Hur kan bioenergi och koldioxidinfångning bidra till att minska klimatpåverkan?

Bioenergi, som innebär användning av organiskt material för att producera energi, anses av många vara en viktig komponent i globala strategier för att hantera klimatförändringar. Den växande forskningen kring bioenergi, och i synnerhet om dess potential för att minska koldioxidutsläpp, visar på dess mångsidighet och komplexitet. Bioenergi kan användas i många olika former, från biodrivmedel till elproduktion, och kan spela en central roll i åtgärder för att uppnå klimatmål. Samtidigt medför dess användning både möjligheter och utmaningar, särskilt när det gäller hållbarhet och effekter på landanvändning och ekosystem.

En viktig aspekt som ofta diskuteras är förmågan hos vissa bioenergisystem, särskilt de som integrerar teknologier för koldioxidinfångning och -lagring (BECCS), att ta upp mer koldioxid än de släpper ut under hela livscykeln. Detta innebär att bioenergi, när den används tillsammans med effektiva koldioxidinfångningstekniker, kan bidra till att minska mängden växthusgaser i atmosfären på ett sätt som andra förnybara energikällor inte kan. Denna teknik skulle kunna spela en central roll i att uppnå globala temperaturmål, såsom de som stipuleras i Parisavtalet.

För att säkerställa att bioenergi används på ett hållbart sätt är det också viktigt att analysera de långsiktiga ekonomiska och sociala konsekvenserna av storskalig produktion. Forskning har visat att länder som använder stora mängder bioenergi, som Brasilien, kan stå inför komplexa utmaningar när det gäller att balansera den ekonomiska vinningen från energiutvinning med bevarandet av naturresurser och ekosystem. Bioenergi bör därför ses som en del av ett bredare energiomvandlingssystem, där det finns en tydlig förståelse för hur den samverkar med andra teknologier och politiska initiativ för att minska de globala utsläppen.

Vidare måste beaktas att tillgången på biomassa inte är jämnt fördelad över världen. Det finns områden där biomassa är en naturlig och hållbar resurs, medan det finns andra där produktionsmetoder kan innebära stora ekologiska och ekonomiska risker. Således krävs en regional och global strategi för att identifiera var och hur bioenergi bör produceras och användas, så att fördelarna maximeras och de negativa effekterna minimeras.

Koldioxidinfångning och lagring i samband med bioenergi erbjuder också stora tekniska och logistiska utmaningar. För att BECCS-teknik ska bli effektiv krävs omfattande infrastruktur för att samla in och transportera den fångade koldioxiden till lagringsanläggningar. Dessa teknologier är ännu inte utbyggda i tillräcklig omfattning för att säkerställa en global implementering på kort sikt, och det finns fortfarande osäkerhet kring deras långsiktiga säkerhet och effektivitet. Men om dessa teknologier lyckas utvecklas och implementeras på en global skala, kan de potentiellt göra en betydande skillnad i arbetet med att minska atmosfärens koldioxidnivåer.

För att få en mer nyanserad förståelse av bioenergiens roll i den globala energiomställningen är det därför avgörande att noggrant överväga inte bara de tekniska aspekterna utan även de socio-ekonomiska, ekologiska och politiska faktorerna. Detta kräver ett tvärvetenskapligt angreppssätt där ekonomer, ingenjörer, ekologer och politiker samarbetar för att forma en framtid där bioenergi är både en hållbar och effektiv lösning på de klimatutmaningar som världen står inför.

Hur påverkar geopolitik och samarbete inom vattenkraft i Latinamerika?

Byggandet av dammar som Itaipú har ofta lett till komplicerade diplomatiska förhandlingar, där olika nationer strävar efter att maximera sina egna fördelar. I fallet med Itaipú var USA:s medling avgörande för att undvika en militär konflikt mellan Brasilien och Paraguay under 1960-talet. Denna överenskommelse resulterade i en gemensam utnyttjande av vattnet i Paranáfloden, vilket också förändrade den geopolitiska dynamiken i regionen.

Vattenkraften spelar en central roll för Brasiliens energiförsörjning, men det finns en ökande oro över dess hållbarhet, särskilt med tanke på klimatförändringar och de växande sociala rörelserna som motsätter sig nya dammar. Landets beroende av vattenkraft gör att det är sårbart för vädermönster, som torka, vilket har lett till återkommande problem med energiförsörjningen. Trots detta förblir vattenkraften den största och mest stabila källan till energi i Latinamerika, och det finns stora planer på att utöka kapaciteten, särskilt i Brasilien och Anderna.

