Grønn innovasjon: om omlegging av energi i transport, bygg og forbruk

Grønn innovasjon: om omlegging av energi i transport, bygg og forbruk 22. oktober 2008 Harald Gether, dr.techn., Grønn Innovasjon, NTNU, NORISS, harald.gether@ntnu.no, tel: + 47 97176616

Innhold Økonomisk teori, modeller og virkelighet En energisituasjonen i verden i rask endring Norsk oljeproduksjon faller behov for nye ben å stå på Klima en utfordring som ikke er forstått, men som banker på Forståelse av næringsutvikling og innovasjon Et varig, robust, omfattende næringsliv må til for bærekraftig utvikling

Fremtidig vekst behov for grønn innovasjon Befolkning * Forbruk Eksponentiell vekst Stabilitet Økologisk og økonomisk sammenbrudd Innovasjon: Oppfinnelser eller oppdagelser som tas i bruk Grønn innovasjon: Industriell tilnærming til storskala bærekraftig energiomlegging Tid

Økonomiske modeller Virkelighetens økonomi Modell Forutsetning for å bruke modeller er at de samsvarer med virkeligheten. Det er da de er nyttige! Stephen J. DeCanio, 2006

Samsvar virkelighet - modeller? Virkelighetens økonomi Modell Måleparametere som bruttonasjonalprodukt tar ikke hensyn til bærekraft, og er heller ikke forberedt på et nytt og annerledes energiterreng i morgen. Nåverdi, diskontering og manglende langsiktighet Stephen J. DeCanio, 2006

Om kost/nytte analyser: Fra teori til virkelighet Det kan derfor se ut som om diskontering impliserer at en ser bort fra økonomiske virkninger som kommer fremtidige generasjoner til gode Utvalget vil ut fra en slik vurdering anbefale at det ikke fastsettes noen egen diskonteringsrente for spesielt langsiktige prosjekter. En slik konklusjon vil tilsynelatende føre til at få miljøprosjekter eller andre prosjekter med svært langsiktige virkninger blir gjennomført Nytte-kostnadsanalyser Prinsipper for lønnsomhetsvurderinger i offentlig sektor. pp. 74 75, Kp. 8.6 Diskontering av prosjekter med virkninger for flere generasjoner, NOU 1997: 27 (Finansdepartementet).

Om kostnadseffektivitet Kostnadseffektivitet er viktig (men enda viktigere at vi gjør noe) Oppgaven er å sikre lave akkumulerte utslipp over en gitt tidshorisont (f.eks. år 2100) ( Plukke alle eplene ) Det tar tid å utvikle, teste og kommersialisere ny teknologi ( Bygge stige ) Billige utslippsreduksjoner i dag ( Plukke lavthengende epler ) må ikke stå i veien for kostnadseffektive investeringer ( Bygge stige ) som muliggjør billigere utslipp i morgen. Ikke snakk om finregning, men om kursjustering! Kilde: Alfsen, K. H., Cicero, 2008

Utfordring på verdensbasis Verdens oljeressurser er begrenset Vi finner mindre enn det som forbrukes En finner bare 1/3 nytt av hva som forbrukes. Etterspørselen vokser eksponensielt. Det er en betydelig risiko å fortsette som nå.

Global oljeproduksjon estimert fra store felt Robelius, F. Uppsala 2007, p. 131

Utfordringer for Norge Norsk oljeproduksjon er falt med rundt 1/3 siden år 2000. Gigantiske investeringer og hurtig fall 9 % fra april 2007 til april 2008 Norge må snart ha noe annet å leve av! Netto årlig oljeproduksjon fra 2001 norsk kontinentalsokkel Kilde: Oljedirektoratet 12.07.2007

Prisutvikling for mineralressurser Neo-klassisk økonomisk tankegang: Reynold s mineral-modell: Produksjon Pris Pris Produksjon Tid De beste ressursene utnyttes først. Prisen stiger ettersom ressursene blir dyrere å utnytte. Med stigende priser synker avsetningen og dermed produksjonen, som avsluttes når pris = grensekostnad. Ressursene må oppdages før de kan utnyttes. Prisen synker og produksjonen øker inntil knapphet inntreffer. Deretter eksploderer prisen. Pris varsler ikke knapphet! Kilde: Reynolds, 1999: Mineral-modellen

Klima og hva 2 C kan bety POTENTIELL SKADE

Utslippsreduksjoner i en skjev verden Rike land: 16 tco 2 -e per år og person Fattige land: 4 tco 2 -e per år og person Anta: 50 % reduksjon i globale utslipp Like per capita utslipp (med dagens befolkning) Da må: Rike land redusere 82 % Fattige land redusere med 6 % 50% reduction Today Tomorrow Kilde: Alfsen, K. H., Cicero, 2008

