sou · H5B32 · 2017-01-09 00:00:00 — Den globala energiförsörjningen påverkas också av nya trans- portvägar (t.ex. fartygstransporter genom ) och nya transportsätt (flytande naturgas, LNG). Världsmarknadens dyna- mik påverkas dessutom av politiska beslut, såsom den fortgående diskussionen om produktionskvoter och produktionsbegränsningar inom de oljeproducerande ländernas organisation (OPEC). I detta sammanhang talar man ofta om betydelsen av ”energidiplomati”, dvs. att energifrågans betydelse sträcker sig långt utanför den rent fysiska försörjningen och ofta blir föremål för politiska diskussioner och förhandlingar på hög nivå. Den geopolitiska utvecklingen har tydliggjort de starka sambanden mellan energiförsörjning och säkerhetspolitik, och behovet av ett tätare samarbete mellan länder. Det är bl.a. i detta sammanhang man ska se förslag om att inrätta en europeisk energiunion (se nedan, kapitel 2.3.4). Förutsättningarna för energiförsörjning skiljer sig i vissa avseenden från dem som råder i andra delar av . Vi har stora inhemska och förnybara energiresurser, vi är självförsörjande när det gäller elproduktion, utsläppen av växthusgaser och andra miljöskad- liga ämnen är jämförelsevis låga och vi är inte direkt beroende av något enskilt land för vår försörjning. Det innebär dock inte att vi är avskilda från omvärlden. Tvärtom är den svenska och nordiska el- marknaden en av de mest integrerade och sammankopplade i världen. I vårt närområde finns politiska spänningar, t.ex. när det gäller den planerade gasledningen (Nord Stream 2) från till den euro- peiska kontinenten. Flera terminaler för flytande naturgas (LNG) planeras eller är under konstruktion, vilket kan komma att öka trans- porterna av gas i . Världens befolkning växer. sker en snabb urbanise- ring. bor mer än hälften av världens befolkning i städer, som bedöms generera av den globala BNP (Kansliet för strategisk analys 2015). Nya krav inom produktion, logistik och transporter innebär bl.a. intensifierade beroenden inom och över landsgränser, ökade klyftor mellan städer och landsbygd, och spänningar mellan lokal och nationell politik. Den ökade inflytt- ningen till städer och tätorter kan medföra en ökad belastning på miljö och naturresurser, men skapar möjligheter till intro- duktion av nya system för t.ex. renhållning, uppvärmning och kyl- ning samt energiomvandling och elproduktion. Den globala migrationen uppgick till 232 miljoner män- niskor, motsvarande av jordens befolkning (Kansliet för strategisk analys 2015). Huvuddelen av den samtida migrationen är lokal och regional och sker utanför OECD-området. Antalet inter- nationella flyktingar har legat kring 15–16 miljoner , men och IS framväxt pekar mot en möjlig ökning . Detta kan få återverkningar på energikonsumtionen i olika länder och regioner. Digitaliseringen är ett av de största tekniska genombrotten i modern tid. Utvecklingen från mobil kommunikation till uppkopp- ling mot nätet har skapat helt nya förutsättningar för mänsklig kon- takt, utveckling av marknader och tillgång till kunskap för flera män- niskor. Utbyggnaden av datanät medger snabb överföring av stora mängder information, med närmast oöverskådliga följder för hur människor lever, bor och arbetar. Tillgången till datakraft skapar helt nya förutsättningar för företag, exempelvis genom optimering av drift, underhåll och ersättningsinvesteringar i industriell verksamhet. Möjligheten till uppkoppling till nätet understödjer spridning av ny teknik och ger nya förutsättningar för utbildning. Digitaliseringen driver också fram nya affärsmodeller. Ett exem- pel är den s.k. delningsekonomin, som medger ett bättre utnyttjande av realkapital såsom byggnader och fordon. fanns det cirka 500 miljoner uppkopplade internetenheter. upp- går siffran till 8 miljarder (2014), och