WORLD ENERGY ASSESSENT MAIN FINDINGS www.globalenergyassessment.org

Energi för en hållbar framtid Statistisk termodynamik med tillämpningar LTH, 2016 - 11 - 21 Energi för en hållbar framtid Thomas B Johansson Professor och Director em., International Insitute for Industrial Environmental Economics (IIIEE), Lund University, Lund, Sweden, Former Co-Chair, Global Energy Assessement, International Institute for Applied Sytsems Analysis (IIASA), Laxenburg, Austria Former Commissioner, Fossil Free Road Transport, Ministry of Energy, Sweden

Planetary boundaries Source: W. Steffen et al, Science, 2015

World Primary Energy Source: Nakicenovic et al., 1998

Utmaningar som leder till krav på förändrade energisystem Energitjänster för växande befolkingar och ekonomier, från 7 till 9+ miljarder 2050; 2%/a p.c. Universell tillgång till moderna energibärare ( ~3 miljarder har det inte; 1.2 miljarder har inte electricitet) Överkomliga kostnader för energitjänster (olja@$100/bbl??) Säker energitillförsel, från hushåll till nationer, “peak oil” lokala and regionala hälso och miljöfrågor (WHO’s riktlinjer) Motverka klimatförändringar (<+2 oC över förindustriell nivå) fredsfrågor Övriga risker (stora olyckor, kärnvapenspridning, livsmedelsprod) => Mycket stora förändringar i energisystemen behövs

Dessa utmaningar måste hanteras Adekvat Samtidigt Tillräckligt snabbt

World Primary Energy Source: Nakicenovic et al., 1998

Vilka förändringar av energisystemen krävs? Huvudelement: Energieffektivitet, särskilt i slutlig användning Förnybara energikällor Kolinfångning och lagring (Carbon Capture and Storage, (klimatpåverkan enbart) Effektiviseringar och förnybar energi kan ses som instrument för hållbar utveckling

Utveckling, hälsa, kvinnors situation, växthusgaser MATLAGNING Utveckling, hälsa, kvinnors situation, växthusgaser

Source: REN21, Renewables 2016 - Global Status Report

Source: REN21, Renewables 2016 - Global Status Report

Many Countries have succeeded with Electrification Source: Pachauri et al., ‘Energy Access for Development’, GEA, 2012, p. 1401-1458.

Solar Home Systems Bangladesh Grameen Shakti

SOLAR SUITCASE Source: We Care Solar

Goal 7: Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all Targets By 2030, ensure universal access to affordable, reliable and modern energy services By 2030, increase substantially the share of renewable energy in the global energy mix By 2030, double the global rate of improvement in energy efficiency By 2030, enhance international cooperation to facilitate access to clean energy research and technology, including renewable energy, energy efficiency and advanced and cleaner fossil-fuel technology, and promote investment in energy infrastructure and clean energy technology By 2030, expand infrastructure and upgrade technology for supplying modern and sustainable energy services for all ….

CO2, CH4 and temperature records from Antarctic ice core data Source: Vimeux, F., K.M. Cuffey, and Jouzel, J., 2002, "New insights into Southern Hemisphere temperature changes from Vostok ice cores using deuterium excess correction", Earth and Planetary Science Letters, 203, 829-843.

Source: IPCC AR5 WGII

Parisavtalet Nytt angreppssätt jfr med det misslyckade Köpenhamnsförsöket 2009: inga legalt bindande utsläppsminskningar utan INDC, Intended Nationally Determined Contributions. Från “blame and shame” till “blame and encourage”. Rapportering i 5 års cykler. Legalt bindande rapportering, men inga sanktioner. Håll ökningen av den globala genomsnsittstemperaturen väl under 2 grader och försök begränsa den till 1.5 grader. INDCs före Paris beräknades reducera uppvärmningen från 4 – 5 grader till ca 2.7 grader.

