Scenarier for globale CO 2 -utslipp og tiltak for å redusere utslippene

Scenarier for globale CO 2 -utslipp og tiltak for å redusere utslippene Dr. Aage Stangeland, Rådgiver i Bellona, e-post: aage@bellona.no, 26. Januar 27 Oppsummering Ifølge FN s klimapanel må globale CO 2 -utslipp reduseres med 5-8 prosent innen 25 for å unngå at global oppvarming medfører katastrofale konsekvenser. Fremtidsprognosene tilsier imidlertid at globale CO 2 utslipp vil øke. Dersom dagens utvikling fortsetter vil CO 2 utslippene ifølge det Internasjonale Energibyrået (IEA) øke med 48 prosent frem mot 23 i forhold til dagens utslipp. IEAs analyser viser at økt satsing på miljøvennlig teknologi kan resultere i CO 2 -utslipp i 25 på kun noen få prosent lavere enn dagens nivå. De scenarier som presenteres av IEA er ikke bærekraftige, og langt sterkere tiltak enn det IEA legger opp til er derfor nødvendig. CO 2 -håndtering kan bidra til langt større reduksjon i CO 2 -utslipp enn det IEA forutsetter. Ved å ta hensyn til det fulle potesialet for CO 2 -håndtering kan globale CO 2 - utslipp reduseres med 5-8 prosent innen 25. Dette krever en rekke tiltak som kan oppsummeres som en kombinert satsing på (1) økt energieffektivisering, (2) mer fornybar energiproduksjon og (3) storstilt etablering av CO 2 -håndtering. 1. Innledning Ifølge FNs klimapanel (IPCC) vil økte utslipp av klimagasser øke den globale gjennomsnittstemperaturen med 1.4 til 5.8 o C fra 199 til 21 [1]. En temperaturøkning på over 2 o C vil medføre alvorlige konsekvenser og ifølge IPCC bør det derfor iverksettes tiltak for å redusere globale CO 2 - utslipp med 5-8 % innen 25 [1]. Konsekvensene av en for høy global oppvarming kan bli nedsmelting av isbreer, noe som vil redusere vann- og matressurser. Nedsmelting av is i polare områder vil medføre at havnivået øker, noe som kan resultere i 2 millioner klimaflyktninger. Klimasystemer kan endres og det vil bli mer ekstremvær. Korallrev vil forsvinne og Amazonas kan kollapse. Økosystemer kan dø ut og 15-4 % av jordens arter står i fare for å bli utryddet [2, 3]. Det Internasjonale Energibyrået (IEA) har i løpet av de siste månedene publisert to rapporter med detaljerte analyser av fremtidig globalt energibehov og resulterende CO 2 - utslipp. I rapporten World Energy Outlook 26 [4] analyseres verdens energibehov frem mot 23, blant annet med scenarier for CO 2 - utslipp. I rapporten Energy Technology Perspectives 26 [5] har IEA utført en grundig analyse på hvordan en storstilt satsing på miljøvennlig teknologi kan bidra til å redusere globale CO 2 -utslipp frem mot 25. Ingen av disse rapportene tilsier tilstrekkelige reduksjoner i globale CO 2 utslipp til å stabilisere klimaet. Dette paperet gir en analyse av IEA scenarioer. Hensikten er å analysere hvilke tiltak IEA foreslår for å begrense CO 2 -

