Lågt oljepris negativt för förnybar energi

Jag har nu skrivit ett antal artiklar här om hur det fallande oljepriset påverkar oljeexporterande länder samt USA:s skifferoljebolag negativt. En bransch som också skulle kunna drabbas av ett lågt oljepris är förnybar energi såsom solenergi och vindkraft. Ett lägre oljepris medför nämligen att det inte blir lika attraktivt längre att bygga solcellsanläggningar eller vindkraftsparker då de kräver ett högt energipris för att bli lönsamma utan subventioner. Energianalytikern Peter Atherton säger att

"Subventioner till förnybar energi har mest sålts in till allmänheten baserat på ekonomiska fördelar, men de ekonomiska argumenten hängde på idén att priserna på fossila bränslen skulle bli dyrare, medan dyra subventioner till förnybart skulle kunna sänkas med tiden. Det ser tveksamt ut nu."

Jag håller dock inte (ännu) med honom, då olja inte är något direkt substitut för den el som produceras från sol och vind. Priset på fossilgas har dock (ännu) inte sjunkit lika mycket som oljepriset och med tanke på att gaskraftverk är en viktig konkurrent till sol och vind vad gäller elproduktion, så är situationen för sol- och vindel ännu inte allvarlig. Oljeeldade elkraftverk finns idag inte i någon större utsträckning.

Däremot borde det rimligtvis vara negativt för elbilsbranschen om elpriset fortsätter att vara högt, men oljepriset sjunker. Ett incitament att köpa elbil försvinner, vilket kan tippa över kalkylen till fossilbränsledrivna bilars fördel.

Etanol, som används som ersättning för bensin, borde däremot rimligtvis utsättas för större priskonkurrens. Priserna på de viktigaste råvarorna för etanol i Nordamerika och Europa (majs och vete) har nämligen inte gått ner på samma sätt som oljepriset. Visserligen föll vetepriset från början av maj, men i början av oktober nåddes en botten och priserna har åter stigit till samma nivå som i somras. För majspriset ser vi en liknande utveckling, men där har priset ännu inte nått tillbaks till samma höga nivå som 2011-2013. När konkurrerande bränsle blir billigare och råvaran dyrare, hur kommer det då att gå för alla etanolprojekt? Jag kan dock vid en snabb sökning ännu inte finna några tecken på kris i etanolbranschen.

Sprickor i Kinas ekonomi

Under tiden som medias uppmärksamhet varit fokuserad på Krim och Ukraina har viktiga data kommit ut från Kina, som visar hur ekonomin visar upp sprickor som antyder att landet är på väg mot kris om ett tag.

I förra veckan rapporterades att Kinas export minskade i februari med 18,1 procent jämfört med samma månad året före, mot en förväntad ökning på 7,5 procent. Samtidigt steg importen 10,1 procent, mot förväntade 7,6 procent. Totalt gav detta ett stort handelsunderskott.

Fallet för exporten är det största sedan 2009, men det förklaras delvis av just hur det kinesiska nyåret hamnade kalendermässigt i år. Vi får vänta till den mer normala månaden mars innan vi kan se om detta bara var en tillfällig effekt.

Kinas exportandel till USA och Europa har i sviterna efter finanskrisen inte ökat längre. Delvis beror detta även på konkurrens från billigare länder såsom Vietnam och Bangladesh. Förra året hade Kinas andel av EU:s import fallit till 16,5 procent från 18,5 procent 2010. De senaste fem åren har Kinas andel av USA:s import legat ganska still runt 19 procent.

Det finns emellertid fler dåliga ekonomiska data. Kinas producentpriser föll i februari med 2,0 procent på årsbasis, och därmed har de fallit på årsbasis ända sedan början av 2012. Sist de var fallande på årsbasis var 2009 under sviterna efter finanskrisen.

Industriproduktionen, investeringarna och detaljhandelsförsäljningen har också växt långsammare än förväntat i januari och februari. Industriproduktionen såg sin svagaste årsbörjan sedan 2009, detaljhandeln den svagaste sedan 2004 och investeringarna den lägsta sedan 2001.

Nya krediter växte långsammare än förväntat i februari (939 miljarder yuan mot förväntade 1310 miljarder), vilket förklaras av att Kinas skuggbanksektor saktat ner sin tillväxt.

Som jag nyligen skrivit så har Kinas banker växt med "ett USA" på fem år. Jag skrev också nyligen om Kinas "trusts" - en del av skuggbanksektorn. Just att krediterna växer saktare torde höra samman med de svagare investeringarna.

Nu ska vi i alla dessa siffror komma ihåg att det fortfarande handlar om tillväxt i Kinas ekonomi, men att den är inte lika rask som förut är det som kan ställa till problem för en ekonomi som är van vid snabb tillväxt. Dessutom ska vi förstås komma ihåg att all statistik från Kina ska tas med en nypa salt. Dock - när till och med den officiella statistiken rapporterar nedsaktning ska man nog ta det på allvar.

