


ten eller från biologiska källor som, om de får förutsättningar och tid att tillväxa, ständigt förnyas. De icke förnybara energikällorna har upplag­ rats under lång tid – tusentals år till hundratals miljoner år av processer i jordskorpan har skapat det vi kallar fossila bränslen. Eller så är det källor som funnits ända sedan jordens till­ blivelse i form av grundämnen som uran, torium, litium och tungt väte.

Fossila energikällor Fossila energikällor består av rester från biologiskt material (växt- och djurdelar) som inte förmultnat efter­ som de hamnat i en syrefattig miljö som hindrat nedbrytningen. Under hårt tryck och höga temperaturer i jordens inre har de omvandlats till bränslekällor med ett mycket högt och koncentrerat energiinnehåll. Bergformationer och kompakta ler­ lager har sedan hindrat olja och gas att komma upp till jordytan. Under dessa har det bildats lager av olja och gas i håligheter som blir åtkomliga då man borrar. Dagens användning av dessa källor ligger långt över upp­ skattningar av nybildningstakten. De fossila bränslena innehåller dess­ utom många ämnen som är skadliga för miljön, till exempel tungmetaller. Vid förbränning bildas bland annat svaveldioxid och kväveoxider som bi­ drar till försurning av mark, skogar och sjöar. Som vi tidigare sett i kapi­ tel två, är det även många som oroas över det höga tillskott av koldioxid som tillförs till atmosfären då man förbränner fossila bränslen.

Olja Oljan som energikälla har varit känd i flera tusen år och använts som bränsle i stor skala sedan 1800-talets mitt. Största delen av den olja vi im­ porterar till Sverige förädlas till ben­ sin, dieselolja och flygbränsle. Endast en fjärdedel används som eldnings­ olja. Precis som kol är olja rester av växt- och djurdelar. Genom miljoner år har växter och djur lagrats och tryckts samman så att den energi som fanns i dessa växter och djur brutits ner och omvandlats till kol och olja. Nedbrytningen sker hela tiden, men på grund av att vi förbru­ kar så mycket olja idag kommer den inte att kunna ersättas av nybildning i samma takt. Därför är inte energi­ källor baserade på olja, kol och fos­ silgas förnybara. Råolja som utvinns ur de forma­ tioner under jorden där de lagrats under årmiljoner behöver bearbetas. Bearbetningen kallas raffinering och sker i ett raffinaderi. I raffinaderier omvandlas oljan till exempelvis ga­ sol, bensin, flygbränsle, diesel- och villaolja, tung eldningsolja och asfalt. När man talar om en viss mängd olja brukar man räkna den i fat. Ett fat är 159 liter. År 2006 användes 84 miljoner fat varje dag. Experter och forskare är oeniga om hur mycket olja som egentligen återstår att utvinna. Kol Kol bildas på ett liknande sätt som olja, men genomgår en annan pro­

91


cess. Även kol består av fossila växtoch djurdelar som utsatts för högt tryck och hög temperatur. Men bild­ ningen av kol tar något kortare tid och kolets sammansättning kan va­ riera. Variationerna beror av vilken typ av växt- och djurmaterial som var dess ursprung. Kolbildning bör­ jar som torv som efter tryck och vär­ me ombildas till vad vi brukar kalla brunkol, ett bränsle med ganska lågt värmevärde. Denna typ av kol fin­ ner vi numera mest i USA, Kanada, Tyskland och Grekland. När brunkol utsätts för fortsatt tryck och värme i jordens inre omvandlas det till sten­ kol, som har ett högre energivärde. I Sverige finns inte speciellt mycket stenkol. Många andra länder däre­ mot, som Storbritannien, Tyskland, Kina och USA, har gott om stenkol. Kol innehåller flera skadliga äm­ nen som släpps lös när det eldas. Till exempel omvandlas svavlet i kolet till svaveldioxid som är skadligt och kom­ mer ut med rökgaserna tillsammans med kväveoxider och andra skadliga ämnen som bildas vid förbränningen. En del ämnen i kolet kommer ut oför­ ändrade med rökgaserna, exempelvis kvicksilver, kadmium och radioak­ tiva ämnen. Kolförbränning avger dessutom stora mängder koldioxid. Med modern teknik kan dock många av de skadliga ämnena tas om hand. Kol är världens största i naturen lagrade fossila resurs. Därför pågår mycket forskning om hur man ska an­ vända det på bästa sätt. Många tror att stenkol kommer att användas mer när oljan börjar sina. Till exempel försö­ ker forskare i både Kina och USA att

92

tillverka bilbränsle, koldiesel, av kol. Kolbrytning har länge varit och är fortfarande förknippat med stora olycksrisker och tusentals dödsfall varje år som följd. Exempelvis döda­ des totalt 4 746 kinesiska kolgruvear­ betare i explosioner, översvämningar och andra olyckor bara under 2006. Kolet kommer, precis som olja och fossilgas, med tiden att sina då för­ brukningstakten är avsevärt snab­ bare än de årmiljoner det tar för att nytt kol ska bildas. Ändå tror många att med dagens kolförbrukningstakt skulle de kända fyndigheterna räcka i flera hundra år. Kol kan alltså bli billi­ gare att använda än olja. En övergång till kol från olja skulle dock medföra en försämring, eftersom kol avger en fjärdedel mer koldioxid jämfört med olja vid förbränning. Tekniskt är det möjligt att fånga in den koldioxid som skapas vid om­ vandlingen av kol till flytande form. Med hjälp av ny teknik är det möjligt att avskilja och lagra nästan all kol­ dioxid. (Se kapitel två om lagring av koldioxid). Förfinade metoder att an­ vända kol har lett till myntandet av ett nytt begrepp: ”clean coal”. Fossilgas Kallas även naturgas eller i äldre be­ nämning jordgas. Idag är fossilgas världens tredje mest använda ener­ gikälla, efter olja och kol. Fossilga­ sen utgörs av en blandning av gaser, främst kolväten i form av metan, som precis på samma sätt som olja och kol (se ovan) har tillkommit under högt tryck och hög temperatur. Fos­


silgas finns och utvinns i anslutning till oljefyndigheter eller i separata fyndigheter i jordskorpan. Fossilgas släpper ut ungefär hälften så mycket växthusgas som olja för samma ener­ giprestation. När fossilgasen har utvunnits ur jordskorpan transporteras den ge­ nom så kallade pipelines eller i fly­ tande form i speciella tankfartyg el­ ler lastbilar. För att kondensera gasen till vätskeform krävs stora och avan­ cerade anläggningar. Gasen trans­ porteras hundratals mil i långa rör från utvinningsplatserna till platser­ na där den används. En 120 mil lång gasledning är under uppbyggnad på Nordsjöns botten mellan gasfältet Ormen Lange utanför Nyhamn via Sleipnerfältet till Easington i Eng­ land. Sveriges gasstamnät sträcker sig endast ifrån västra Skåne upp till Göteborg; Stockholm är inte anslutet. Idag räknar man med att naturga­ sen ska räcka i 60 år, med nuvarande förbruknings- och utvinningstakt. Men det finns också prognoser som sträcker sig ytterligare hundra år framåt, eftersom man räknar med att hitta nya fyndigheter. I Sverige är fossilgasen ung som energikälla. Södra och västra Sverige har haft tillgång till gas sedan 1985. Den fossilgas som används i Sverige kommer från gasfältet Tyra i den danska delen av Nordsjön. I Europa är fossilgas en sedan länge etablerad energikälla. Större delen av Europa är sammanlänkat i ett gasnät som försörjs av gaskällor från Nordsjön i väster till Uralbergen i öster och från ryska ishavskusten i norr till Algeriet

i söder. Jämfört med övriga europeis­ ka länder så kommer en relativt liten andel av vår energiförsörjning från fossilgas. Fossilgas används framför allt i kraftverk och värmeverk och som råvara till plast. I städerna används också mycket fossilgas till bussar. Två tredjedelar av världens fossilgas­ tillgångar finns i USA och Ryssland. Europa, som är en storförbrukare, har bara några få procent av fossil­ gastillgångarna.

