profile

10X Arena

10X Arena nyhetsbrev #2: Sol & vind trots molnighet - en prognos över förnybar energi

Published about 3 years ago • 12 min read

Välkommen till det andra kapitlet i berättelsen om hur vi bygger Energi-Trianglar i våra samhällen.

Hej Reader

10X Arena är ett levande labb för aktivt lärande om exponentiell klimatomställning. Detta nyhetsbrev publiceras tio gånger om året och har syftet att sprida kunskap om hur vi som individer och samhälle kan uppfinna den framtid vi vill leva i.

Om du inte har läst det första nyhetsbrevet i denna artikelserie så är det bara att klicka här. I det första kapitlet ger vi en överblick på Energi-Triangeln som koncept och belyser värdet med denna strategi för klimatomställning. Om du vill se till att få alla framtida nyhetsbrev rakt in i din inbox, skriv upp dig här.

Det här månaden blev artikeln en aning lång så vi inleder med en sammanfattning:

SAMMANFATTNING

I detta nyhetsbrev vill vi etablera det faktum att förnybar energi från sol- och vindkraft är konkurrenskraftig på den öppna marknaden och fortsätter att sjunka i pris enligt ett fenomen känt som Wrights lag. Vi har valt att skriva om detta i ekonomiska termer snarare än ur ett strikt miljömässigt perspektiv, därför att vi upplever att den främsta myten kring sol- och vindkraft är att det är dyra sätt att framställa elektricitet på. Det brukade vara sant, men så är inte längre fallet.

Vi belyser också hur ökningen av förnybar energi är exponentiell, något som strider mot många av de prognoser som gjorts och görs av tongivande organisationer såsom International Energy Association. Detta vill vi framhäva som en möjlighet - utvecklingen går fortare än planerat och vad som är bekvämt, men det ger vind i seglen för den som tillåter sig att ha djärva ambitioner. Redan idag är förnybar energi den billigaste på många platser och i många stunder, och det är bara början. Vi hänvisar också till en annan artikel som argumenterar för att vi skulle leva i en värld med färre krig om vi på global nivå ersatte vårt beroende av fossila bränslen med förnybara energikällor.

ENERGI-TRIANGELN: EN STRATEGI FÖR EXPONENTIELL KLIMATOMSTÄLLNING

Energi-Triangeln är vårt koncept för att skapa en konkret och strategisk plan för hur vi uppnår klimatomställning med hjälp av exponentiell teknikutveckling. Vi har haft förmånen att utveckla denna strategi tillsammans med Karlskrona stads energi- och infrastruktursbolag Affärsverken. Förnybar energi är det första steget, lagring och distribution av denna är det andra och elektrifiering av nästan alla samhällsfunktioner är det tredje. Den 10:e april anländer nästa nyhetsbrev i din inbox och då gör vi en djupdykning in i världen av elektriska fordon.

Om du har frågor, tankar eller för den delen inte håller med om vad vi skriver i detta nyhetsbrev - tveka inte att svara på detta mail så pratar vi.

ENERGIOBEROENDE OCH HOPP OM FRED

Ingemar Alvbom skrev nyligen en artikel i Warp News där han argumenterar för att omställningen till förnybar energi är en kraft för fred. Hans argument kan sammanfattas i att flertalet krig under 1900-talet samt många av de som pågår i världen idag är konflikter om olja, den för tillfället mest åtråvärda energi-resursen. Vi håller med. Att själva göra oss fria från vårt globala beroende av olja vore att skapa bättre förutsättningar för mer fred mellan länder, utöver fördelarna med renare luft och ett klimat i balans. Genom att skapa och lagra vår energi mer lokalt gör vi våra samhällen mer robusta gentemot plötsliga globala händelser som ingen enskild nation kan påverka, såsom Covid 19-pandemin. Ökad förnybar produktion, både hos energibolag och privatpersoner, sporrar också till att fler väljer att köra elbil vilket är vad som krävs för att oljan skall sluta vara en resurs värd att kriga över. Hur det skiftet ser ut blir ämnet för nästa nyhetsbrev.

VARFÖR BLIR SOL- & VINDKRAFT BILLIGARE? INLÄRNING ENLIGT WRIGHTS LAG

Redan 1936 noterade Theodore Wright att för varje dubblering av total flygplansproduktion så sjönk den totala arbetstiden för varje flygplan med 20%. Detta är nu ett känt fenomen inom tillverkning och kallas för “Wrights lag”. Lagen bygger på att berörda parter i produktionskedjan lär sig mer om processen och kan göra fler och fler optimeringar av den. Det berodde på att alla berörda parter i produktionskedjan lärde sig mer om processen och kunde göra fler och fler optimeringar av den. Denna inlärningskurva fann Wright vara bestående över lång tid och gjorde det möjligt att beräkna hur mycket billigare en given produkt skulle bli allt eftersom den totala tillverkningen ökade. Detta är inte en komplicerad tanke: när du utför en aktivitet allt oftare blir du snabbare och bättre på varje givet moment.