Nyligen inträffade också den första inställda betalningen på Kinas obligationsmarknad, när Shanghai Chaori Solar Energy Science & Technology Co inte betalade tillbaks på sina obligationer. Just solenergi verkar ha varit en överhettad (oavsiktligt skämt) sektor i Kina och det är inte konstigt att den första betalningsinställelsen skedde där. Detta fall markerar också en förändrad policy från kinesiska staten, som hittills räddat alla företag som skulle kunna få problem att betala tillbaks sina skulder. Nu kan investerarna inte längre lita på att investerare i överskuldsatta företag räddas. Idag rapporteras att ett företag från en annan överhettad bransch kan komma att bli det andra i raden att missa betalningar på obligationer. Det handlar om fastighetsbyggbolaget Zhejiang Xingrun Real Estate Co, med 3,5 miljarder yuan ($567 miljoner) i skulder. China Construction Bank innehar mer än 1 miljard yuan av dessa. Det kollapsade byggbolaget ligger i den "mindre" (480 000 invånare) staden Fenghua och en rapport nyligen från Nomura sätter fokus på just fastighetsmarknaden i mindre kinesiska städer, där det blivit ett överutbud och därmed "verkliga risker för en skarp korrektion".

Kinas valuta yuanen har börjat försvagas sedan januari i år efter att ha ganska konsekvent ha stärkts sedan 2010 (med ett litet avbrott i maj 2012). Detta torde hänga samman med oron kring den kinesiska kreditbubblan. Nu har även Kinas centralbank lätta på reglerna för hur mycket yuanen får stiga och sjunka i värde från en dag till en annan. Nu tillåts 2 procent istället för tidigare 1 procent. Den ökade volatiliteten (både den faktiska och den tillåtna) för yuanen ökar nu lånekostnaderna för kinesiska bolag som vill låna i dollar, vilket ökar på den stress som Kinas fastighetsbransch drabbats av på grund av fallande försäljning. De två första månaderna i år föll det totala värdet av sålda bostäder med 5 procent jämfört med samma period ett år tidigare. De två första månaderna av 2013 var det istället nästan en fördubbling av försäljningen jämfört med året innan.

Så det är sammantaget dåliga ekonomiska data från Kina, men de styrande försöker vifta bort detta. Ma Jiantang, chef för Kinas statistikbyrå, säger "att avmattningen i den kinesiska tillväxten är ett resultat av omstrukturering i ekonomin, och kommer från att gammalmodig kapacitet tas bort och bekämpning av luftföroreningar". Premiärminister Li Keqiang säger att "Kina ägnar stor uppmärksamhet mot finansiella risker och bevakar risker från skuggbankssektorn" och att "I vissa fall kanske betalningsinställelser inte kan undvikas, men Kina kommer att säkerställa att det inte uppstår risker mot det finansiella systemet". Li Keqiang säger nu också att Kinas tillväxtmål för i år på 7,5 procent är "flexibelt". Hur flexibelt det blir återstår att se.

Det finns alltså gott om tecken på att den kinesiska ekonomin håller på att bromsa in och att det kommer att spräcka den kreditbubbla av episka proportioner som landet har. "Intressanta tider", sannerligen. Hur klarar världsekonomin av en kreditkris i Kina?

En sak som kan tolkas positivt är dock att bilförsäljningen i Kina ökade med 18 procent på årsbasis i februari, vilket var högre än förväntat. Det ökar dock i sin tur på de extrema problem med luftföroreningar som Kina har.

P.S. Detta blir inlägg nummer 1501 sedan starten på denna blogg och söndagens artikel var alltså nummer 1500, för den som är fascinerad av jämna tal (själv föredrar jag primtal så jag firade inlägg nummer 1499 i lördags med att köpa en pizza).

Rekordstort solkraftverk kontra kolkraft

Säkerligen är det på många sätt bra att världens största solkraftverk nu startats, nämligen solvärmeanläggningen Ivanpah i Mojave-öknen i Kalifornien.

Det som slår mig som mest intressant i sammanhanget är dock några siffror. Fastän solenergi bara utgör omkring 1 procent av USA:s elproduktion, har denna industri 140 000 anställda. Kol däremot står för omkring 42 procent av USA:s elproduktion, men kolindustrin har bara 90 000 anställda. Man förstår varför, av krassa ekonomiska skäl, man väljer att bränna kol för att generera el istället för förnybara energikällor.

Förnybara energikällor kommer att innebära att fler personer behöver arbeta i energibranschen per levererad energienhet. Fler anställda innebär högre kostnader. Inte alla delar av vår energianvändning kommer att kunna klara dessa kostnader. De delar av samhället som inte kan klara dessa kostnader kommer att rensas ut eller kräva subventioner.

De visioner som då och då basuneras ut om att det går att ersätta dagens förbrukning av fossila bränslen med förnybart missar en viktig del som de inte berättar om. Det samhälle som vi får om vi baserar oss på 100 procent förnybar energi ser väldigt annorlunda ut mot det samhälle vi har idag. Många saker vi tar för givna kommer i en sådan framtid för de allra flesta att vara en ouppnåelig lyx.

Don't Try This at Home!

Ett fantastiskt ganska lågteknologiskt experiment som visar vad man kan göra med extrem solvärme. Killen har klätt in skivan till en vanlig parabolmottagare för satellitteve med små speglar och får då i en fläck av cirka 2 kvadratcentimeter fram temperaturer tillräckligt höga för att smälta stål, förånga aluminium, koka betong och förvandla jord till lava.

Den som själv vill göra liknande försök bör dock tänka på att vidta diverse försiktighetsåtgärder.