kommer enligt vissa bedömning- ar att överstiga 50 miljarder enheter (Kansliet för strategisk analys 2015). Den ökade tillgängligheten till datorkraft skapar nya möjligheter att samla in, tolka och tillämpa data. Därigenom under- lättas automatisering och utvecklingen av s.k. artificiell intelligens. Följderna av digitalisering är dock omtvistade. Ofta höjs röster när det gäller risker av olika slag, bl.a. avseende personlig integritet och s.k. cybersäkerhet. Exempelvis innebär beroendet av gemen- samma datorbaserade system en större sårbarhet, vilket ställer krav på säkerhetssystem och säkerhetsarbete i samhällsviktiga funkt- ioner såsom försörjningen med livsmedel, vatten och energi. Inom energisektorn är stora förändringar på väg att ske. Den globala efterfrågan på energi har vuxit , och förväntas av de flesta bedömare fortsätta att göra det under de kommande decennierna, främst med anledning av en kraftigt expan- derande medelklass i och en snabb industrialisering i många utvecklingsländer. Den dominerande delen () av den globala energiförsörjningen baseras fortfarande på fossila bräns- len (olja, kol och gas). Under har dock en förskjutning skett i efterfrågemönstret. , och i synnerhet 2008, har utvecklingsländerna stått för merparten av den globala ökningen av energikonsumtionen. Enligt många bedöma- re förväntas energianvändningen inom OECD-området under de kommande decennierna förbli relativt eller t.o.m. minska. När det gäller tillförseln av energi har den amerikanska s.k. skiffer- revolutionen inneburit en snabb ökning av utbudet på olja och gas, vilket pressat ner priserna. har denna utveckling fått geo- politiska återverkningar, bl.a. genom att minskat sitt behov av import av energiråvaror. Den tekniska utvecklingen inom energiområdet har genomgå- ende varit snabb. Särskilt påtagligt är detta när det gäller teknik för omvandling av förnybar energi, såsom solceller och vindkraftverk. Men även inom områden som effektivisering, energilagring, över- föring av högspänd el, s.k. smarta elnät och många andra delar av energisystemet sker en snabb utveckling av teknik och processer som kan väntas få en betydande effekt på energisystemet. Efter kärnkraftskatastrofen i Fukushima-Daichi har säker- hetskraven på kärnkraftverk skärpts. Vissa länder (t.ex. ) har beslutat att helt avveckla kärnkraften, och i andra länder har kärnkraftsprojekt omprövats eller skjutits . Fortfaran- de pågår dock en utbyggnad av kärnkraftverk i många delar av världen. var 447 reaktorer i drift, och ytterligare ett sextiotal anges enligt (2016a) vara under planering eller uppförande. har det stängts 45 reaktorer runt om i världen . Utvecklingen och introduktionen av ny teknik har gått hand i hand med politiska reformer. Exempelvis har de omregleringar av el- och gasmarknaderna som inleddes inneburit att roll- erna har renodlats mellan olika aktörsled (produktion, överföring, lagring och konsumtion) och att nya affärsmodeller har utvecklats. Till följd av både regelverket och den tekniska utvecklingen har en betydande omstrukturering skett inom sektorn, och nya aktörer och nya ägare har etablerat sig på marknaden. Det har också fått betydande ekonomiska effekter för många aktörer på marknaden. Flera av de existerande kraftbolagen har tvingats till stora nedskriv- ningar av sina tillgångar, och har i flera fall gjort betydande om- organisationer och omprövningar av sina affärsmodeller. Många bedömare anser att marknadsreformerna tillsammans med den tekniska utvecklingen har inneburit en styrkeförskjutning från producent- till konsumentledet, genom att konsumenter givits större möjligheter att välja energileverantör, att påverka sin egen förbruk- ning och också att helt eller delvis svara för sin egen försörjning med energi. Till detta kan läggas att urbaniseringen