Exempel på hur Wrights lag kan användas för att beräkna hur priset för litium-jon batterier sjunker när volymen ökar. Från Ark Invest.

Med hjälp av Wrights lag har det sedan 1950-talet gått att beräkna inlärningskurvorna för olika tillverkningsindustrier. Detta ger oss en modell för att förstå när saker såsom solcellspaneler och vindkraftsturbiner, givet att produktionen tilltar, blir billiga nog att konkurrera med andra energislag. Detta är bara en del av det slutgiltiga energipriset, då det tillkommer andra kostnader (arbetskraft, installation, mark med mera) som påverkar vad vi kunder faktiskt betalar för vår elektricitet. Likväl ser vi med hjälp av Ramez Naam hur Wrights lag tvingar ner priset på solenergi, och i ett kommande nyhetsbrev går vi in på hur detta fenomen gör samma sak med batterier. Kolkraft och naturgas är mogna tekniker där Wrights lag redan haft sin effekt, de blir alltså inte längre billigare för varje dubblering av utbyggnad. I region efter region kommer därför sol- och vindkraft att konkurrera ut sina fossila kusiner, för de har fortfarande långt kvar att gå på sina inlärningskurvor.

SOLKRAFT

Förmågan att fånga in energi från solen har vi människor haft länge. Den moderna solcellstekniken upptäcktes år 1839 och 1954 var året då de första faktiska cellerna utvecklades av Bell Labs i USA. Sen dess har mycket hänt, men ändå är vi bara i början av denna tekniks utbredning.

Från Our World in Data, med källor från 2019. Då stod solenergi för knappt 3% av den globala produktion av elektricitet.

Under 2019 var solenergins andel av den totala globala energimixen enbart cirka 3%. En försumbart låg siffra, när vi jämför med fossila bränslen och kärnkraft. En mer intressant siffra är hur snabb ökningen av solenergi ser ut världen över, och hur denna ökning tilltar på ett häpnadsväckande sätt.

Från nästan ingenting till väldigt mycket på tio år. Från Our World in Data.

En av världens främsta auktoriteter inom att modellera kostnadskurvor över förnybar energi är Ramez Naam. Han pekar på det faktum att elpriser från solkraft stadigt dyker neråt och mycket snabbare än vad någon (han själv inkluderad) hade förutspått för bara 5 år sedan.

Solenergi har på mindre än ett årtionde sjunkit så mycket i pris att den kan konkurrera med kol och naturgas. Från Ramez Naam.

Förnybara energislag brukade vara dyra och beroende av statliga subventioner för att kunna konkurrera, men den tiden är förbi. På allt fler platser i världen är elektricitet från solkraft den absolut billigaste formen av energi på den öppna marknaden. Vi rekommenderar de nyfikna att läsa Naams egna artikel i ämnet, men poängen är denna: solenergi är billigt och blir billigare, enligt bland annat fenomenet “Wrights lag”. Den största nackdelen med förnybar energi att produktionen inte är jämn över dygnet eller över året. Likväl så är kurvorna tydliga: ur ett rent marknadsekonomiskt perspektiv så är kolkraft och naturgas inte längre de givna alternativen. Addera till detta de tilltagande politiska krav, lagar och styrmedel som syftar till klimatomställning så landar vi i en verklighet där fossila kraftverk blir strandade tillgångar för energibolag. Ingen vill ha dyr el, vilket på bara ett fåtal år har inneburit att fossila bränslen har allt svårare att konkurrera ekonomiskt.

VINDKRAFT

Vi använder vinden. Från Our World in Data.

Få av oss, och inte heller skribenten av detta nyhetsbrev, har fått tillfälle att med egna ögon förstå hur massiv utbyggnaden av vindkraft har blivit de senaste 5 åren. Det krävs nämligen att du har vägarna förbi det öppna havet, där allt högre skogar av långsträckta turbiner reser sig upp från vattnet, för att du ska kunna se hur detta energislag har kommit att ta en allt större plats i vår energimix. I Nordsjön råder exemplariska förhållanden för storskalig vindkraft, och detta har lett till att mer än 10% av Storbritanniens totala elanvändning kommer från vinden. Sedan 2015 har priset för vindkraft gått ner med 50%, och därför är det inte konstigt att Danmark bygger en helt ny ö utanför Jylland bara för att få plats med fler vindturbiner. Värt att poängtera är också att vindkraftverk fungerar alldeles utmärkt i kalla trakter såsom Arktis. Även i Texas fortsatte vindturbinerna fungera väl i de flesta fall trots den plötsliga vinter som drabbade delstaten nyligen.