Kärnkraft Ett kärnkraftverk är en typ av värme­ kraftverk, där vatten värms upp till ånga som strömmar genom en ång­ turbin. Ångturbinen driver sedan den generator som producerar el. Det bränsle som används är grundäm­ net uran 235. Bränslet är inkapslat i långa bränslestavar. Atomkärnorna i uran 235 klyvs med hjälp av elemen­ tarpartiklar, så kallade neutroner. Neutronerna träffar urankärnorna, som finns i så kallade bränslekutsar inneslutna i bränslestavarna, med hög hastighet, så att nya neutroner frigörs som klyver nya urankärnor i en ked­ jereaktion. Vid klyvningen uppstår värme som värmer vattnet som ger ånga till turbinerna. I Sverige finns två typer av kärn­ kraftverk, kokarreaktorer (se be­ skrivning) och tryckvattenreaktorer. Den varma ångan från ångturbinen kyls med havsvatten i en kondensor. Havsvattnet pumpas därefter till­ baka till havet. Sverige har tolv re­ aktorer på fyra platser. År 2006 var

93


1 cm

1

bränslekuts zircaloyrör, 3,6 m

290 cm betong

värmeisolering 2

ingjuten stålplåt

tryckkärlsvägg av 20 cm stål

77 cm betong

bränsleknippen

0,7 cm stålplåt 33 cm betong

reaktortank 3

Urandioxid packas hårt till centimeterstora kutsar som staplas i bränslerör (3,6 m långa). Bränslerören samlas i bränsleelement i ”knippen” om ca 100 st (antalet varierar) Reaktortanken innehåller 400–700 bränsleelement.

5

4

haverifilter

Kärnkraftens fem säkerhetsbarriärer 1) Bränslet i sig, urandioxiden, har en mycket hög smältpunkt ungefär 2 800 ° C. Vidare är den hårt sammanpressad, vilket gör den mycket mekaniskt stabil. Den är också extremt svårlöslig. I naturen har man påträffat naturliga reaktorer, till exempel i Oklo i Centralafrikanska Republiken. Där har det plutonium som bildats inte rört sig mer än ett par meter från härdcentrum under flera miljarder år. 2) Bränslerören. 3) Reaktortanken, med vägg av stål. 4) Reaktorinneslutning i betong och stålplåt. 5) Reaktorbyggnaden. Därutöver finns ett haverifilter, som om gastrycket blir för högt i reaktorinneslutningen kan släppa ut gaser och vattenånga. I detta filter tas 99,9% av radioaktiva markbeläggande ämnena bort och kommer inte ut i omgivningen.

tio av dessa i drift. I Ringhals finns tre ­tryckvatten- och en kokarreaktor med en sammanlagd effekt på 3,550 MW. I Forsmark finns tre kokarreak­ torer på sammanlagt 3,075 MW, och

94

i Oskarshamn tre kokarreaktorer på tillsammans 2,210 MW. Anläggning­ arna togs i drift mellan 1972 och 1985. Tidigare drevs ytterligare två reakto­ rer i Sverige, Barsebäck 1 som ställdes


av den 30 november 1999 och Barse­ bäck 2 som stängdes den 31 maj 2005. I Sverige kompletterar kärnkraft och vattenkraft varandra. Kärnkraf­ ten är den egentliga baskraften. Den är, som all värmekraft, mest effektiv när den får gå för fullt. Vattenkraften är mycket lättare att reglera (snab­ bare och med mindre förluster) när elbehovet ändras. På sommaren då elbehovet är lågt i Sverige ställs kärn­ kraftverken av i omgångar för över­ syn, bränslebyten och säkerhetshö­ jande åtgärder. År 2004 gav den svenska kärnkraf­ ten 75 TWh, vilket är det högsta vär­ det någonsin. Energitillgängligheten (ett mått på hur stor del av årets till­ gängliga tid som kraft produceras) var ca 92 procent år 2004. Det kan jämföras med 75 procent som är ett genomsnittsvärde för världens kärn­ kraftverk av motsvarande typer. De 443 kärnreaktorer, som var i användning 2006, stod för ungefär 17 procent av världens elproduktion. Frankrike får nästan 80 procent av sin elektricitet från kärnkraften och slår därmed alla länder utom Litauen med hästlängder i fråga om kärnkraft som främsta energikälla. Anledning­ en till detta är att landet i stort sett inte har några egna energitillgångar och bedömde kärnkraften som en nationalstrategisk nödvändighet. På samma sätt är det med andra stora kärnkraftsländer, som Japan. I USA får man miljöstöd för att bygga kärn­ kraftverk. Anledningen är att de till skillnad från kol- och gaskraftverk inte släpper ut koldioxid. Några länder har bestämt sig för att fasa ut kärnkraften.

Tyskland ska avveckla och har lagt ner fler reaktorer än Sverige. Uran förekommer naturligt i jord­ skorpan i form av uranmalm som kan brytas i gruvor och dagbrott. Sve­ rige har en uranrik berggrund, och under några år i slutet av 1960-talet bröt man svenskt uran. Uppgifter om storleken på världens totala urantill­ gångar kan variera mellan olika käl­ lor. Storleken på vad som anses vara brytvärda tillgångar är beroende av marknadspriset på uran. Det finns företag som är intresserade av att börja bryta svenskt uran igen, men regeringen har hittills inte gett dem tillstånd för detta, delvis beroende på miljöproblem vid själva brytningen. Världens idag ekonomiskt brytvärda reserver av uran uppskattas till 4,5 miljoner ton. Med dagens kärnbräns­ leförbrukning skulle det räcka i cirka 60 år. Beräkningar visar dock att med höjda uranpriser skulle uranet räcka för minst 200 års användning. I havs­ vattnet beräknas det dessutom finnas 300 gånger större urantillgångar än på land. Därtill visar vissa under­ sökningar att det även kan utvinnas stora mängder av ämnet torium, som Rivningsavfall ca 150 000 m3 Driftavfall ca 60 000 m3

Använt kärnbränsle ca 20 000 m3

Annat långlivat avfall ca 20 000 m3

Långlivat avfall, måste hållas isolerat minst 100 000 år Kortlivat avfall, måste hållas isolerat minst 500 år

95


är ett potentiellt kärnbränsle. Idag importerar Sverige uran från i hu­ vudsak Kanada, Ryssland, Nigeria och Namibia. Under kärnklyvningen bildas mycket radioaktiva ämnen i kärn­ bränslet som avger joniserande strål­ ning som är skadlig för människor, djur och miljö. Den joniserande

strålning som frigörs vid de radioak­ tiva ämnenas sönderfall kan orsaka skador på levande vävnad. Beroende på total dos, exponeringstid och strål­ ningens sammansättning kan den or­ saka celldöd, strålsjuka och cancer. Strålningen bryter sönder DNA-spi­ ralen främst på grund av att det bil­ das fria radikaler.

Kärnkraftsindustrins förslag till slutförvaringsmetod (KBS-3 metoden)

använt kärnbränsle järnbehållare

plombering med betongfyllning

urberg

bentonitlera runt kapseln

kopparkapsel

Använda bränsleknippen placeras i kapslar av koppar med inre behållare av järn. Kapslarna bäddas in i bentonitlera och därefter plomberas gångarna med betong. Förvaringen ligger 500 m under marken i urberget. SKB

