Environmental Sustainability Benchmarking of Low-Carbon Energy Technologies

Pust lettere med fornybar energi En ny studie viser at omlegging fra fossil til fornybar elektrisitet vil redusere ikke bare global oppvarming, men også helseskader og økosystempåvirkninger. Av Edgar Hertwich, Thomas Gibon og Anders Arvesen Bruk av fossile energikilder har gjort det mulig for byer, befolkninger og velstand å vokse. Samtidig har det ført til forurensning av luft, vann og jord. Hovedproduktet av forbrenning av fossile brensler er karbondioksid, en gass som holder tilbake jordens varmestråling slik at jordens temperatur øker. For å hindre farlig menneskeskapt oppvarming er vi nødt til å enten skifte til ikke-fossile energikilder eller ta i bruk renseteknologier som forhindrer at karbondioksid når atmosfæren. Fossil energi er ikke bare hovedårsaken til klimaproblemet, men er også en betydelig kilde til luftforurensning som skaper andre miljøproblemer. Luftforurensning er ansvarlig for like mange dødsfall per år som andre verdenskrig: 7 millioner per år ifølge Verdens helseorganisasjon. Omtrent halvparten av disse dødsfallene skyldes fossil energi og en tiendedel fossile kraftverk. I en ny studie undersøker vi hvordan det å erstatte vanlig kull- og gasskraft med klimavennlige alternativer påvirker forurensning av luft, vann og jord som er skadelig for mennesker og økosystemer. Produksjon av elektrisitet fra fornybare kilder forårsaker lite eller ingen utslipp direkte, men bygging, vedlikehold og skroting av anlegg slik som vindparker krever både materialer, elektrisitet og transport. Dette fører til utslipp, og mengden slike utslipp kan beregnes med livsløpsanalyse. I studien vår har vi gjort livsløpsanalyser for en rekke typer kraftverk. Teknologieksperter i flere land har bidratt med data og vurderinger. Vi har både sammenlignet miljøkonsekvensene ved å framstille en enkelt kilowattime, og vurdert de globale miljøeffektene av en omlegging av hele den globale kraftforsyningen. Studien vår beregner hvor mye materialer som er nødvendig for å produsere kraft. Vi kommer fram til at vindkraft og termisk solkraft krever opptil ti ganger mer stål og sement enn kullkraft og tjue ganger mer enn gasskraft. Solcelleanlegg trenger mye kopper til ledninger og aluminium til rammer. Det er ikke bare den endelige produksjonen av disse materialene som gir utslipp, men også utvinningen av råvarene, bearbeidingen og transporter. Til tross for de store mengdene materialer og utstyr som kreves, kommer fornybar energi ut som soleklar miljøvinner. Termisk solenergi, solceller, landbaserte og offshore vindturbiner er klart bedre enn kullkraft på alle miljøindikatorene som vi har undersøkt, og stort sett slår de også gasskraft med rensing. Mange vannkraftverk og geotermiske kraftverk er også miljøvinnere, selv om ikke alle slike prosjekter er gode. Bruk av karbonrensning i fossile kraftverk medfører en moderat økning av andre typer utslipp enn karbondioksid, sammenlignet med kraftverk uten rensing. Til tross for et stort behov for areal, skal ikke utviklingen av solsystemer øke det totale omfanget som brukes, på grunn av en reduksjon i arealet som til nå har vært brukt til kullutvinning. Sammenligningen vår av ulike globale framtidsscenarioer viser at en videreutvikling av det energisystemet vi har i dag for å tilfredsstille et økende behov i framtiden vil føre til en dobling av luftforurensning fram til 2050, til tross for bruk av moderne og mer effektive fossile kraftverk. Det vil også føre til en dobling eller tredobling av ulike typer forurensning til vann og jord som er skadelig for økosystemer. En global omstilling til klimavennlig kraftproduksjon vil imidlertid stabilisere luftforurensning og redusere utslipp av miljøgifter, selv om kraftproduksjonen nesten dobles. Ytterligere reduksjoner i utslipp er mulig hvis vi bruker mer fornybar energi og mindre karbonrensing. Studien vår viser at en global omlegging fra fossil til fornybar elektrisitet vil redusere ikke bare global oppvarming men også helseskader og skader på økosystemer. Et miljøpolitisk vinn-vinn.

Today's energy system threatens climate stability and causes significant environmental problems in the form of health effects and ecological impacts. The challenge is to reduce these environmental impacts while ensuring an adequate supply of clean, afford able energy to the world's growing population. Energy efficiency, alternative energy sources and new conversion technologies are required to meet these goals. New energy technologies can also bring with themselves environmental costs and resource requirem ents, and these costs should be adequately considered in energy and climate policy, but are poorly understood so far. In this study the large-scale implementation of mitigation technologies according to energy scenarios will be modeled in terms of the req uired infrastructure, land, water, fuel, material and other input requirements, and associated emissions/wastes. The methodology for this work will be adapted from an ongoing EU FP7 project, Prospective Sustainability Assessment of Technologies. The impac ts will be evaluated on a global level and where appropriate through regional case studies. The work will proceed in four steps: 1. Identification of critical issues in dialogue with stakeholders and experts 2. Development of modeling methods for the lif e-cycle impacts of future energy systems 3. Specify technology parameters for the impact modeling based on a literature review 4. Modeling of impacts of the wide-scale adoption of the technologies in the benchmark year 2050 in accordance to mitigation sce narios The work will be organized to support and take advantage of the PI's role as working group chair in the UNEP Resource Panel and as a lead author in the Energy Systems chapter of the forthcoming IPCC 5th assessment report.