Vi har redan en gigantisk fusionsreaktor som inte ligger på någons bakgård, utan på ett bekvämt avstånd av 150 miljoner kilometer bort. Den kostar inga mångmiljardbelopp i fruktlös forskning, den är fullständigt underhållsfri och ger en effekt på maximalt cirka 1 kilowatt per kvadratmeter vid jordytan vid ekvatorn. Tyvärr kan vi inte använda effekten från denna fusionsreaktor dygnet runt och på våra nordliga breddgrader varierar den erhållna effekten kraftigt mellan årstiderna. Om vi anpassar oss till dessa begränsningar kan vi säkert hitta på många nya smarta sätt att använda solens strålar.

Solen ska rädda oss!

Christian Azar, professor i Energi och Miljö vid Chalmers, passar idag på att använda sin professorstitel för att i en debattartikel i DN presentera storvulna visioner om hur solenergin kan rädda vår orimligt höga energianvändning. Som Cornucopia skriver är det dock skillnad på teori och verklighet.

Azar målar upp en bild av kraftig tillväxt inom solcells- och vindindustrin.

År 2005 installerades drygt 1 gigawatt (GW) solceller i världen. Bara fem år senare installerades cirka 20 gånger så mycket. Inom några år uppskattas världens solcellsindustri klara av att producera 100 GW solceller per år. Vind har kommit ännu längre, år 2011 installerades cirka 40 GW. Sammantaget finns nu cirka 240 GW vind och 60 GW solceller installerade i världen, nästan allt har tillkommit sedan 2005. Kärnkraften har under denna period inte expanderat alls.

Alla såna här framtidsvisioner som prognosticerar hur mycket mer av någonting som kommer att produceras inom ett antal år gör mig skeptisk, särskilt när det handlar om en tänkt tillväxttakt på kanske 30-40 procent per år. Visst, det kan bli så, men just den höga tillväxttakten stjälps lätt av "oväntade" händelser.

1 GW motsvarar ungefär ett kärnkraftverk, men siffrorna för vind och sol blåses alltid upp av att man talar om installerad kapacitet, inte den faktiskt levererade elektriciteten per år, som på grund av enkla faktorer såsom natt, stiltje och moln är en faktor 3-7 lägre. Visserligen påpekar Azar detta i artikeln, men det vore ärligare att inte tala om installerad kapacitet, utan om faktisk realistisk kapacitet. Nu har å andra sidan den svenska kärnkraften de senaste åren inte heller levererat alls så mycket som skulle vara teoretiskt möjligt.

Däremot har Azar en poäng när han påpekar att sol och vind ökat kraftigt de senaste åren, medan kärnkraften stått still. Kärnkraftens framtid ser ju också högst tveksam ut med tanke på utvecklingen i katastrofområdet Fukushima.

Visst finns en stor potential och vinst i att bygga ut solenergi och vindkraft, men det är absolut ingen frälsning för mänskligheten som Azar målar upp när han säger att solenergianläggningar på några procent av världens öknar skulle räcka för att möjliggöra välfärd för 10 miljarder människor. Där blir det för långt mellan teori och verklighet och den stora stötestenen är skalbarheten. Detta drömsystem i öknen har redan beskrivits flera gånger i olika varianter. När det stod så här i Expressen

Om man placerar solceller i Sahara skulle hela Europas nuvarande elenergi, motsvarande 700 kärnkraftverk, kunna produceras på en yta av 70 gånger 70 km eller en procent av Sveriges yta eller en tvåtusendel av Saharas yta.

så skrapade jag lite på ytan och skrev

Om vi glömmer triviala problem som sandstormar eller att solceller bara producerar el på dagen, så är det typiskt för sådana här projekt att man glömmer en viktig punkt, nämligen skalbarhet. Visst, solceller fungerar bra i liten skala, men ett projekt i denna skala kräver så enorma mängder solceller att det blir helt orimligt. Om vi antar att varje solpanel är fem kvadratmeter handlar det om att tillverka och installera omkring två solpaneler per sekund dygnet runt under femton års tid. Vilken enorm organisation och logistik det skulle krävas för något sådant! Om vi optimistiskt antar att solcellerna i Saharas hårda ökenklimat har en livslängd på femton år skulle man sen behöva börja om igen.

Vi kan lägga till några ytterligare icke-triviala problem:

• solkraftsanläggningarna skulle ligga i det politiskt instabila Nordafrika
• solkraftsanläggningar producerar el (eller värme), inte flytande bränslen. Tillgången till flytande bränsle är den största stötestenen för framtidens energisystem
• sandstormar skulle vara ett stort problem, inte bara för solceller, utan även för projekt som Desertec, som går ut på att koncentrera solstrålarna med speglar

Skalbarheten är för övrigt också ett stort problem inte bara för gigantiska solcellsanläggningar, utan även för Desertec.

I övrigt kan vi konstatera att vindkraft bara producerar el när det blåser och solceller bara dagtid - det finns idag inga vettiga lagringslösningar för el i så stor skala och det verkar inte sannolikt att det skulle dyka upp någon. Läs t.ex. Pump up the Storage och Nation Sized Battery från Do the Math. Jag skulle bra gärna vilja veta vad Azar specifikt menar när han talar om "förbättring och utveckling av olika metoder för att hantera vindens och solens variabilitet".

Det är inte osannolikt med en vindstilla natt över större delen av Europa och för sådana tillfällen behövs reglerkraft. I Sverige kan vi troligen bygga ut ganska mycket vindkraft och solenergi, då vi har gott om reglerkraft i form av vattenkraft, men detta gäller absolut inte för större delen av Europa. Där gäller reglerkraft i form av den ändliga energiråvaran fossilgas (gärna rysk). I ett tidsperspektiv längre än något decennium blir detta ytterst problematiskt. Måste Europa istället för flertalet användningsområden överge principen om att elektricitet är tillgänglig 24 timmar om dygnet 7 dagar i veckan, och istället köra industrierna när det blåser eller är soligt?

