Europa har tillräckligt med sol- och vindresurser för att tillgodose sitt elbehov helt och hållet från förnybara källor. En ny studie av forskare vid Institute for Transformative Sustainability Research (IASS) i Potsdam visar att många regioner och kommuner skulle kunna möta sitt elbehov med elsystem baserade uteslutande på förnybar energi. Dock, deras utveckling skulle förvärra markanvändningstrycket runt storstadsområden och större tätorter.

Resultaten av studien presenteras online på en interaktiv karta över Europas regioner och städer. Användare kan helt enkelt zooma in i en region eller by – från Landau i Tysklands Rheinland-Pfalz-region till Berlin, och från Menton på franska rivieran till den italienska huvudstaden Rom – kartan identifierar potentialen för elproduktion från förnybara energikällor över hela Europa och avslöjar om regioner skulle kunna möta sin elefterfrågan från förnybara källor.

"Våra resultat visar hur svårt det är, särskilt i fallet med tätbefolkade städer som Berlin, att möta efterfrågan på el från förnybara energikällor, " förklarar huvudförfattaren Tim Troendle - "men tekniken är nu tillräckligt avancerad för att även detta skulle vara möjligt om storstadsområden skulle slå sig samman med sina omgivande regioner." Landsbygdsregioner och stadsområden med omfattande landsbygdens inland skulle kunna tillgodose sitt elbehov helt från förnybara källor:på lokal nivå, 75 procent av kommunerna har tillgång till tillräckligt med sol- och vindresurser för att möta sitt årliga elbehov.

Att uppnå elautarki över fyra administrativa nivåer

Att utveckla en självförsörjande, regenerativ elförsörjning kräver tillgången på tillräckligt med öppna ytor eller mark som kan användas för energiproduktion. Som en del av deras forskning för studien, forskarna samlade data för att identifiera stödberättigade områden och ytor och bestämma förnybar elproduktion på kontinentala, nationell, regional och kommunal nivå.

Leds av professor Johan Lilliestam, författarna från IASS och ETH Zürich fastställde de tekniska potentialerna hos takmonterade och marknära solcellssystem samt vindkraftverk på land och till havs genom att analysera tillgängligheten och berättigandet av landområden. Deras analys tar hänsyn till nuvarande marktäckning och markanvändning av städer samt jordbruksanvändning och inkluderade höjder och lokala klimatförhållanden, som skulle kunna begränsa elproduktion från förnybara källor. Detta gjorde det möjligt för forskarna att fastställa potentiell elutbyte, med hänsyn till de tekniska begränsningarna.

Men om framtida energisystem ska vara hållbara och ha bred acceptans i hela samhället, de kommer inte att kunna utnyttja sin fulla tekniska potential. För att spegla detta, forskarna uteslöt vissa områden som naturreservat och åkermark, där energiinfrastruktur skulle skada landskapet eller förhindra jordbruksverksamhet. Data om elförbrukning från 2017 användes för att mäta efterfrågan. I linje med tidigare analyser, författarna kunde visa att den tekniska och sociala potentialen hos förnybar el är större än efterfrågan på kontinental och nationell nivå. För att även uppnå elautarki på subnationell nivå, dock, regioner skulle behöva avsätta stora andelar och ibland hela sin obebyggda mark till elproduktion från förnybar energi, enligt studien.

Utsikterna för Europa

Om sociotekniska begränsningar tillämpas, den totala potentiella elproduktionen på kontinental nivå är 15, 000 TWh/a mer än fyra gånger det nuvarande behovet. Även när allvarliga sociala begränsningar tillämpas, minska den tekniska potentialen med över 90 procent, Europa skulle fortfarande potentiellt kunna generera tillräckligt med el från förnybara källor för att uppnå elautarki på kontinental nivå, och i varje enskilt land.

På regional och kommunal nivå, författarna ser den lägsta relativa potentialen inom stadsgränserna:t.ex. Oslo har den lägsta potentialen, eftersom mindre än en fjärdedel av stadens efterfrågan på el kan tillgodoses genom lokal energiproduktion från förnybara källor. Andra stadsområden saknar också tillräcklig teknisk och social potential, inklusive Ile-de-France (Paris), Dublin och Berlin. Men dessa städer skulle kunna uppnå elautarki genom att samarbeta med omgivande regioner för att bilda självförsörjande storstadsregioner. Studien visar också, dock, att strävan efter lokal autarki kan koncentrera elproduktionen till redan tätbefolkade områden – ett resultat som kanske eller kanske inte är önskvärt och som regioner skulle behöva överväga.

"I sista hand, det är en balansgång mellan självförsörjning och mer intensiv lokal markanvändning å ena sidan och acceptans av import tillsammans med ökat samarbete med andra kommuner, regioner och länder i Europa å andra sidan, säger Troendle. Men i princip, Självförsörjning med 100 % förnybar el är möjlig på alla administrativa nivåer från kontinentala till regionala, och ofta även på kommunal nivå, särskilt om mekanismer för elhandel mellan regioner och länder kan etableras.