Det finns också ett stort potential för ökad regional samarbete när det gäller förnybar energi, särskilt inom områdena sol- och vindkraft. Dessa energikällor, som beroende på geografiska förhållanden kan komplettera vattenkraften, skulle kunna möjliggöra ett mer integrerat och effektivt energisystem i Latinamerika. Men trots dessa fördelar är det fortfarande många hinder som försvårar en mer omfattande elektrisk integration mellan länderna. Politisk osäkerhet, brist på infrastruktur och regleringsproblem gör att tvärregional energiutbyte förblir på en låg nivå.

Det mest framstående exemplet på regional elektrisk integration är samarbetet kring Itaipú, där Paraguay exporterar en betydande mängd elektricitet till Brasilien och Argentina. Diskussioner om rättvisa priser och resursfördelning har dock lett till en långvarig tvist om förhållandet mellan länderna. Paraguay har kritiserat den term som används för att beskriva exporten av överskottsenergi – "kompensation" snarare än ett rättvist pris. Trots dessa problem har nya avtal under de senaste åren lett till ökning av priserna, vilket gör det möjligt för Paraguay att förhandla om försäljning av sin överskottsenergi till andra aktörer.

Men den största potentialen för energiutbyte ligger kanske i den regionens solenergi. Chile, med sina stora solkraftsresurser, kan på sikt spela en avgörande roll i att förse andra länder med energi, särskilt om den regionala nätverksinfrastrukturen utvecklas. Trots dessa möjligheter kvarstår de geopolitiska och ekonomiska spänningarna som hindrar ett mer omfattande regionalt samarbete kring förnybar energi.

Det är också viktigt att notera att medan vattenkraft fortfarande dominerar i Latinamerika, måste dess negativa effekter på miljön och på ursprungsbefolkningar beaktas mer noggrant. Lokala samhällen lider ofta av de sociala och miljömässiga konsekvenserna av dammbyggande, och dessa frågor tenderar att förbises i den större geopolitiska diskussionen om energiförsörjning. Dessutom innebär de stora infrastrukturella projekten en fara för biodiversiteten, särskilt i ekosystem som Amazonas.

Hur kan förnybar energi och väteproduktion forma framtidens industri?

Grönt väte är en central komponent i den globala energiomställningen och förväntas spela en avgörande roll i omställningen till en koldioxidfri värld. Idag är produktionen av väte i stor utsträckning beroende av fossila bränslen, men med hjälp av elektrolys och förnybara energikällor som sol och vind kan väteproducering ske utan utsläpp av växthusgaser. För närvarande finns det endast cirka 0,3 GW elektrolyserkapacitet i drift för produktion av grönt väte, vilket utgör en mycket liten del av den globala väteproduktionen. Detta står i stark kontrast till den kapacitet som utvecklas, där fler än 200 GW elektrolyserkapacitet är på gång. För att möjliggöra avkarbonisering av befintlig väteproduktion och utveckling av nya användningsområden för grönt väte krävs tusentals gigawatt kapacitet.

Ett annat viktigt område inom den förnybara energiomställningen är bioenergi. Biomassa är för närvarande den största källan till förnybar energi globalt, och står för cirka 10 % av den globala primära energiförsörjningen. Biomassans roll i omställningen omfattar en mängd olika produkter, från vätskeformiga biodrivmedel till biogas, solid biomassa och träpellets. Flytande bioenergi, såsom etanol och biodiesel, dominerar den globala drivmedelsförsörjningen och är för närvarande den mest etablerade formen av biodrivmedel. Stora investeringar görs i utvecklingen av andra typer av avancerade biodrivmedel, exempelvis cellulosisk etanol och andra biobränslen, men dessa är fortfarande långt ifrån kommersiellt tillgängliga i stor skala.

Samtidigt utgör träbiomassa fortfarande en av de viktigaste källorna till förnybar energi. Globalt producerades 1,9 miljarder kubikmeter träbränsle under 2019, vilket motsvarar ungefär 35 EJ bioenergi. Den största delen av denna produktion kommer från Afrika och Amerika, där skogsbränslen används i stor utsträckning för uppvärmning och matlagning. Även om den traditionella användningen av biomassa fortfarande är en viktig energikälla i många utvecklingsländer, är den ofta inte hållbar, vilket innebär att användningen av biomassa för energi kräver noggrant övervägande för att undvika negativa miljökonsekvenser.