Nåværende strategi svakheter og konklusjon Internasjonale forhandlinger, uten mulighet for strenge sanksjoner, kan vanskelig tenkes å lede til de nødvendige forhandlede reduksjoner (jf. Kyoto-prosessen). Ambisjonsnivået bestemmes av dagens teknologi. Samlet gjør dette det lite trolig at markedet i seg selv vil være i stand til å utløse nødvendig investering i teknologiutvikling. Det offentlige må ta ansvaret for nødvendig teknologiutvikling Kilde: Alfsen, K. H., Cicero, 2008

Nåværende energisystem Lock-in i fossile energiteknologier Nåværende produksjon og forbrukssystemer er optimalisert og svært krevende å endre: Billig og velfungerende teknologier Etablerte interesser i disse teknologiene Reguleringer og skattesystemer designet for disse teknologiene Markeder og forbrukere vel kjent med disse teknologiene Spesifikk utdannelser relatert til disse teknologiene Forskning og utviklingsstrukturer med base i disse teknologiene Treghet mot endring Ref. Carbon lock-in, Unruh, 2000

Kjennetegn ved det nye De fleste oppfinnelser er (Rosenberg,1976): Relativt primitive og lite effektive på det tidspunkt de blir anerkjent som en ny innovasjon. Dårlig tilpasset til mange av de endelige bruksområder som de etter hvert vil bli tatt i bruk i; derfor, gir de ofte svært små fordeler, om noen, i forhold til eksisterende teknologi. Utbredelse under slike forhold vil nødvendigvis gå sent

Alternative energiteknologier Fundamentalt ved energiomlegging er at ny teknologi langt fra er optimalisert. Den er tvunget til å konkurrere med et effektivt, velfungerende bestående energisystem og det er ikke lett! For å komme ut av det må en i betydelig grad stresse det eksiterende energisystem og gi kraftig støtte det nye: som ved Grønne sertifikater som stimulerer teknologisk etterraper-strategi (men som ikke en strategi for teknologisk endring og industrialisering av teknologien). eller noe som er svært nær opptil det bestående slik som eksempelvis CCS, hydrogen etc. Vurder andre alternativer (som eksempelvis feed-in tariffer) hvis samfunnet søker industrialiseringsmuligheter og teknologisk utvikling. Utvikle et velfungerende system rundt de alternative energisystemer

Sentrale funksjoner i et innovasjonssystem Elementer: Entreprenører (og deres mulighet for å prøve ut løsnionger) Utvikling av kunnskap Spredning av kunnskap Søking etter optima (forventninger, visjoner, politiske mål, kundekrav) Dannelse av markeder (nisje markeder, feed-in tariffer) Mobilisering av ressurser up-front finansiering Overkomme motstad mot endring Aktivitet: Identifisere bestanddelene i et innovasjonssystem Overvåk innovasjonssystemet og hvordan det virker Identifiser hva som trenger ekstra oppmerksomhet og faktorer som hindrer innovasjon Kurer problemer og fortsett overvåking av system Kilde: Hekkert, Utrecht University

Dynamikk tilbakekopling styrer utvikling Direkte årsakssammenheng Årsak + Virkning Statisk Logiske slutninger Vår vanlige tankeverden Dynamisk tilbakekopling Årsak + Virkning Dynamisk Kompleks oppførsel Vår virkelige verden Tilbakekopling, rekkefølge og veifølsomhet Kilde: Kaare Gether Doktorgrad 2004

Positiv og negativ dynamisk tilbakekopling - Negativ tilbakekopling: balanserende løkke Varmetilførsel Temperatur + B Likevekt (Eks.: termostat) Motvirker forandring: business-asusual + Positiv tilbake kopling: Selvforsterkende løkke Kapital + R Renter Eksponensiell vekst Ustabilt, følsomt for påvirkning. Normalt begrenset av flaskehals KVALITATIV FORANDRING henger sammen med positiv tilbakekopling og skifte til nye flaskehalser Kilde: Kaare Gether Doktorgrad 2004

