Klimat och Energi. Oscar Svensson & Max Åhman Miljö- och Energisystem, LTH

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Klimat och Energi. Oscar Svensson & Max Åhman Miljö- och Energisystem, LTH"

Rut Nyberg
för 8 år sedan
Visningar:

1 Klimat och Energi Oscar Svensson & Max Åhman Miljö- och Energisystem, LTH

2 Dagens föreläsning Global uppvärmning Vad beror klimatförändringarna på? Konsekvenser Hur funkar växthuseffekten Vad är en växthusgas Utsläpp av växthusgaser Kolets kretslopp Energi Scenarion Vilka alternativ finns? Teknisk potential Kostnader Utbyggnad

3 Vetenskap och policy 1800 s: Grundläggande vetenskap: Fourier, Tyndall och Arrhenius (1896) 1950 s: Mauna Loa mätningarna startar 1972: UN Conference on the Human Environment (Stockholm) 1988: IPCC grundas, varm sommar i USA 1992: UNCED i Rio (Agenda21, Rio Declaration & UNFCCC: Climate Convention) 1997: COP3, Kyoto Protokollet 2006: Stern Reporten 2007: IPCC Fourth Assessment : 1sta KP åtagandeperioden 2009: Köpenhamn: COP15, CMP5 2011: Durban: COP17, CMP : IPCC AR5 WG I: The Physical Science Basis 30 September 2013 WG II: Impacts, Adaptation and Vulnerability 29 March 2014 WG III: Mitigation of Climate Change 11 April 2014 AR5 Synthesis Report (SYR) 31 October 2014

Stern Reporten 2007: IPCC Fourth Assessment 2008-2012: 1sta KP åtagandeperioden 2009: Köpenhamn: COP15, CMP5 2011: Durban: COP17, CMP7 2013-2014: IPCC AR5 WG I: The Physical

4 Vad beror klimatförändringarna på? Naturliga förändringar Variationer solinstrolning Milankovitch cykler (jordens bana runt solen, jordaxelns lutning ) Vulkanutbrott Havsströmmar Kan inte förklara klimatförändringarna Antropogena orsaker Växthusgaser

cykler (jordens bana runt solen, jordaxelns lutning )

6 Vad IPCC har sagt (Intergovernmental Panel on Climate Change) FAR 1990: Warming is broadly consistent with model predictions but it is also of the same magnitude as natural climate variability SAR 1995: The balance of evidence suggests a discernible human influence on global climate TAR 2001: most of the observed warming over the last 50 years is likely to have been due to the increase in greenhouse gas concentrations (i.e., > 66%) AR4 2007: Most of the observed increase in global average temperature since the mid-20th century is very likely due to the observed increase in anthropogenic greenhouse gas concentrations (i.e. > 90%)

observed warming over the last 50 years is likely to have been due to the increase in greenhouse gas concentrations (i.e., > 66%) AR4 2007: Most of the

7 Vad beror klimatförändringarna på? Källa: IPCC, Climate Change 2007: Synthesis Report It is extremely likely that human influence has been the dominant cause of the observed warming since the mid-20th century (i.e %) (IPCC, 2013)

extremely likely that human influence has been the dominant

8 Källa: IPCC, 2013 Temperaturökning

9 Haven Källa: IPCC, 2013

11 Källa: IPCC, 2013 Temperaturökning

13 Växthuseffekten Infraröd värmestrålning Kortvågig strålning från solen (synligt ljus) Växthusgaser (vattenånga, koldioxid, metan ) hindrar den infraröda strålningen Varmare klimat!

14 Källa: Kiehl and Trenberth, 1997 Energiflöde i atmosfären

15 Viktigaste växthusgaserna Atmosfärens huvudkomponenter är inte växthusgaser utan N 2, O 2, Ar De viktigaste växthusgaserna är vattenånga H 2 O, koldioxid CO 2, metan CH 4, lustgas N 2 O, ozone O 3, CFCs Utan dessa gaser hade medeltemperaturen på jorden varit minus 18 grader Mest vattenånga, men vår inverkan har mycket liten effekt När vi pratar om växthusgaser menar vi oftast de som genereras av mänsklig aktivitet och absorberar i IR fönstret (CO 2, CH 4, N 2 O, O 3, CFCs).

medeltemperaturen på jorden varit minus 18 grader Mest vattenånga, men vår inverkan har mycket liten effekt När vi

16 Det atmosfäriska fönstret De växthusgaser som absorberar strålning i detta intervall kommer att vara av mer betydelse per molekyl!

17 Global Warming Potential (GWP) & Radiative Forcing Hur mycket en växthusgas bidrag till växthuseffekten beror på: Livslängd i atmosfären (stabilitet) Absorptionsspektrum Hur mycket vi släpper ut RF= Påverkan från en växthusgas (eller mer allmänt en förändring i atmosfären) på energibalansen (W/m2) GWP = Klimatpåverkan från en växthusgas relativt koldioxid.

mycket vi släpper ut RF= Påverkan från en växthusgas (eller mer allmänt en förändring i

