2009-06-18

Energiersättning - ett räkneexempel

I förrgår talade jag om hur svårt det blir att ersätta den vikande globala oljeproduktionen. Idag har jag ett konkret räkneexempel för att visa svårigheten.

Idag förbrukas globalt cirka 85 miljoner fat olja per dag, vilket blir cirka 31 miljarder fat olja per år. Det motsvarar i energi drygt 52000 terawattimmar (TWh) per år. Låt oss vara optimistiska och anta att den globala oljeproduktionen bara minskar med 4% per år. Då ska vi ersätta drygt 2000 TWh energiproduktion per år.

Låt oss vidare anta att 20% av denna nya energiproduktion kommer från kärnkraft, 20% från kolkraftverk, 20% från vindkraft, 10% från vattenkraft, 10% från vågkraft, 10% från solceller och 10% från biobränslen. Det skulle innebära att världen måste
  • Ta 48 kärnkraftverk à 1000 MW i produktion per år.
  • Bygga 96 stora kolkraftverk à 500 MW per år.
  • Bygga drygt 27000 vindkraftverk à 5 MW per år.
  • Utöka sin vattenkraftproduktion med cirka 8% per år.
  • Bygga runt 32000 vågkraftverk à 750 kW per år.
  • Bygga ut solcellskraftverk med sju gånger den i EU år 2006 totalt installerade kapaciteten.
  • Biobränslena har jag inte orkat räkna på, men siffrorna blir lika enorma.
Om vi räknar in effektiviseringar av energianvändningen som kompenserar hälften av oljeproduktionens nedgång blir det ändå 24 kärnkraftverk, 48 kolkraftverk, 13500 vindkraftverk och 16000 vågkraftverk, samt en massa vattenkraft, solkraft och biobränsleproduktion som ska färdigställas per år. Ändrar vi proportionerna mellan energislagen blir det ändå helt orimligt stora investeringar som måste göras. Den enda energiproduktionsform som möjligtvis kan hålla denna utbyggnadstakt är kolkraft, men kolkraft och kolgruvor är oerhört smutsiga och kol är som bekant också en ändlig resurs.

Vi måste alltså inse att världen nu måste ställa om till en betydligt lägre energikonsumtion. Detta kommer troligen att "sköta sig självt" genom så kallad "demand destruction", alltså att energianvändningen minskar på grund av för höga priser.

Vi i västvärlden måste därmed ställa in oss på minskad konsumtion. Så gott som allting kommer att bli dyrare, eftersom så gott som allting som vi köper kräver mycket energi för att produceras.

I sammanhanget ska vi inte heller glömma att större delen av alla transporter i världen sker med oljebaserad energi och här blir det svårt att ersätta med andra energikällor, eftersom det förutom investeringar i energiproduktion kräver stora investeringar i nya transportsystem. Detta kommer framöver att innebära att mängden transporter i världen måste minska. Vi går därmed mot en deglobalisering, där lokalt producerade varor gradvis kommer att bli billigare än de som kräver långväga transporter.

14 kommentarer:

  1. Kan det bli så att världsbefolkningen kommer minska pga energibristen också, vilket till viss del kompenserar den minskade energitillgången?

    Alltså att vi är 6+ miljarder människor på jorden tack vare lätt-tillgänglig energi men att denna siffra skulle naturligt justeras ner när det blir dyrare med energi?

    Jag tänker t ex på hur mkt effektivare jordbruket blivit tack vare olja, och hur mkt ineffektivare det skulle bli utan. Eller tänker jag fel?

    SvaraRadera
  2. Vad tror du om Teslas lösning?

    SvaraRadera
  3. Martin,
    Visst är det så. Jag tänkte återkomma till det vid senare tillfälle.

    SvaraRadera
  4. Anonym 2009-06-18 22:04:
    Vilken "Teslas lösning"?

    SvaraRadera
  5. Nikola Teslas experiment om att skicka ström genom atmosfären.

    SvaraRadera
  6. Matproduktionens beroende av gödsel är väl inte med säkerhet konsatn över tiden, tänk t ex GMO och förändring av grödor.

    Klimatproblematiken av energisektorn var väl eller inte med. Gore senaste sammanställning av bilder ger vid handen att klimatsituationen är tämligen dyster.

    Känns som läget för låt-gå-politik sällan varit så olämpligt.

    SvaraRadera
  7. Och vad har "Nikola Teslas experiment om att skicka ström genom atmosfären" med energiproduktion att göra?
    Som jag sade i samband med vätgas så måste man skilja mellan energikällor och energibärare. Just nu talar vi om energikällor som skulle kunna ersätta oljan.

    SvaraRadera
  8. En intressant följdfråga är: Kan man ha långsiktig ekonomisk tillväxt utan tillväxt i energiförbrukningen?
    http://www.iea.org/Textbase/work/2004/eewp/Ayres-paper3.pdf

    SvaraRadera
  9. Anonym 2009-06-24 22:44:
    Tack så jättemycket för den länken!
    Jag hade läst den studien en gång, men kunde inte hitta tillbaks till den! Jag hade tappat bort både länk, författarnamn och allting.

