Utmaningar och en internationell utveckling Professor Peter Lund Tekniska Högskolan peter.lund@tkk.fi STV Energikonferens Vilja, vision och verklighet 15 oktober 2009, Hanaholmen
Innehållet Energi- och klimatutmaningen Svaga eller starka signaler Innovationernas och teknologins roll Vad kan Finland göra?
Är vi på väg mot en ny oljekris? milj.barr/dag 160 an g rfrå e t ef 120 underskott 80 4..6 %/å r Gammal produktionskapacitet Ref: Exxon Oil 1980 2005 2020
Den globala klimatutmaningen Stern (juni 2008): en utsläppsnivå på 2 tco2/capita år 2050 är max. för att begränsa temperaturökningen till 2 oc Emissionerna måste minskas globalt med 60%, i EU över 80% Notan av minskningen ligger på 30.000-50.000 miljarder
OECD/IEA scenariot upp till år 2050 Energieffektiviseringen och förnybara energin kunde stå för 70-80% av åtgärderna som behövs att sänka koldioxidutsläppen (2050)
Shell globala energiscenarion från 2008 Det behövs en energirevolution för att bemöta kommande utmaningar Primary energy Genombrott av nya och förnybara energiteknologier förväntas 60% av världens elproduktion år 2050 utan CO2 Electricity
President Barack Obama = Förhoppning och Förändring "The nation that leads the world in creating new sources of clean energy will be the nation that leads the 21st century global economy" US president Barack Obama on Earth Day April 22, 2009 in Iowa
USAs klimatpolitik: innovationer och billigare teknologi Under s.k. ARRA stimulsplanen har redan 80 mrd.$ satsats på ren energi; Totalt 97 mrd $ från staten + 100 mrd$ från privata sektorn förväntas Källa: Bruce J. Oreck, the U.S. Ambassador to Finland
Exempel från USA (vindkraft) I fjol 8500 MW ny vindkapacitet, 55 nya industrianläggningar, 35.000 nya arbetsplatser Upp till år 2030 : 250 000 anställda inom vindkraftsektorn.
Kinas betydelse växer Jiabao har tillkännagett ett stort energiprogram som skall skära 60% av energitillväxten upp till år 2020 Några hundra miljarder $ på energieffektiv teknologi; Kina vill bli värdlsledare inom EE branschen. Förnybar energi skall fördubblas till 15% av all energi år 2020 China är Nr 1 inom flera områden Energieffektiva vitvaror och hushållsapparater Energieffektiviseringsåtgärder i 1000 företag (1/3 av landets energi; målet 883 TWh) Världsledare i solenergi ($15 mrd) Växer inom vinden ($6 mrd --> 20 GW /år) Fordon med låga emissioner (21 milj. elcyklar, 1,6 milj. eneff bilar år 2007); hybrid och elbilar på kommande Världens 3:e största producent av etanol (12 Mtoe in 2020)
Marknadssignaler De globala investeringarna i ny energiteknologi låg på 85 mrd (42% in vindkraft, 32% i solel, 13% i biobränslen, 6% i bioenergi) Marknadsvärdet av företagen inom branschen 170 mrd (2008) All ny elproduktionskapasitet i EU år 2008:
Hur skall vi tolka EUs energi- och klimatmål ( 20% ) för år 2020? Member States Belgium Bulgaria Czech Republic Denmark Germany Estonia Ireland Greece Spain France Italy Cyprus Latvia Lithuania Luxembourg Hungary Malta Netherlands Austria Poland Portugal Romania Slovenia Slovak Republic Finland Sweden United Kingdom EU-27 RES 2005, % 2.2 9.4 6.1 17 5.8 18 3.1 6.9 8.7 10.3 5.2 2.9 34.9 15 0.9 4.3 0 2.4 23.3 7.2 20.5 17.8 16 6.7 28.5 39.8 1.3 8.5 RES 2020, % 13 16 13 30 18 20 16 18 20 23 17 13 42 23 11 13 10 14 34 15 31 24 25 14 38 49 15 20 Increase, % 491 70 113 76 210 11 416 161 130 123 227 348 20 53 1122 202 483 46 108 51 35 56 109 33 23 1054 135 RES 2020, Mtoe 3.93 0.63 1.78 1.99 26.58 0.06 1.60 2.30 10.97 20.08 15.82 0.17 0.28 0.36 0.44 1.57 0.05 5.99 2.92 4.46 1.96 1.52 0.44 0.77 2.39 3.10 20.77 132.95 De 5-6 största medlemsstaterna motsvarar 60-70% av EUs RES målsättning Målen betyder nya investeringar på 500-600 miljarder, 330 på förnybar el; vindkraften 100-160 miljarder Energieffekten från 20%s förordningarna motsvarar mera än gasimporten från Ryssland Strategiska Energiteknologiplanen (SETPlan): stora insatsingar på FoU och innovationer inom ny energiteknik Långsiktiga målen upp till år 2050 (19:e januari 2009): 60-80% minskning i utsläppen; 60% förnybar energi; 35% energieffektivisering