96


Den ökande efterfrågan på energi och elektricitet gör att många länder har ett stort intresse för kärnkraft, och mycket forskning pågår inom området. Kärnkrafttekniken har exempelvis utvecklats sedan nuva­ rande reaktorer konstruerades, och de reaktorer som kommer att byg­ gas närmaste decennierna, så kal�­ lade tredje generationens reaktorer, är förbättrade i många avseenden, främst i fråga om säkerhet. Forskning rörande fjärde genera­ tions kärnkraft syftar till att komma till rätta med flera av den nuvarande kärnkraftens nackdelar. Där är visio­ nen att få fram både så kallade hög­ temperaturreaktorer och bridreak­ torer som enligt planerna ska börja byggas om ca 30 år. Det forskarna hoppas på är att hitta metoder för att utnyttja bränslet effektivare än i da­ gens lättvattenreaktorer, i vilka min­ dre än en procent av uranet bidrar till energiproduktionen. Målet är också att reaktorsäkerhet, spridningsrisker, miljöbelastning, avfallshantering samt ekonomi ska förbättras jämfört med idag. Av speciellt intresse är att nya kärnkraftstekniker kan arbeta med naturligt uran som bränsle, och då kan kopplingen till vapensektorn brytas. Med de bridreaktorer som studeras behövs ingen anrikning av bränslet, och upparbetning planeras ske i en sluten bränslecykel. Det torde vara avgörande för kärnkraftens roll som en hållbar energikälla att man lyckas med den målsättningen. Ny så kallad transmutationsteknik kan kom­ ma att användas för att minska den

nödvändiga lagringstiden av radioak­ tiva ämnen i använt kärnbränsle. Tjernobyl och andra incidenter Trots rigorösa säkerhetsåtgärder har några olyckor inträffat. En sådan in­ träffade år 1957 i Windscale i Stor­ britannien, då en reaktor fattade eld och radioaktiva ämnen spreds i om­ givningen. År 1979 skedde en olycka vid en tryckvattenreaktor nära Har­ risburg i USA. Då smälte en del av kärnbränslet, men de radioaktiva ämnena kunde nästan helt hållas kvar inom reaktorinneslutningen. Men 1986, släpptes stora mängder radioaktiva ämnen ut, då det in­ träffade en allvarlig reaktorolycka i kärnkraftverket Tjernobyl norr om Kiev i Ukraina (dåvarande Sovjet­ unionen). Olyckan orsakades dels av att reaktorn hade brister i konstruk­ tionen, bland annat ingen reaktorin­ neslutning, dels av felbedömningar av reaktorns operatörer. Operatörer­ na stängde nämligen av flera säker­ hetssystem helt i strid med gällande regler. Radioaktiva ämnen, främst cesi­ um, frigjordes och spreds över stora delar av Europa. Stora områden med jordbruksmark blev oanvändbara inom tre mil från reaktorn. Inom en månad hade minst 30 personer dött av strålskador. Mer är 100 000 personer fick evakueras från omgiv­ ningen. Dessa och flera hundra tusen andra personer fick stråldoser långt över det normala. Än idag ser man ef­ fekterna, bland annat genom att fler

97


människor än vad som är normalt, speciellt barn, drabbats av sköld­ körtelcancer. FNs ­atomenergiorgan, IAEA, ­räknar med omkring 4 000 yt­ terligare dödsfall de närmaste decen­ nierna på grund av Tjernobylolyckan. Att det skett ett reaktorhaveri i Tjernobyl upptäcktes av omvärlden först dagen efter olyckan, när känslig utrustning i det svenska kärnkraft­ verket i Forsmark visade radioaktivt utslag på en anställd som kom in till sin arbetsplats på morgonen. Ytter­ ligare mätningar gjordes, och man kunde konstatera att radioaktiviteten inte kom från det svenska kärnkraft­ verket. Detta gav en första indikation på att något hade hänt i Ukraina, vil­ ket satellitbilder sedan bekräftade.

Geotermisk energi Geotermisk energi är den värmeen­ ergi som finns i jordens glödande inre och som strömmar upp mot jordytan av egen kraft. Den kan utvinnas ge­ nom djupa borrhål för i första hand uppvärmning. I vulkaniska områden är tempera­ turen så hög i berggrunden att ångan kan nyttjas till elproduktion. I Sve­ rige är den geotermiska värmen bäst tillgänglig i Skåne, där berggrunden består av porösa bergarter. Tempera­ turen stiger där med 30 grader per ki­ lometer in mot jordens centrum. Tillgångarna är stora, men med da­ gens teknik kan bara en bråkdel utvin­ nas. Men det är ändå tillräckligt för att ge ett betydande tillskott till den fram­ tida energiförsörjningen. För bostadsuppvärmning i enskilda

98

Lufvärmepump Utvinner värme ur utomhusluften.

Bergvärme

förångare kondensor

Värmer vatten till vattenelement och till tappvarmvatten. Borrhål i berggrunden, 80–200 m djupt, 4° varmt.

Markvärme Ledningar på en meters djup, risk för försenad vår i marken, viktigt med rätt jordart.

Sjövärme

Geotermisk energi kan användas på många olika sätt. Antalet fastigheter med installerad bergvärme ökar stadigt i vårt land. Alla värmepumpar drivs av el. Man måste tillföra en liten mängd el för att kunna utvinna värmen.


hushåll finns olika sätt att utvinna den energi som finns lagrad i mar­ ken: ytjordvärme, grundvattenvärme, bergvärme och sjövärme. Vilken av dessa som är den bästa beror på hu­ sets energibehov, vilket värmesystem man har idag och naturens förutsätt­ ningar runt omkring fastigheten. Bergvärme Med en bergvärmepump tar man upp värmen från ett borrat hål. Dju­ pet på hålet beror på hur stor ener­ giförbrukning man har, vanligtvis ca 100–200 meter djupt. Det behövs inte några stora ytor för att borra efter bergvärme, men det är förhål­ landevis dyrt att borra de djupa hål som krävs. Om man borrar flera hål intill varandra, till exempel om flera fastigheter i ett villaområde instal­ lerar bergvärmepumpar, kan den totala effekten minska. Därför är re­ kommendationen att hålen för berg­ värme borras med ett mellanrum om ca 25 meter eller mer. Ytjordvärme I markens ytskikt lagras solvärme under sommaren. Denna energi kan utnyttjas i stora hus med relativt hög energiförbrukning. Den mängd en­ ergi som kan utvinnas är störst i jord med högvattenhalt. Med ytjordvär­ mepump hämtas värmen från ytjor­ den via slangar som är utlagda på ett djup av ca 1 meter. Detta sätt kräver mycket längre slanglängd eftersom värmeupptagningsförmågan är lägre i ytjord jämfört med berghål. Slang­

längden brukar vara kring 300–400 meter, vilket kräver stor markyta. Sjövärme fungerar på samma sätt som ytjordvärme men kollektorslang­ en läggs istället ut med tyngder på botten av en sjö eller ett vattendrag.

Förnybara källor Definitionen av vad som är förnybart eller ej är inte alltid given. Generellt kan sägas att de källor som är ständigt flödande och som inte påverkas av att vi använder den energi de på olika sätt genererar är förnybara. Till exem­ pel kommer solen att fortsätta flöda oavsett hur många solpaneler vi sätter upp för att ta till vara energin från so­ len, och vinden forsätter att blåsa även när det finns vindkraftverk som tar

Andel förnybara energikällor i den totala energianvändningen i Sverige, 2007 (420 TWh) olja 32 % kol 7 % gas 1 % torv 1 % kärnkraft 15 %

44 %

bio 25 % värmepump 2 % vattenkraft 16 % vindkraft 1 %

KÄLLA: ENERGIMYNDIGHETEN BEARBETAT AV HARRY FRANK IVA/KVA

Andelen förnybara energikällor ökar stadigt i Sverige. Framför allt är det biobränslets andel som de senaste åren har ökat kraftigt. Nu görs också många satsningar för att öka vindkraftens andel av den totala energitillförseln.

99


upp den energi som vindarna gene­ rerar. Även biobränslen som ved, en­ ergiskog, majs och halm klassas som förnybara. För dessa källor gäller att de förnyas så länge det finns förutsätt­ ningar för dem att tillväxa. Något som kan påverka förnyelsetakten är om till exempel marken blir så eroderad att skog eller andra energigrödor inte längre kan odlas. Ibland räknas även avfall in som en förnybar energikälla. Vattenkraft Merparten av den svenska vatten­ kraften kommer från vattenkraftverk i Norrland. De ligger på flera ställen i Lule älv, Ume älv, Ångermanälven, Indalsälven, Ljusnan och Dalälven. Kraftverken i Norrland svarar för ca 80 procent av vattenkraftspro­ duktionen, resten kommer från an­ läggningar som finns i Svealand och Götaland. Det finns cirka 1 200 vat­ tenkraftverk i Sverige. De flesta är små med effekter på bara några tio­ tal eller hundratal kilowatt. Störst är Harsprånget i Lule älv med en effekt på 940 megawatt (940 000 kW). Där produceras varje år 2,2 TWh el. Det är genom att utnyttja höjdskill­ naden mellan två nivåer som energi kan utvinnas i ett vattenkraftverk. När det vatten som samlas i dammar och magasin får strömma ned genom kraftverkets turbiner, börjar dessa rotera. Den snurrande turbinen dri­ ver en generator som omvandlar vattnets energi till elektricitet. Efter att spänningen höjts i en transforma­ tor kan elen transporteras vidare ut på ledningsnätet.

