Låta ren förnybar energi utvecklas

Energi i sin utvunna form måste oftast omvandlas till ett bränsle som lämpar sig för det tänkta användningsområdet. Vind- eller solenergi måste exempelvis omvandlas till elektrisistet innan den går att använda. På liknande sätt måste råoljan som pumpas upp ur marken  omvandlas till bensin och diesel, fotogen, jetbränsle, motorgas, elektricitet m.m. innan den kan användas i flygplan, bilar och i hemmen.

En del av den initiala potentiella energin går förlorad i omvandlingsprocessen. Även råolja, som har högre energidensitet ([1]) än de flesta konventionella bränslen, kan endast 20 procent av dess potential omvandlas till elektricitet.

Energieffektivitet: minska energiförlusterna är nödvändigt

I kraftverk används oftast värme som man får genom att bränna ett primärbränsle, exempelvis kol, för att generera elektricitet. Processen är i princip densamma som används i vanliga ångmotorer. Vatten kokas för att skapa ånga som expanderar när det omvandlas till gas, vilket i sin tur sätter turbiner i rörelse. Denna mekaniska rörelse (mekanisk energi) genererar sedan elektricitet. En betydande del av bränsletillförseln går dock förlorad som spillvärme under omvandlingen. Precis som bärbara datorer, bilar eller andra elektroniska enheter genererar även kraftverk värme under drift och behöver kylsystem för att inte riskera överhettning.

I kraftverk eller oljeraffinaderier behövs energi för att driva såväl omvandlingsprocessen som den dagliga operativa verksamheten. Inte förvånande, klarar sig heller inte kylsystem (t.ex. fläktar i datorer)utan energi. I kraftverken avger kylsystemen värme – oftast i form av varmvatten och -luft – som släpps tillbaka till naturen.

Denna typ av ineffektivitet – energiförlust eller spillvärme – uppstår inte bara när man omvandlar energi från en form till en annan. Varje dag som vi värmer våra hem, kör våra bilar eller lagar vår mat – nästan varje gång som vi använder energi – går en del av den till spillo. En bil som drivs av fossilt bränsle använder exempelvis bara 20 procent av bränslet för att förflytta bilen framåt, medan cirka 60 procent försvinner som spillvärme från motorn. Byggnader står för 40 procent av EU:s totala energiförbrukning, och cirka 75 procent av energin är ineffektiv ([2]). Detta innebär att vi slösar bort en betydande del av våra resurser, även pengar, samtidigt som vi förorenar miljön mer än nödvändigt. Hur kan förlusten förhindras? Hur kan vi öka energieffektiviteten? Hur kan vi få ut mer av samma mängd energi?

Med hjälp av teknik och politik kan man minimera en del av energiförlusterna. En energieffektiv lampa använder till exempel cirka 25–80 procent mindre energi än en traditionell glödlampa och håller 3–25 gånger längre. Vissa kraftverk (i en process som kallas kraftvärme eller kombinerad värme och kraft) fångar upp värmen som annars skulle gå till spillo och använder den till fjärrvärme och kylning i lokala samhället. På samma sätt kan energiförbrukning och elkostnader i äldre byggnader också minskas om de förses med modern isolering.

Lagra och transportera energi

I många fall kan den värme som normalt skulle gå förlorad användas på andra sätt. Den värme som människokroppen genererar kanske inte är den första energikälla man kommer att tänka på, men även denna värme kan fångas upp och omvandlas till användbar energi. Runt 250 000 pendlare passerar Stockholms centralstation varje dag. I stället för att ventilera bort värmen fångas den upp och används för att värma vatten, som sedan genererar värme till en kontorsbyggnad på andra sidan gatan och sänker byggnadens elkostnader under den kalla svenska vintern.

Innovationer som denna kommer att behövas för att ren energi ska kunna lagras och transporteras i den mängd som behövs. Fossila bränslen är däremot relativt enkla att lagra och transportera. När oljan väl har utvunnits kan den användas när som helst. Den kan förflyttas inom befintliga nätverk och är tillgänglig via en omfattande och väletablerad infrastruktur. Detta är inte alltid fallet med förnybar energi, men med innovation kan den bli transporterbar. Att fånga in solenergi under sommarmånaderna och lagra den i form av varmvatten i underjordiska reservoarer som sedan används under vintermånaderna skulle kunna ge tillräckligt med värme för hela samhällen. Med effektivare batterier kan vi dessutom lagra mer kraft, och en omfattande laddningsinfrastruktur skulle teoretiskt kunna göra långdistanstrafiken helt eldriven.

Vissa transportlösningar med elfordon kan klara sig utan batterier med stor energilagringskapacitet. På vissa sträckor i kollektivtrafiken i Graz, Österrike, och Sofia, Bulgarien, experimenterar man redan med elbussar vars lättare batterier laddas snabbare. Batterierna laddas i 30 sekunder medan passagerarna går av och på, och bussarna kan sedan köra i ytterligare fem kilometer till nästa stopp som är utrustat med en laddstation.

