Energiomställning, energiomställning är en betydande strukturell förändring i energisystemet [2] . Under energiomställningen ökar andelen nya primära energikällor och de gamla källorna ersätts successivt i den totala energiförbrukningen . Det finns fyra energiövergångar i historien, för närvarande befinner sig världen i början av den fjärde [3] :
Den nuvarande förändringen mot förnybar energi och andra former av hållbar energi drivs till stor del av uppfattningen att de globala koldioxidutsläppen måste gå till noll. Eftersom fossila bränslen är den största källan till koldioxidutsläpp, begränsades mängden fossila bränslen som kan produceras av Parisavtalet 2015 COP21 för att hålla den globala uppvärmningen under 1,5 ° C. De senaste åren har termen "energiomvandling" använts för att markera övergången till hållbar energi genom ökad integrering av förnybara energikällor i vardagens sfär (övergång till den så kallade " gröna ekonomin ").
Försök att påskynda övergången till användning av förnybar energi är förknippade med risker (se. Världsenergikrisen ) som uppstår från instabiliteten i dess produktion och behovet av att öka utvinningen av mineraler (till exempel metaller för produktion av batterier ), vilket i sig leder till en försämring av miljösituationen [4] [5] [6] .
Energiomställningen innebär betydande förändringar för energisystemet, som är förknippade med en ny kombination av resurser som används, förändringar i systemets struktur, dess skala, ekonomi , slutanvändarnas beteende och behovet av en ny energipolicy . Det är rimligt att definiera energiomställningen som en förändring av energisystemets tillstånd, i motsats till en förändring av en viss energiteknik eller bränslekälla [7] . Ett bra exempel är övergången från ett förindustriellt system baserat på traditionell biomassa och andra förnybara energikällor (vind-, vatten- och muskelkraft) till ett industrisystem som kännetecknas av genomgripande mekanisering (ångkraft) och användning av kol. Marknadsandelar som når förutbestämda trösklar används vanligtvis för att karakterisera övergångstakten – till exempel kol kontra traditionell biomassa – och typiska marknadsandelströsklar i litteraturen är 1 %, 10 % för initiala andelar och 50 %, 90 % och 99 % för totala andelar [8] .
Sedan Parisavtalet COP21 antogs 2015 [9] har energiövergången till nettonoll utsläpp av växthusgaser definierats som en minskning av produktionen av fossila bränslen för att hålla sig inom gränsen för koldioxidutsläpp på 1,5°C vid global uppvärmning [10] . Termen "netto noll" betyder att en del atmosfärisk CO2 fångas upp av växt- och djurtillväxt, och att denna naturliga fångst kan förbättras genom markvård, återplantering av skog och skydd av torvmarker , våtmarker och den marina miljön.
Termen "energiomställning" indikerar också behovet av politisk förändring och används ofta i media och offentlig debatt om energipolitik. Energiomställningen innebär en förändring av balansen mellan tillgång och efterfrågan, övergången från centraliserad till distribuerad produktion (till exempel produktion av värme och el i små kraftvärmeverk ) för att stoppa överproduktion och överskottsenergiförbrukning genom energibesparingar och energieffektiviseringsåtgärder [11] . I en vidare mening kan energiomställningen också innebära en demokratisering av energin [12] och öka dess hållbarhet .
Offentliga och akademiska diskussioner om energiomställningen och dess konsekvenser tar i allt högre grad hänsyn till bifördelarna med att minska klimatförändringarna . Co-benefits är de positiva bieffekterna som blir följden av energiomställningen och kan definieras som: ”samtidig tillfredsställelse av flera intressen eller mål som ett resultat av politiskt ingripande, investeringar från den privata sektorn eller en kombination av båda. Opportunistiska bivinster uppträder som en sidoeffekt eller bieffekt när man fokuserar på ett eller flera centrala mål. Strategiska bivinster är resultatet av en riktad ansträngning för att fånga flera möjligheter (t.ex. ekonomiska, affärsmässiga, sociala, miljömässiga) med en enda riktad insats” [13] . I synnerhet kan användningen av förnybara energikällor ha positiva socioekonomiska effekter på sysselsättning, industriell utveckling, hälsovård och tillgång till energi. Beroende på land och utbyggnadsscenario kan ett ersätta koleldade kraftverk med förnybara energikällor mer än fördubbla antalet jobb per MW kapacitet [14] . I icke-elektrifierade landsbygdsområden kan utbyggnaden av solcellsmininät avsevärt förbättra tillgången till el [15] . Att ersätta kolenergi med förnybara källor kan dessutom minska förtida dödsfall orsakade av luftföroreningar och minska sjukvårdskostnaderna [16] .