100

Den svenska vattenkraften är ut­ byggd så att den under ett år med normal vattentillrinning kan ge ca 65 TWh el. Under torrår (år med lite nederbörd) kan produktionen bli så låg som 50 TWh, medan våtår (år med nederbörd över genomsnittet) kan ge över 75 TWh el. Sveriges riksdag har beslutat att vattenkraften inte får byggas ut an­ nat än i mycket liten skala. Fyra äl­ var: Torne älv, Kalix älv, Pite älv och Vindelälven är helt skyddade från ut­ byggnad. Den totala utbyggnadspo­ tentialen i Sverige är på ca 30 TWh. Det pågår mycket forskning kring hur vattenkraften kan byggas ut utan att störa miljön. I de framtidsplaner som diskuterats finns idéer om att leda över vatten från de skyddade äl­ varna (Vindelälven samt Torne, Kalix och Pite älv) till de redan utbyggda älvarna för att kunna få ut större ef­ fekt av kraftverket där. Till exempel skulle man kunna leda över vatten via en underjordisk tunnel från Vindeläl­ vens övre del till Skellefteälven. Det senaste vattenkraftverket av större storlek som byggts i Sverige är Klippen i övre delen av Umeälven, väster om Hemavan. När Klippen in­ vigdes år 1994 syntes bara kontroll­ rummet. Själva kraftverket är place­ rat under jord. Istället för att spränga loss berget användes ny borrteknik vid tunnelbygget. Vindkraft I framtida vindkraftverk kommer tornhöjden att vara 80–120 meter och rotordiametern 80–90 meter.


En sådan kommer – när vindarna är bra – att kunna ge el till ungefär 1 500 hushåll. Små vindkraftverk, med några me­ ters rotordiameter används för bat­ teriladdning för fyrar, fritidshus med mera. Sedan mitten på 1990-talet har man i vindkraftsbyggandet i Europa expan­ derat med 30 procent årligen. Upp­ svinget startade på en låg nivå, men den procentuella ökningen överträffar både IT-branschens och mobiltelefon­ ins tillväxt. Från att ha varit mindre enheter anslutna till distributionsnät kommer vindkraften att byggas i stör­ re enheter om tiotal eller hundratal megawatt. Parkerna kommer att an­ slutas till en allt högre spänning och få en allt större inverkan på den natio­ nella elförsörjningen. Man bör dock ha i minnet att komplementär energi, exempelvis vattenkraft, måste finnas tillgänglig när det inte blåser. Med vat­ tenkraft som reglerande faktor blir det för svensk del svårt att bygga ut vind­ kraften till mer än 10–15 TWh. Vindkraften är i mångas ögon fort­ farande en marginalföreteelse. Men med en fortsatt årlig utbyggnadstakt på 20–30 procent kommer vindkraf­ tens elproduktion globalt att stiga vä­ sentligt. År 2006 producerades drygt 120 TWh från vindkraft över hela värl­ den. Det motsvarar den energimängd som vattenkraften i Norge kan pro­ ducera. Internationella organisatio­ ner som EWEA (European Wind Energy Association) räknar med att el från vindkraft ska täcka ca 12 pro­ cent (380 TWh) av Europas elbehov.

Detta är sex gånger mer än dagens 60 TWh vindkraftsel. Det pågår mycket forskning på och utveckling av vindkraft. Till exempel kan problemen med stora föränd­ ringar i vindstyrka från tid till annan idag delvis bemästras. Som exempel kan nämnas att forskare lyckats ta fram propellerblad som kan vridas för att passa vinden. Likaså styrs själ­ va rotorn, som propellrarna sitter fast i, i olika vindriktningar beroende på hur det blåser. Precis som med nästan all ny tek­ nik är vindkraften ifrågasatt. En del anser att vindkraftverken förfular landskapet. De kan också orsaka ett starkt störande ljud. Dessutom kostar det mycket pengar och naturresurser att bygga kraftverken – i relation till den energi som de kan ge. Vindkraften är dock fortfarande betydligt dyrare än andra tekniker för produktion av el. Vindkraftens andel av elproduktionen är fortfa­ rande liten, men den ökar. År 2005 gav vindkraften ungefär en halv pro­ cent av all produktion av el i Sverige, kraftbolagen fortsätter dock konti­ nuerligt att investera i nya vindkraft­ parker. Biobränslen Biobränslen är ett samlingsnamn för bränslen som har biologiskt ur­ sprung. Skogen och växterna är den förnybara energikälla som hittills lyckats bäst att konkurrera med fos­ sila bränslen. Biobränslen svarar idag för en femtedel av Sveriges energi­ försörjning. De vanligaste i Sverige

101


är ved, halm, energiskog och vissa sorter av pellets, som är biobränsle i förädlad form. Ett sätt att öka tillgången på bio­ massa är att odla så kallad energi­ skog. Men det finns även olika sorters energigrödor som odlas på åkermar­ ker. Energiskog består av snabbväx­ ande buskar och träd. Exempel på energigrödor är hampa, rörflen och ärtväxter. Merparten av de svenska kraftvär­ meanläggningarna eldas idag med biobränslen istället för olja. Vi kan använda skogsrester från avverk­ ningar och annat biobränsle som er­ sättning. Biobränslen används också som drivmedel i bilar och bussar. Det vanligaste flytande biobränslet är etanol. Alla länder har inte lika mycket skog och mark att odla på. Om bioen­ ergi ska kunna ersätta hela världens användning av olja skulle det krävas bioenergiplantager på en yta som är fem gånger hela Europas jordbruks­ mark. En så stor odling gör att vi inte längre får plats till att odla mat i tillräcklig omfattning. Även Sverige får problem om biobränsle ska ersät­ ta all olja. Mängden biomassa vi har tillgång till är begränsad. Det finns forskning som visar att det går att öka tillväxten på skogsråvara ytterligare. Men skog kan användas till så mycket mer än som energikälla, så även med en ökad andel skogsråvara kvarstår frågan om vad man ska använda denna till: elproduktion, papper och kartong, bilbränsle eller för uppvärm­ ning av bostäder.

102

Vid tillverkning av kemisk massa, som används främst för finpapper, blir ca hälften av ingående ved cellulosa­ fibrer. Resten av veden är bland annat lignin tillsammans med kokkemika­ lierna i den så kallade svartluten, ock­ så kallad returlut, som bildas. Svartlu­ ten bränns idag i sodapannan för att återvinna kemikalierna och utvinna bioenergin som finns i luten. I ett mo­ dernt massabruk producerar man på detta sätt hela sitt behov av el och övrigt energibehov, som bland annat behövs för torkning och uppvärmning i de olika processtegen. Vid produk­ tion av mekanisk massa, som främst används för tidningspapper, går ca 98 procent av veden till tidningspapper. Malningsprocessen kräver mycket el, och det blir ingen större mängd bio­ bränsle över för värmeproduktion. Dä­ remot kan spillvärme från malningen användas i processer och för bostads­ uppvärmning. På detta sätt används den el som går åt för malning i flera steg, med minskad kvalitet i varje steg (se mer om detta i avsnittet om exergi i kapitel 1) men med optimalt utnytt­ jande av energikällan. Genom en förhållandevis ny teknik, så kallad svartlutsförgasning, kan man få ut en gas (syntesgas) som i sin tur kan användas för att producera me­ tanol, DME eller andra syntetiska for­ donsbränslen. Biopellets