Ett stort plus får Azar dock för att han presenterar realistiska tidsperspektiv, vilket vi alltför sällan ser i såna här sammanhang.

Att ställa om det globala energisystemet mot nollutsläpp kommer ta tid, mer än ett halvt sekel, kanske hundra år.

De flesta verkar tro att vi kommer att ha klarat av omställningen på något decennium högst.

Läs även Cruel Crudes kommentar.

Övriga energislag

Fler "favoriter i repris", alltså äldre inlägg från bloggen som fortfarande är aktuella. Dagens ämne är övriga energislag.

• Energiersättning - ett räkneexempel
• Peak oil och energialternativen
• Skalbarhet och vikande horisonter
• Bränslena som kanske inte fanns så mycket av
• Icke skalbara solceller
• Kärnkraftsbyggenas ekonomiska problem
• Vad ska driva bilarna?
• Batterier kontra fossila bränslen
• Myterna om bränsleceller och vätgas
• Jag tror på elbilar när...

[Andra bloggar om energi, vätgas, elbilar, bilism, bränsleceller, batterier, kärnkraft, solenergi, kol, peak oil]

Icke skalbara solceller

Jag läste häromdagen i Ny Teknik att Sharp har slagit rekord i verkningsgrad för solceller. Masstillverkade solceller är där uppe i en verkningsgrad på 35,8% - det tidigare rekordet var på 31,5%. Men det finns ett problem som inte nämns i artikeln, även om ett granskande öga kan ana det.

en solcell vars översta lager består av indiumgalliumfosfid, mellanlagret av galliumarsenid och det understa lagret av indiumgalliumarsenid

Indium är ett oerhört sällsynt ämne, som jag skrev om i våras.

Enligt vissa beräkningar finns det endast cirka tretton års utvinningsbara indiumreserver kvar vid nuvarande produktionstakt. Även om detta skulle visa sig vara för pessimistiskt kan vi i alla fall konstatera att det inte finns några större mängder indium att tillgå.

Den höga verkningsgraden hos de nya solcellerna från Sharp får därmed mest ses som kuriosa och är inte någon framkomlig väg mot energiersättning i stor skala. Världen får därför hålla tillgodo med kiselbaserade solceller och en verkningsgrad kring 20%.

Man kunde i våras också läsa i Ny Teknik om företaget First Solar, som uppnått en drömgräns genom att producera solceller för under en dollar per watt. Men även här finns en liknande hake.

First Solar använder tunnfilmsteknik baserad på cadmium-tellurid (CdTe) som bara kostar en tredjedel av solceller av kisel

Om tellur skrev jag också i våras.

Tellur är till och med mer sällsynt än platina i jordskorpan och framställs i ytterst små mängder som biprodukt vid kopparbrytning (omkring ett kilo från ett tusen ton kopparmalm).

Skulle First Solar försöka producera sina solceller i mängder som skulle lämna ett meningsfullt bidrag till jordens energiförsörjning skulle de alltså snabbt märka att en av råvarorna helt enkelt inte fanns tillgänglig. Långt innan dess skulle de dock ha drivit upp världsmarknadspriset på tellur till rekordnivåer och då skulle solcellerna inte längre vara så billiga att producera.

I sammanhanget frågar jag mig varför solceller av kisel är så dyra att producera - råvaran är ju inte särskilt sällsynt. Jag vet tyvärr inte tillräckligt om det, men det höga priset får mig att tro att det någonstans i processen går åt en massa energi.

Sammanfattningsvis kan man konstatera att solcellerna inte kommer att kunna leva upp till de högt ställda förhoppningar som många har om dem. Det känns tråkigt att ständigt framstå som "party pooper", men vad gäller energialternativ presenteras jämt de positiva sidorna och de ses som lösningar för framtiden. Då är det på sin plats att påpeka alla obehagliga fakta som företaget och journalisten "glömt bort".

Läs andra bloggar om solenergi, råvaror, energi

Vägar istället för bostäder?

Jag läser idag att bostadsbyggandet slår i botten och första kvartalet i år var det sämsta på tio år. Under 2009 kommer enligt Boverkets prognos 17000 nya småhus och flerbostadshus att påbörjas, jämfört med 21900 under 2008. Boverket räknar dock med att vi ska se botten denna sommar. Dåliga tider för byggföretag inom bostäder, alltså. Trenden överensstämmer med vad vi har sett i USA, där bostadsbyggandet sjunkit kraftigt. Vi i Sverige ligger bara lite efter på kurvan.

Apropå bostäder meddelade Boverket idag också att det år 2008 såldes nästan dubbelt så många hyreslägenheter som år 2007. Ungefär hälften såldes till privatvärdar och hälften till bostadsrättsföreningar. Låt mig gissa att vi kommer att få se en förändring av denna trend framöver, när kreditkris och lågkonjunktur slår mot både fastighetsbolag och presumtiva bostadsrättsföreningar.

Samtidigt läser jag att det är högtryck för vägbyggare och även en hel del järnväg byggs också. Vägverket passar på när det är lågkonjunktur och de kan få ut mycket väg för de satsade pengarna, då priserna är låga. Så bostadsbyggarna får väl omskola sig till väg- och järnvägsbyggare.

