{"id":506,"date":"2011-07-18T00:07:49","date_gmt":"2011-07-17T22:07:49","guid":{"rendered":"http:\/\/www.hoglundaberg.se\/energibloggen\/?p=506"},"modified":"2011-11-17T18:57:34","modified_gmt":"2011-11-17T16:57:34","slug":"peak-oil-del-10-gar-oljan-att-ersatta","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.hoglundaberg.se\/energibloggen\/2011\/07\/peak-oil-del-10-gar-oljan-att-ersatta\/","title":{"rendered":"Peak Oil del 10 – G\u00e5r oljan att ers\u00e4tta?"},"content":{"rendered":"

Se uppdaterad analys h\u00e4r:\u00a0Peak oil del 10 \u2013 G\u00e5r oljan att ers\u00e4tta? (del 1 & 2 uppdaterade)<\/a><\/em><\/strong><\/p>\n

\u00c4r det m\u00f6jligt att ers\u00e4tta oljan som energik\u00e4lla utan att vi samtidigt tvingas f\u00f6r\u00e4ndra v\u00e5ra liv fr\u00e5n dagens energikr\u00e4vande konsumtionssamh\u00e4lle till ett l\u00e5genergidito? Jag menar inte att det f\u00f6rra \u00e4r att f\u00f6redra utan jag \u00e4r bara intresserad av att veta hur v\u00e5ra f\u00f6ruts\u00e4ttningar ser ut.<\/p>\n

F\u00f6rutom att vi med stor sannolikhet redan passerat oljeproduktionstoppen finns det ytterligare tv\u00e5 problem som f\u00f6rsv\u00e5rar en \u00f6verg\u00e5ng till alternativa energik\u00e4llor. Det ena \u00e4r att v\u00e5rt behov av energi hela tiden \u00f6kar i takt med \u00f6kande befolkning och det andra \u00e4r att ocks\u00e5 kol och gas, som idag \u00e4r v\u00e5ra st\u00f6rsta energik\u00e4llor n\u00e4st efter oljan, ocks\u00e5 kommer att passera sin topp inom en \u00f6versk\u00e5dlig framtid. \u00c4r detta en om\u00f6jlig ekvation?<\/p>\n

Jag har valt att titta p\u00e5 tv\u00e5 scenarier, d\u00e4r jag ser det ena som verklighetstroget och det andra som pessimistiskt ur energisynpunkt men optimistiskt ur ett humanistiskt perspektiv.\u00a0 I det f\u00f6rsta scenariot utg\u00e5r jag ifr\u00e5n att energikonsumtionen per person h\u00e5ller sig p\u00e5 samma niv\u00e5 som idag och att den enda anledningen till \u00f6kat energibehov globalt sett beror p\u00e5 att befolkningen \u00f6kar. Det andra scenariot baseras p\u00e5 en situation d\u00e4r v\u00e4rldens befolkning successivt f\u00e5r h\u00f6gre levnadsstandard och d\u00e4r den genomsnittliga energif\u00f6rbrukningen per person n\u00e4rmar sig snittet f\u00f6r OECD-l\u00e4nderna. Enligt IEA<\/a> \u00e4r den genomsnittliga energikonsumtionen per person i v\u00e4rlden idag ca 74 GJ\/person och \u00e5r och motsvarande siffra f\u00f6r OECD-l\u00e4nderna \u00e4r 191 GJ. Jag har valt att anta att v\u00e4rldens befolkning kommer att utvecklas enligt WHO:s<\/a> \u201dmedium\u201d-scenario med en h\u00f6gsta befolkning runt 2080. Med dessa siffror ser de b\u00e4gge scenarierna ut enligt nedan.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Trots att IEA f\u00f6rutsp\u00e5r \u00f6kande tillg\u00e5ng p\u00e5 olja \u00e5tminstone fram till 2030 enligt deras 2010 World Energy Outlook<\/a> har jag antagit motsatsen. Jag utg\u00e5r i mina scenarier ifr\u00e5n att oljeproduktionstoppen redan intr\u00e4ffat och att tillg\u00e5ngen p\u00e5 energi fr\u00e5n olja kommer att minska med 20% per 10 \u00e5r genom hela den analyserade tidsperioden. Detta kan visa sig vara pessimistiskt de n\u00e4rmaste 20-30 \u00e5ren och optimistiskt de efterf\u00f6ljande 100 \u00e5ren, men det \u00e4r \u00e5tminstone en utg\u00e5ngspunkt som liknar ASPO:s analyser<\/a>. N\u00e4r det g\u00e4ller gas och kol utg\u00e5r jag ifr\u00e5n att dessa kommer att \u00f6ka med 10% per 10 \u00e5r fram till 2020 och 2030 n\u00e4r deras respektive produktionstoppar intr\u00e4ffar vilket antagligen \u00e4r ett pessimistiskt antagande med tanke p\u00e5 den senaste tidens utveckling. D\u00e4refter antar jag en fallande tillg\u00e5ng med 20% per 10-\u00e5rsperiod i likhet med oljan.<\/p>\n