gör att städerna och tätorterna får en allt viktigare roll i energiförsörjningen. En genomgående trend har varit elenergins ökade betydelse i alla samhällssektorer, t.ex. vid processtyrning och automatisering i till- verkningsindustrin, en ökad andel eldrivna fordon och ett större inslag av eldrivna värmepumpar i bebyggelsen. I många fall innebär elektrifiering en ökad effektivisering. Det ökade beroendet av el ställer dock större krav på leveranssäkerhet i elsystemet, och inne- bär därtill en ökad sårbarhet för störningar av olika slag. Sammantaget sker en rad förändringar av energi- systemet, både globalt och i vårt närområde. De innebär att en rad nya problemställningar har rests, t.ex. elsystemets förmåga att leverera effekt under de timmar då effektbehovet är som störst. I följande avsnitt samt i kapitel 3–6 beskrivs mer utförligt hur energi- och elförsörjningen har utvecklats, hur den kan komma att se ut och vilka nya utmaningar det innebär. Energianvändningen i världen har näst intill tredubblats och energianvändningen per capita har ökat , se Figur 2.1. Den ökade energianvändningen har till stor del sammanfallit med befolkningsökningen. Jordens befolkning har mer än fördubblats, från 3,3 till 7,4 miljarder, . Figur 2.1 Tillförd energi i världen (TWh) och tillförd energi per capita (MWh) –2015 Källa: (2016). Tillförd energi per capita, MWh Nivån på energianvändningen skiljer sig betydligt mellan olika delar av världen. En genomsnittlig amerikan använder mer än elva gånger så mycket energi som en indier och släpper ut mer än tio gånger så mycket växthusgaser. En svensk använder nästan så mycket energi som världsgenomsnittet men släpper ut ungefär lika mycket växthusgaser som världsgenomsnittet (per capita) (Världs- banken 2016). Utsläppen av koldioxid och andra växthusgaser från energisyste- met har ökat med 2000 och stod 2010 för av de totala utsläppen, exklusive industriella pro- cesser och transporter (Intergovernmental Panel on Climate Change 2015a). Andelen fossil energi i det globala energisystemet har legat på , se Figur 2.2. För- delningen mellan kol, olja och gas har varit i huvudsak oförändrad även om den totala användningen av fossila bränslen bestod av den globala energitillförseln av fossila bränslen, se Figur 2.3. Figur 2.2 Total tillförsel av fossil energi (TWh) och andel fossil energi av total tillförsel (procent) –2015 Källa: BP (2016). Figur 2.3 Andel av global energitillförsel per bränsle Källa: BP (2016). Fossilberoendet skiljer sig endast marginellt mellan olika regioner i världen. Högst beroende har vars energianvändning består till av fossil energi. Lägst beroende har EU med Först när man studerar enskilda länder går det att urskilja exempel på lägre beroenden av fossil energi. och ut- märker sig med andelar på 32 respektive 33 procents fossilberoende (BP 2016). Mängden förnybar energi i världen har ökat , från drygt till över , se Figur 2.4. Andelen förnybar energi har däremot ökat med endast en procentenhet från av total energitillförsel. Andelen kärnkraft har minskat från av total energitillförsel trots att produktionen i kärn- kraftverk (inkl. förluster) har ökat med (Energi- myndigheten 2016a). Figur 2.4 Global tillförsel av fossil-, kärn- och förnybar energi (TWh) och andel fossil-, kärn- och förnybar energi (procent) –2014 Källa: (2016a). Andel förnybar energi Andel kärnenergi Av den förnybara energin dominerar biobränslen av den totala förnybara energitillförseln. Biobränslenas andel har dock sjunkit från , framför allt på grund av den växande andelen vind- och solkraft (2016a). Den geopolitiska kartan är på väg att ritas om genom nya sätt att utvinna fossila bränslen. Sedan omkring utvinner en växande volym skiffergas och skifferolja, även kallade okonventionella fossila bränslen. Detta har inneburit