Övergången till ett koldioxidsnålt energisamhälle kommer att kräva fler förnybara energikällor än tidigare uppskattningar om nuvarande energiförbrukning per capita och livsstil ska bibehållas. Detta är en av de viktigaste slutsatserna från en studie som nyligen publicerades i Naturenergi av Lewis King och Jeroen van den Bergh från Institute of Science and Environmental Technology vid Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB).
Efter Parisavtalet flera globala energiovergångsscenarier har presenterats. Även om dessa tenderar att analyseras när det gäller bruttoenergi, författarna till studien anser behovet av att beräkna energibehov genom att skilja mellan brutto (total energiutbyte) och nettoenergi (bruttoenergi minus energin som används för att producera den). De övervägde också energiavkastning på investeringar (EROI), som representerar mängden användbar energi som produceras för varje enhet energiinmatning i processen för att erhålla den energin. Ju lägre en energikälla är EROI, ju mer energi som krävs för att producera en given energieffekt, vilket resulterar i mindre nettoenergi som är tillgänglig för förbrukning. Enligt forskare, kol och vattenkraft har höga EROI, medan kärnkraft, olja och gas har medelstora EROI:er, och sol- och vindkraft kännetecknas av medelhöga till låga EROI:er.
EROI -nivån är viktig för ett samhälls ekonomi, välfärd och livsstil. När kraven för grundförbrukning ("essentials") som mat och vatten är uppfyllda, låg-EROI-ekonomier skulle ha mindre än hälften av nettoenergin från hög-EROI-ekonomier tillgänglig för konsumtion och produktion av alla "icke-väsentliga" varor och tjänster. Detta skulle få betydande konsekvenser för livsstilen, och begränsa möjligheten att investera energi för att uppnå framtida ekonomisk tillväxt.
Således, inför ett framtida scenario baserat på förnybara energikällor (med låga EROI-priser), forskarna indikerar att nettoenergi per capita sannolikt kommer att minska i framtiden mellan 24 och 31 procent från 2014 års nivåer, om det inte görs betydande investeringar i energieffektivitet.
"För att behålla nettoenergi per capita på nuvarande nivåer, förnybara energikällor måste växa med en hastighet två till tre gånger så mycket som nuvarande prognoser, "konstaterar Lewis King. Resultaten indikerar vidare en prioritering i att fasa ut fossila bränslen, nämligen första kol, sedan olja och slutligen gas. Detta kan uppnås genom att genomföra ett koldioxidpris, som skulle avskräcka från kolanvändning mer än olja, och olja mer än gas.
För att förbättra livsstilen, ett lågt EROI-samhälle har tre alternativ:öka bruttoproduktionen av energi, förbättra slutanvändningens energieffektivitet i produktion och konsumtion, eller förbättra det genomsnittliga EROI avsevärt genom tekniska förbättringar och investeringar i högre EROI-energikällor. "Utmaningen med en snabb övergång till koldioxidsnål energi är därför tvåfaldig:att hålla sig inom koldioxidbudgeten i samband med accepterade klimatförändringsmål (2ºC uppvärmning) samtidigt som man fortsätter att leverera nettoenergi för behoven hos ett växande globalt samhälle, säger professor van den Bergh.
King och van den Bergh har utvecklat en dynamisk EROI -modell för att analysera nettoenergi som levereras till samhället, med tanke på både drifts- och investeringskostnader. Dessutom, författarna föreslår en indikator för energiavkastning på kol (EROC), ett mått på nettoenergi per tCO2, för att hjälpa till att maximera potentiell nettoenergi från 2ºC koldioxidbudget. Detta skulle möjliggöra jämförelse av olika energikällors prestanda under begränsningen av ett klimatmål. Enligt EROC -indikatorn bland fossila bränslen är oljeskiffer och tjärsand mycket dåliga val när det gäller klimatrisker, medan naturgas med CCS (kolfångst och lagring) kommer bäst ut, betydligt bättre än kol med CCS, och presterar mer än 10 gånger bättre än oljeskiffer och tjärsand.