Bloggrannen Cornucopia påpekar att dessa vägsatsningar är tveksamma i ljuset av peak oil. Jag håller med. Bilfabriker och nya bilvägar är det sista vi behöver så här på oljetoppen. Det räcker gott med de vägar vi har, eftersom biltrafiken med största sannolikhet kommer att minska framöver i spåren av dyrare bensin och diesel. Efterhand som den globala oljeproduktionen minskar kommer man istället att behöva prioritera underhåll av den befintliga infrastrukturen. Ju mer vi har att underhålla, desto svårare blir det att hålla allt i vettigt skick. Därför ska vi inte förbygga oss nu.

När man nu ändå satsar på byggen, så borde man istället satsa pengarna på sådan infrastruktur som har någon framtid för sig. Att bygga bort oss från oljesamhället kräver, som jag påpekade i räkneexemplet på energiersättning, stora satsningar av olika slag, förutom ren energibesparing. Alltså inga fler vägar, utan istället järnvägar, spårvägar och kanske trådbussar.

Apropå energi och byggen noterade jag häromdagen också att solceller på villataket är en förlustinvestering trots att staten sponsrar 60 procent av investeringen. Nej, solceller är nog tyvärr ingen rimlig lösning på just Sveriges energibehov, även om de kan ge ett energibidrag i länder närmare ekvatorn. Och solceller lär inte heller bli billigare med på sikt ökande oljepriser, utan tvärtom dyrare, eftersom det går åt en massa oljebaserad energi för att ta fram dem. Produktionskedjan från dieseldrivna fordon i gruvor via diverse fabriker fram till den dieseldrivna lastbil som levererar dem till slutkunden drivs till stor del på oljeprodukter.

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.

Peak oil och energialternativen

Cornucopia publicerade för några dagar sedan en fin graf över den globala oljeproduktionen. Där ser man tydligt att oljeproduktionen befunnit sig i en platåfas sedan 2005, med en sista spik förra sommaren. Det är ytterst tveksamt om med vi med nuvarande världsekonomiska läge kommer att få de investeringar gjorda som behövs för att hålla produktionen uppe, och därför tror nu många bedömare att produktionstoppen från sommaren 2008 faktiskt var "peak oil" eller den globala oljeproduktionstoppen. Många av världens största oljeproducenter befinner sig nämligen redan i nedgångsfasen, t.ex. Norge och Mexiko. I november 2008 kom IEAs årliga rapport World Energy Outlook där man räknar med en genomsnittlig produktionsminskningstakt på 6,7% per år, vilken ökar till 8,6% år 2030. Detta om inga nya investeringar i oljeutvinning kompenserar produktionsminskningarna från befintliga oljefält. Läs mer i mina kommentarer till rapporten, där jag bland annat kommer fram till att den nya oljan kommer att kosta runt $140/fat om man följer IEAs beräkningar. Om man överhuvudtaget skulle lyckas hålla produktionen uppe, alltså.

Följdfrågorna blir - vilka alternativa energikällor till oljan finns det? Hur användbara är de? Vilka problem finns med dem?

Kortfattat kan sägas att ingen kombination av alternativen till oljan inom rimlig tid kan ersätta den energiförbrukning vi har idag. Ett av de viktigaste problemen med de alternativa energikällorna är att det är svårt att använda dem för att ersätta oljan för transporter. Många av de alternativa energikällorna genererar elektricitet, vilket i och för sig kan användas för att driva tåg och andra fordon, men det blir energiförluster på vägen och dessutom kräver det investeringar i ett helt nytt transportsystem. Ett annat stort problem är att det krävs gigantiska investeringar för att få igång ny energiproduktion i den skala som behövs för att ersätta oljan.

Nå, nu går vi igenom alternativen mer i detalj, för att ni ska få se hur läget är.

Fossilgas (även eufemistiskt kallad naturgas) är också en ändlig energikälla, som dessutom kommer att passera sin produktionstopp snart. Ju mer världen börjar att använda gas, desto snarare kommer produktionstoppen även för fossilgas. Dessutom är transport av fossilgas inte helt okomplicerad. Antingen går den via långa rörledningar från produktionsfältet till konsumtionsstället, eller så måste den kylas ner kraftigt och fraktas med särskilda fartyg, vilket är en mycket energikrävande process som kräver dyrbara investeringar. Därför förbrukas större delen av fossilgasen på samma kontinent där den utvinns.

Kolkraft är smutsig och miljöfarlig. Kolgruvor ställer till stora miljöproblem. Många av dagens kolgruvor är dagbrott som förstör hela trakter. De mest lättillgängliga koltillgångarna har redan utvunnits och de som finns kvar kräver stora investeringar för att kunna utvinnas. Inte nog med det, världens kvarvarande kolreserver verkar vara mycket optimistiskt beräknade. Dessutom kräver dagens kolgruvor dieseldrivna fordon för att det ska brytas något kol.

Kol kan inte direkt ersätta olja för transporter. Man kan framställa syntetisk bensin ur kol, men det är en energikrävande process. Man kan självklart damma av en massa gamla ånglok eller bygga nya, men en sådan omställning kräver tid och kan inte direkt ersätta transporter med lastbil, buss och personbil.

Kärnkraften framställs av många som en tillfällig lösning på problemen med minskande oljetillgång. Ett problem är att även kärnbränslet uran är en ändlig resurs, som kommer att ta slut mycket snabbt om världen bygger ut mer kärnkraft. Ett annat problem är att kärnkraftverk är mycket dyra att bygga och det tar dessutom mycket lång tid. För att ersätta oljekonsumtionen krävs enorma mängder med kärnkraftverk och man skulle ha behövt börja bygga dem för flera år sedan.