Pellets är ett förädlat biobränsle som tillverkas av trädrester från sågverkens och övriga industrins restprodukter,


sågspån, kutterspån, bark eller liknan­ de. I framtiden kan även hyggesrester, pappers- och träspill från industrin bli aktuellt att använda för tillverkning av biopellets. Pellets är ett stavformigt, kompri­ merat bränslestycke som torkats, malts och komprimerats så att råspånet och barken, helt utan tillsats av bindeme­ del, förädlats till färdiga biopellets med hög energitäthet. En dryg liter, det vill säga ca 3 kWh räcker för att värma en normalstor villa en timme under vintertid. En pelletskamin i ett hus med di­ rektverkande elvärme kan minska en stor del av elbehovet, men framförallt kapa effekttoppar när det är som kal�­ last. Ofta är det dock bättre att an­ vända pellets i stora biovärmeverk för fjärrvärme. Även kraftvärmeverk kan eldas med biopellets. Kraftvärmever­ ken kan även producera el. Stora an­ läggningar har i regel också effektiva reningsutrustningar som minskar ut­ släppen. Ska vi använda riktigt stora mängder pellets måste importen öka avsevärt.

vara mer än en mycket liten del av den mängden energi. Men teknik är under utveckling. En stor del av världens energian­ vändning har sitt ursprung från so­ lens energi – direkt eller indirekt – som till stor del finns lagrad i någon form. Den lagrade solenergin finns framför allt i de fossila bränslena: olja, fossilgas och kol. Vi finner även lagrad solenergi i biomassa, till exem­ pel i träd och annan växtlighet. Men även vattenkraft, vind- och vågkraft har sitt ursprung i solens energi. Teknik som utvecklats för att di­ rekt tillvarata solens energi är solcel­ ler, som alstrar elenergi, och solfång­ are, som värmer upp vatten. Men i alla dagens system förlorar man mas­ sor av energi i omvandlingen av so­ lens strålar. Därför är det viktigt att hitta ett system som både kan fånga in energin och omvandla och lagra den utan stora förluster. Det är speci­ ellt viktigt i områden som Skandina­ vien, där den mesta solenergin finns tillgänglig under sommarhalvåret.

Solkraft

Artificiell fotosyntes – bränsle från solenergi och vatten

Den solenergi som kommer till hela jordklotet är cirka 10 000 gånger större än vad alla världens männis­ kor gör av med i form av olja, natur­ gas och kol. Mänskligheten skulle alltså kunna få hela sin energiförsörj­ ning från den solenergi som träffar en bråkdel av jordens yta. Tyvärr finns det ännu varken tekniska el­ ler ekonomiska möjligheter att ta till

Genom att omvandla solenergi di­ rekt till vätgas kan man komma runt problemet. Vätgas kan användas som bränsle och avger endast vatten som restprodukt vid förbränning. Genom vätgasen går också solenergin att lagra, vilket andra solenergisystem ännu inte klarar. Idag är dock alla dessa processer mycket dyra relativt andra källor, men forskare försöker

103


härma växternas sätt att utvinna sol­ energi. Genom den så kallade fotosyntesen gör växterna om solljus till kolhydra­ ter för att växa. Växternas fotosyntes har länge studerats för att förstå hur solenergi kan omvandlas till använd­ bar kemisk energi. I Sverige finns ett stort forsknings­ projekt, Konsortiet för artificiell fotosyntes, som utvecklar metoder för artificiell fotosyntes. De har kommit en bra bit på väg och fått uppmärk­ samhet från forskare över hela värl­ den. Konsortiet är sammansatt av forskargrupper hemmahörande på Ångströmlaboratoriet vid Uppsala universitet. Energimyndigheten har givit konsortiet i uppdrag att genom­ föra forskningsprojektet ”Vätgas från solenergi och vatten: Från na­ turlig till artificiell fotosyntes”. Om de lyckas är det en världssensation. Verksamheten inom konsortiet är inriktad mot att skapa kunskap om, och experimentellt genomföra, artifi­ ciella system som kan efterlikna na­ turens fotosyntetiska processer. Till exempel omvandling av solenergi till vätgas, ett bränsle som kan användas i många tillämpningar som exempel­ vis fordonsdrift. Den naturliga fotosyntesen bygger på en ovanligt smart men invecklad kedja av händelser med en mycket avancerad kemi. Klorofyllet i växtens blad fångar in solljuset och omvand­ lar solenergin till kemisk energi. Den energin blir till slut elektrisk, i form av elektroner, när vattnet i växten spjälkas upp till syrejoner och väte­ joner. De energirika elektronerna

104

används för att tillverka kolhydrater av koldioxid. Genom att spjälka vat­ ten har alltså växterna tillgång till en oändlig energikälla. Men det är inte kolhydrater forskarna vill ha – utan vätgas. Därför designas det konst­ gjorda systemet lite annorlunda så att solenergin kan omvandlas till vätgas. Även om ingen direkt vill spekulera i när vi kan ha en fungerande proto­ typ, nämns ibland förhoppningar om att lösa huvudproblemen på cirka tio år. Inte heller vill så många diskutera hur en färdig produkt kan se ut. De förslag som ändå berörts är paneler som går att lägga på hustak, precis som man försökt göra med solceller. Solfångare

En av flera former av solenergi som människan lyckats utvinna är att samla solstrålarna, koncentrera dem, för att på så sätt skapa värme. Idag finns stora solkraftverk som utnyttjar solenergi för att generera el med tur­ bindrivna generatorer. För att uppnå så höga temperaturer som möjligt an­ vänds stora speglar på stativ som föl­ jer solen på himlen. Speglarna reflek­ terar och koncentrerar den direkta solstrålningen till en plats på toppen av ett soltorn. Där upphettas vatten till hög temperatur och bildar ånga. Sådana stora solkraftverk har exem­ pelvis byggts i Kalifornien. I södra Europa görs också försök där vatten uppvärms till flera hundra grader och förvaras i stora tankar. På så sätt kan solenergin magasineras och vatt­ net kan driva elgeneratorer även när det inte är sol.


Genom artificiell fotosyntes försöker man skapa ett system där man får bränsle direkt, utan att gå omvägen via växtens hela livscykel. Istället för kolhydrater försöker man skapa vätgas. Man försöker uppfinna en katalysator, en ”supermolekyl” som härmar växternas sätt att sönderdela vatten. Hittills har man klarat att sätta igång processen. Men att sedan hålla systemet igång är avsevärt svårare. Vattenspjälkningen, att få vattnet att reagera och leverera elektroner till mangankomplexet, är det svåraste och helt avgörande steget. Skulle man klara detta, har man hittat ett sätt att utvinna energi ur en outtömlig källa: sol och vatten.

CO2

Fotosyntesen i gröna växter Klorofyllet, det gröna färgämnet i växterna, omvandlar koldioxid och vatten till kolhydrater under solenergins inverkan.

Artificiell fotosyntes ”Supermolekylen” delar upp vattnet i sina beståndsdelar och gör vätgas av väteatomerna. Vatten + solljus = vätgas. vatten

solljus

H H O

mangan H+ H+ O

klorofyll

rutenium

kolhydrat

järn

syre

H2

O2

H2

H2

H2

vätgas

105


Idag har många vanliga villor en solfångare på väggen eller taket. Den förser hemmet med varmvatten för disk och dusch. I solfångaren finns oftast en vatten- och glykolbland­ ning som pumpas runt i kopparrör. Någonstans i huset finns en tank där varmvattnet samlas. I många länder, till exempel runt Medelhavet, har man ända sedan forntiden byggt hus som utnyttjar solvärme för ventilation och för vär­ me-utjämning mellan dag och natt. Dessa hus brukar ibland kallas för passiva hus. (Läs mer om passivhus i kapitel 3.) Solceller

Det naturvetenskapliga fenomen som omvandlar solljus till elektricitet blev först upptäckt år 1839 av frans­ mannen Edmund Bequerel. Intresset för solceller som en alternativ ener­ gikälla ökade i mitten på 1970-talet som en följd av oljekriserna. Sedan början av 1980-talet har nya idéer kommit fram i fråga om solcellsma­ terial och mycket forskning pågår. Solkraftverk baserade på stora fält av fasta eller rörliga solceller som följer solljuset kan bli verklighet i framti­ den. Det finns studier som visar att sådana solkraftverk skulle kunna byggas i ökenområden och skulle då kunna ersätta såväl kärnkraftverk som fossileldade värmekraftverk. I solceller omvandlas solljuset till el, då elektroner som skapar elektrisk ström frigörs. Det pågår så länge sol­ cellen är belyst men upphör direkt när ljuset försvinner. Solceller avger

106

så kallad likström som kan användas direkt eller för att ladda batterier. In­ koppling till ett elnät sker med hjälp av en växelriktare, som omvandlar likström till växelström. Idag gör el från solceller störst nyt­ ta i tredje världen och ökenområden. Där kan solel ersätta dieselgenera­ torer för att driva vattenpumpar, ge belysning samt kyla åt mat och medi­ ciner. Andra ställen där solceller an­ vänds är på satelliter, fyrar, radiosta­ tioner, trafikljus, på segelbåtar och till vattenpumpar. Det finns även många ”småprojekt”, som till exempel rygg­ säckar och kläder med solceller. De används oftast för att ladda batterier till mp3-spelare, mobiltelefoner och kameror. I Norden räcker ungefär ett villa­ tak med solceller för att försörja hu­ set med hushållsel om energin kan lagras. Lagring av stora mängder el i ackumulatorer är dyrt och komplice­ rat, och det enda praktiska sättet blir då att ansluta sådana solelanlägg­ ningar till elnätet och använda andra kraftverk som buffert.