Global emission pathways in compliance with a 2 ºC guardrail, with 67% probability (WBGU 2009) Source: WBGU

Emissions from fossil fuel use and industry Global emissions from fossil fuel and industry: 36.3 ± 1.8 GtCO2 in 2015, 63% over 1990 Projection for 2016: 36.4 ± 2.3 GtCO2, 0.2% higher than 2015 Uncertainty is ±5% for one standard deviation (IPCC “likely” range) Estimates for 2014 and 2015 are preliminary. Growth rate is adjusted for the leap year in 2016. Source: CDIAC; Le Quéré et al 2016; Global Carbon Budget 2016

Observed emissions and emissions scenarios The emission pledges to the Paris Agreement avoid the worst effects of climate change (4-5°C) Most studies suggest the pledges give a likely temperature increase of about 3°C in 2100 The IPCC Fifth Assessment Report assessed about 1200 scenarios with detailed climate modelling on four Representative Concentration Pathways (RCPs) Source: Fuss et al 2014; CDIAC; IIASA AR5 Scenario Database; Global Carbon Budget 2016

Energy consumption by energy type Energy consumption by fuel source from 2000 to 2015, with growth rates indicated for the more recent period of 2010 to 2015 Source: BP 2016; Jackson et al 2015; Global Carbon Budget 2016

Source: Global Carbon Budget 2016 Emissions per capita The 10 most populous countries span a wide range of development and emissions per person Emission per capita: CO2 emissions from fossil fuel and industry divided by population Source: Global Carbon Budget 2016

Fate of anthropogenic CO2 emissions (2006-2015) 16.4 GtCO2/yr 44% 34.1 GtCO2/yr 91% Sources = Sinks 31% 11.6 GtCO2/yr 9% 3.5 GtCO2/yr 26% 9.7 GtCO2/yr Source: CDIAC; NOAA-ESRL; Houghton et al 2012; Giglio et al 2013; Le Quéré et al 2016; Global Carbon Budget 2016

Cumulative global CO2 emissions and temperature Cumulative global CO2 emissions from fossil fuels, industry, and land use change and four simplified future pathways compared to probability of exceeding different temperatures The green boxes show the year that the exceedance budgets are exceeded assuming constant 2016 emission levels The years are indicative and vary depending on definition and methodology Source: Jackson et al 2015b; Global Carbon Budget 2016

The emission pledges (INDCs) of the top-4 emitters The emission pledges from the US, EU, China, and India leave no room for other countries to emit in a 2°C emission budget (66% chance) Source: Peters et al 2015; Global Carbon Budget 2016

Sweden 1970 – 2015.

Source: Jörgen Larsson, CTH, 2015 Two ways of looking at emissions Emissions in Sweden from products being exported Emissions in Sweden from Transport Energy Industy Agriculture Etc. Geographical perspective Consumption perspective Emissions abroad from imports into Sweden and international transport Source: Jörgen Larsson, CTH, 2015

Greenhouse gas emissions: a consumption vs. a geographical perspective

Källa: Jörgen Larsson, CTH, 2015 Flights per person per year, 1973 - 2013 Red: domestic Blue: international Källa: Jörgen Larsson, CTH, 2015

Consumption-based emissions (carbon footprint) Allocating emissions to the consumption of products provides an alternative perspective USA and EU28 are net importers of embodied emissions, China and India are net exporters Consumption-based emissions are calculated by adjusting the standard production-based emissions to account for international trade Source: Peters et al 2011; Le Quéré et al 2016; Global Carbon Project 2016

WORLD ENERGY ASSESSENT MAIN FINDINGS www.globalenergyassessment.org

Source: Jan Barta, Center for Passive Buildings, www.pasivnidomy.cz Energy use for space conditioning reduced by 90+ % through application of better insulation, windows, doors etc., as well as heat recovery and solar gains. Applicable to both new construction and renovation. Source: Jan Barta, Center for Passive Buildings, www.pasivnidomy.cz

Energimärkning av apparater

Source: David Sanborn Scott, 2004 37 Source: David Sanborn Scott, 2004

The Solar Suitcase

Nuclear PWR Investment Costs US overnight excl Nuclear PWR Investment Costs US overnight excl. interest, France partly incl. interests mean/best guess and min/max of costs 1980 1977 1985 1971 1975 1983 1996 1995 5000 2000 3000 4000 1000 US: Koomey&Hultman, 2007; France: Grubler, 2009 Source: GEA Chapter 24, forthcoming 51

Samförgasning av kol och bioenergi för samproduktion av kraft, bränslen och kemikalier, med CCS som leder till negativa CO2 utsläpp Source: GEA Kapitel 12

WORLD ENERGY ASSESSENT MAIN FINDINGS www.globalenergyassessment.org

Global Energy Assessment ställde frågan: Finns det kombinationer av resurser och teknik, för slutlig använding och tillförsel av energi, som kan skapa energisystem vilka möter alla utmaningarna samtidigt?