Världsproduktionen av uran toppade runt 1980 för att sedan minska. Skillnaden mellan tillgång och efterfrågan har sedan 1985 täckts upp med "överblivet" militärt uran. För att försörja de hundratals nya kärnkraftverk som skulle behövas för att ersätta oljan skulle en mängd nya urangruvor behöva öppnas. Att öppna en ny gruva tar tid och processen skulle även här ha satts igång för flera år sedan om man vill ersätta oljan.

Kärnkraften har även sina avfallsproblem, som enligt många inte har någon tillfredsställande lösning ännu. Miljöproblemen gäller även i hög grad urangruvorna. Vem vill bo granne med en sån?

Vindkraft då? Ett stort vindkraftverk på 5 MW kan under gynnsamma förhållanden producera energi motsvarande 9000 fat olja per år. Världens oljekonsumtion har de senaste åren varit runt 85 miljoner fat per dag. För att ersätta dagens oljekonsumtion skulle det krävas mer än 3 miljoner stora vindkraftverk, som kostar oräkneliga miljarder att bygga. Ska vi ersätta 6% av världens oljeförbrukning blir det 180 000 stora vindkraftverk som ska byggas per år. Det innebär ungefär hundra gånger dagens utbyggnadstakt. Dessutom har vinden den tråkiga egenskapen att den inte blåser lika mycket hela tiden, så det krävs en massa reservkapacitet för elproduktion med annat än vind, de dagar det inte blåser så mycket. Vindkraft kan alltså bara användas för att ersätta en liten del av världens oljekonsumtion.

Vattenkraften i Sverige kan inte byggas ut särskilt mycket mer om vi inte ska offra våra sista orörda vattendrag. Även om vi skulle offra dem, så skulle det bara ge ett marginellt bidrag jämfört med den olja vi förbrukar. Detsamma gäller resten av världen.

Tidvattenkraft är inte aktuellt annat än på vissa platser i världen. Det kan dock ge ett marginellt bidrag till energiförsörjningen i vissa länder.

Vågkraft kan byggas ut, men kräver liksom vindkraft stora investeringskostnader. Den kan inte heller totalt sett ge särskilt stort energibidrag, jämför räkneexemplet för vindkraft.

Solceller har problem med begränsade resurser för att producera dem. Liksom för vindkraft är problemet att det krävs enorma mängder med solceller för att få fram så mycket energi som finns i den olja som världen dagligen använder. Det kommer att ta tid och kräva väldiga mängder råvaror att bygga dessa solceller. Kiselindustrin har idag inte den kapacitet som krävs för att framställa så mycket kisel till solceller, om man skulle lyckas skala upp tekniken för att göra solceller utan sällsynta ämnen som indium och tellur. Det är också tveksamt om de kan bygga ut en sådan kapacitet under en överskådlig framtid.

Vätgas är inte en energikälla. Det är en energibärare, på samma sätt som elektricitet. Det finns ingen vätgas att utvinna på jorden, utan den måste framställas på något sätt, t.ex. genom elektrolys av vatten eller ur naturgas. Denna framställning ger enorma energiförluster - det är mycket effektivare att använda elektriciteten eller gasen direkt. Allt tal om vätgasdrivna fordon eller bränsleceller som alternativ är helt enkelt bluff!

Biobränslen finns av många slag - ved, halm, etanol, "biodiesel" (RME), rötgas.

För uppvärmning av hus är biobränslen, t.ex. ved eller flis, utmärkta alternativa energikällor.

För transporter måste man ha någon form av flytande bränsle. Här har det talats mycket om etanol och "biodiesel" de senaste åren. Tyvärr har de stora problem.

Etanolframställning ur spannmål är energimässigt direkt olönsamt. Om all energi som går in i processen räknas in så går det enligt vissa beräkningar åt mer energi än vad man får ut! Det behövs energi för drivmedel till traktorer, konstgödsel, transporter och inte minst till etanoltillverkningen. Etanol som bränsle är en bluff! Den kan endast bli ekonomiskt lönsam tack vare att vi har tillgång till billig olja och naturgas.

Etanolframställning ur cellulosa är ännu under utforskning och det finns ingen fungerande teknologi ännu.

Framställning av etanol ur sockerrör i tropiska länder som Brasilien ger ett bra energinetto, men när världens olja tryter vill nog brasilianarna behålla sin etanol själva!

"Biodiesel" framställs av olja (ur oljeväxter som raps) och metanol. Även den ger ett lågt energiutbyte om all ingående energi räknas in, men det verkar dock ge mer energi än vad som sätts in, till skillnad från etanol.

Biobränslen kräver mark att odlas på. I en framtida värld med matbrist kommer marken att behövas för att odla mat istället. Rötgas (biogas) är det enda biobränslet som inte har några sådana bieffekter.

Grundproblemet vad gäller biobränslen är att man inte kan få ut mer energi än vad som produceras av växternas fotosyntes. Detta gör att det inte finns någon fysisk möjlighet att ersätta mer än några procent av vår oljeförbrukning med biobränslen.

Fusionskraft finns ännu inte i form av en fungerande anläggning. Frågan är om den någonsin kommer att fungera. Om det är tekniskt möjligt ligger storskalig produktion i alla fall många årtionden i framtiden.