N\u00e4r det g\u00e4ller f\u00f6rnyelsebara energik\u00e4llor har jag antagit att tillg\u00e5ngen p\u00e5 energi fr\u00e5n vattenkraft kommer att \u00f6ka till det dubbla fram till 2050, antingen via utbyggnad, effekt\u00f6kningar eller b\u00e5da alternativen. Efter 2050 planar tillg\u00e5ngen ut och ligger of\u00f6r\u00e4ndrad under resten av den analyserade perioden. N\u00e4r det g\u00e4ller vind- och solkraft byggs dessa ut s\u00e5 snabbt det \u00e4r m\u00f6jligt tills dess de tillsammans utg\u00f6r 20% av det totala energibehovet. Jag har antagit att denna niv\u00e5 \u00e4r begr\u00e4nsande f\u00f6r intermittenta energik\u00e4llor. Biomassa som energik\u00e4lla antas \u00f6ka med 10% per 10-\u00e5rsperiod fram till 2050 f\u00f6r att sedan ligga konstant i likhet med vattenkraften. Geotermisk energi utg\u00f6r ryggraden i analysen och byggs ut kraftfullt tillsammans med vind- och solenergi med skillnaden att expansionen inte upph\u00f6r vid n\u00e5gon specifik niv\u00e5 utan forts\u00e4tter i h\u00f6gsta m\u00f6jliga takt. Livsl\u00e4ngden f\u00f6r vindkraftverk har antagits till 20 \u00e5r vilket inneb\u00e4r att under varje tio\u00e5rsperiod m\u00e5ste h\u00e4lften av det befintliga best\u00e5ndet ers\u00e4ttas med nya verk. Solkraftverkens och de geotermiska kraftverkens livsl\u00e4ngd har antagits vara 40 \u00e5r. Kapacitetsfaktorn f\u00f6r vind- och solenergi har antagits vara 0,3 och f\u00f6r geotermisk energi\u00a00,95. N\u00e4r det g\u00e4ller utbyggnad av solkraften har det antagits att enbart solv\u00e4rmekraftverk uppf\u00f6rs och inte anl\u00e4ggningar baserade p\u00e5 solceller.<\/p>\n

K\u00e4rnkraften byggs ocks\u00e5 ut kraftfullt tillsammans med ovanst\u00e5ende f\u00f6rnyelsebara energik\u00e4llor och fyller glappen mellan tillg\u00e5ng och efterfr\u00e5gan. Livsl\u00e4ngden f\u00f6r k\u00e4rnkraftverk har antagits vara 60 \u00e5r och kapacitetsfaktorn 0,9. De f\u00f6rsta 50 \u00e5ren spelar det egentligen ingen roll om det \u00e4r traditionella k\u00e4rnkraftverk eller kraftverk av Generation IV som uppf\u00f6rs d\u00e5 de befintliga uranresurserna<\/a> med st\u00f6rsta sannolikhet \u00e4r mer \u00e4n tillr\u00e4ckliga, i synnerhet om h\u00e4nsyn tas till den prospektering som g\u00f6rs idag. P\u00e5 sikt kommer dock alternativ som bridreaktorer eller toriumreaktorer vara n\u00f6dv\u00e4ndiga p\u00e5 grund av begynnande br\u00e4nslebrist. N\u00e4r man v\u00e4l tagit steget till brid- och\/eller toriumreaktorer \u00e4r dock br\u00e4nslebrist inte ett problem p\u00e5 m\u00e5nga tusen \u00e5r. Det \u00e4r ocks\u00e5 viktigt att po\u00e4ngtera att all teknologi som avses i den h\u00e4r analysen \u00e4r befintlig s\u00e5dan och inte hypotetiska framsteg som antas komma senare. Bridreaktorer existerar<\/a> idag och opererar med mycket goda resultat och det finns befintliga reaktorer<\/a> som kan hantera torium som br\u00e4nsle.<\/p>\n

