Under de senaste tio åren har Storbritanniens elmix förändrats dramatiskt. Kols bidrag har sjunkit från 40 procent till 6 procent. Vind, solkraft och vattenkraftverk genererar nu mer el än kärnkraftverk, tack vare snabb tillväxt. Efterfrågan på el har också minskat, minska landets beroende av fossila bränslen. Tack vare dessa tre faktorer, kolintensiteten i Storbritanniens el har nästan halverats, från mer än 500g CO₂ per kilowattimme 2006 till mindre än 270g 2018.

Framstegen har varit så snabba att en energisektor med helt koldioxidsnåla energi i Storbritannien har förvandlats från en svag dröm till en verklig möjlighet, enligt VD:n för ett av Storbritanniens "sex stora" energibolag. Verkligen, National Grid räknar nu med att kunna driva ett koldioxidfritt elsystem till 2025.

Närmar sig redan den milstolpen när det blåser, soliga dagar, landets första timmar med 100 procent koldioxidsnål el kan snart vara här – men att stanna på 100 procent under hela året kommer att bli mycket svårare att uppnå. Så hur ser resan mot koldioxidutsläpp ut?

Motvind till avkolning

För att måla Storbritanniens energiframtid, det är viktigt att först förstå hur el produceras idag. Grafen nedan är en visualisering av brittisk elproduktion i oktober 2018. Perioder med stark vind (i rött) och sol (gul) i kombination med kärnkraft (grön) gjorde att vissa dagar, mer än 75 procent av elen kom från koldioxidsnåla källor. Med solenergipriserna fortfarande sjunkande och att regeringen nyligen enades om ett stort avtal för havsbaserad vindkraft för att producera en tredjedel av Storbritanniens energi till 2030, landets första timmar av koldioxidsnål kraft kan komma inom de närmaste fem åren.

Men grafen belyser också den andra sidan av Storbritanniens energihistoria. När vinden är svag och himlen mörk, källor med låga koldioxidutsläpp står för mindre än 25 procent av elproduktionen. I genomsnitt, Koldioxidsnål teknik stod för mer än 45 procent av brittisk el 2018 – och nästan hälften av det kom från kärnkraftverk. Att snabbt säga adjö till fossila bränslen kan innebära att man accepterar att den ständigt kontroversiella energiformen kommer att spela en viss roll i Storbritanniens elmix på medellång sikt.

Även med hjälp av kärnkraft, Elförbrukningen i Storbritannien kommer att öka dramatiskt under det kommande decenniet. När elbilarna fortsätter sin resa till mainstream, traditionella transportbränslen kommer att ersättas med el. Den årliga energiefterfrågan för transportbränslen är för närvarande mer än dubbelt så stor som Storbritanniens nationella elförbrukning.

Liknande, planer på att minska koldioxidutsläppen i Storbritanniens värmeproduktion – för närvarande genereras 66 procent av gas – genom att konvertera till elektriska värmesystem kommer också att sätta ett enormt tryck på efterfrågan. Under vintermånaderna, värme kan förbruka mer än tre gånger det dagliga energibehovet för el – och över en hel årscykel utgör den 50 procent av det totala energibehovet. Kollektivt, dessa faktorer kommer att flytta målstolparna för 100 procent lågkoldioxidelektricitet längre och längre bort.

Slår igenom

Medan den enorma effektivitetsökningen för elfordon jämfört med förbränningsmotorer borde dämpa elfordons inverkan på Storbritanniens energiframtid, landet kommer att behöva diversifiera sin energimix så mycket som möjligt för att få tillbaka dessa målstolpar i sikte. Detta innebär fortsatt tillväxt i vind, sol, hydro, biomassa, energieffektivitet och energilagring för att föra landet genom lugnet, gråa dagar. Exakt hur mycket tillväxt som behövs beror exakt på framtiden för energiefterfrågan, men för att ge ett skalaperspektiv, mer än 80 procent av den totala energiförsörjningen i Storbritannien, inklusive el, landtransport och värme, kommer fortfarande från fossila bränslen. De tiotals miljarder pund som redan investerats i lågkoldioxidelektricitet är bara början på Storbritanniens resa mot koldioxidfri energi.

Det innebär också att söka alternativ, icke-elektriska metoder för att ersätta fossila bränslen vid värmeproduktion. Fånga upp spillvärme från industriella processer, geotermisk värme från marken och värme som utvinns från vattenförekomster skulle alla kunna begränsa kraven på elsektorn och göra det lättare att uppnå mer koldioxidsnål värme och kraft. Southampton värmer redan mycket av sin stadskärna geotermiskt – och många städer kan och bör följa efter. Nyligen publicerad av BritGeothermal uppskattar att enbart geotermisk energi skulle kunna möta Storbritanniens värmebehov i minst 100 år.

Samordnade och ihållande ansträngningar från både regering och individer krävs om Storbritannien ska uppnå ett koldioxidsnålt nirvana i värme, transport och kraft. Statligt stöd till industrin för förnybar energi genom att säkerställa långsiktig investeringssäkerhet och regleringar för att skapa energieffektiva och elgenererande nya bostäder kommer att vara avgörande i Storbritanniens resa för att minska koldioxidutsläppen. Storbritanniens befolkning kommer att behöva konsumera mindre energi individuellt, använda energi mer effektivt och använda sina röster och pengar för att stödja förnybara lösningar. De kommer också att behöva välja representanter med en genuin ambition att minska koldioxidutsläppen i landet – snarare än att ta i bruk nya kolgruvor och frackingplatser.

Storskaliga förändringar är redan i gång. Shell uttalade nyligen att man vill bli världens största elleverantör och är bland många oljejättar som satsar stort på förnybart. Även om behovet av nya energiformer innebär stora utmaningar för Storbritannien, erbjuder det också en mängd möjligheter för den nuvarande generationen att vara en del av en energirevolution. Om Storbritannien anammar uppgiften, det kan vara att gå med i Costa Rica, Nya Zeeland och Norge som lågkoldioxidkraftverk före mitten av seklet. Som en specialist i början av sin karriär och en annan närmar sig slutet av sin karriär, vi säger ta den utmaningen vidare.

Andrew Crossland, Associate Fellow, Durham Energy Institute, Durham University och Jon Gluyas, Professor i geoenergi, Kolavskiljning och lagring, Durham University

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.