utslippene samt å identifisere hvilke tiltak som er nødvendig for å redusere globale CO 2 -utslipp med 5-8 prosent innen 25. Scenarioer for globalt energibehov og CO 2 -utslipp presenteres i henholdsvis kapittel 2 og 3. Tiltak for å redusere CO 2 - utslipp diskuteres deretter i kapittel 4 før konklusjoner gis i kapittel 5. 2. Scenarier for energibehov Menneskeskapte CO 2 -utslipp er hovedsaklig et resultat av at vår energiproduksjon er basert på fossilt brensel. For å kunne forutsi fremtidige CO 2 -utslipp er det derfor viktig med en grundig analyse av fremtidig energibehov. IEA har etablert to scenarier for fremtidig energibehov [4], et referansescenario (Reference Scenario, RS) og et alternativt scenario (Alternative Policy Scenario, APS). RS er et business-asusual -scenario hvor dagens utvikling forventes å fortsette frem mot 23. APS er et scenario hvor det antas en politisk endring slik at miljøvennlige tiltak som i dag er under vurdering vil bli gjennomført frem mot 23. De to mest opplagte tiltakene for å redusere CO 2 -utslipp er økt satsing på energieffektivisering og økt produksjon av fornybar energi. I APS legges det til grunn en langt sterkere satsing på både energieffektivisering og fornybar energi enn i RS, noe som gjenspeiles i figur 1 hvor APS tilsier lavere energibehov enn RS. Det globale energibehovet er sterkt økende, blant annet på grunn av en kraftig befolkningsøkning samt en sterk økonomisk vekst i folkerike land som Kina og India. Ifølge RS forventes det 5 prosent økning i verdens energibehov innen 23. APS tilsier betydelig mindre økning i energibehovet. Fra figur 1 ser man at veksten i energibehov hovedsakelig vil komme i den fattige del av verden, representert ved ikke-oecd land i figuren. De viktigste energikildene er i dag fossile brensler. Selv om det forventes en kraftig økning i fornybar energiproduksjon vil fossilt brensel fremdeles være den desidert viktigste energikilden i 23. Figur 2 viser hvor vi får energien vår fra både i dag og i 23. Fra denne figuren ser vi at de ulike energikildene vil ha nesten samme markedsandel i 23 som i dag. Dersom IEAs alternative scenario, APS, legges til grunn vil fossilt brensel dekke 77 prosent av energibehovet i 23. Det vil si kun en moderat nedgang fra dagens andel på 81 prosent. Primært energibehov (1 18 J) 8 7 6 5 4 3 2 1 Globalt OECD ikke-oecd 199 2 21 22 23 Figur 1 - Primært energibehov. Heltrukne linjer representerer IEAs alternative scenario (APS) og stiplete linjer representerer IEAs referanse scenario (RS). Fornybare energikilder som sol-, vind-, bølge- og tidevannsenergi er representert som andre fornybare i Figur 2 og slike fornybare kilder har potensial til å tredoble sin markedsandel frem mot 23. Selv om dette innebærer en formidabel økning i fornybar energiproduksjon, betyr dette at markedsandelen kun øker fra 1 prosent i dag til 3 prosent i 23 i henhold til APS. Den totale andelen fornybar energi, dvs. summen av vannkraft, biomasse, avfall og andre fornybare kilder kan kommer opp i 16 prosent i 23 hvis APS legges til grunn. Dette innebærer at fornybare energiproduksjon ikke vil være tilstrekkelig for å dekke opp for det kraftig økende energibehovet. Frem mot 23 vil det være et gap mellom potensialet for fornybar energi og det totale energibehovet. Dette gapet må fylles med fossilt brensel, og verden vil derfor være avhengig av fossilt brensel i lang tid fremover.