F\u00f6r att avg\u00f6ra vad som \u00e4r en l\u00e4mplig expansionstakt n\u00e4r det g\u00e4ller den typ av stora infrastrukturprojekt som avses h\u00e4r har den storskaliga utbyggnad av k\u00e4rnkraft som \u00e4gde rum i Frankrike tagits som riktv\u00e4rde. Under de 15 \u00e5r som f\u00f6ljde den f\u00f6rsta oljekrisen p\u00e5 70-talet f\u00e4rdigst\u00e4llde man i landet 56 k\u00e4rnreaktorer<\/a>, det vill s\u00e4ga lite mer \u00e4n 3,7 reaktorer per \u00e5r i genomsnitt. Om man utg\u00e5r ifr\u00e5n att en reaktor har en termisk effekt p\u00e5 3 GW och tar h\u00e4nsyn till Frankrikes folkm\u00e4ngd kan man uppskatta hur mycket energiproducerande utrustning hela v\u00e4rlden b\u00f6r kunna f\u00e4rdigst\u00e4lla om man arbetar med samma intensitet som man gjorde i Frankrike.<\/p>\n

Jag \u00e4r medveten om att detta \u00e4r en kraftig f\u00f6renkling av verkligheten men det torde ge en bild av vad som \u00e4r m\u00f6jligt och inte. Man ska komma ih\u00e5g att Frankrike inte gick p\u00e5 kn\u00e4 under den tidsperiod d\u00e5 denna expansion \u00e4gde rum. En inv\u00e4ndning skulle kunna vara att Frankrike \u00e4r ett h\u00f6gt utvecklat land och att det inte \u00e4r rimligt att samma expansion kan ske i ett utvecklingsland. \u00c5 andra sidan \u00e4r det inget som s\u00e4ger att de mest komplicerade anl\u00e4ggningarna m\u00e5ste uppf\u00f6ras p\u00e5 dessa platser. Man kan ist\u00e4llet t\u00e4nka sig att exempelvis enkla och robusta solenergianl\u00e4ggningarna d\u00e4r den tekniska niv\u00e5n \u00e4r l\u00e4gre koncentreras till l\u00e4nderna runt ekvatorn och andra delar av v\u00e4rlden d\u00e4r komplexa infrastrukturprojekt kanske inte \u00e4r genomf\u00f6rbara.<\/p>\n

F\u00f6r det f\u00f6rsta scenariot har jag antagit att man arbetar med halva den takt fransm\u00e4nnen gjorde och f\u00f6r det andra scenariot antar jag att man arbetar i samma takt, med andra ord en mycket kraftfull expansion men p\u00e5 inget s\u00e4tt snabbare \u00e4n vad som historiskt visat sig vara m\u00f6jligt. Ber\u00e4kningarna visar att en expansion p\u00e5 201 EJ (Exajoule, 1018<\/sup> J) per 10 \u00e5r b\u00f6r vara m\u00f6jlig f\u00f6r k\u00e4rnkraft, 67 EJ f\u00f6r vind- och solenergi och 212 f\u00f6r geotermisk energi i det f\u00f6rsta scenariot. Om arbetet sker i den h\u00f6gre takten b\u00f6r det vara m\u00f6jligt att uppf\u00f6ra anl\u00e4ggningar med takten 403 EJ\/10 \u00e5r f\u00f6r k\u00e4rnkraft, 134 EJ f\u00f6r vind- och solenergi och 425 f\u00f6r geotermisk energi. Notera h\u00e4r att jag antar att ett k\u00e4rnkraftverk \u00e4r det mest komplicerade och tids\u00f6dande infrastrukturprojekt som g\u00e5r att uppf\u00f6ra och trots detta anv\u00e4nder samma siffra \u00e4ven f\u00f6r exempelvis vind- och solkraftsanl\u00e4ggningar. Givetvis kr\u00e4vs det m\u00e5nga tusen vindkraftverk f\u00f6r att motsvara ett k\u00e4rnkraftverk, men uppf\u00f6randetiden och resurs\u00e5tg\u00e5ngen per W installerad effekt antas vara densamma. N\u00e4r det i de analyserade scenarierna sker en kraftfull expansion av exempelvis tv\u00e5 energik\u00e4llor samtidigt har endast 50% av ovanst\u00e5ende siffror ansatts per energik\u00e4lla. I ovanst\u00e5ende siffror har inte h\u00e4nsyn tagits till att en del av resurserna g\u00e5r \u00e5t till att ers\u00e4tta gamla kraftverk, detta hanteras separat.<\/p>\n