Företag, regeringar och hushåll har investerat 501,3 miljarder dollar i avkolning 2020, inklusive förnybar energi (sol, vind), elfordon och relaterad laddningsinfrastruktur, energilagring, energieffektiva värmesystem, avskiljning och lagring av kol och väte [17]
I samband med det ökande införandet av förnybara energikällor har kostnaderna minskat, främst för energi som genereras av solpaneler [18] . Utjämnad kostnad för energi är ett mått på det genomsnittliga nuvärdet av elproduktionen för ett kraftverk under dess livslängd.
Det finns två huvudsakliga tillvägagångssätt för att studera historiska energiövergångar. En hävdar att mänskligheten har upplevt flera energiövergångar tidigare, medan en annan föreslår att termen "energivinst" bättre speglar förändringar i den globala energiförsörjningen under de senaste tre århundradena.
Kronologiskt beskrevs det första tillvägagångssättet mest av Václav Smil [19] . Den belyser förändringen i energibalansen i länder och världsekonomin för vissa typer av primära energikällor som andel av den totala energiförbrukningen. Detta tillvägagångssätt beskriver förändringarna i energisystemen över tid, från biomassa till kol, till olja och nu till en kombination av källor som huvudsakligen består av kol, olja och naturgas. Fram till 1950-talet var den ekonomiska mekanismen som låg bakom energisystem och energiövergångar lokal snarare än global [20] .
Det andra tillvägagångssättet har beskrivits mest av Jean-Baptiste Fresso [21] . Den understryker att termen "energiövergång" först användes av politiker, inte historiker, för att beskriva ett mål som ska uppnås i framtiden, och inte som ett verktyg för att analysera tidigare trender. Om man tittar på den enorma mängd energi som konsumeras av mänskligheten, visar bilden en ständigt ökande energiförbrukning, som möts av en ständigt ökande tillgång på alla primära energikällor som är tillgängliga för mänskligheten. Till exempel ersatte den ökade användningen av kol på 1800-talet inte konsumtionen av trä, utan ledde till en ökning av konsumtionen av trä i ekonomin som helhet. Ett annat exempel är spridningen av personbilar under 1900-talet, vilket orsakade en ökning av både förbrukningen av fordonsbränsle och förbrukningen av kol (för att tillverka det stål som behövs för att tillverka en bil). Med andra ord, enligt detta tillvägagångssätt har mänskligheten aldrig gjort en enda energiövergång i sin historia, utan gått igenom stadier av energitillväxt.
Moderna energiomställningar skiljer sig åt i motiv och mål, drivkrafter och styrning. När de utvecklades blev de nationella energisystemen mer och mer integrerade och förvandlades till de stora internationella system som vi ser idag. Historiska förändringar i energisystem har studerats omfattande [22] . Även om historiska energiförändringar vanligtvis har utvecklats under många decennier, kanske denna observation inte är tillämplig på den nuvarande energiövergången, som äger rum under olika politiska och tekniska förhållanden [23] .
Det finns ett antal lärdomar att dra från historien om strukturella förändringar i energisystem [24] [25] . Historiskt sett har det funnits ett samband mellan den växande efterfrågan på energi och tillgången på olika energikällor [19] . Behovet av stora kvantiteter ved för tidiga industriella processer, i kombination med de oöverkomliga kostnaderna för landtransporter, ledde till en brist på överkomligt (t.ex. prissatt) ved, och 1700-talets glasbruk visade sig "fungera som en avskogningsverksamhet" [26 ] . När Storbritannien var tvungen att ta till kol efter att ha tagit slut på ved i stor utsträckning, satte den resulterande bränslekrisen igång en kedja av händelser som kulminerade i den industriella revolutionen . Enligt en annan synpunkt orsakades övergången till den industriella revolutionen inte av brist på ved, utan av att användningen av kol blev mer lönsam [27] [28] [29] . Likaså var den ökade användningen av torv och kol ett viktigt inslag som banade vägen för den holländska guldåldern , som spänner över 1600-talet [30] . Ett annat exempel där resursutarmning ledde till teknisk innovation och en övergång till nya energikällor är valfångst från 1800-talet , när valolja så småningom ersattes av fotogen och andra petroleumbaserade produkter [31] . Om den snabba energiomställningen lyckas är det troligt att staten måste rädda de kolproducerande regionerna.