Havskraft Rörelser i hav rymmer oerhörda mängder energi. Även om teknik fun­ nits, har människan hittills inte kun­ nat ta hand om den på ett ekonomiskt bra sätt. Men nu börjar allt fler idéer provas. Nästan tre fjärdedelar av jordens yta består av hav. På den ytan hamnar cirka tre fjärdedelar av den solenergi som faller över jorden. Men förutom att värma upp havsytan överförs sol­


strålningen även till vindar, vars rö­ relseenergi överförs till vattnet när vinden bromsas upp mot havets yta. Det sker genom det glidmotstånd som uppstår och genom växlingar i trycket i vinden. Vågenergi är mer komprimerad än andra förnybara energikällor. Ju stör­ re vågor, desto mer energi innehåller de. Varje gång en vågs höjd fördubb­ las, fyrdubblas dess energi. Dessutom kan vågenergi utnyttjas dygnet runt, till skillnad från vind- och solkraft. Det beror på att energi lagras i vågor även efter det har slutat blåsa. De anläggningar som byggs idag sätts upp i närheten av platsen där energin behövs. På öar där elförsörj­ ningen sköts av dieseldrivna kraft­ verk har det exempelvis visat sig lön­ samt att använda vågkraft. Det pågår även viss forskning kring mer direkta användningsområden som produk­ tion av färskvatten och vätgas eller för att förbättra vattencirkulationen i fjordar och havsbassänger. I bland annat Indien har man också provat att samordna vågkraftverk i vågbrytare (vallar som stoppar vågor i exempelvis båthamnar). Vågbrytarna byggs för att skydda fiskelägen från vågorna och många vågkraftverk skapar lugnt vat­ ten bakom sig. Det finns idag mängder av olika konstruktioner och metoder för utvin­ ning av vågenergi, där några har visat sig fungera bättre än andra, men ännu finns ingen optimal lösning. Men nu finns en hoppfull forskningsidé. De senaste tjugo årens forskning inom vågkraft har nästan enbart gällt anläggningarnas mekaniska del, hur

vattnet ska få saker att röra sig. Idag har dock en forskargrupp i Uppsala intres­ serat sig för själva generatorn. I stället för att omvandla vågkraftens lång­ samma, pendlande rörelse till de snab­ ba rörelser som vanliga generatorer kräver har de svenska forskarna gjort tvärtom. De har konstruerat en linjär generator som passar för vågkraften och vågornas långsamma rörelser. Via en tjock stålvajer är en stor – tre meter bred – boj kopplad till genera­ torn på havsbotten. Svårigheterna rör inte så mycket själva energiomvand­ lingen, utan mer hur inkapslingen ska fungera, exempelvis hur man skyddar den mot rost och sjögräs. Forskarna undersöker därför allti­ från vad som händer om en säl lägger sig på bojen till om de kan göra så att krabbor och småfisk vill bo i hål i be­ tongplattan längst ned. Men det är inte bara vågor som innehåller energi, det gör allt vat­ ten som rör sig. Några kraftverk har byggts för att ta till vara gravitations­ kraften i vatten, som tidvatten. I bland annat Sverige pågår forskning kring hur man ska kunna ta till vara kraften i undervattensströmmarna. En del försök har redan gjorts. Vissa av dessa kraftverk ser ut som vind­ kraftverk, fast de står under vatteny­ tan.

107


108


Register Artificiell fotosyntes, 12, 44, 64, 76, 80, 86, 103f Avfallsförbränning, 22 Bensin, 17, 24f, 52, 69ff, 90f Bergvärme, 66, 98f Bergvärmepump, 98f Biodiesel, 71 Bioenergi, 40, 50, 52, 54, 90, 102 Biogas, 12, 17, 24f, 55f, 64, 70, 76, 84, 90 Biomassa, 9, 13, 45, 52f, 64, 70f, 80f, 90, 102f Biopellets, 102f Bioplantage, 54 Bridreaktor, 77f, 97f Brunkol, 49, 92 Bränslecell, 62f, 68f, 74, 79ff, 83ff Bränslecykel, 97 Diesel, 17, 19, 24f, 52, 54, 68ff, 91f, 106f Direkt energi, 19 Distributionsförluster, 11, 17 DME, dimetyleter, 68, 70f, 102 Driftel, 18, 24 Drivmedelscertifikat, 25 E85, 25, 69 Effekt, 7, 17, 49 Effektbrist, 13f Effekttopp, 103 Ekologiska fotavtryck, 38 Elcertifikat, 27f, 51 Elpluginhybridbilar/teknik, 68, 72 Elproduktion, 11, 14, 16f, 25, 27ff, 34ff, 48, 51ff, 72, 76, 81, 86, 95, 98, 101f Eltillförsel, 14 Elvärmepump, 22, 66f

Energibalans, 13, 17 Energibrist, 13 Energibärare, 7, 11ff, 17, 55, 57, 71, 74ff, 83ff, 86, 90 Energideklaration, 24 Energieffektiva hus, 66f Energiförluster, 70 Energiinnehåll, 9, 23, 82, 91 Energikvalitet, 10 Energikälla, 10f, 14, 16f, 24, 32, 42, 52, 60f, 74, 76ff, 82, 90ff, 95, 97, 100ff, 104, 106 Energiprincipen, 10 Energiåtgång, 20, 22, 26, 28, 72, 75 Entropiprincipen, 10 Etanol, 17, 24f, 27, 52, 54, 56, 64, 69, 70ff, 76, 84, 90, 102 EU:s Grönbok, 24, 50, 56 Exergi, 10f, 102 Fjärrkyla, 7, 22 Fjärrvärme, 7f, 11, 16, 21ff, 25, 29, 61, 65, 67f, 75, 103 Fossila energikällor, 25, 34ff, 39f, 44ff, 52, 64, 91 Fossilgas, 11ff, 16, 32, 34f, 41f, 44f, 49, 55f, 60, 68, 70, 76, 81, 86, 91ff, 103 Fotosyntes, 45f, 81, 104f Frånluftspump, 66 Fusionskraft, 76, 78ff Förnybara energikällor, 9, 16, 18, 27, 51, 79, 82, 85, 87, 91, 99ff, 107 Geotermisk energi, 51, 98 Grätzel-cellen, 81 Hushållsel, 18f, 22f, 106 Hybridbil, 40, 57, 68f, 72, 79f IAEA (FN:s Atomenergiorgan), 98

109


Indirekt energi, 19 IPCC (FN:s klimatpanel), 46f ITER, 79 Jordvärme, 9, 99 Kemisk energi, 9f, 81, 104 Kokarreaktor, 93f Koldioxidlagring, 48f, 76 Koldioxidutsläpp, 20, 29, 49, 53, 61, 68f Kolsänka, 45, 54 Kondenskraftverk, 17, 23 Kraftledning, 11f, 17 Kraftnät, 11 Kraftvärmeverk, 23, 27, 103 Kvotplikt, 51 Kylanläggning, 22 Kyotoprotokollet, 38, 45, 47, 50 Kärnbränsle, 10, 13, 77f, 95ff Kärnfission, 9 Kärnfusion, 9, 76, 78f Kärnkraft, 11, 13f, 16, 18, 23, 28f, 34ff, 40, 50, 53, 55, 57, 61, 65, 75ff, 80, 86, 93ff, 106 Kärnkraftsreaktor, 13, 65 Leapfrogging, 63f Livscykelanalys (LCA), 28f, 60, 64, 80 Lägesenergi, 7f, 14 Lättvattenreaktor, 77, 97 Metanol, 70f, 74, 76, 84, 90, 102 ”Negawattimmar”, 62 Nord Pool, 56 Oljekris, 21, 41, 61, 106 Oljeproducenter, 43 Oljereserver, 44 Omvandlingsförluster, 16, 23, 36 OPEC, 41, 44 Passivhus, 67, 106 Peakteori, 42f Pellets, 54, 65, 102f Pipeline, 86, 93 Radioaktiv, 9, 77f, 92, 94ff