Inspirerande innovationer på väg

Vi behöver en stor mängd energi för att driva maskiner och värma våra hem, men energin behöver inte nödvändigtvis komma från fossila bränslen. Kan vi fånga in mer av solens energi? I solpaneler sitter fotovoltaiska celler, som omvandlar en del av solstrålningen till elektricitet. Under de senaste åren har den tekniska utvecklingen gjort att fotovoltaiska celler kan fånga in en högre grad av den koncentrerade solenergin till lägre kostnader. Ju större en panel är, desto mer el producerar den. Att fylla hela landskapet med solpaneler kan vara tveksamt ur estetisk synpunkt i samhällen och medföra att marken inte kan användas för andra ändamål. Hur skulle det vara om dessa paneler blev osynliga i vår vardag?

I ett projekt finansierat av EU:s forskningsprogram undersöker man just detta. Projektet Fluidglass syftar till att förvandla fönster till osynliga solfångare. Ett tunt lager av vatten berikat med nanopartiklar förs in mellan glasskikten. Nanopartiklarna fångar solenergin och omvandlar den till el som sedan kan användas i byggnaden. Dessa nanopartiklar kan också filtrera ljuset och hålla rumstemperaturen på en behaglig nivå när det är varmt ute. Enligt projektgruppen kan de potentiella energibesparingarna uppgå till 50–70 procent i renoverade byggnader och till 30 procent i nya byggnader, eftersom de redan är konstruerade på ett energisnålt sätt.

Detta forskningsprojekt är bara ett av många initiativ i Europa som kommer med lösningar och förbättringar för förnybar energi, energieffektivitet och energibesparing. Det finns en enorm potential för sådana innovationer, både för den ekonomiska tillväxten och för att få tillgång till obegränsat med ren energi. Nästa steg är att underlätta användningen av dem. Offentliga myndigheter, investerare, konsumenter och olika aktörer inom viktiga sektorer (t.ex. byggsektorn) kommer behöva spela en central roll i ett bredare utnyttjande av dessa innovationer.

Europeiska investeringsbanken är en av de aktörer som kan hjälpa till med den finansiering som dessa innovationer är i stort behov av. En outnyttjad källa till ren och naturlig energi är vågor, som anses kunna tillgodose minst 10 procent av det globala energibehovet. Ett finskt företag har utvecklat undervattenspaneler för att omvandla kraften i havsvågor till elektricitet. En panel installerad utanför Portugals kust kan tillgodose elbehovet för 440 bostäder. För att stödja ett bredare nyttjande av denna teknik ger Europeiska investeringsbanken lån för innovationer som denna och andra nischade lösningar.

Från kol till sol: investera i ny yrkeskompetens

Brist på acceptans i samhället för de nya lösningarna kan vara ett av hindren på vägen mot ren energi. Vissa samhällen kan vara bekymrade över  att landskapet förfulas eller mot ökat buller. Solpaneler och vindkraftverk som är utspridda över landskapet kan uppfattas som estetiskt felplacerade på den idylliska landsbygden. Problemet kan delvis lösas genom bättre planering och genom att göra lokalbefolkningen delaktig i besluten om vindkraftparkernas placering. En mer grundläggande utmaning är dock den trygghet och livskvalitet som stabila inkomster ger. Att stänga en sektor, till exempel kolproduktionen, utan att skapa nya ekonomiska möjligheter kan öka den lokala arbetslösheten. Det är lätt att förstå att en stad som är beroende av kolproduktion sannolikt är försiktig med att göra stora förändringar i den lokala ekonomin. Trots att det innebär en omvälvande förändring är denna typ av ekonomisk omvandling möjlig, och det finns goda exempel på städer som har lyckats.

Efter upptäckten av kol i Ruhrregionen i Tyskland 1840 blev Gelsenkirchen en av de viktigaste städerna för kolbrytning i Europa. I mer än 100 år präglades staden av kolproduktion och senare av oljeraffinering. I dag finns det inga gruvarbetare kvar i Gelsenkirchen, men det är fortfarande en stad som lever på energi. För att lösa problemet med hög arbetslöshet under flera decennier och utfasning av kolproduktionen gjorde staden en aktiv satsning på innovationer i ren teknik. Med högutbildad arbetskraft strävar nu staden efter att bli Tysklands centrum för solenergiteknik och lockar till sig andra industrier inom ren energi samt finans- och tjänstesektorer. Stadens medborgare som en gång var beroende av fossila bränslen har nu blivit ivriga förespråkare och användare av ren energi.