Samhälleliga mål i GEA’s back-casting secenario för 2050 understödja ekonomisk tillväxt i sentida ”historisk” takt universell tillgång till el och ren matlagning, 2030 minskade luftföroreningar, följ WHO’s riktlinjer undvik ”farlig” klimatförändring, högst + 2 oC över den förindustriella globala medeltemperaturen förbättra tillförselsäkerheten för energi, genom ökad mångfald och uthållighet hantera”peak oil” och undvika kärnvapenspridning

Branching points in GEA backcasting analysis Source: GEA Chapter 17

GEA-Supply

Några slutsatser: Det finns många kombinationer som ”fungerar” Dessa skapar alla värden som inte avspeglas i villkoren för marknadernas aktörer effektivare energianvändning skapar störst flexibilitet, följt av förnybar energi CCS förmodligen ett ”måste” Kärnkraften är en option, men inte ett ”måste” Kraftfulla incitatment och kapacitetsutveckling nödvändiga; kan bara komma från den politiska processen

Inte bara energiteknik Stadsplanering Transportsystem Materialanvändning Markanvändning Konsumtionsmönster …..

Samtidig (i) ekonomisk utveckling, (ii) fattigdomsbekämpning och (iii) minskning av utsläppen av av växthusgaser Begreppet multiple benefits (ung. multipla värden) Inkludera alla värden (sysselsättning, tillväxt, hälsa, lokal miljö, minskad klimat påverkan, ....) Att bedöma ett projekt på basis av € per undviket tC blir missvisande. Effektiv energianvändning, särskilt i slutlig användning Förnybar energi

GEA -- Slutsatser Energisystemen kan transformeras så att de stödjer hållbar utvecking. En effektiv transformation förutsätter handling omgående. Effektiv energianvändning är ett omedelbart och effektivt instrument. Förnybar energi är riklig, tillgänglig överallt och i ökande grad konkurrenskraftig. Genomgripande förändringar av fossila energisystem är viktiga och möjliga. Universell tillgång till moderna energibärare och ren matlagning är möjlig till 2030. En integrerad strategi för energisystemens utvecklingen är avgörande. Energiåtgärder för en hållbar framtid för med sig substantiella värden för samhället i många dimensioner. Socio-kulturella förändringar kommer att behövas. Politik, regelverk, och stabila investeringsförhållanden är essentiella..

Fossilfrihet på väg

Direkt och indirekt energianvändning för transporter Direkt och indirekt energianvändning för transporter. För 2030 begränsar sig utredningen till de två ramarna i fetstil

Källa: Energimyndigheten, 2012

Undersök fem åtgärdsområden för att se hur långt åtgärder skulle kunna leda mot fossiloberoende: Stimulerad fortsatt positiv samhällsomställning med minskade och effektivare transporter som följd Infrastrukturåtgärder och byte av trafikslag Effektivare fordon och ett energieffektivare framförande av fordon Eldrivna vägtransporter Biodrivmedel

Några viktiga trender: IT utvecklingens alla dimensioner Resfria möten E-handel Tätare och attraktivare städer Hälsofrågor, inkl. cykel och gang Ökad kollektivtrafik “peak car”? Körkortsinnehav

Energieffektivare fordon inom EU, 2001 - 2013

Vägtrafikens användning av fossil energi med och utan åtgärder (TWh)

Personbilarnas (vänster) och stadsbussarnas och distributionsbilarnas (höger) trafikarbete fördelat på olika framdrift i åtgärdspotential A

Användning av fossil energi efter åtgärder

Fraction of biofuels in the transport sector (domestic) by fuel in relation to total energy in fuels in the road transport sector, 2007 – 2015, per cent.

Fraction of biofuels in the transportation sector as calculated with the EU method in the Directive 2009/28/EC, per cent.

Tillbaka till helheten: andra nyttor Tryggare energiförsörjning Fler arbetstillfällen Attraktivare och förbättrad tillgänglighet i städer Mindre emissioner av luftföroreningar och buller Ökad fysisk aktivitet och förbättrad hälsa Ökat underlag för kollektivtrafiken Minskat markanspråk för transporter Ökad social integration och jämställdhet Högre trafiksäkerhet Långsiktigt lägre kostnader

Tack!

WORLD ENERGY ASSESSENT MAIN FINDINGS www.globalenergyassessment.org