Figur 2 - Primært globalt energibehov fordelt på energikilder. Til venstre: 24. I midten: 23 ihht. IEAs referansescenario, RS. Til Høyre: 23 ihht. IEAs alternative scenario, APS. Arealet av kakene gjenspeiler forholdet mellom det totale energibehovet. Energibehovet kan grovt sett deles inn i fire sektorer; kraftproduksjon, transport, industri og andre kilder (boliger, kontorbygninger, jordbruk, etc). Fra figur 3 fremgår det at energibehovet er størst i kraftsektoren. I tillegg forventes det kraftigst økning i energibehov i denne sektoren slik at kraftproduksjon i 23 vil stå for 4 prosent av det primære energibehovet. En årsak til at kraftproduksjon øker sin andel er den store økonomiske veksten i flere tidligere u-land, noe som medfører et økende kraftbehov. Et eksempel er Kina som bygger ett nytt kullkraftverk hver uke [6]. Figur 3 - Primært globalt energibehov fordelt på sektorer. Data for 24 er gitt i den venstre figuren, mens IEAs alternative scenario, APS for 23 er gitt til høyre. IEAs referansescenario (RS) har tilnærmet lik andelsfordeling som APS. Arealet av kakene gjenspeiler forholdet mellom det totale energibehovet. 3. Scenarier for CO2-utslipp Dersom dagens utvikling fortsetter vil globale CO 2 -utslipp i 23 være 48 prosent høyere enn i dag ifølge IEAs referansescenario, RS. Det alternative scenariet, APS, tilsier 26 prosent økning i CO 2 utslipp i samme tidsperiode. Fra figur 4 fremgår det at mesteparten av økningen i CO 2 -utslipp vil skje i ikke-oecd land, dvs. den fattigste delen av verden. Dette er en konsekvens av at mesteparten av økningen i energibehov også kommer i u-land. Globale CO2-utslipp (mrd tonn/år) 45 4 35 3 25 2 15 1 5 World OECD non-oecd 199 2 21 22 23 Figur 4 - Globale CO 2 -utslipp. Heltrukne linjer representerer IEAs alternative scenario, APS og stiplete linjer representerer IEAs referanse scenario, RS. USA er i dag det landet med størst CO 2 - utslipp, men på grunn av Kinas store økonomiske vekst og hyppige etablering av nye kullkraftverk vil Kina passere USA som største CO 2 -utslipper rundt 21. Dette fremgår av figur 5 hvor fremtidige CO 2 utslipp i USA, Kina, EU og Norge er skissert. Fra denne figuren ser man også at CO 2 -utslippene i EU forventes å avta etter 215 mens utslippene fortsetter å stige i

USA og Kina. I tillegg ser man at de norske CO 2 -utslippene er svært små i global sammenheng. CO2 -utslipp (mrd tonn/år) 12 1 8 6 4 2 EU USA China Norway 199 2 21 22 23 Figur 5 - CO 2 -utslipp i EU, USA, Kina og Norge. Data for Norge er basert på Lavutslippsutvalget [7]. For andre data representerer heltrukne linjer IEAs alternative scenario, APS, mens stiplete linjer representerer IEAs referanse scenario, RS. Utviklingen i CO 2 -utslipp etter 23 er vanskelig å spå, men IEA har i rapporten [5] Energy Technology Perspective analysert hvordan miljøvennlige teknologier kan bidra til å redusere CO 2 utslippene i 25. I scenariet som IEA har kalt ACT Map (ACcelerated Tecnology Map) legges det opp til en ambisiøs men realistisk satsing på ny teknologi for å bringe ned CO 2 - utslippene, noe som vil føre til at globale CO 2 -utslipp i 25 er 6 prosent høyere enn i 23. I et siste scenario, kalt TECH Plus, har IEA lagt til grunn et svært optimistisk syn på hvor raskt utviklingen av nye teknologier kan skje. Ifølge dette scenarioet vil CO 2 utslippene være 16 prosent lavere i 25 enn i 23. IEA betegner imidlertid dette scenariet som spekulativt. CO 2 -utslipp frem mot 25 er vist i figur 6. Fra denne figuren ser vi at det mest optimistiske scenariet, TECH Plus, tilsier langt høyere CO 2 -utslipp enn FNs klimapanel sin målsetning. Dette betyr at for å unngå katastrofale konsekvenser av globale oppvarming må det innføres mye sterkere virkemidler og tiltak enn det IEA legger opp til i sitt mest spekulative scenario. Globale CO2-utslipp (mrd tonn/år) 7 6 5 4 3 2 1 IEA RS IEA APS / ACT Map IEA APS / TECH Plus IPCC Target 199 25 22 235 25 Figur 6. Globale CO 2 -utslipp fra IEAs scenarier samt FNs klimapanel (IPCC) sin målsetning om reduksjon av CO 2 -utslipp. Blå linje representerer APS frem til 23 og deretter ekstrapolering frem til ACT Map estimatet for 25. Rød linje er en ekstrapolering fra IEA APS i 23 til TECH Plus i 25. 