Havsbaserad vindkraft (offshore wind) är den mest effektiva formen, då det blåser mer ute på havet, där det är lättare att bygga högre turbiner som skapar mer energi. Just nu testas nästa generations vindkraft av General Electric. Detta monument till klimatomställningen är 260 meter högt och det går att få plats med en bil inuti dess pelare. Större betyder bättre när det kommer till vindkraftverk, och därför kommer vi att på avstånd kunna se våra kuster kantas av dessa allt högre konstruktioner. Mycket av det kunnande och den erfarenhet som byggts upp av oljeindustrin kommer här väl till pass - det är inte lätt att fästa hundra meter höga vindturbiner på havsbottnen, men de som gjort motsvarande uppgift med oljeplattformar sitter här på rätt kompetens.

Vindkraftens utbredning följer samma mönster som solenergi: den är liten idag, men avsevärt större än vad den var nyligen och fortsätter att öka. Den kan konkurrera i många regioner i pris med både naturgas (den billigaste formen av fossil produktion av elektricitet) och kärnkraft.

VARFÖR ÄR INTE UTBREDNINGEN AV FÖRNYBAR ENERGI ALLMÄNT KÄND? EN FRÅGA OM PERSPEKTIV

Den röda linjen är den faktiska utvecklingen av global solenergi. De övriga strecken är vad IEA, International Energy Association, år efter år tror om framtiden i sin World Energy Outlook, WEO. Från CarbonBrief.

Sedan Corona-pandemin kom har vi alla blivit bekanta med exponentiella kurvor, men som vi pratade om i vårt förra nyhetsbrev så är det inte bara virus som utvecklas enligt detta mönster. Grafen ovan är från 2019 och visar hur detta fenomen i allra högsta grad är verklig också inom utbredningen av solenergi. Den visar också hur världens främsta auktoritet inom energi, International Energy Association, i sina scenarier insisterar på att denna utveckling kommer att avstanna abrupt och sedan plana ut. Detta till trots att vi nu har 10 år av exponentiell ökning att använda i nya analyser. Denna organisations rapporter och beräkningar används flitigt av regeringar världen över för att planera inför och investera i framtiden. Varför är inte IEA mer lyhörd inför vad som verkligen pågår?

De streckade linjerna är IEA:s och Naams prognoser. Linjerna längst till vänster är verkligheten.

Ramez Naam har en teori. International Energy Association har använt och av allt att döma fortsätter använda gamla modeller för att beräkna framtida utbredning av i detta fallet solenergi. Dessa modeller förutsätter att priset kommer att fortsätta vara högt, vilket i sin tur baseras på att mycket av den tongivande akademiska forskningen använder siffror från innan 2010. Sådant brukade inte göra så stor skillnad, men kan ge enormt felaktiga utslag när inlärningskurvan till sist tar fart. Därför fortsätter deras beräkningar utgå ifrån att kostnaden för solenergi kommer att ligga fast där den gör idag, när den i själva verket fortsätter sjunka enligt Wrights lag. Vad som då blir desto mer viktigt är att själv bilda sig en uppfattning och ha modet att göra egna beräkningar om vad framtiden faktiskt kan ge.

STILTJE & STORMAR, MOLN & NÄTTER

Sjunkande priser till trots så har sol- och vindkraft en påtaglig nackdel jämfört med fossila energikällor och kärnkraft: det går inte att tillverka exakt den mängd elektricitet som krävs vid exakt rätt tidpunkt. Solen och vinden kommer inte på beställning, vilket gör det omöjligt svårt att planera energiproduktionen. Detta gör att det ibland uppstår ett överskott av elektricitet i elnätet, vilket skedde i Sverige vid två tillfällen under 2020 då vi fick negativa energipriser (alltså att du får betalt för att konsumera energi) för första gången. Ofta, särskilt beroende på säsong och lokala väderförhållanden, uppstår dock ett underskott och då måste andra energislag kompensera för skillnaden - såvida du inte har lagrat energi-överskottet i batterier. Därför vill 10X Arena understryka att en exponentiell klimatomställning som bygger på förnybar energiproduktion kräver en likvärdig utbyggnad av lösningar för energilagring, vilket adderar både kostnader och komplexitet. Vi återvänder till detta i maj månads nyhetsbrev.

VAD ÄR KÄRNKRAFTENS ROLL I DEN EXPONENTIELLA KLIMATOMSTÄLLNINGEN?

Utbyggnaden av kärnkraft avstannade globalt efter Fukushima-katastrofen men har sedan dess, i vissa länder, tagit fart igen. Från Our World in Data.