Till\u00e4gg:<\/em><\/p>\n

En inv\u00e4ndning mot hela analysen skulle kunna vara att den ovan n\u00e4mnda expansionstakten inte \u00e4r realistiskt. F\u00f6r att f\u00e5 en uppfattning om trov\u00e4rdigheten kan det vara intressant att unders\u00f6ka vilken m\u00e4ngd anl\u00e4ggningar vi talar om. Om vi tar k\u00e4rnkraften som exempel motsvarar 403 EJ\/10 \u00e5r en expansion med 473 reaktorer per \u00e5r, givet att varje reaktor har en termisk effekt p\u00e5 3 GW och en kapacitetsfaktor p\u00e5 0,9 enligt ovan. En h\u00f6g siffra? Ja, givetvis. En alltf\u00f6r h\u00f6g siffra? Enligt Science Daily fanns det 2007 \u00f6ver 50000<\/a> koleldade kraftstationer i drift v\u00e4rlden \u00f6ver. Om man antar en livsl\u00e4ngd p\u00e5 50 \u00e5r inneb\u00e4r det en genomsnittlig \u00e5rlig expansion p\u00e5 \u00f6ver 1000 kraftverk, vilket g\u00f6r att siffran 473 inte \u00e4r helt orealistisk.<\/em><\/p>\n

Sj\u00e4lvklart \u00e4r det mer tids\u00f6dande och resurskr\u00e4vande att uppf\u00f6ra ett k\u00e4rnkraftverk i j\u00e4mf\u00f6relse med ett kolkraftverk, dessutom har de senare antagligen l\u00e4gre installerad effekt. Att tro att uppf\u00f6randet av framtida reaktorer i en v\u00e4rld d\u00e4r flera hundra slutf\u00f6rs varje \u00e5r skulle vara lika problemtyngt som arbetet \u00e4r idag i exempelvis Finland och Frankrike \u00e4r dock en villfarelse. Som med alla produkter \u00e4r stora serier och erfarenhet av godo. Vidare f\u00e5r man komma ih\u00e5g att den expansion av kolkraft som skett varit en naturlig del av v\u00e4rldens utveckling och att denna inte f\u00e5tt ta del av n\u00e5gra extraordin\u00e4ra resurser, vilket expansionen antas f\u00e5 i min analys.<\/em><\/p>\n

Resultatet av det f\u00f6rsta scenariot illustreras nedan.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

F\u00f6ga f\u00f6rv\u00e5nande har de fossila energik\u00e4llornas andel av den totala energiproduktionen sjunkit fr\u00e5n att vara 80% 2010 till drygt 35% 2050, allts\u00e5 mer \u00e4n en halvering. Vid analysperiodens slut utg\u00f6r de en f\u00f6rsumbar andel av den totala energif\u00f6rs\u00f6rjningen. Anledningen till att inte vindkraften och den geotermiska energin utg\u00f6r en st\u00f6rre andel av den totala energif\u00f6rs\u00f6rjningen \u00e4n de g\u00f6r beror p\u00e5 att livsl\u00e4ngden f\u00f6r dessa anl\u00e4ggningar \u00e4r l\u00e4gre \u00e4n motsvarande f\u00f6r k\u00e4rnkraften och d\u00e4rmed m\u00e5ste st\u00f6rre resurser avledas till att ers\u00e4tta gamla kraftverk ist\u00e4llet f\u00f6r att uppf\u00f6ra nya. Som man kan se hamnar vindkraften i ett j\u00e4mviktsl\u00e4ge d\u00e4r samtliga resurser som avsatts till energislaget upptas av att ers\u00e4tta gamla verk. Detta p\u00e5 grund av deras i sammanhanget exceptionellt korta livsl\u00e4ngd. Det kan vara sv\u00e5rt att se i diagrammet men k\u00e4rnkraftens andel av den totala energif\u00f6rs\u00f6rjningen n\u00e5r sitt maximum 2100 och \u00e4r avtagande under analysperiodens sista 50 \u00e5r. Som mest kr\u00e4ver scenariot 2400 k\u00e4rnreaktorer om de antas vara av storleken 3 GW(t), det vill s\u00e4ga ungef\u00e4r 5,5 g\u00e5nger dagens antal.<\/p>\n

