Yi-kuang Chen har i sin doktorgrad analysert noen av hovedutfordringene i den nordeuropeiske energiomstillingen. Resultatene hennes viser at omstillingen til et fossilfritt energisystem vil kreve svært store mengder fornybar elektrisitet og at vi står overfor viktige og vanskelige avveininger.
Den globale etterspørselen etter fornybar energi øker raskt og kostnadene ved vind- og solkraftproduksjon har gått betydelig ned.
– Men jobben er ikke gjort, kommenterer ph.d.-kandidat Yi-kuang Chen.
– Den europeiske energiomstillingen har bare så vidt startet.
Dersom den forfektede grønne fremtiden skal nås, må sektorer utenom energibransjen bytte til fornybar energi, og krevende samfunnsmessige utfordringer må møtes på en god måte.
En nærmere titt på utfordringene i energiomstillingen
I sin doktorgrad har Chen undersøkt noen av de nye utfordringene i energiomstillingen og deres betydning for utformingen av fremtidens nordeuropeiske energisystemer. Hun har spesielt jobbet med tre tema:
- Hvordan sørge for utslippskutt i oppvarming
- Arealbruk og arealbrukskonflikter knyttet til fornybar energi
- Handel med kraft over landegrenser
Begrepet "dekarbonisering" refererer til prosessen med å eliminere bruken av fossilt brensel.
Avhandlingen hennes presenterer en gjennomgang av de nordiske kraftmarkedsutsiktene, etterfulgt av tre modellanalyser for å undersøke hvordan de nye utfordringene kan påvirke fremtidige energisystemer.
Energisystemmodell
Chen har brukt energisystemmodellen Balmorel for å analysere elektrisitets- og varmesektoren i et internasjonalt perspektiv.
– Modellen er veldig allsidig og kan brukes til langtidsplanlegging så vel som kortere driftsanalyse, forklarer hun.
Balmorel-modellen har blitt brukt i prosjekter i en rekke land, og brukt til analyser av blant annet forsyningssikkerhet, vindkraftutbygging, utvikling av internasjonale elektrisitetsmarkeder, varmeoverføring og prising, og innføring av elektriske kjøretøy i energisystemet, for å nevne noen.
Desentralisert oppvarming er nøkkelen
– Det største enkeltelementet som ennå ikke er dekarbonisert i Nord-Europa er desentralisert oppvarming, sier Chen.
Desentralisert oppvarming er oppvarming av boliger og varmtvann som ikke leveres av fjernvarmenett.
– Denne typen oppvarming tar en stor del av energibehovet, kommenterer hun.
Modelleringene hennes viser at elektrifisering med varmepumper sannsynligvis blir den viktigste løsningen, men dette vil kreve store mengder fornybar energi.
Den motstridende dualiteten mellom vind og sol
Vind- og solinstallasjoner på land er de to energiløsningene har lavt karbonavtrykk og som er mest kostnadseffektive i et europeisk perspektiv. , Men vind- og solkraftmedfører også noen ulemperfordi de krever mye større landareal enn konvensjonell landbasert kraftproduksjon og i en del land ser vi en økende motstand mot arealkrevende energiformer i samfunnet.
– Dersom samfunnet er villig til å godta en kostnadsøkning, er havvind og atomkraft alternativer som muligens kan forhindre arealbrukskonflikter, sier hun.
Hun påpeker imidlertid at det å betale for å unngå arealkonflikter vil merkes, og at alternativene, havvind og atomkraft, er mye dyrere og også har andre ulemper.
Mer overføring tilsvarer mer fleksibilitet
Når land investerer i energioverføringer over landegrensene, viser Chens resultater at det fører til bedre utnyttelse av de fornybare ressursene, totalt sett.
– Det gir også fleksibilitet til kraftsystemet og gjør det lettere å balansere den variable produksjonen fra fornybare energikilder, forklarer hun.
Fornybare energikilder har høyere grad av produksjonsvariasjon sammenlignet med tradisjonelle ikke-fornybare kilder. Fleksibilitet er derfor en nødvendighet for å øke mengdene fornybar energi inn i energisystemene.
– De totale systemkostnadene og utslippene reduseres også dersom samfunnet investerer i flere kraftkabler.
Chens analyser kvantifiserer også den ujevne velferden blant forbrukere og produsenter og mellom de forskjellige landene.
– Dette er en viktig faktor som beslutningstakerne må ta hensyn til, og økende kraftpriser i krafteksporterende land er helt klart en barriere for å utnytte fordelene ved mellomlandsforbindelser fullt ut.
Det trengs mye energi
Samlet sett viser resultatene at den grønne energiomstillingen vil kreve store mengder elektrisitet og nye fornybar energi-installasjoner i nord Europa.
Dersom tidsmålene skal nås, vil samfunnet måtte gjøre avveininger for å bøte på nye utfordringer som ikke gjelder teknologi eller økonomi.
– Vi må snakke om disse avveiningene, påpeker Chen.
– Hvor skal vi bygge vindmøller? Solenergianlegg? Hvor skal vi ikke bygge dem? Hva er konsekvensene?
– Dette er vanskelige avveininger, men hvis vi skal nå målet vårt om en mer bærekraftig fremtid, kan vi ikke unngå dem.
Yi-kuang Chen forsvarer sin doktorgradsavhandling «Nye utfordringer i energiomstillingen i Nord-Europa: potensialer og virkninger» onsdag den 9. mars. Prøveforelesning og disputas strømmes og er åpne for alle.
Fakta