4. Tiltak for å redusere CO 2 - utslipp IEA karakteriserer referansescenarioet, RS, som ikke-bærekraftig. IEAs alternative scenario, APS, er derfor etablert for å identifisere hvor mye tiltak som i dag er under vurdering kan bidra til å gjøre verdens energiforsyning mer bærekraftig. Disse tiltakene omfatter: Kraftig økning i produksjon av biodrivstoff. Mer bruk av biomasse til oppvarming i den vestlige verden. Etablere fiskale insentiver for å fremme fornybar energiproduksjon. Øke atomenergiproduksjon. Etablere direktiver for økt energieffektivitet i bygninger. Økt satsing på teknologier for Rent Kull (Clean Coal). I ACT Map scenariet har IEA identifisert hvordan en sterk satsing på miljøvennlig teknologi kan bidra til å redusere CO 2 -

utslippene frem mot 25. Dette forutsetter etablering av politiske og økonomiske virkemidler for å stimulere både forskning og utvikling samt demonstrasjon og kommersialisering av lovende teknologier. Ved å iverksette følgende tiltak kan man dermed oppnå en reduksjon i CO 2 - utslippene i forhold til APS: Realisere potensialet innen energieffektivisering. Dette vil i seg selv utgjøre halvparten av reduksjonen i CO 2 -utslipp fra APS til ACT Map. Etablere CO 2 -håndtering. Mer kraftproduksjon fra naturgass på bekostning av kull. Ytterligere økning av satsing på atomkraft. Økt kraftproduksjon fra fornybare kilder som vannkraft, offshore og onshore vindkraft, biomasse, geotermisk energi og solceller. Etablere politiske og økonomiske virkemidler for å stimulere både forskning og utvikling samt demonstrasjon og kommersialisering av lovende teknologier. Innføring av hydrogen og brenselceller i transportsektoren samt ytterliggere økning i bruk av biodrivstoff. De politiske utfordringene knyttet til reduksjon av CO 2 -utslipp er større enn de tekniske utfordringene [8]. En forutsetning for å nå målsetningen til ACT Map scenariet er derfor at myndigheter etablerer forutsigbare og langsiktige politiske rammebetingelser for lavkarbon-teknologiene beskrevet over. TECH Plus scenariet er basert på de samme tiltak som ACT Map scenariet, men i TECH Plus antas den en mye raskere teknologisk utvikling. TECH Plus scenariet legger dermed til grunn en svært optimistisk utvikling av teknologier relatert fornybare energikilder, hydrogen, brenselceller og kjernekraft. Fra figur 6 fremgår det at de tiltakene som ligger til grunn for APS og ACT Map scenariene ikke er tilstrekkelig for å nå målsetningen om en betydelig reduksjon i CO 2 -utslipp. Disse scenariene må derfor også karakteriseres som ikke-bærekraftig. Selv om IEA karakteriserer TECH Plus scenariet som spekulativt må derfor politikere må legge forholdene til rette slik at TECH Plus scenariet blir gjennomførbart. IEAs TECH Plus scenario har en svakhet da scenariet ikke tar hensyn til det fulle potensialet for CO 2 -håndtering. Bellona har tidligere vist at CO 2 -håndtering alene kan redusere globale CO 2 -utslipp i 25 med 37 prosent i forhold til dagens utslipp [9]. Bellonas beregninger er implementert i visjonen til EUs teknologiplattform for etablering av utslippsfrie fossilt fyrte kraftverk [1], noe som bekrefter at Bellonas beregninger er realistiske. Dersom IEAs tiltak rettet mot økt energieffektivisering og mer fornybar energiproduksjon kombineres med en storstilt satsing på CO 2 -håndtering vil det være mulig å redusere globale CO 2 -utslipp med 5-8 prosent innen 25. I TECH Plus scenariet legger IEA opp til en stor