Drivere for teknologisk endring (log) Kilde: Staffan Jacobsson

Omsorgsmarkeder og teknologisk endring Varighet og størrelse: Tysk vindkraft: 15 år, 20 MW Tysk solkraft 25 år, 50 MW Svensk økologisk melk 15 år, 154 000 tonn (22,000 kyr) Svenske mobiltelefoner 24 år, < 30,000 abonnenter Nå firma (utstyrsleverandører) og deres ressurser og gi dem insentiver til å utvikle den nye nødvendige teknologien Forbindelsen mellom policy and teknologisk endring går gjennom utstyrsleverandører. Markeder er nødvendige for at den nye teknologien kommer i hylla Kilde: Staffan Jacobsson

Hvordan innovasjon kan arte seg... 10 000 000 1 000 000 100 000 10 000 1 000 100 10 1 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 Early experimental (MTA, MTB) MTD (manual) NMT (analog) GSM (digital) Eksempel viser utvikling og vekst av mobiltelefoner i Sverige

Ny teknologi versus etablert Stern Report, 2006 Ny teknologi konkurrerer ut det etablerte. Rensing er alltid tilleggskostnader. Kostnader ved etablert teknologi stiger siden verden omkring ikke er konstant.

Dynamikk ved industriutvikling Kilde: E. S. Reinert, 2004 Industriell utvikling og konkurransefortrinn flexifuel

Innovasjon og næringsutvikling Markedsgjennomslag (indikativ) Skatteinsentiver f.eks. drivstoffstøtte Selvgående gitt miljøskatt, regulering eller sertifikater F & U programmer Offentlig anskaffelse, støtte til demonstrasjon Lovbestemte forpliktelser + tilskudd, skatteinsentiver, offentlig anskaffelser F&U Demonstrasjon Pre-kommersiell Støttet kommersiell Innovasjonsforløp endring, volum og betydning Fullt kommersielt Teknologisk modning og utbredelses i trinn (Following ICCEPT, 2003)

Tidsvinduer for verdiskaping GRAD AV MODENHET Utruging Introduksjon Vitenskapelig kunnskap åpen og tilgjengelig for ny teknologi Rask vekst Økende privatisering av kunnskap, erfaring og know-how Moden Paradigme skift Tilgang til kunnskap og know-how for modne teknologier DE SOM IKKE ER MED FØR TAKE-OFF MØTER HØYE BARRIERER Radikal innovasjon MULIGHETSVINDUER KOMMER OG GÅR GJENNOM EN TEKNOLOGIS LIVSSYKLUS TID Carlota Perez, Cambridge

Motstand mot forandring Fordi det er så omfattende endringer som må til, vil den neste teknologiske revolusjon...møte enorm MOTSTAND fra institusjoner fra folk fra etablerte firma som alle er dypt tilpasset det eksisterende paradigme Carlota Perez, Cambridge

Næringsutvikling Leg til rette for at midler fra lokale naturressurser blir igjen i lokalmiljøene Vektlegg det å utvikle mulighetene for lokal teknologibasert industriutvikling Stress viktigheten av lang og stabil inntekt for lokalmiljøene

Potensial ved havbasert vindenergi Utbygging: - 50 x 80 km - tilsvarer energien fra norsk vannkraft Stort potensial - hvor mye er realistisk? - like mye som oljen?? Storskala produksjon - betydelig CO 2 gevinst ved elektrifisering av sokkel. - energieksport til Europa. - industrialisering i Nord og Vest. - teknologi for et verdensmarked. 125 TWh Source - Map: Hydro Gratis drivstoff (i hovedsak kapitalkostnader)

Energibruk i norske bygg Kilde: NVEs Byggoperatør

Arealutvikling: boliger og næringsbygg Bygg varer lenge - også energiløsninger valgt etter bruk av nåverdiberegninger En må i inngrep med eksisterende bygningsmasse Kilde: NVEs Kraftbalansen i Norge mot år 2015

Innovasjonssystemer for energiomlegging Definisjon av innovasjonssystem: alle viktige aktører og institusjoner som influerer retningen og hastigheten til innovasjoner og utbredelsen av dem Avgjørende for teknologiske valg er ikke noe som bare ligger i den enkelte bedrift, men er også innebygget i innovasjonssystemet En vellykket utvikling av teknologi og teknologi for energiomlegging er forbundet med utviklingen av et teknologisk innovasjonssystem Kostnadseffektive løsninger på kort sikt leder ikke nødvendigvis til de beste løsningene på lang sikt Behov for verdisetting (kost/nytte analyse) som får frem langsiktig verdi (for eksempel at en unngår kostnader til brensel sol, vind, varmepumper etc.)

La de tusen blomstre blomstre, - men lag fruktbare og gode blomsterbed for dem! Takk for oppmerksomheten! Harald Gether, Grønn Innovasjon, NTNU; NORISS, harald.gether@ntnu.no, tel: 9717 6616