Vindkraft och solenergi – det går för långsamt att bygga ut

– Det här är första gången som den maximala tillväxttakten i enskilda länder har mätts exakt, och det visar vilken enorm utmaning det är att ersätta traditionella energikällor med förnybara, liksom behovet av att utforska olika tekniker och scenarier, säger Jessica Jewell, docent i energiomställning vid Chalmers tekniska högskola.

FN:s klimatpanel IPCC har identifierat olika scenarier för energiproduktion som ska kunna hålla den globala uppvärmningen under 1,5 °C eller 2 °C. De flesta av dessa scenarier ser en mycket snabb tillväxt av förnybar el framför sig: i genomsnitt cirka 1,4 procent av den totala globala elförsörjningen per år för både vind- och solenergi och över 3 procent i scenarier som fokuserar tydligare på solenergi. Men forskarnas nya fynd visar att en så snabb tillväxt hittills bara har varit möjlig för ett fåtal mindre länder.

Svårt mäta tillväxt av förnybar teknik

Att mäta och förutsäga tillväxten av ny teknik som förnybar energi är svårt, eftersom ökningen inte är linjär. Istället följer tillväxten vanligtvis en så kallad S-kurva: först accelererar den exponentiellt, stabiliseras sedan till linjär tillväxt ett tag, för att i slutändan sakta ner när marknaden blir mättad.

– Vi har utvecklat en ny metod där vi använder matematiska modeller för att mäta S-kurvans lutning, det vill säga den maximala tillväxthastigheten som uppnås vid kurvans brantaste punkt. Det låter kanske grundläggande, men det är ett helt nytt sätt att se på tillväxten av ny teknik, säger Jessica Jewell.

Snabbare utveckling i små länder

Vid analys av de 60 största länderna – som tillsammans producerar 95 procent av världens energi – fann forskarna att den maximala tillväxttakten för vindkraft på land i genomsnitt bara är 0,8 procent av den totala elförsörjningen per år. Motsvarande siffra för solkraft är 0,6 procent. Båda växer alltså mycket långsammare än i IPCC-scenarierna. Hållbar tillväxt snabbare än 2 procent per år för vind och 1,5 procent för sol har bara skett i mindre länder som Portugal, Irland och Chile.

– Det är troligt att snabbare tillväxt är lättare att uppnå i mindre, mer homogena länder, snarare än i stora varierande system, säger Jessica Jewell.
Bland större länder har bara Tyskland hittills kunnat upprätthålla tillväxten av vindkraft på land jämförbar med medianvärde för klimatstabiliseringsscenarier.

– Med andra ord bör hela världen bygga vindkraft lika snabbt som Tyskland för att hålla koll på klimatmålen. Det kan finnas gränser för hur snabbt vind- och solkraft kan expandera och därför bör vi systematiskt analysera andra klimatlösningar, särskilt för snabbt växande asiatiska ekonomier som Indien och Kina, säger Aleh Cherp, professor i miljövetenskap och politik vid Centraleuropeiska universitetet och Lunds universitet.
Studen har utförst av forskare på Chalmers och Lunds universitet i Sverige, samt Centraleuropeiska universitetet i Wien, Österrike.

Vetenskaplig artikel:

National growth dynamics of wind and solar power compared to the growth required for global climate targets(leh Cherp, Vadim Vinichenko, Jale Tosun, Joel A.Gordon och Jessica Jewell)Nature Energy

Kontakt:

Aleh Cherp, professor i miljövetenskap och politik vid Centraleuropeiska universitetet och Lunds universitet, cherpa@ceu.edu
Jessica Jewell, docent i energiomställning, avdelningen för fysisk resursteori, institutionen för rymd-, geo- och miljövetenskap, Chalmers tekniska högskola,  jewell@chalmers.se