og optimistisk satsing på vil atomenergi. Denne satsingen på atomenergi vil alene kunne redusere globale CO 2 -utslipp med 11 prosent i forhold til dagens nivå. Dette betyr at atomenergi har et langt mindre potensial for å redusere CO 2 -utslipp enn CO 2 -håndtering. Satsing på atomenergi er således en langt dårligere strategi enn CO 2 -håndtering for å oppnå betydelig reduksjon i CO 2 -utslipp. Det er i dag betydelige kostnader knyttet til CO 2 -håndtering, noe som medfører at prosjekter for fangst og lagring av CO 2 ikke vil iverksettes uten økonomiske støtteordninger. Ved å etablere demonstrasjonsprosjekter for CO 2 -håndtering kan teknologier videreutvikles slik at kostnadene reduseres. En slik kostnadsreduksjon er nødvendig for at CO 2 -håndtering skal kunne etableres i stor skala over hele verden. Fra figur 5 fremgår det at Norges CO 2 - utslipp er minimale i forhold til utslipp i USA, EU og Kina. Selv om de norske utslippene er små i global sammenheng er det svært viktig å sette i gang CO 2 - håndtering i Norge. Ved en storstilt norsk satsing kan det videreutvikles teknologi som

kan føre til reduserte kostnader for CO 2 fangst og lagring De annonserte CO 2 - håndteringsprosjektene på Mongstad, Tjeldbergodden og Kårstø kan således bidra til at CO 2 -håndtering etableres over hele verden. Det er også økonomiske årsaker til at det bør iverksettes tiltak for å redusere CO 2 - [3] utslippene. Ifølge Stern-rapporten vil kostnadene ved å iverksette tiltak være lavere enn kostnadene knyttet til konsekvensene av global oppvarming. 5. Konklusjon Ifølge IEAs mest optimistiske scenario, TECH Plus, vil globale CO 2 -utslipp i 25 kun reduseres med noen få prosent i 25 sammenlignet med dagens utslipp. En svakhet med IEAs scenarier er at det legges for liten vekt på potensialet for fangst og lagring av CO 2. Bellonas analyser viser at CO 2 -håndtering kan bidra til langt større reduksjon i CO 2 -utslipp enn det IEA legger til grunn. FNs klimapanel har uttalt at globale CO 2 -utslipp må reduseres med 5-8 prosent innen 25. Det er fullt mulig å oppnå så store kutt ved en kombinert satsing på (1) økt energieffektivisering, (2) mer fornybar energiproduksjon og (3) storstilt etablering av CO 2 -håndtering Referanser 1 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Climate Change 21: Synthesis report. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 21. 2 Climate Change Information Kit. M. Wiliams (ed.). Published by UNEP and UNFCCC, 22. 3 N. Stern, Stern Review: The economics of Climate Change, Cambridge University Press, October 26, http://www.hmtreasury.gov.uk/independent_reviews/stern_revi ew_economics_climate_change/sternreview_ind ex.cfm. 4 International Energy Agency (IEA), World Energy Outlook 26, OECD and International Energy Agency report, Paris, France, 26. 5 International Energy Agency (IEA), Energy Technology Perspectives 26, International Energy Agency report, Paris, France, 26. 6 Polyteknisk forening, http://www.polyteknisk.no/referater/baerekraftig e_tanker_om_fremtidens_energiomlegging?ezs ESSIDpolytekn=41e49c91248718d5c3874793 cd24ff. 7 Lavutslippsutvalget, Et klimavennlig Norge, NOU 26:18, Oslo, 26, http://odin.dep.no/md/norsk/dok/andre_dok/nou/ 221-21/dok-bn.html. 8 Stated by the Carbon Sequestration Leadership Forum (CSLF) meeting in London, November 26, http://www.bellona.no/nyheter/teknisk_mulig_ men_politisk_vanskelig. 9 A. Stangeland, A Model for the CO 2 Capture Potential, Bellona Paper, Oslo, Norway, 26, http://www.bellona.no/filearchive/fil_paper_stan geland_-_ccs_potential.pdf. 1 The EU Technology Platform for Zero Emission Fossil Fuel Power Plants (ZEP), A vision for Zero Emission Fossil Fuel Power Plants. Directorate-Generale for Research, Brussel, Belgium, May 26, http://www.zeroemissionplatform.eu/website/docs/etp%2zep/ ZEP%2Vision.pdf