Sammanfattningsvis kan sägas att ingen kombination av alternativen till oljan inom rimlig tid kan ersätta den energiförbrukning vi har idag. Därmed blir det enda riktiga alternativet till oljan att spara energi på olika sätt, till exempel genom att minska på transporterna. Världen som helhet måste också räkna med sänkt levnadsstandard framöver, när energin blir dyrare. För oss i västvärlden innebär det att vi måste skära ner på vår konsumtion av prylar. För världens fattigaste, t.ex. de hundratals miljoner som inte ens har tillräckligt med mat, innebär sänkt levnadsstandard en katastrof.

Tror du inte på mig? Om du tänker säga emot, se till att hitta väl underbyggda beräkningar för alternativen, för jag har kollat upp detta noggrannt under några år. Den som vill läsa mer rekommenderas att besöka t.ex. Energy Bulletin eller The Oil Drum.

Sällsynta ämnen

Idag skriver jag lite om olika sällsynta grundämnen som är viktiga för vårt samhälle. Detta är något jag tänkt skriva om ett tag, men inte kommit till skott förrän nu. Uppdatering: det visar sig att jag troligen hade fel angående vindkraft - större vindkraftverk använder inte permanentmagneter, däremot gör man det av viktskäl för små vindkraftverk. Ändringar nedan är kursiverade.

Vissa råvaror används i stora mängder i dagens industrisamhälle. De som man ofta hör talas om när det talas om råvaror i media är energikällorna olja, kol och naturgas, basmetallerna järn, aluminium, koppar, bly, nickel, tenn, zink samt ädelmetallerna guld och silver. Men det finns ett antal olika grundämnen som används i små mängder, men som ändå är oumbärliga för vissa tekniska tillämpningar. Vissa av dem kanske du aldrig har hört talas om, men här får du i så fall lära dig lite om hur viktiga de är för vårt högteknologiska samhälle.

Vissa av dessa sällsynta ämnen får man som biprodukter vid brytning av basmetallerna. Exempelvis är enda källan för germanium, kadmium och indium som biprodukter vid zinkbrytning. Koppargruvor ger som biprodukt större delen av världsproduktionen av molybden, rhenium, tellur och selen. Aluminiumgruvor är den enda källan för gallium. Detta betyder att det kan bli problem med försörjningen av dessa sällsynta ämnen när världsproduktionen av basmetaller faller som en följd av den ekonomiska nedgången. Intressant att notera är också att om man återvinner basmetaller såsom koppar ur skrot får man såklart inte ut de sällsynta ämnena som biprodukter, eftersom dessa bara fås från själva malmen. Ett annat problem är att utvinningen av vissa sällsynta grundämnen snart når sin topp och därefter kommer att minska obönhörligen. Om inte annat kommer många av dessa ämnen att bli mycket dyrare framöver, då gruvbrytningen efterhand övergår till malmfyndigheter med allt lägre halt av det efterfrågade ämnet. Mer "utspädda" malmer kostar mer att extrahera ur. Eftersom en stor del av brytningskostnaden är energi, ofta i form av diesel eller naturgas, påverkar priset på olja priset på gruvbrytning.

Problemet med användningen av dessa "högteknologimetaller" är att de i många fall också "slösas bort" och inte kan återanvändas.

Metallen lantan används för att göra effektiva laddningsbara nickelmetallhydridbatterier för t.ex. bilar. Där har Toyota fullständigt dammsugit världsmarknaden för att få material till batterier till sin Prius. Mängden tillgängligt lantan är en begränsning som alla som talar sig varma för elbilar glatt ignorerar. Visserligen finns det andra batterisorter, t.ex. litiumjonbatterier, men de har fortfarande problem som gör dem svåra att använda i elbilar.

Vad gäller lantan ska man inte heller glömma att så gott som hela världsproduktionen av lantan med flera sällsynta jordartsmetaller idag sker i Kina. Och då talar vi om total dominans - nästan 100% av världsproduktionen. Detta är inte en försumbar risk vad gäller tillgängligheten på världsmarknaden. Att nästan all produktion av en råvara finns i ett land gör att politiska problem av olika slag lätt kan störa produktionen eller exporten. Det finns även stora fyndigheter av sällsynta jordartsmetaller i t.ex. USA, men det finns idag inga aktiva gruvor där. Om Kinas produktion av sällsynta jordartsmetaller av någon anledning skulle avstanna skulle det ta flera år att få igång motsvarande produktion någon annanstans. Under tiden skulle t.ex. all produktion av nickelmetallhydridbatterier upphöra.

En kritisk sällsynt metall är neodym, som används för att göra neodymmagneter, de starkaste permanentmagneter som finns. Inga andra magneter (utom samariumkoboltmagneter) kommer i närheten av neodymmagneter. Neodymmagneter används till exempel i hårddiskar och andra tillämpningar där man behöver starka men små magneter, men större mängder neodym går åt om man vill göra permanentmagneter för elmotorer och generatorer. Små vindkraftverk behöver till exempel använda neodymmagneter i generatorn för att göra den effektiv i förhållande till sin vikt. För ett vindkraftverk på några tiotal kilowatt går det åt flera kilo neodym. Detta innebär att småskalig vindkraft inte under överskådlig tid kan ersätta andra energikällor, eftersom världsproduktionen av neodym helt enkelt inte räcker till för alla vindkraftverk som skulle behövas. Andra sorters kraftverk lider dock inte av denna begränsning, eftersom generatorernas storlek inte är lika avgörande där. Neodymmagneter är dock nödvändiga för att elbilar inte ska bli för tunga. Även neodym är en sällsynt jordartsmetall och produktionen sker därför till nästan 100% i Kina. Alternativet samarium för samarium-koboltmagneter är lika illa, eftersom samarium också tillhör de sällsynta jordartsmetallerna.