Svårigheten att förutse förändringar - Persondatorn år 2004 för 50 år sedan
Så här ser det redan nu ut... (decentraliserade energisystem)
Så här kommer det snart att se ut.. ( Plug and Play energisystem)
Så här ser det ut kanske efter 50 år... Nanoelmotor en effekt på 1000 MW/cm3 Ref. Int.J. of Energy Research
Vad kan vi förvänta oss från vetenskapen t.ex. nanoteknologin? Priset på sol- och bränslecellen kunde droppa ned till en bråkdel från dagens prisnivå (10-100 x) Batterierna kunde bli 10-100 gånger effektivare, t.ex. för elbilar och ellagring Väte kunde produceras från vatten och ljus med hjälp av nanokatalyter Tillverka bränslen från koldioxid
Example of large-scale integration of renewables into electricity production (>30% of EU electricity) Ref. Norwegian Research Council Norway s offshore wind potential is 4-5 x EU electricity Norwegian hydropower (100 TWh) = BIG BATTERY New innovations, floating wind power, aeroelastic materials, tower structures, etc. Technology limit 30-40 MW/unit, price could be halved
Utan att effektivisera energianvändningen klarar vi inte! Energieffektiviseringen är basen för kostnadseffektiviteten i bekämpningen av klimatförändringen ; energieffektiviseringen har negativa kostnader Peter Lund 2008
Ny och ren energiteknologi är en del av den gröna ekonomin Ny energi skapar nya konkurrenskraftiga arbetstillfällen 20 milj. år 2030 (FN/ILO); EUs förnybara direktiv 410.000 arbetsplatser I Finland vore upp till 30-40 tusen möjligt runt 2020 om energipolitiken starkt befordrar inhemskt kunnande och teknologi
Tyskland och förnybar energi 280.000 nya arbetsplatser har uppstått hittils; ytterligare 250.000 förväntas (2020)
Nya nokior från hållbar energi Markets for new and renewable energy grow by 20-40%/yr Market volume estimates -2016 200 billion -2030 1000 billion (UNEP: globally over 20 million new jobs!) -2050 30000-50000 billion (cumulative)
Finlands energiutmaningar Energiförbrukningen, elbehovet,utsläppen per capita i Finland är en av de högsta i EU Energianvändningen blivit effektivare,men trenden sämre än i flera andra EU länder Stora inbesparingsmöjligheter Finland jämfört med Sverige FIN SWE Sverige =2 x Finlands BNP 31939 (SE) vs 27514 (FI) $/cap Sveriges elbehov utmattar (1990), i Finland växer snabbt Industrins totala elanvändning i Sverige samma som i Finland
Ljus i ändan Finlands relativa konkurrenskraft i cleantech avtar Finland placerar sig dåligt i ny energiteknologi MEN Finland har en av de största resurser i förnyelsebar energi i Europa Finlands skolnings- och innovationssystem är ett av de bästa i världen Finland har betydande teknologiskt kunnande på nya områden men saknar hemmamarknader
Energivägval i Finland - ett modernt alternativ Modern insyn på energifrågorna i Finland: 1) effektivisera starkare energiförbrukningen ( mera med mindre ) 2) bredare bas för förnyelsebara energikällor = möjligheterna (1+2) motsvarar tre stora kraftverk år 2020 Olika former av bioenergi (skogsavfall, biogas, energiodlingar, samhällsavfall, jordbrukets avfall osv.) Nya förnybara (kust- och havsvindkraft, solvärme och el, jord/luftvärme, småskalig vattenkraft, vattenkraftverkens saneringar) Energibesparingens kostnader är ofta negativa, stor potential, i synnerhet på konsumentsidan; t.ex. glödlamporna-> energilampor= Vuotos+Kollaja
Sammanfattning Alternativet som baserar sig på starkt inhemskt kunnade och teknologi och global efterfrågan skapar arbetsplatser och export Kan alternativet förverkligas i Finland (år 2020)? Pengar finns tillräckligt ( statens budget har 500 milj. (2009) 1000 milj. (2020) för energi och klimatstöd Finskt kunnade finns tillhanda (t.ex. bio, vind, värmepumpar, vartalsomvandlare, elsystem, osv) Kan alternativet utvidgas (år 2050)? Förnybara energiråvaran motsvarar 3 x energibehovet Vindkraftspotentialen på Finlands havsområden är 3 x elbehovet; skogarnas tillväxt är hälften av all energi, paket/överskottsåkrarna är hälften av motorbränslet, osv Teknologiska genombrott förväntas på många områden Peter Lund 2008