Att flytta arbetskraften från en sektor till en annan är ingen lätt uppgift. Alla slags arbeten kräver specifika färdigheter och kunskaper. Att skaffa sig nya färdigheter kräver tid och oftast ekonomiska resurser. Genom att erbjuda de drabbade utbildningsmöjligheter kan man minska de sociala kostnaderna vid denna typ av socioekonomisk omställning. På samma sätt kan ett brett utbud av aktiviteter få fart på den lokala ekonomin när det ekonomiska beroendet från en enda sektor minskar. För att dessa förändringar ska vara effektiva måste de genomföras i ett tidigt skede och under en längre tid. Anställningstakten måste exempelvis sänkas långsamt för att undvika stora chocker för samhällen som är beroende av kol, samtidigt som utbildningssystemet – i synnerhet yrkesutbildningarna – måste utformas på ett sätt som leder nya arbetssökande till de nya sektorerna och bort från gruvdrift.

EN RUTA I DETTA AVSNITT

I närbild: EU:s politik för ren energi

Energibesparingar och energieffektivitet är nyckelkomponenter i EU:s energi- och klimatpolitik. Med tanke på att det finns en nära koppling mellan förbränning av fossila bränslen och klimatförändringar innebär en minskning av den totala förbrukningen av fossilt bränsle också att växthusgasutsläppen blir mindre, vilket bidrar till EU:s klimatmål. I november 2016 lade Europeiska kommissionen fram ett omfattande förslag om ett lagstiftningspaket om ren energi. Paketet syftar inte bara till att påskynda EU:s utveckling mot ren energi, utan också till att skapa arbetstillfällen genom att stärka de ekonomiska sektorer som bidrar till energiomvandlingen i Europa.

I lagstiftningspaketet är energieffektivitet det centrala, och kommissionen föreslår ett bindande energieffektivitetsmål på 30 procent på EU-nivå fram till 2030. I paketet anges också mål för förnybara energikällor och hur konsumenterna ska få större inflytande. Mer exakt ska mer än hälften av Europas el komma från förnybara källor före 2030, och före 2050 ska elproduktionen vara helt fri från kol. Konsumenterna ska dessutom få mer kontroll över sina energival och kunna informera sig om konsumtion och kostnader.

EU stöder omställningen till ren energi med hjälp av olika verktyg och strategier. Energiunionen är en av de tio nuvarande politiska prioriteringarna för Europeiska kommissionen, vilken i sin tur stöds av andra övergripande politiska åtgärder, som den cirkulära ekonomin, kompetensagendan och innovation. Det politiska åtagandet stöds av EU-finansiering, samt anslag från Europeiska fonden för strategiska investeringar, Europeiska regionala utvecklingsfonden och Sammanhållningsfonden.

Åtgärder för energieffektivitet

En kombination av åtgärder har också vidtagits för att förverkliga EU:s politiska mål och stödja forskning, investeringar och användande av ren energi. Några av dessa EU-åtgärder, som EU-direktivet om byggnaders energiprestanda eller EU:s strategi för utsläppssnål rörlighet, inriktar sig på viktiga sektorer. EU har också vidtagit åtgärder som adresserar centrala mål som energieffektivitet och underlättande av investeringar och forskning, såsom direktivet om energieffektivitet och initiativet om smart finansiering för smarta byggnader.

Dnnapolitik och dessa insatser lönar sig. EU:s ramar för ekodesign och energimärkning beräknas till exempel medföra besparingar motsvarande 175 miljoner ton oljeekvivalenter per år i primärenergi fram till 2020, vilket är mer än Italiens årliga primärenergiförbrukning. Med andra ord förväntas EU-medborgarna enbart tack vare dessa två av EU:s ramverk spara nästan 500 euro per hushåll och år i elkostnader. Förutom att skapa extra intäkter och arbetstillfällen bidrar ramverken också till energisäkerhet tack vare minskad oljeimport med motsvarande 1 300 miljoner fat per år. Det betyder att man per år undviker 320 miljoner ton koldioxidutsläpp – ett betydande bidrag till EU:s klimatmål.

Tydligare energieffektivitetsmärkning av hushållsapparater är en annan liten del av insatsen. Sådan lagstiftning ingår i EU:s mer omfattande målsättning för cirkulär ekonomi, som strävar efter en effektivare resursanvändning i hela den europeiska ekonomin. Sättet vi tillverkar produkter, anlägger städer och bygger hus på ska underlätta minskningen av resurs- och energianvändning, men ändå ge samma eller bättre resultat eller fördelar. Med hjälp av ekodesign ska det bli enklare att demontera produkter för att underlätta återanvändning av de olika komponenterna. På så sätt skulle Europa faktiskt spara energi i form av tillförda resurser, eftersom ekonomin skulle bli alltmer resurseffektiv. Genom att spara och använda vatten mer effektivt skulle Europa också spara den energi som krävs för bland annat uttag, transport och behandling av vattnet. Enligt en studie av Europeiska kommissionen, kan Europa spara energi som motsvarar 2–5 procent av den totala primärenergiförbrukningen bara genom att använda vatten mer effektivt.