Förutom biomassa och väte kan även andra industriprodukter som järn, metanol och ammoniak syntetiseras från förnybara källor. Till exempel används metanol som en byggsten i den kemiska industrin och kan också fungera som ett alternativ till diesel för lastbilar och fartyg. Den globala produktionen av metanol, som i dag nästan helt baseras på fossila bränslen, håller på att förändras genom utveckling av ny teknik för att producera metanol från förnybara källor som biomassa eller väte och koldioxid. Dessa utvecklingar kommer att spela en avgörande roll för att minska beroendet av fossila bränslen och för att minska utsläppen från tunga transportsektorer som har haft svårt att elektrifieras.

Utöver dessa teknologiska framsteg är det viktigt att förstå den komplexa geopolitik som omger energiomställningen. Nationella och globala energimarknader är djupt sammanflätade, och övergången till förnybar energi innebär förändringar i både energiproduktion och handel. Länder med stora sol- och vindresurser, som exempelvis Australien och de nordiska länderna, kan komma att bli viktiga aktörer i den globala väteproduktionen. Samtidigt kan länder med stora resurser inom biomassa eller gas, som Brasilien och USA, fortsätta spela en central roll i framtidens energimarknader.

Hur kan energiomställningen påverka geopolitiken och ekonomin fram till 2050?

Den globala energiomställningen, särskilt om världen ska uppnå ett 1,5°C-scenario, kommer att kräva en rad teknologiska, ekonomiska och politiska förändringar. Redan idag är vissa teknologier på plats, men det krävs ett radikalt ökat tempo i deras implementering för att kunna nå de ambitiösa klimatmålen.

Den globala elproduktionen kommer att tredubblas mellan 2018 och 2050, där andelen förnybar energi växer från 28% till 90%. Det innebär ett dramatiskt minskat beroende av fossila bränslen, där kolproduktionen kommer att fasas ut helt. År 2050 kommer endast 10% av elproduktionen att komma från fossila bränslen och kärnkraft, medan 63% av elproduktionen kommer från vind och sol. Elektricitet kommer att dominera det slutliga energiutnyttjandet, både direkt och indirekt, i form av väte och e-bränslen som e-ammoniak och e-metanol. Det förutspås att 58% av den slutliga energiförbrukningen 2050 kommer att vara elektricitet eller grönt väte och dess derivat.

En rad teknologier som redan finns idag behöver skalas upp kraftigt, såsom vind- och solkraft, samt elektrifiering av transport och industri. Det är särskilt transportsektorn som kommer att uppleva den största förändringen, med en förväntad ökning av eldrivna fordon från dagens 10 miljoner till över 380 miljoner 2030, och nästan 1,8 miljarder vid 2050. Elbilar förväntas stå för mer än 80% av all vägtransportverksamhet vid 2050.

I takt med att den globala efterfrågan på energi ökar, så växer även behovet av investeringar. För att uppnå ett 1,5°C-scenario behöver investeringarna i energisektorn öka från 98 biljoner USD till 131 biljoner USD fram till 2050, vilket innebär en ökning med 34%. Dessa investeringar kommer att förändra hur kapitalflöden styrs, där en större del kommer att gå till förnybar energi, energieffektivisering och elektrifiering av olika sektorer.

För att detta ska vara genomförbart krävs det innovationer på fyra områden: enabling technologies (teknologier som gör integrationen av förnybar energi möjlig), affärsmodeller (nya affärsmodeller för att skapa incitament för förnybar energi), marknadsdesign (hur marknader ska struktureras för att stödja integrationen av förnybar energi) och systemdrift (nya sätt att hantera elnäten så att de kan integrera större mängder förnybar energi). Tekniken för att hantera variabiliteten hos vind- och solenergi, såsom avancerade lagringstekniker, kommer att vara avgörande för att säkerställa en stabil och flexibel energiförsörjning.

En annan viktig aspekt av omställningen är att den också medför geopolitiska förändringar. Eftersom fossila bränslen kommer att minska i betydelse, kommer länder som idag är beroende av olje- och gasexport att behöva hitta nya sätt att delta i den globala ekonomin. Samtidigt kan den ökade användningen av förnybar energi och teknologier som väte och energiöverföring genom elnät innebära att vissa regioner, som har stora resurser av sol- och vindenergi, får en ännu mer central roll i den globala energimarknaden.

För att den här övergången ska vara framgångsrik och rättvis krävs ett omfattande samarbete mellan regeringar, företag och civilsamhället. Det handlar inte bara om att investera i teknik, utan också om att säkerställa att de samhällen som är mest utsatta för förändringar – såsom de som är beroende av fossila bränslen eller där energiåtkomst är begränsad – inte lämnas efter. Detta innebär att den ekonomiska och sociala omställningen måste vara lika viktig som den teknologiska.