Solenergi är nu “historiens billigaste elektricitet”, bekräftar IEA

by bernt & torsten

Världens bästa solenergisystem erbjuder nu den “billigaste … elen i historien” med tekniken billigare än kol och gas i de flesta större länder.

Det är enligt Internationella energibyråns World Energy Outlook 2020. Den 464-sidiga outlooken, som publiceras idag av IEA, beskriver också den “extraordinärt turbulenta” effekten av coronaviruset och den “mycket osäkra” framtiden för global energianvändning under de kommande två årtionden.

Som återspeglar denna osäkerhet erbjuder årets version av den mycket inflytelserika årliga utsikten fyra “vägar” till 2040, som alla ser en stor ökning av förnybar energi. IEA:s huvudscenario har 43 % mer solenergi till 2040 än väntat 2018, delvis på grund av en detaljerad ny analys som visar att solenergi är 20-50 % billigare än trott.

Trots en snabbare ökning för förnybara energikällor och en “strukturell” nedgång för kol, säger IEA att det är för tidigt att deklarera en topp i den globala oljeanvändningen om det inte finns starkare klimatåtgärder. På samma sätt säger den att efterfrågan på gas kan öka med 30 % till 2040 om inte den politiska reaktionen på den globala uppvärmningen ökar.

Detta innebär att även om de globala CO2-utsläppen i praktiken har nått en topp, är de “långt ifrån den omedelbara topp och nedgång” som behövs för att stabilisera klimatet. IEA säger att för att uppnå nettonollutsläpp kommer det att kräva “oöverträffade” ansträngningar från alla delar av den globala ekonomin, inte bara kraftsektorn.

För första gången inkluderar IEA detaljerad modellering av en 1,5C-väg som når globala netto-noll CO2-utsläpp år 2050. Den säger att individuell beteendeförändring, som att arbeta hemifrån “tre dagar i veckan”, skulle vara en “viktig” roll för att nå detta nya “netto-nollutsläpp till 2050-fallet” (NZE2050).

Framtida scenarier

IEA:s årliga World Energy Outlook (WEO) kommer varje höst och innehåller några av de mest detaljerade och noggrant granskade globala energisystemanalyserna. Över hundratals tätt packade sidor bygger den på tusentals datapunkter och IEA:s World Energy Model.

Utsikterna inkluderar flera scenarier för att återspegla osäkerheten över de många beslut som kommer att påverka den globala ekonomins framtida väg, såväl som vägen som togs ut ur coronakrisen under det “kritiska” nästa decenniet. WEO syftar också till att informera beslutsfattare genom att visa hur deras planer behöver förändras om de vill gå in på en mer hållbar väg.

I år utelämnas det “nuvarande policyscenariot” (CPS), som vanligtvis “ger en baslinje … genom att skissera en framtid där inga nya policyer läggs till de som redan finns på plats”. Detta beror på att “det är svårt att föreställa sig denna “business as usual”-strategi som råder under dagens omständigheter”.

Dessa omständigheter är det oväntade nedfallet från coronavirus-pandemin, som fortfarande är mycket osäkert beträffande dess djup och varaktighet. Krisen förväntas orsaka en dramatisk minskning av den globala energiefterfrågan 2020, med fossila bränslen som drabbas mest.

Den huvudsakliga WEO-vägen är återigen det “angivna policyscenariot” (STEPS, tidigare NPS). Detta visar effekten av regeringens löften om att gå längre än den nuvarande politiska baslinjen. Avgörande är dock att IEA gör sin egen bedömning av huruvida regeringar på ett trovärdigt sätt följer upp sina mål.

Rapporten förklarar:

“STEPS är utformade för att ta en detaljerad och passionerad titt på policyerna i eller tillkännagivna i olika delar av energisektorn. Den beaktar långsiktiga energi- och klimatmål endast i den utsträckning som specifika policyer och åtgärder stödjer dem. Därmed speglar den planerna hos dagens beslutsfattare och illustrerar deras konsekvenser, utan att undra hur dessa planer kan komma att förändras i framtiden. ”

Utsikterna visar sedan hur planerna behöver ändras för att planera en mer hållbar väg. Den säger att dess “scenario för hållbar utveckling” (SDS) är “helt i linje” med Parismålet att hålla uppvärmningen “väl under 2C … och fortsätta ansträngningar för att begränsa [det] till 1,5C”. (Denna tolkning är omtvistad.)