110

Rapsmetylester (RME), 24, 70 Råolja, 16, 18, 29, 44, 91 Rörelseenergi, 8ff, 82, 107 Sjöorm, 82f Solkraft, 11, 40, 56, 80ff, 103f, 106f Spillvärme, 11, 22, 67, 75f, 102 Spotmarknad, 56 Stand-byläge, 22, 24 Stenkol, 34, 92 Syntetisk olja, 57 Tekniksprång, 61ff, 83 Termodynamik, 10 Tjernobyl-olyckan, 97f Torium, 9, 76f, 91, 95 Tryckvattenreaktor, 93, 97 U-238, 77f Uppvärmning, 10f, 18ff, 22f, 45, 64, 67, 74f, 86, 98, 102 Uran, 9, 11, 14, 23, 76ff, 90f, 93ff Utsläppsrätter, 28, 47, 50 Vattenkraft, 10f, 13f, 16, 18, 26, 28, 32, 34, 36, 50f, 55, 57, 60, 86, 90, 95, 99ff Vindkraft, 14, 16, 18, 26ff, 40, 49ff, 61, 64, 83f, 90, 99ff Vågkraft, 63, 76, 82f, 90, 103, 107 Värmeenergi, 7, 9ff, 98 Värmepump, 16, 18, 22f, 66f, 98f Värmeverk, 21, 23, 93 Vätgas, 7, 12, 71, 74, 76f, 80f, 83ff, 90 Växthuseffekt, 29, 44f, 47, 49, 53, 69, 86 Växthusgaser, 20, 28, 38ff, 44ff, 54, 70, 73, 79, 81, 93 Ytjordvärme, 99


111


Källförteckning

Hearings • Hearing om exergi med professor Mats Westermark, KTH och Gunnar Svedberg, vd vid STFI-Packforsk (fd rektor för Göteborgs universitet), 2006-03-15. • Hearing om Extern E med Ann-Marie Tillman, proprefekt Energi- och miljö, Chalmers tekniska högskola, Måns Nilsson, Stockholm ­Environment Institute och Lasse Kyläkorpi, miljösamordnare, Vattenfall AB, 2006-05-22 Seminarier • Dokumentation från ”Slå en bro mellan vision och verklighet i energifrå­ gor”, NOG-seminarium, 2006-06-16 • Dokumentation från ”Ett energieffektivare samhälle – så når vi dit!”, Ener­ girådgivarnas kongress, april 2006 • Dokumentation från International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems, KTH, 2006-06-11 • Dokumentation från KVAs seminarium Framtidens kärnenergi, 2006-04-05 • Dokumentation kring IVA-seminarium: ”Elförsörjningen i Ryssland - idag och i framtiden”, 2006-03-21 • Elkraftringens seminarium, ”Swedish power technology industry”, 2006-05-12 • IVL-seminarium, ”Med lösningar för en hållbar framtid”, 2006-05-23 • KVAs Energiutskotts seminarium om växthuseffekten, medverkande i pa­ nelen: Henning Rodhe, Lennart Bengtsson, Bert Bohlin, Wibjörn Karlén, Henrik Lundstedt och Peter Stilbs, 2006-02-16 • Seminarium om Världsnaturfondens rapport ”Sverige som en globalt håll­ bar energiaktör”, 2006-04-10

112


Rapporter, böcker och faktablad • ”Bränslesnåla bilar”, Vägverket, 2006-06-09 • ”ExternE Externalities of Energy Methodology 2005 Update”, European Commission, 2005 • ”LCA in a nutshell” av Anne-Marie Tillman, Environmental Systems Analysis Chalmers, 2006-05-22 • ”Life Cycle Assessments” av Lasse Kyläkorpi, Vattenfall Nordic Generation, 2006 • ”Biobränsle från skogen, tillgång och efterfrågan”, Skogsindustrierna, 2006 • ”Bränsleceller i energisystemet”, Programrådet för stationära bränsleceller, STEM, 2006-01-31 • ”Dagens Energi”, Energimyndigheten, 2006-03-04 • ”Energi i medvind, syntesrapport över vindkraftforskningen i Sverige”, Energimyndigheten • ”Energi i tredje världen”, projektarbete vid KTH, 2003/2004 • ”Energi, människa och samhälle”, Svensk Energi, 2005 • ”Energimyndigheten efter 2006”, anförande av Thomas Korsfeldt, 2006-04-04 • ”Har du stängt av på riktigt?”, Energimyndigheten, 2007 • ”Kina är på väg att gå om USA som världens största konsument”, Omvärlds­ bilder, Göteborgs universitet, 2006 • ”Kina inför framtiden – Några viktiga trender i Mittens Rike”, Totalförsvarets forskningsinstitut, 2006 • ”Om kärnkraft”, Information från KVAs energiutskott, 2006 • ”Om oljan”, Information från KVAs energiutskott, 2005 • ”Program för Miljöanpassat byggande – nybyggnad”, Stockholms Stad, 2004 • ”Stormen Gudrun – Konsekvenser för nätbolag och samhälle”, STEM, 2005 • ”Sverige som en globalt hållbar energiaktör”, WWF, Powerswitch, 2006-04-10 • 10 råd om Energi, Energirådgivningen • 20 stycken faktablad, Energirådgivningen (25 kommuner i Stockholmsom­ rådet i samarbete) • China and India’s Energy Development in Global Perspective, Yo Osumi, Head Asia Pacific and Latin America Division International Energy Agency, Beijing, March 2006 • Energiläget 2005, Energimyndigheten • Energiläget i siffror 2005, Energimyndigheten • Energin, transporterna och miljön, Volvo Personvagnar, 1996

113


• • • • • • • • • • •

• • • •

Externalities of energy, The Swedish biomass cycle, SEI Faktarapport om energianvändning i industrin, IVA, 2006-10-30 Hälso- och miljöeffekter, Analysgruppen Bakgrund, 1998 Hälsorisker vid elproduktion, Analysgruppen Bakgrund, 2001 Industrivision 2020, Energiseminarium 2005, Christer Sjölin Key world energy statistics, International energy agency På väg mot ett oljefritt Sverige, Kommissionen mot oljeberoende, juni 2006 Rapporten ”Fossila bränslen utan koldioxid – är det möjligt?”, KVA och IVA, 2004 Rapportserien ”Energiframsyn Sverige i Europa”, IVA Stora och små frågor om Energi, Vattenfall, 2006 Text ”Biodrivmedel ur ett globalt och svenskt perspektiv” till Sveriges riks­ dagsmän inför seminariet ”Bortom Kyotoprotokollet – vetenskap för lång­ siktig hantering av klimatfrågan” under Riksdagens Framtidsdagar, mars 2005, Chalmers tekniska högskola The global energy problem, av professor Lennart Bengtsson, Energy & environment, 2006 The Rise of Renewable Energy, av Daniel M. Kammen, professor vid Uni­ versity of California, Berkeley Rapporten ”En svensk nollvision för växthusgasutsläpp”. IVAs Vägval en­ ergi-projekt, 2009 ”Hållbara drivmedel – finns de?” Lunds universitet, 2008

