Energy and Security: Exploring Renewable and Efficient Energy Systems

Projektinformation

Beskrivning

Mitigating climate change will affect energy systems and have consequences that reach beyond environmental policies. The studies presented in this thesis analyse how reducing emissions of greenhouse gases affect (energy) security. The focus is on strategies which improve energy efficiency or increase the share of renewable energy.
This thesis is based on five papers in which frameworks for conceptualising and analysing energy security are described and used. Two different aspects of energy security have been studied: i) security in energy systems and ii) how energy systems are related to conflicts that can threaten security.
It was found that increasing the share of renewable energy can affect threats to which the energy system is exposed, its sensitivity to disturbances, and its capacity to adapt to change. Both improvement and deterioration may result, which makes it difficult to compare the general level of security. Changes are sometimes minor because of dependencies between renewable and fossil supply chains that enable disturbances to spread. This restricts the possibility to hedge disturbances by the increased use of renewable energy. The effects on security can depend on how external factors develop and the preferences of various actors. It is suggested that energy security can be approached as a subjective concept and that (external) scenarios can be used to test the performance of different strategies. This enables the identification of strategies that are robust or adaptive to external factors, and desirable for different actors. It also strengthens the methodological integration between the fields of energy security, future studies and security studies in general.
Concerning conflicts, it was found that renewable energy has a low likelihood of triggering geopolitical conflicts as a result of abundance and low energy density. Renewable energy systems can be exploited in conflicts, for example, by withholding supplies, in the same way as fossil energy. Some bio-energy resources can trigger local conflicts due to the increased use of land and water which, for example, undermine food security.
Improving energy efficiency has many benefits with regards to security. It reduces the exposure and sensitivity to price increases and reduces competition for resources. It also enables a higher share of the demand to be met by domestic renewable resources. This increases the adaptive capacity of the energy system.