SDS ser att CO2-utsläppen når netto noll år 2070 och ger 50 % chans att hålla uppvärmningen till 1,65C, med potential att hålla sig under 1,5C om negativa utsläpp används i stor skala.

IEA har inte tidigare angett en detaljerad väg för att hålla sig under 1,5 C med 50 % sannolikhet, med förra årets utsikter som endast erbjuder bakgrundsanalys och några breda stycken av berättelsen.

För första gången i år har WEO “detaljerad modellering” av ett “netto-nollutsläpp år 2050 fall” (NZE2050). Detta visar vad som skulle behöva hända för att CO2-utsläppen ska falla till 45 % under 2010 års nivåer till 2030 på väg mot nettonoll till 2050, med 50 % chans att nå 1,5C-gränsen.

Den sista vägen i årets utsikter är ett “scenario med fördröjd återhämtning” (DRS), som visar vad som kan hända om coronavirus-pandemin dröjer sig kvar. Den globala ekonomin tar längre tid att återhämta sig, med minskningar i tillväxten av BNP och energiefterfrågan.

Spännande nog finns det tecken på att IEA har gett större framträdande plats åt SDS, en väg i linje med Paris-målet “väl under 2C”. I WEO 2020 visas den oftare, tidigare i rapporten och mer konsekvent på sidorna, jämfört med tidigare utgåvor.

Solvåg

En av de mest betydande förändringarna i årets WEO finns undangömt i bilaga B till rapporten, som visar IEA:s uppskattningar av kostnaden för olika elproduktionstekniker.

Tabellen visar att solel är cirka 20-50 % billigare idag än IEA hade uppskattat i förra årets utsikter, med intervallet beroende på region. Likaså är det stora minskningar av de beräknade kostnaderna för land- och havsvind.

Denna förändring är resultatet av en ny analys utförd av WEO-teamet, som tittar på den genomsnittliga “kapitalkostnaden” för utvecklare som vill bygga ny produktionskapacitet. Tidigare antog IEA ett intervall på 7-8 % för all teknik, som varierade beroende på varje lands utvecklingsstadium.

Nu har IEA granskat bevisen internationellt och finner att kapitalkostnaden för solenergi är mycket lägre, 2,6–5,0 % i Europa och USA, 4,4–5,5 % i Kina och 8,8–10,0 % i Indien, till stor del som ett resultat av policys utformade för att minska risken för förnybara investeringar.

På de bästa platserna och med tillgång till det mest fördelaktiga politiska stödet och finansieringen, säger IEA att solenergin nu kan generera el “vid eller under” $20 per megawattimme (MWh).

IEA säger att nya solenergiprojekt nu kostar 30-60 USD/MWh i Europa och USA och bara 20-40 USD/MWh i Kina och Indien, där “inkomststödsmekanismer” som garanterade priser finns på plats.

Dessa kostnader “är helt under gränsen för LCOE [utjämnade kostnader] för nya koleldade kraftverk” och “i samma intervall” som driftskostnaderna för befintliga kolanläggningar i Kina och Indien, säger IEA.

Även land- och havsvind antas nu ha tillgång till lägre kostnadsfinansiering. Detta förklarar de mycket lägre kostnadsberäkningarna för dessa teknologier i den senaste WEO, eftersom kapitalkostnaden bidrar med upp till hälften av kostnaden för ny förnybar utveckling.

I kombination med förändringar i regeringens politik under det senaste året innebär dessa lägre kostnader att IEA återigen har höjt sina utsikter för förnybar energi under de kommande 20 åren.

Detta visas i diagrammet nedan, där elproduktion från icke-vattenkraftiga förnybara energikällor 2040 nu ses nå 12 872 terawattimmar (TWh) i STEG, upp från 2 873 TWh idag. Det är cirka 8 % högre än förväntat förra året och 22 % över den nivå som förväntades i 2018 års utsikter.

Solenergi är den största orsaken till detta, med produktionen 2040 upp 43% jämfört med 2018 års WEO. Däremot visar diagrammet hur elproduktionen från kol nu är “strukturellt” lägre än tidigare förväntat, med produktionen 2040 cirka 14 % lägre än vad man trodde förra året. Bränslet återhämtar sig aldrig från en uppskattad minskning på 8 % 2020 på grund av coronavirus-pandemin, säger IEA.

Anmärkningsvärt är att nivån på gasproduktionen år 2040 också är 6 % lägre i årets STEG, återigen delvis som ett resultat av pandemin och dess långvariga inverkan på tillväxten av den ekonomiska och energiefterfrågan.