att har pas- serat både och och är därmed världens största producent av både olja och naturgas (BP 2016). och gasproduktion har minskat efterfrågan på kol, vilket både har skapat stora överskott och drivit ner priset på kol. har kolpriset fallit (BP 2016). Det finns ett starkt samband mellan energianvändning och eko- nomisk utveckling, se Figur 2.5. Korrelationen är särskilt stark för mindre utvecklade länder. Figur 2.5 Energianvändning per capita (MWh) och BNP per capita (kronor) för alla världens länder BNP/capita (kronor) Källa: (2016). En frikoppling mellan energianvändning och ekonomisk utveckling verkar enligt diagrammet ske vid en BNP-nivå på omkring 100 000– per capita. passerade BNP per capita . har den slutliga energianvändningen min- skat med och BNP har ökat med (2016a; () 2016a). 2.2.1Global elanvändning och elproduktion Användning av el har en ännu starkare koppling till ekonomiskt väl- stånd än generell energianvändning (2016). Över en miljard människor saknar tillgång till el och i drygt 50 länder saknar över hälften av befolkningen el. Utvecklingen går dock snabbt och andelen av världens befolkning som har tillgång till el har ökat från år (2016). Den totala elproduktionen i världen har mer än fördubblats (BP 2016). Andelen fossil energi i elproduktionen uppgick år och har ökat , se Figur 2.6. Den förnybara elproduktionen har mer än dubblerats men andelen förnybar produktion i förhållande till den totala elproduk- tionen har legat på (Energimyndig- heten 2016a). Figur 2.6 Global elproduktion (GWh) per kraftslag –2014 Källa: (2016a). Den totala mängden kärnkraft i världen har ökat med drygt 20 pro- cent medan kärnkraftens andel av den totala elpro- duktionen har minskat från , se Figur 2.7 (Energi- myndigheten 2016a). Figur 2.7 Global kärnkraftsproduktion (TWh) och kärnkraftens globala andel av total elproduktion (procent) –2014 Källa: (2016a). 2.2.2De internationella gas-, kol- och oljemarknaderna Oljemarknaden omfattar råolja och raffinerad mineralolja och är en global marknad som styrs av utbud och efterfrågan. Marknaderna för oljeprodukter är sammankopplade i en öppen, internationell ”oljebörs”. Oljepriset bestäms inte bara av produktion och efter- frågan utan även av förväntningar. Oljemarknaden liknar andra inter- nationella råvaru- och finansmarknader. Huvuddelen av marknaden omfattar terminsnoteringar och optionskontrakt. Volymen i markna- den är större än de fysiska leveranserna av råoljor och produkter. Världens efterfrågan på mineralolja har historiskt ett tydligt sam- band med ekonomisk utveckling. En hög BNP-tillväxt har lett till större efterfrågan på olja och omvänt. Världens oljereserver är koncentrerade till relativt få länder. Orga- nization of the () medlems- länder kontrollerar av världens oljereserver och står för av oljeproduktionen. Kol delas in i olika grupper. Brunkol (lignit) har ett lägre energiinne- håll, vilket gör att det inte lönar sig med långa transporter. Använd- ningen sker därför generellt sett i kraftverk som ligger nära brytning- en. Stenkol handlas på internationella marknader: Atlantmarknaden och Stillahavsmarknaden. Av stenkolet används s.k. ångkol främst i elproduktionsanläggningar medan kokskol eller metallurgiskt kol främst används inom stålindustrin. Det finns flera producenter på den globala kolmarknaden. De största producentländerna är , , , , och . På Stillahavsmarknaden är och de största exportörerna, medan och är de största exportörerna på Atlantmarknaden. Kostnaden för kol bestäms generellt av två olika komponenter. Den första är kolkostnaden i exportlandet som omfattar kostnaden för att utvinna och processa kolet, transport inom landet samt last- ning på fraktfartyg. Den andra komponenten är transportkostna- den som kan utgöra en stor andel av det totala leveranspriset