Mediabevakning • • • • • • • • • • • • • • • •

114

Extrema metoder för de sista dropparna, Forskning & Framsteg, nr 2/2006 Vad vi satsar på idag avgör tillgång och pris i framtiden, Naturvetaren, 2006 Sista färden till Primorsk, DN, 2003-02-27 Vätgassamhället, Chalmers magasin, 3/2004 Rusning till pumpen, SP/Provning&Forskning, 2/2006 Energimagasinet, Teknikförlaget, 2/2006 En epok eldad med olja, Forskning & Framsteg, nr 3/2006 Klimataktuellt, Naturvårdsverket, mars 2006 Naturvetaren, nr 3/2006 Elpriset oroar basindustrin, IVA-aktuellt, 3/2006 Energikrisen har fått EU att vakna, DN, 2006-03-05 Processindustrin, Rapport, 2006-03-22 Framtidens klimat, Naturvetaren, nr 4/2006 En förvarning av vad som kan komma, DN, 2006-04-04 Växthusgaserna i staden ska vara borta till år 2050, DN, 2006-05-30 Gruvbolag letar uran i Dalsland, AB, 2006-05-03


• • • • • • • • • • • • • •

Väst skriker efter Kaukasus svarta guld, DN, 2006-05-26 Gasen ger Putin makt, Metro, 2006-05-31 Dokumentation från KVAs ”Statements on nuclear energy”, 2006-06-29 Det finns ett liv efter oljan, DN, 2006-06-07 Kyla ersätter slutförvar, IVA, 2006-08-08 Vinden vänder för vindkraften, DN, 2006-08-08 Fjärrvärme kan klara klimatmålet, DN, 2006-08-23 Ny teknik placerar Danmark i topp, IVA, 2006-09-25 Drivmedel för renare framtid, DN, 2006-10-12 Sverige en av världens åtta värsta miljöbovar, Metro, 2006-10-25 Framtidens bilar, SR, Studio Ett, 2007-01-10 Tidningen Energivärlden, nr 01-05, 2005, 01-05, 2006, Energimyndigheten Vågkraften får sitt genombrott, Illustrerad Vetenskap, Nr 15/2006 Vågkraften blir kommersiell, Ny Teknik, 2008-09-29

Urval av webbplatser http://ec.europa.eu/research/leaflets/fusion/page_89_sv.html http://www.ase.org/ http://www.bpalternativenergy.com/liveassets/bp_internet/alternativenergy/index.html http://www.est.org.uk http://www.iea.org http://www.worldwatch.org http://www.mistra.org http://www.rise.org.au/info http://www.stem.se/web/otherapp/ekunskap.nsf http://www.vattenfall.se/om_vattenfall/energikunskap/mer_om_energi/historia.asp Urval av personkontakter Ulf Andreasson, Tillväxtanalys, Peking Pål Börjesson, Lunds Tekniska Högskola Rickard Gebart, Luleå tekniska universitet Anders Hagfeldt, Kungliga Tekniska Högskolan Ane Håkansson, Uppsala universitet Olle Inganäs, Linköpings universitet Mats Leijon, Uppsala universitet Ann Magnuson, Uppsala universitet Harald Skogman, Lunds tekniska högskola Bengt Steen, Chalmers tekniska högskola Maria Strömme, Uppsala Tekniska Högskola Stenbjörn Styring, Uppsala universitet Peter Tunved, Stockholms universitet

115


Om projektet Vetenskap & Vardag – Aspekter på energi

Boken du håller i din hand är andra upplagan av boken Energi – möjligheter och dilemman. Första upplagan var resultatet av IVAs och KVAs projekt ”Vetenskap & Vardag – Aspekter på energi”, som pågick 2005–2007. Den stora uppskattningen och efterfrågan har gjort att vi nu ger ut en ny upplaga med uppdaterat och aktuellt innehåll. Målet har varit att ta fram en intresseväckande, faktaförmedlande och problematiserande skrift om energifrågor där vetenskapliga perspektiv möter vardagen. Förhoppningen är att den ska stimulera till en allsidig, saklig och problematiserande dialog och diskussion på olika nivåer i samhället. Denna andra upplaga av Energi – möjligheter och dilemman utgör första etappen i ett större projekt, som också drivs gemensamt mellan IVA och KVA – där lärare och elever i grundskolan är en särskilt viktig målgrupp. Den ursprungliga målgruppen bestående av riksdagsledamöter, journalister, gymnasieelever och intresserad allmänhet är dock lika aktuell idag. I det fortsatta arbetet ska bland annat en dynamisk webbplats skapas och boken läggs också ut som pdf-fil. För det skolinriktade arbetet har en arbetsgrupp skapats med kunskap om skolans behov och arbete med energifrågor. Bland annat ingår deltagare från IVAs och KVAs projekt Naturvetenskap och Teknik för Alla (NTA), Universeum och Vetenskapens Hus. Det ursprungliga projektet finansierades av Marcus och Amalia Wallenbergs forskningsstiftelse, Statens Energimyndighet, Svensk Energi, Svenskt Näringsliv, T & R Söderbergs stiftelse, Vattenfall AB och Vetenskapsrådet. Till den andra upplagan och för det fortsatta arbetet med grundskolan som målgrupp har projektet fått finansiering av Ljungbergsfonden, Marcus och Amalia Wallenbergs minnesfond, Svensk Energi samt Svenskt Näringsliv. Ytterligare finansiärer kan tillkomma. Det är många som på olika sätt bidragit till bokens innehåll och utformning. Det ursprungliga manuset kom till i en process där fakta samlades in, diskuterades och bearbetades vid seminarier, hearings och intervjuer. Ett

116


antal företag, organisationer och personer bidrog med expertis och fakta till såväl seminarieverksamhet som underlag till boken. Projektledare, huvudskribent och redaktör för den första upplagan var Eva Stattin. Hennes bearbetning av det material, som samlades in med hjälp av Håkan Borgström, ligger till grund för den andra upplagan. Komplettering och faktagranskning genomfördes med hjälp av projektets styrgrupp och representanter från IVAs Energi & Miljöråd och KVAs Energiutskott. En del av de senare lade ner ett stort och värdefullt arbete, särkilt i slutfasen med boken. Airi Iliste stod för layout och illustrationer, med assistans för layout och produktion av Eva Stattin och Pelle Isaksson. Denna upplaga har kompletterats och uppdaterats med hjälp av främst professor Harry Frank, direktör Christer Sjölin, professor Bengt Kasemo (ordf.), projektets kommunikatör Henrik Lagerträd och projektledare Elin Vinger. Layoutarbetet till andra upplagan har genomförts av Pelle Isaksson. Boken riktar sig till alla som behöver samlad och saklig kunskap inom energiområdet, som exempelvis riksdagsledamöter, journalister, gymnasieelever och intresserad allmänhet. Inte minst vill vi vända oss till grundskolan där vi sett ett behov av kunskap inom energiområdet – för såväl lärare som elever. För bokens andra upplaga och för det fortsatta projektet med skolan som särskild målgrupp, är Elin Vinger projektledare, och styrgruppen består av professor Bengt Kasemo (ordf.), Gerd Bergman, professor Harry Frank, vicerektor Eric Giertz, fil. dr Dick Hedberg, kommunikatör Henrik Lagerträd, och direktör Christer Sjölin. Styrgruppen vill framföra sitt tack till alla som medverkat och bidragit till denna bok. Ett speciellt tack riktas till: Lennart Billfalk, Hampus Byström, Leo Fidjeland, Bertil Fredholm, Ingmar Grenthe, Kirsti Häcki, Erika Ingvald, Lasse Kyläkorpi, Bo Källstrand, Fredrik Lagergren, Anna Lindquist, Måns Nilsson, Göran A Persson, Birgitta Resvik, Alva Backstöm, Magdalena Streiffert, Gunnar Svedberg, Leif Svensson, Elisabet Söderström, Lars Tegnér, Ann-Marie Tillman, Mats Westermark och Ann-Marie Wilhelmsen, som alla på olika sätt har bidragit med värdefullt underlag till boken.

117


Frågor om energi och energiförsörjning, i Sverige och världen över, handlar ofta om ödesfrågor för överskådlig tid. Ökad kunskap, saklig debatt och diskussion kan bidra med mycket inför framtiden. Därför har de båda vetenskapsakademierna IVA och KVA i ett gemensamt projekt tagit fram denna bok, som ska bidra med fakta. Boken tar också upp ett antal frågeställningar som är väl värda att fundera över. Frågornas svar finner vi i vår gemensamma framtid – någonstans där vetenskap möter vardag.


Energiboken 2009