Termen "energiövergång" har haft olika definitioner under flera decennier av sin existens. Det myntades först av amerikanska politiker och media efter den första oljechocken 1973 . Det populariserades av USA:s president Jimmy Carter i ett tv-sänt tal från Oval Office den 18 april 1977 [32] där han uppmanade till att "blicka tillbaka i historien för att förstå vårt energiproblem. Två gånger under de senaste hundra åren har människor förändrat sitt sätt att använda energi. . . Eftersom vi nu håller på att få slut på gas och olja måste vi snabbt förbereda oss för den tredje förändringen – till strikt bevarande och återupptagande av användningen av kol, samt permanenta förnybara energikällor som solenergi. Som historikern Duccio Basosi påpekar [33] , efter den andra oljechocken 1979 under FN:s konferens i Nairobi sommaren 1981, definierades termen "energiövergång" globalt som en övergång till ny och förnybar energi källor.
Ett exempel på övergången till hållbar energi är Tysklands ( Energiewende ) och Schweiz [34] övergång till decentraliserade förnybara energikällor och energieffektivitetsåtgärder . Även om dessa åtgärder hittills huvudsakligen har fokuserat på att ersätta kärnenergi , var deras uttalade mål att fasa ut kol , minska icke-förnybara energikällor [35] och skapa ett energisystem baserat på 60 % förnybar energi till 2050 [36] . Från och med 2018 var regeringskoalitionens mål att uppnå 65 % förnybar energi av den totala elproduktionen i Tyskland till 2030 [37] . Ett annat sådant exempel är önskan att gå från fordon med förbränningsmotor till elfordon som ett sätt att minska det globala beroendet av fossila bränslen och minska utsläppen av växthusgaser [38] . Övergången till elektriska transporter i sig kräver dock en tiofaldig ökning av utvinningen av vissa typer av mineraler och leder därför till en ökning av gruvprocesser och tillhörande miljömässiga och sociala effekter. En möjlig lösning är att utvinna mineraler från nya källor, såsom polymetalliska knölar som ligger på havsbotten [5] . Aktuell forskning syftar till att säkerställa att energiomställningen sker utan negativa miljökonsekvenser [39] .
Termen används nu flitigt på engelska av Joe Biden-administrationen i USA [40] såväl som i Europeiska unionen [41] . Det används också, till exempel, i 2015 års franska energiövergångslag. Andra språk använder liknande termer, till exempel i Tyskland talar de om "Energiewende", som bokstavligen översätts som " energivändning ".
I juli 2022 skrev The Guardian i en ledare att, trots det uppenbara behovet av en övergång till förnybar energi, driver den nuvarande energimarknaden i motsatt riktning – mot återuppkomsten av smutsiga koleldade kraftverk och exportavtal med auktoritära stater kolväteresurser. Det farligaste, enligt journalister, är hur stigande bränsleräkningar stödjer "skolan för populistiskt förnekande" som hävdar att byte till grön energi är en oöverkomlig lyx i en tid av stigande inflation och långsammare ekonomisk tillväxt [42] .
I augusti rapporterade Associated Press om planer från europeiska länder att ta i bruk 20 flytande terminaler som kommer att ta emot flytande naturgas och bearbeta den till en produkt som lämpar sig för uppvärmning. Planen har väckt oro bland ett antal forskare som fruktar långsiktiga miljökonsekvenser. Enligt deras åsikt kan flytande terminaler användas i åratal, om inte decennier, och denna trend kan motverka ansträngningar för att minska utsläppen [43] .