Populärvetenskaplig beskrivning

För att nå miljömålet om begränsad klimatpåverkan måste användningen av fossil energi minska kraftigt. I denna avhandling undersöks om detta går att förena med mål om en trygg och säker energiförsörjning.
Dagens användning av fossila resurser är ohållbar eftersom resurserna är ändliga och användningen orsakar miljöproblem. I synnerhet bidrar de fossila bränslena till klimatförändringen. För att den globala uppvärmningen inte ska bli större än 2°C, en nivå som ledare för världens länder enats om inte ska överskridas, krävs att utsläppen halveras till mitten av detta århundrade samt närmar sig noll mot seklets slut. En sådan minskning skulle kräva en kraftig omställning av energiförsörjningen som även påverkar samhället i stort.
Under senare år har kopplingen mellan energi och säkerhet kommit att diskuteras allt mer. Diskussionen handlar både om en oro för att försörjningstryggheten hotas och att energi kan utnyttjas som verktyg för staters säkerhetspolitiska strävanden. Båda dessa aspekter blev tydliga i ett och samma problemkomplex, Rysslands (energi)relation med Ukraina. I Sverige har frågor kring leveranssäkerhet präglat diskussionen om elsystemets utveckling samtidigt som distributionens sårbarhet vid oväder och konsekvenserna vid strömavbrott tydliggjorts i samband med stormar. En annan fråga som rönt stor uppmärksamhet är minskad tillgång till oljeresurser som kan utvinnas till låg kostnad och samhällets sårbarhet för stigande och fluktuerande energipriser som kan följa av detta. Även minskat antal exportörer och deras instabilitet har kommit att uppmärksammas då konflikter har begränsat exporten av olja.
Att energisäkerhet är en viktig fråga i energipolitiken märks inte minst genom att försörjningstrygghet är ett av tre övergripande mål för EU:s energipolitik, tillsammans med konkurrenskraft och hållbarhet. Ibland används förbättrad energisäkerhet som argument för att motivera en klimatomställning. Andra väljer istället att belysa problem med förnybar energi som hotar att försämra energisäkerheten. Anledningen till dessa motstridiga slutsatser är bland annat att begreppet energisäkerhet är luddigt och det är oklart vilka aspekter av säkerhet som avses.
Syftet med denna avhandling är att undersöka kopplingen mellan energi- och säkerhetsfrågor samt visa på konsekvenserna av en omställning. Fokus ligger framförallt på ökad användning av förnybar energi och energieffektivisering. Dessa åtgärder är tillsammans med koldioxidlagring, ökad användning av kärnkraft och beteendeförändringar som minskar efterfrågan på energitjänster, de möjligheter inom energiområdet som främst står till buds för att minska klimatpåverkan.
I denna avhandling undersöks två perspektiv på säkerhet. Den första är försörjningstrygghet, där målet är att säkerställa ett kontinuerligt flöde i energisystemet till en stabil kostnad. Genom en litteraturstudie utvecklas en metod där försörjningskedjans exponering, sårbarhet och förmåga till anpassning analyseras. Det andra säkerhetsperspektivet som används här är när energiförsörjningen bidrar till (o)säkerhet. Ett ramverk utvecklas för att analysera hur energisystem påverkar möjligheten till olika former av konflikter.
Denna studie visar att förnybara energiresurser inte motiverar mellanstatliga konflikter som är kopplade till resursknapphet och staters geopolitiska ambitioner i samma utsträckning som fossila resurser. Detta beror på att förnybara resurser är mer jämnt utspridda över stora geografiska områden och produktionen täcker större ytor. Detta gör det svårt för utomstående aktörer att ta kontroll över en ansenlig mängd förnybara resurser till en låg kostnad. Jämnare geografisk fördelning möjliggör även ökad självförsörjning och ett minskat beroende av enstaka exportörer så väl som internationella marknader.
Effektivisering har flera fördelar ur ett energisäkerhetsperspektiv. Lägre energianvändning gör att en stat eller annan aktör blir mindre sårbar för prisförändringar. Det ökar även staters handlingsutrymme eftersom en lägre energianvändning ökar möjligheten till självförsörjning och konkurrensen om fossila och förnybara råvaror minskar. Självförsörjning är främst värdefullt om möjligheten till import skulle minska under en längre period, exempelvis till följd av långvarig avspärrning eller konflikt.
Vissa försörjningskedjor för förnybar energi påverkas idag av tillgängligheten på fossil energi. Som exempel kan nämnas när fossil energi ingår som insatsvara vid produktion av biodrivmedel. Detta innebär att förnybara försörjningskedjor inte är oberoende av vad som händer på de fossila marknaderna och att användare av förnybar energi påverkas av störningar som härrör från de fossila energimarknaderna.
Utvinning av vissa förnybara energikällor, inte minst vindkraft och solenergi, uppvisar variationer över dygnet respektive mellan olika årstider. Detta kan skapa problem och ställer större krav på exempelvis elsystemet vad gäller ökad flexibilitet i försörjningskedjan genom annan produktion, energilagring, eller efterfrågestyrning. En annan nackdel är att vissa former av förnybar energi genom sitt stora anspråk på mark och vatten påverkar bland annat livsmedelsförsörjningen negativt.
Det ökade beroendet av tillförlitlig elförsörjning, som troligen kommer ske oavsett omställning av energisystemet, ökar samhällets känslighet vid avbrott. Smarta distributionssystem framhålls ibland som lösningen för att öka flexibiliteten men dessa ökar även systemens komplexitet. Komplexiteten kan i sig resultera i att systemen exponeras för fler tekniska riskfaktorer och ökar möjligheterna för attacker på systemet.
Det är inte möjligt att veta exakt hur en framtida omställning av energisystemen kommer påverka energisäkerheten. Säkerhet är inget absolut tillstånd och är svårt att beskriva dess innebörd objektivt. Värderingen av säkerhet och vad som upplevs som hot kan även skilja sig mellan olika personer. Vilka strategier en beslutsfattare ska välja beror också på vilken vikt som energisäkerheten ska ges i förhållande till andra samhällsmål. Dessa preferenser, likväl som hotbild och systemens förmåga att hantera störningar förändras över tiden. I denna avhandling har metoder utvecklats och testats som syftar till att ta hänsyn till detta när olika systemlösningar och strategier ska värderas. Det blir då tydligt att aktörers olika preferenser innebär att strategier som vissa uppfattar som bra uppfattas som dåliga av andra.
Det finns strategier som bara fungerar tillfredsställande när omvärlden utvecklas på ett visst sätt men inte annars. Om man förlitar sig på en sådan strategi som förväntas ge ökad säkerhet och omvärlden utvecklas på ett annat än man trott kan konsekvensen bli en försämrad säkerhet. Jämfört med strategier där användningen av förnybar energi ska öka framstår ökad energieffektivitet som den strategi som är mest fördelaktig. Detta med hänsyn tagen till både ovisshet om hur omvärlden och aktörers preferenser kommer utvecklas. För att nå klimatmålen räcker det inte med enbart effektivisering. I avhandlingen identifieras därför även hur olika strategier med förnybar energi kan komplettera varandra vilket gör att de sammantaget fungerar i olika situationer.
StatusSlutfört
Gällande start-/slutdatum2011/06/012016/05/13

Nyckelord

  • Climate change mitigation
  • Conflict
  • Decarbonisation
  • Energy security
  • Policy
  • Security of supply
  • Transition