    SvaraRadera
  10. Det skulle vara intressant att följa upp undersökningen Ayres et al. gjort med att undersöka huruvida deras gissning att det är IT-revolutionen som orsakat diskrepansen från Solow-residualen efter 1980 är korrekt (slutsats två), eller om det är på grund av att USA exporterat delar av sin energiförbrukning till andra länder, främst i asien. (Ännu bättre vore att upprepa analysen för hela världen som är ett slutet ekonomisk system, men det kan nog bli svårt att få tag på lika statistiskt säker information.)

    SvaraRadera
  11. Hej, och tack för en intressant och realistisk, om än något deprimerande, blogg. Jag är dock inte mycket bättre själv.

    Några kommentarer om ditt räkneexempel:

    - Det är inte realistiskt att räkna med att oljeproduktionen minskar linjärt med 4% av dagens produktion varje år. Det skulle innebära att produktionen är nere på noll fat per år om 25 år, vilket säkert inte heller du tror på. Däremot under en period är det inte orimligt. Jag vill bara poängtera detta för det är säkert möjligt att uppföra ett mycket stort antal kraftverk på kort tid, men det går givetvis inte att göra det varje år för all framtid.

    - I USA har jag för mig att privatbilism står för 65% av landets oljekonsumtion. Om man tänker sig att varannan personkilometer färdas tillsammans med en annan person i bilen, dvs samåkning och antar att USA:s oljeförbrukning är 20 miljoner fat/dag landar vi på en besparing på 3,25 miljoner fat/dag. Där har du dina 4% av 85 mijoner fat. Dessutom helt utan dyra infrastrukturinvesteringar.

    - Den genomsnittliga amerikanska bilen drar tydligen ungefär dubbelt så mycket som den genomsnittliga europeiska. Byt ut varannan amerikansk pickup till något vettigare så kan du skriva av ytterligare nästan 4%.

    - I och med att samtliga energikällor i ditt exempel producerar elektrisk energi förutsätter jag att du tänkt dig ett elbaserat transportsystem. Jag antar att de MW-siffror du angivit avser elektrisk effekt och inte termisk? Oavsett om det rör sig om elbilar eller tåg låter en minskning av förbrukningen på 50% genom besparingar orealistiskt lite. Bara genom att byta till rena elbilar kan man nog komma ner till 25% och tittar man mot tåg så ligger det nog under 10%.

    Siffrorna ovan är bara mellan tummen och pekfingret och jag har inga tillförlitliga källor, men jag tror att Wikipedia duger för att hamna i rätt storleksordning.

    Med vänlig hälsning
    Johan

    http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_in_the_United_States

    http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_economy_in_automobiles

    http://www.withouthotair.com/download.html

    SvaraRadera
  12. Tillägg till ovanstående:

    Ett effektivt sätt att uppnå ovanstående skulle antagligen vara kraftigt höjd skatt på bensin i USA, framförallt för privatpersoner. Att det sedan är politiskt (och kanske fysiskt med tanke på det hårda klimatet) självmord avskräcker antagligen...

    Mvh
    Johan

    SvaraRadera
  13. Om bensinskatt i USA:

    Uppgång i oljepris kommer slå hårdast där, just för att de har låg bensinskatt.

    USA:
    bensinkostnad för konsument (5) = bensinkostnad för producent (4) + X% (25%)

    Sverige:
    bensinkostnad för konsument (13) = bensinkostnad för producent (4) + X% (25%) + Y (8)

    Ökar bensinkostnad för producent till 8kr blir det 10kr (+100%) i USA och 18kr (+40%) i Sverige.


    USA kommer vilja minska sin bensin/oljekonsumtion kraftigt framöver...

    SvaraRadera
  14. Under 1980-talet så kom man upp i en produktionstakt om 30 GWe ny kärnkraft per år utan någon betydande ansträngning, en utbyggnad som bara skedde i en begränsad del av världen. Skulle en större global utbyggnad ske så är det rimligt att vi kan bygga i alla fall 100 GWe kärnkraft per år. Denna utbyggnad skulle tillföra ungefär 850 TWh el per år, eller ca 2500 TWh om vi mäter i primärenergi.

    Byggkostnaden skulle ligga på ca 2500 miljarder euro per år, eller ca 5% av GWP. Detta baserat på en byggkostnad om 2500 euro per kW. Energiåtgången för själva byggandet är ca 100 TWh/år i form av primärenergi.

    Pga uranåtgången så skulle dock en betydande del av nybyggena tvunget bestå av bridreaktorer.

    När det gäller biobränslen så har Sveriges potential uppskattats av Svebio till ca 250 TWh, dvs drygt 100 TWh mer än vad vi använder idag. Om vi utgår ifrån att Sverige skulle klara denna ökning på 30 år, och att världen i stort skulle ha en liknande potential per capita så skulle det motsvara ca 2500 TWh/år.

    SvaraRadera

Kommentarer bör hålla sig till ämnet för den bloggartikel de hör till. Personangrepp, hets mot folkgrupp och andra kränkningar tillåts inte. Kommentarer som bara består av länkar tillåts normalt inte. Kommentarer som bryter mot reglerna kan komma att tas bort.