18 Global Warming Potential (GWP) Livslängd (år) GWP 20 år 100 år CO CH 4 12, HFC-134a 13, CFC N 2 O Källa: IPCC, 2013

19 Källa: IPCC, 2013 Radiative forcing

20 Aerosoler och molnbildning

21 Orsaker till ökade utsläpp av koldioxid

22 Utsläpp av växthusgaser per sektor Källa: IPCC, 2007

23 Källa: Marland et al., 2007 Utsläpp från fossila källor

24 Kolcykeln Inte bara mängden utsläpp spelar roll! Atmosfärens koncentration av koldioxid beror även av kolsänkors förmåga att ta upp en del av koldioxidutsläppen Sänkor i hav och växande vegetation

25 Källa: IPCC, 2013 Kolets kretslopp

26 Utsläppen i atmosfären balanseras av kolsänkorna (världshaven och växande vegetation) Genomsnittliga sänkor sedan 1959: 44% atmosfären, 28% land, 28% hav Källa: Le Quéré et al., 2012; Global Carbon Project, 2012

27 Källa: IPCC, 2013 Koldioxidkoncentration

29 Utsläpp av andra växthusgaser Metan Boskap, soptippar, våtmarker CFC-föreningar Isolergaser, köldmedier, lösnings- och rengöringsmedel Lustgas Användning av gödningsmedel, industriella processer

30 Utsläppsmål Källa: Europeiska kommissionen

31 Naturvårdsverkets färdplan Sverige noll-netto utsläpp av växthusgaser 2050 Källa: Målscenarie 1 med både biogen & fossil CCS El-, bostad- avfalls- o transport sektorerna på gång Jordbruk och Industrisektorerna svåra oklart hur minskningar ska ske

32 Strategier för att reducera utsläpp: - Använda energin effektivare - Använda utsläppsfri energi - Använda mindre energi

33 Energitillförsel sedan Källa: Global Energy Assessment, 2012

34 Figure: IEA (2014), More Data, Less Energy

35 TWh/ year Framtida elanvändning för IT/molntjänster ICT - Top Down - upper bound Cloud - Bottom Up - Lower bound Cloud - Bottom Up -Lowest bound ICT - Top Down - Lower bound Global electricity consumption in 2010 Figure: Oscarsson I., (2014), A Forecast of the Cloud, Lund University

36 Framtidsscenarier ett typexempel till 2050 med fokus på effektivisering Final energy (EJ/a) Källa: The Energy Report (WWF och Ecofys) Nuclear Coal Natural gas Oil Bio: Algae Bio: Crops Bio: Comp.Fellings* Bio: Traditional Bio: Resid.&Waste Hydropower Geo: Heat Geo: Electricity Solar thermal Conc. solar: Heat Conc. solar: Power Photovoltaic solar Wave & Tidal Wind: Off-shore Wind: On-shore

37 Framtidsscenarier fokus på tillförsel Scenarier pekar på fortsatt ökning (dock med viss decoupling) Källa: Global Energy Assessment, 2012

38 Alternativen till fossil energi: - (förutom effektivisering och minskat behov) Förnybar energi - Vind - Biomassa - Geotermi - Sol Kärnkraft Fossil energi med koldioxidinfångning och lagring (CCS) Framtiden bestäms av : Potential, kostnad och utveckling

39 Teknisk potential - stor + solen (instrålning gg världens energibehov

40 Exempel: Land-yta för att producera el från solceller

41 Kostnaderna för vind och solceller faller Konkurrenskraftiga inom 5-10 år? - Idag har branschen en kris, men den är nyttig i längden - Tecken på att förnybar energi börjar mogna? Källa: IPCC SREEN 2011

42 Kostnad

43 Kapitalintensivt Kostnad Kärnkraft Oklart vad det egentligen kostar idag Olkiluoto i Finland från 3 miljarder euro till 8,6 miljarder euro Start 2010 försenad till 2018 Kostnadsuppskattningar för ny kärnkraft varierar mellan 45 öre/kwh till 90 öre/kwh (ny vindkraft kostar mellan 50 öre/kwh upp till 60 öre/kwh)

44 Kostnad CCS Oklart men kan vara ett kostnadseffektivt alternativ Kolkraft med CCS kan kosta öre/kwh Fortfarande ingen i drift! Många frågor kvar om juridik, lagring, ansvar m.m. CCS med i de flesta långsiktiga scenarier som ett kostnadseffektivt alternativ

45 Investeringar i förnybar energi ökar Ej påverkat av krisen i nån större omfattning! Investeringar i ny fossil energi fortfarande troligtvis större! Källa: REN21, Global Status Report 2012

46 Var i världen investeras det?

47 Kärnkraftens tillväxt (globalt)

48 Mtoe Fossil utvinning ökar också! Coal Oil Natural gas Källa: BP Statistical Review of World Energy June 2013

49 Mot ett nollutsläppsamhälle I. Tekniskt möjligt flertalet tekniska lösningar på gång - Sol, biomassa, vind, geotermi, CCS, KK - Stort behov av teknikutveckling II. Ekonomisk rimligt - endast några få % av BNP - Fördelningseffekter värre - Investeringstakt måste öka, effektivisering tar igen en del III. Politiskt utmanande ovan tidshorisont, stora fördelningseffekter, - Oljeproducerande länder? (OPEC) - Gas-länder (Ryssland/USA/Iran) - Kol-länder (Kina, Indien)

Relevanta dokument

Ny teknik kan ge lägre energianvändning i framtiden

Ny teknik kan ge lägre energianvändning i framtiden Lars J. Nilsson Lunds universitet Simrishamns energieffektiviseringsdag 19 augusti 2011 En ljus framtid i sikte En mängd studier visar att omställning