Resultatet av h\u00f6genergiscenariot illustreras nedan:<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Precis som i det f\u00f6reg\u00e5ende scenariot har inte vindkraften n\u00e5gon m\u00f6jlighet att n\u00e5 10% av den totala energif\u00f6rs\u00f6rjningen och solenergin har inte n\u00e5gon chans att kompensera f\u00f6r detta. Detta beror framf\u00f6rallt p\u00e5 de intermittenta energik\u00e4llornas l\u00e5ga kapacitetsfaktor. Att \u00f6verhuvudtaget l\u00e4gga resurser p\u00e5 vindkraft ist\u00e4llet f\u00f6r att f\u00f6rdela dessa p\u00e5 de \u00f6vriga energik\u00e4llorna visar sig i detta scenario vara sl\u00f6seri. Vindkraften \u00e5sidos\u00e4tts med andra ord helt. Vidare f\u00e5r k\u00e4rnkraften h\u00e4r en mer dominant roll d\u00e5 en kraftfullare expansion \u00e4n f\u00f6r den geotermiska energin \u00e4r m\u00f6jlig p\u00e5 grund av kraftverkens l\u00e4ngre livsl\u00e4ngd.<\/p>\n

Som en parentes kan man notera att om expansionstakten fr\u00e5n h\u00f6genergiscenariot anv\u00e4nts i det f\u00f6rsta scenariot hade utbyggnadstakten varit tillr\u00e4cklig f\u00f6r att dels f\u00e5 upp vindkraften till den \u00f6nskade tiondelen av den totala energiproduktionen och dels f\u00f6r den geotermiska energin att helt fasa ut k\u00e4rnkraften.<\/p>\n

Analyserna ovan tar inte h\u00e4nsyn till hur prim\u00e4renergin nyttjas i n\u00e4sta steg. Olja \u00e4r ett utm\u00e4rkt br\u00e4nsle att anv\u00e4nda inom transportsektorn, men n\u00e4r det g\u00e4ller exempelvis geotermisk energi m\u00e5ste denna f\u00f6rst omvandlas till elektricitet och sedan antingen ladda ett batteri eller direkt driva ett t\u00e5g eller liknande. En omst\u00e4llning fr\u00e5n ett fossilbaserat samh\u00e4lle kr\u00e4ver som redan konstaterats<\/a> mer \u00e4n bara nya energik\u00e4llor. Vad den d\u00e4remot visar \u00e4r att det verkar vara fullt m\u00f6jligt att inte bara ers\u00e4tta de fossila energik\u00e4llorna utan dessutom g\u00f6ra detta samtidigt som det globala energibehovet \u00f6kar drastiskt.<\/p>\n

Till\u00e4gg 2:<\/em><\/p>\n

Ytterligare en inv\u00e4ndning mot analysen skulle kunna vara os\u00e4kerhet kring huruvida det finns potential f\u00f6r den enorma expansion av geotermisk energi som de b\u00e5da scenarierna kr\u00e4ver. Rapporten \u201dThe future of geothermal energy\u201d<\/a> fr\u00e5n MIT analyserar f\u00f6ruts\u00e4ttningarna f\u00f6r geotermi i USA och d\u00e4r anges potentialen i det mest pessimistiska fallet till 2,8E5 EJ enbart i USA, det vill s\u00e4ga 173 g\u00e5nger det globala energibehovet i mitt h\u00f6genergiscenario.<\/em><\/p>\n

<\/div>