10X Arena gillar kärnkraft. Det är ett energislag som släpper ut låga mängder koldioxid och som trots katastrofala undantag har visat sig vara en mycket säker metod för att tillverka elektricitet. Den olösta frågan kring långvarigt kärnavfall gör saken sämre, men för detta har våra samhällen skapat processer. Tillgången till uran och andra sällsynta kärnbränslen är också en faktor som gör detta energislag till en direkt politisk fråga. Problemet med kärnkraft när det kommer till att ställa om vår energiproduktion till godtagbart låga koldioxidutsläpp är att det är alldeles för dyrt att bygga nya reaktorer. Det är inte bara dyrt, det tar också ofantligt mycket tid. Drygt 100 stycken nya reaktorer är planerade i världen idag, främst i Ryssland och i Kina. Denna siffra antyder att kärnkraftsutbyggnaden är fortsatt stor, men det mer intressanta numret är fem. Så få reaktorer var faktiskt, under 2018, under uppbyggnad, varav flera har hållit på att konstrueras i många år. Kärnkraften har slutat följa Wrights lag och blir i själva verket både dyrare att bygga och tar längre tid. Tjernobyl och Fukushima har starkt bidragit till att dämpa allmänhetens, politikers och industrins entusiasm för att bygga ut kärnkraften. Detta innebär att det inte är praktiskt möjligt att snabbt nog konstruera tillräckligt många reaktorer för att kunna pensionera all den kolkraft och naturgas som behöver tas ur bruk för att motverka klimatförändringarna.

Men det finns hopp för kärnkraften. Intensiv forskning och utveckling pågår kring mindre reaktorer som skulle kunna driva städer hellre än länder. Tänk en atomubåt fast på land. Små kärnkraftverk som inte tar ett årtionde att bygga och som, i händelse av olycka, inte skapar total förödelse. Denna nya gren på kärnkraftens stam är ännu i sin linda, sådana här reaktorer finns ännu inte i bruk. Här behövs mer innovation, för kärnkraften har en absolut plats i den exponentiella klimatomställningen. Vi gör dock bedömningen att denna plats inte är som ryggrad för elnätet utan snarare som reserv och garanti för de dagar då det är kallt, vindstilla och molnigt.

AVSLUTNINGSVIS

Förnybar energi är inte en bot mot allt. Ramez Naam säger detsamma och belyser mot slutet av sin artikel såväl de ekonomiska, politiska och praktiska problem som denna omställning innebär. Vi vill enbart peka ut att varje gång vi människor gått från ett sätt att skapa energi till ett annat så har världen förändrats markant. Till både det bättre och det sämre. Kolkraft drev den industriella revolutionen och elektriciteten jämte förbränningsmotorn är den energimässiga grunden till hela vårt samhälle idag. Just nu håller vi på att göra ett lika massivt kliv in i en ny riktning, bara mycket mycket fortare än tidigare. På andra sidan detta skifte kommer mycket av global politik och vilka resurser som anses värdefulla se annorlunda ut.

Vi hörs igen den 10:e april.

There is only Make, -Sebastian, Fredrik & Victoria

www.10xarena.com

10X Arena

10X Arena is a living lab that fund, carry out and educate about innovation for achieving the climate transition

Read more from 10X Arena

10X Arenas Nyhetsbrev #4 del 2 av 2: Vägskälet vid Skellefteå Hej Reader. 10X Arena är ett levande labb för aktivt lärande om exponentiell klimatomställning. Detta nyhetsbrev publiceras tio gånger om året och har syftet att sprida kunskap om hur vi som individer och samhälle kan uppfinna den framtid vi vill leva i. Om du inte har läst det första nyhetsbrevet i denna artikelserie så är det bara att klicka här. I det brevet ger vi en överblick på Energi-Triangeln som koncept och belyser värdet...

almost 3 years ago • 10 min read

10X Arenas Nyhetsbrev #4 del 1 av 2: Hur vi lagrar kopiösa mängder energi Hej Reader. 10X Arena är ett levande labb för aktivt lärande om exponentiell klimatomställning. Detta nyhetsbrev publiceras tio gånger om året och har syftet att sprida kunskap om hur vi som individer och samhälle kan uppfinna den framtid vi vill leva i. Om du inte har läst det första nyhetsbrevet i denna artikelserie så är det bara att klicka här. I det brevet ger vi en överblick på Energi-Triangeln som koncept och...

almost 3 years ago • 10 min read

Nyhetsbrev 3: El i botten, det är toppen! Hej Reader! Välkommen till det tredje kapitlet i berättelsen om hur vi bygger Energi-Trianglar i våra samhällen. Först blickar vi bakåt mot 5th Avenue år 1900 för att sedan kika närmare på hur vi befinner oss i början av elektrifieringens tidevarv med hjälp av såväl Tesla som färjan mellan Helsingborg och Helsingör. Denna artikel handlar om hur vi parallellt med utbyggnaden av nya metoder för att producera förnybar energi behöver elektrifiera nästan...

about 3 years ago • 13 min read
Share this post