Sammantaget möter förnybara energikällor – ledda av den “nya kungen” solenergi – den stora majoriteten av den nya efterfrågan på el i STEPS, vilket står för 80 % av ökningen till 2030.

Detta innebär att de passerar kol som världens största kraftkälla till 2025, och överträffar det “accelererade fallet” som byrån lade fram för bara ett år sedan.

Ökningen av variabla förnybara källor innebär att det finns ett ökande behov av flexibilitet i elnätet, konstaterar IEA. “Robusta elnät, sändningsbara kraftverk, lagringstekniker och åtgärder för att bemöta efterfrågan spelar alla viktiga roller för att möta detta”, står det.

Reviderade utsikter

De lägre kostnaderna och snabbare tillväxten för solenergi som ses i årets utsikter innebär att det kommer att finnas rekordstora tillskott av ny solenergi varje år från 2020, säger IEA.

Detta står i kontrast till dess STEPS-väg för solenergi under tidigare år, där globala kapacitetstillskott varje år – netto efter pensioneringar – har sjunkit in i framtiden.

Nu stiger soltillväxten stadigt i STEG, som visas i diagrammet nedan (heldragen svart linje). Detta är ännu tydligare om man tar hänsyn till ny kapacitet som läggs till för att ersätta gamla solcellsanläggningar när de går i pension (brutto, streckad linje). Under SDS och NZE2050 skulle tillväxt behövas.

Historien om ökade utsikter för solenergi – tack vare uppdaterade antaganden och ett förbättrat politiskt landskap – står i direkt kontrast till bilden för kol.

Successiva upplagor av WEO har reviderat ner utsikterna för det smutsigaste fossila bränslet, med i år särskilt dramatiska förändringar, delvis tack vare en “strukturell förändring” bort från kol efter coronavirus.

IEA ser nu att kolanvändningen stiger marginellt under de närmaste åren, för att sedan gå nedåt, som visas i diagrammet nedan (röd linje). Ändå faller denna bana långt ifrån de nedskärningar som krävs för att vara i linje med SDS, en väg anpassad till Paris-målet “väl under 2C” (gult).

Årets utsikter gör särskilt drastiska förändringar för Indien, där användningen av kol i elproduktion ses växa mycket långsammare än väntat förra året.

I STEGEN skulle kolkraftskapaciteten växa med bara 25 gigawatt (GW) till 2040, säger IEA, vilket är 86 % mindre än väntat i WEO 2019. Istället för att nästan fördubbla sin storlek från 235 GW 2019, är Indiens kol flottan skulle knappt växa under de kommande två decennierna.

På samma sätt förväntas tillväxten i mängden el som genereras från kol i Indien nu vara 80 % långsammare än man trodde förra året, enligt IEA:s siffror.

IEA förväntar sig en fortsatt snabb avveckling av gammal kolkapacitet i USA och Europa, som år 2040 skulle stänga 197 GW (74 % av den nuvarande flottan) respektive 129 GW (88 %).

Sammantaget, och trots en snabb expansion i Sydostasien, innebär detta att utsikterna – för första gången – ser att den globala kolflottan kommer att krympa till 2040.

Energiutsikter

Sammantaget bidrar den snabba ökningen av förnybar energi och den strukturella nedgången för kol till att hålla locket på de globala CO2-utsläppen, antyder utsikterna. Men en stadig efterfrågan på olja och ökande gasanvändning innebär att CO2 bara planar ut, snarare än att minska snabbt som krävs för att uppfylla de globala klimatmålen.

Dessa konkurrerande trender visas i diagrammet nedan, som spårar primärenergibehovet för varje bränsle under IEA STEPS, med heldragna linjer. Sammantaget svarar förnybar energi till tre femtedelar av ökningen av energiefterfrågan till 2040, samtidigt som den står för ytterligare två femtedelar av totalen. Mindre ökningar för olja och kärnkraft räcker för att kompensera för nedgången i kolenergianvändningen.

Global efterfrågan på primärenergi per bränsle, miljontals ton oljeekvivalenter, mellan 1990 och 2040. Framtida efterfrågan baseras på STEPS (heldragna linjer) och SDS (streckade). Andra förnybara energikällor inkluderar sol, vind, geotermisk energi och marin. Källa: IEA World Energy Outlook 2020. Diagram av Carbon Brief med hjälp av Highcharts.