Metallen tantal används för att göra effektiva kondensatorer, vilket utgör en förutsättning för all den portabla elektronik vi omger oss med - mobiltelefoner, mp3-spelare, bärbara datorer. För tantal finns inga akuta tillgänglighetsproblem, då produktionen är utspridd på flera länder med (i förhållande till den globala förbrukningen) ganska stora fyndigheter. I och med att det är ett sådant kritiskt ämne är det dock värt att hålla koll på tillgången.

Rhenium används framförallt som legeringsmetall för att göra jet- och raketmotorer. Det används även som katalysator inom petroleumindustrin. Rhenium är en av de dyraste metallerna på jorden, eftersom den är så sällsynt. Huvuddelen av världsproduktionen kommer från koppargruvor i Chile.

Molybden används som legeringsmaterial, framförallt för stål. Visserligen minskar världsproduktionen av molybden då kopparproduktionen minskar p.g.a. minskad efterfrågan i krisen, men det borde inte innebära något stort problem, då efterfrågan på molybden också torde minska.

De sällsynta jordartsmetallerna terbium, europium och yttrium används till teveskärmar (tjockteve), lysrör och lågenergilampor. Utan dessa ämnen kan man helt enkelt inte tillverka lysrör och lågenergilampor. Liksom för lantan och neodym är världsproduktionen helt koncentrerad till Kina. Sammantaget är alltså Kinas produktion av sällsynta jordartsmetaller absolut nödvändig för flera mer eller mindre oumbärliga teknologier idag - laddningsbara nickelmetallhydridbatterier, neodymmagneter för hårddiskar, vindkraftverk och elmotorer, samt lysrör och lågenergilampor.

Elektronikråvaror

Nu kommer vi till en annan grupp av grundämnen, nämligen elektronikråvarorna. Elektronik används överallt i dagens teknologier - solceller, bilar, datorer, telefoni. Datorer i olika storlekar används för att styra de flesta industriprocesser. De viktigaste grundmaterialen för elektroniken är kisel, ett ämne som som tur är finns i stora mängder på jorden, samt koppar för ledningar. Men för att elektroniken ska fungera krävs flera olika sällsynta ämnen som tillsätts till kiselbasen för att få önskad funktion.

För att framställa lysdioder behöver man flera olika sällsynta ämnen, framförallt gallium. För att framställa starkare lysdioder (t.ex. diodlaser) behövs även indium. För vissa typer av lysdioder används även selen istället för gallium och indium. För att göra ljusdioder med vitt ljus behövs även yttrium, som är en sällsynt jordartsmetall som idag nästan enbart produceras i Kina.

Germanium är oerhört sällsynt och världsproduktionen uppgår årligen till futtiga 100 ton, mest som biprodukt vid zinkbrytning. Som tur är behövs också väldigt små mängder germanium idag. Germanium används till fiberoptik, infrarödoptik samt till mycket snabba elektroniska kretsar.

Gallium används förutom till lysdioder även till supersnabba kretsar. Tillgången på gallium är idag inget problem, eftersom det framställs tillräckliga mängder som biprodukt vid aluminiumbrytning.

Solceller ses av många som en potentiell lösning på världens energiproblem. För att göra effektiva solceller av tunnfilmstyp används idag antingen kadmiumtellurid, koppar-indium-gallium-diselenid eller kisel.

Tellur är till och med mer sällsynt än platina i jordskorpan och framställs i ytterst små mängder som biprodukt vid kopparbrytning (omkring ett kilo från ett tusen ton kopparmalm). Selen är betydligt vanligare, även om det är ganska sällsynt, och fås också som biprodukt vid kopparbrytning. Selen har förutom solceller en annan mycket viktig användning, nämligen i trumman till laserskrivare och kopiatorer.

Indium framställs framförallt som biprodukt vid zinkbrytning. Enligt vissa beräkningar finns det endast cirka tretton års utvinningsbara indiumreserver kvar vid nuvarande produktionstakt. Även om detta skulle visa sig vara för pessimistiskt kan vi i alla fall konstatera att det inte finns några större mängder indium att tillgå. Omkring hälften av världens indiumproduktion används idag till LCD-skärmar till datorer och teveapparater.

Efter denna genomgång kan vi konstatera att om solceller ska kunna produceras i större mängder är de båda teknologier som kräver tellur respektive indium uteslutna på grund av att det helt enkelt inte finns tillräckligt mycket av dessa ämnen. Därmed återstår den tredje tekniken, kisel, som den enda möjliga vägen. Kisel är som sagt oerhört vanligt, men övriga problem kring solcellstillverkning i stor skala får jag återkomma till en annan gång. Här ska det handla om sällsynta ämnen.

Sammanfattningsvis kan vi konstatera att flera av de teknologier som ofta presenteras som "framtiden" inte är skalbara till massanvändning p.g.a. att de kräver sällsynta ämnen i stora mängder. Småskalig vindkraft, elbilar och solceller tillhör idag denna kategori, om det inte görs några banbrytande vetenskapliga genombrott som snabbt kan omsättas i praktiken.