År 2040, även om olja och gas skulle förbli den första och näst största källan till primärenergi, skulle det ha skett en minskning av användningen av alla fossila bränslen. Kol skulle ha sjunkit med två tredjedelar, olja med en tredjedel och gas med 12 %, jämfört med 2019 års nivåer.

Samtidigt skulle andra förnybara energikällor – främst vind och sol – ha ökat till tredje plats, nästan sjufaldigt under de kommande två decennierna (+662 %). SDS ser mindre, men fortfarande betydande ökningar för vattenkraft (+55%), kärnkraft (+55%) och bioenergi (+24%).

Tillsammans skulle källor med låga koldioxidutsläpp utgöra 44 % av den globala energimixen 2040, upp från 19 % 2019. Kol skulle falla till 10 %, det lägsta sedan den industriella revolutionen, enligt IEA.

Trots dessa snabba förändringar skulle världen dock inte se netto-noll CO2-utsläpp förrän 2070, cirka två decennier efter 2050 års tidsfrist som skulle behövas för att hålla sig under 1,5C.

Detta trots att SDS inkluderar “full implementering” av de netto-nollmål som satts upp av Storbritannien, EU och nu senast Kina.

Netto-noll siffror

NZE2050 “fallet”, som beskriver en väg till 1,5C, har publicerats för första gången i år, eftersom WEO-teamet var överens om att “det var dags att fördjupa och utöka vår analys av netto-nollutsläpp”, enligt IEA-chefen Fatih Birol, skriver i rapportens förord.

Under de senaste 18 månaderna har stora ekonomier som tillkännager eller lagstiftat mål för nettonollutsläpp inkluderar Storbritannien och EU. Senast tillkännagav Kina sin avsikt att nå “kolneutralitet” till 2060. [Kommande analys för Carbon Brief kommer att undersöka konsekvenserna av detta mål.]

Carbon Kort analys av de fyra senaste WEO:erna visar att denna utveckling – tillsammans med publiceringen av Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) specialrapport om 1.5C 2018 – har åtföljts av en betydande ökning av täckningen av dessa ämnen i WEO .

Medan WEO 2017 använde frasen “1.5C” mindre än en gång per 100 sidor, ökade detta till fem användningar 2019 och åtta användningar per 100 sidor 2020. Användningen av “netto noll” har ökat från en gång per 100 sidor 2017 och 2018, till sex under 2019 och 38 per 100 sidor i årets rapport.

NZE2050-fodralet är dock inte ett fullständigt WEO-scenario och det kommer därför inte med den fullständiga uppsättningen av data som åtföljer STEG och SDS, vilket gör det svårt att helt utforska vägen.

Det här verkar “bisarrt”, säger Dr Joeri Rogelj, föreläsare i klimatförändringar och miljö vid Grantham Institute vid Imperial College London och en samordnande huvudförfattare till IPCC 1.5C-rapporten.

IEA publicerar redan långa bilagor, med detaljerad information om vägen för olika energikällor och CO2-utsläpp från varje sektor, i en rad nyckelekonomier runt om i världen, under vart och ett av dess huvudscenarier. (I år är det här STEG och SDS.)

Rogelj, som förra året gick med forskare och icke-statliga organisationer som uppmanade IEA att publicera ett fullständigt 1,5C-scenario, säger till Carbon Brief att “alla underliggande data i NZE2050-fallet borde göras tillgängliga med samma detaljer som de andra WEO-scenarierna”.

Carbon Brief har bett IEA om sådana uppgifter och kommer att uppdatera den här artikeln om mer information dyker upp. Rogelj tillägger:

“Huvudfrågan är naturligtvis hur NZE2050 avser att nå sitt mål om netto-noll CO2-utsläpp år 2050. Av särskilt intresse här är hur mycket och vilken typ av CO2-borttagning [negativa utsläpp] scenariot avser att använda och hur det avser att göra det samtidigt som man säkerställer en hållbar utveckling.”

WEO ägnar ett helt kapitel åt NZE2050, med särskild tonvikt på de förändringar som skulle behövas under det kommande decenniet fram till 2030.

(Den jämför också vägen med de som anges i IPCC:s specialrapport, och säger att NZE2050-fallet har en jämförbar CO2-utsläppsbana med “P2”-scenariot, som håller sig under 1,5C med “ingen eller låg översvängning” och har relativt ” begränsad” användning av BECCS.)

Kraftsektorn bidrar med den största delen av de besparingar som behövs under det kommande decenniet (orange kilar i diagrammet ovan). Men det finns också viktiga bidrag från slutanvändning av energi (gul), såsom transport och industri, samt från individuell beteendeförändring (blå), som utforskas mer i detalj i nästa avsnitt.

Dessa tre kilar skulle bidra med ungefär lika delar av de extra 6,4 GtCO2 av besparingar som behövs för att gå från SDS till NZE2050 2030, säger IEA.

Fallet med NZE2050 skulle se att elkällor med låga koldioxidutsläpp skulle möta 75 % av efterfrågan 2030, upp från 40 % idag. Solkapaciteten skulle behöva öka med en hastighet av cirka 300 gigawatt (GW) per år i mitten av 2020-talet och nästan 500 GW till 2030, mot nuvarande tillväxt på cirka 100 GW.

CO2-utsläppen från koleldade kraftverk skulle minska med 75 % mellan 2019 och 2030. Detta innebär att de minst effektiva “underkritiska” kolkraftverken skulle fasas ut helt och majoriteten av “superkritiska” anläggningar skulle också stängas. WEO säger att majoriteten av denna nedgång skulle komma i Sydostasien, som står för två tredjedelar av den nuvarande globala kolkapaciteten.

Även om kärnkraft skulle bidra med en liten del av ökningen av koldioxidfri generering till 2030 i NZE2050, noterar IEA att den “långa ledtiden för storskaliga kärnkraftsanläggningar” begränsar teknikens potential att skala snabbare detta decennium.

Omkring 7 % av koldioxidutsläppen från bilar kommer från resor på mindre än 3 km, vilket “skulle ta mindre än cirka 10 minuter att cykla”, enligt författarna. I scenariot NZE2050 ersätts alla dessa resor med promenader och cykling.

Rapporten uppskattar att beteendeförändringar kan minska utsläppen från flyg med cirka 60 % år 2030. Dessa inkluderar betydande förändringar, som att eliminera flygningar på mindre än en timme, samt att minska antalet både långdistans- och affärsflyg med tre kvartal.

Trots den tillväxt inom flyget som annars förväntas, skulle den totala flygaktiviteten 2030 fortfarande ligga kvar kring 2017 års nivåer i detta scenario.

De återstående besparingarna kommer från beslut att begränsa energianvändningen i bostäder, som att sänka både värme- och luftkonditioneringssystem.

Att arbeta hemifrån har potential att spara utsläpp totalt sett, eftersom minskningen av utsläppen från pendling är mer än tre gånger större än ökningen av utsläpp från bostäder.

Rapporten uppskattar att om de 20 % av den globala arbetsstyrkan som kan arbeta hemifrån bara gjorde det en dag i veckan, skulle detta år 2030 spara cirka 18 miljoner ton CO2 (MtCO2) globalt, vilket diagrammet nedan visar.

Faktum är att NZE2050-scenariot förutsätter att alla som kan göra det jobbar hemifrån tre dagar i veckan, vilket motsvarar en relativt blygsam besparing på 55MtCO2.

På grund av större förändringar i energimixen i NZE2050 är utsläppseffekten av utbrett hemarbete liten jämfört med den nuvarande situationen, som visas i den vänstra kolumnen, eller STEG under 2030, som visas i den mellersta kolumnen.

Förändring av årlig global energiförbrukning och CO2-utsläpp

Förändring av årlig global energiförbrukning (vänster y-axel) och CO2-utsläpp (höger y-axel) om 20 % av befolkningen arbetade hemifrån en dag i veckan, under tre olika scenarier. Utsläppsbesparingarna från transporter (röd och ljusblå) överstiger ökningen av utsläpp från bostäder (lila, mörkblå och grå) som är förknippade med att arbeta hemifrån. Källa: IEA.

Samtidigt som rapporten fokuserar på CO2-utsläpp från energisystemet, anspelar den också på de höga halterna av metan och dikväveoxid som är ett resultat av det globala jordbruket och i synnerhet djuruppfödningen.

Den noterar att utan förändringar mot vegetarisk kost kommer det att vara “mycket svårt att uppnå snabba utsläppsminskningar”.

Författarna erkänner att universell antagande av de föreslagna beteendeförändringarna är osannolikt, men föreslår att det finns “alternativa sätt” på vilka sådana förändringar kan kombineras för att ge liknande resultat.

Till exempel, även om vissa regioner kanske inte inför hårdare hastighetsgränser, kan andra besluta att sänka körhastigheten med mer än de 7 km/h som föreslås i rapporten.

Original: Solar is now ‘cheapest electricity in history’, confirms IEA