för importlandet. Den globala gasmarknaden består av flera regionala marknader så- som den nordamerikanska, europeiska och asiatiska marknaden m.fl. av naturgasen handlas inom produktionslandet och handlas på internationella marknader och trans- porteras genom pipelines. av naturgasmarknaden utgörs av flytande naturgas (liquefied natural gas, LNG). Utveck- lingen på den globala gasmarknaden bestäms av naturgasreserverna och produktionen tillsammans med efterfrågan. Globalt sett har naturgasreserverna ökat som själva produktionen från reserverna har minskat. Enligt Energy (BP 2016) är länder- na med de största naturgasfyndigheterna , , och . Även och har betydande fyndig- heter. Störst produktion sker i och . 2.2.3Globala avtal, konventioner och samarbeten Det finns flera exempel på globala avtal, konventioner och samarbe- ten som har bäring på svensk energipolitik. En sammanfattning av dessa återges i bilaga 2 – Globala avtal, konventioner och samarbeten. Till skillnad från vad som sker på global nivå minskar energianvänd- ningen i EU. Sedan toppnoteringen har användningen mins- kat och användningen var 2015 nere på samma nivå som 1994, se Figur 2.8. I genomsnitt använder en EU-medborgare ungefär dubbelt så mycket energi som världsgenomsnittet (Energi- myndigheten 2016a). Figur 2.8 Energianvändning (TWh) i EU per energikälla –2014 Källa: (2016a). Även utsläppen från energisektorn (exklusive transporter) i EU minskar. har utsläppen minskat och energisektorns andel av totala utsläpp i EU har minskat från 63 pro- cent år , se Figur 2.9. SOU 2017:2 Det globala energisystemet Fördelning av utsläpp (procent) i EU per sektor (inkl.internationellt flyg) Källa: (2016b). Minskade utsläpp från energisektorn har möjliggjorts av att andelen fossil energi av total tillförd energi har minskat från år , se Figur 2.10. har andelen förnybar energi dubblerats , från till . Olja är alltjämt det största energislaget i EU med en andel på , se Figur 2.10. Figur 2.10 Andel av total energitillförsel (procent) i EU –2014 Källa: (2016a). Förnybar energi Icke-förnybart avfall Målet för EU som helhet är att uppnå förnybar energi som andel av slutlig energianvändning . Andelen förnybar energi skiljer sig stort mellan olika medlemsländer – från på till på , se Figur 2.11. Figur 2.11 Förnybar energi (procent) som andel av slutlig energianvändning i EU:s medlemsländer samt och Källa: (2016a). Målet att öka andelen förnybar energi motiveras inte enbart av klimatskäl. EU:s importberoende av energi har ökat vilket ökar sårbarheten och risken för säkerhetspolitiska spänningar. En uttalad strategi från EU är därför att minska importberoendet och öka mångfalden av energikällor. EU importerar av den totalt tillförda energin. Mest energi importerar EU från följt av (2016a). Importberoenden skil- jer sig stort mellan EU:s medlemsländer – från på till på , se Figur 2.12. Figur 2.12 Grad av importberoende (procent) bland EU:s medlemsländer samt och Källa: (2016a). 2.3.1Elanvändning och elproduktion i EU Liksom för energianvändningen i stort har användningen av el i EU planat ut och minskar sedan toppnoteringen , se Figur 2.13. Nästan hela minskningen i elanvändningen , 150 av , kan förklaras av en minskad industriproduktion (2016a). av elproduktionen i EU kommer från fossila källor, från kärnkraft och från förnybara energikällor (of Operators for Electricity (ENTSO-E) 2016). Elanvändning (netto) (GWh) och elproduktion per kraftslag (brutto) (GWh) i EU –2014 Källa: (2016a). Även utsläppen från elsektorn i EU minskar. Den europeiska el- produktionen ger i genomsnitt upphov till koldioxid- ekvivalenter per kWh. Detta kan jämföras med utsläppen från den genomsnittliga svenska elproduktionen på per kWh eller den nordiska på per kWh, se Figur 2.14. Figur 2.14 Utsläpp (gram CO2-e per kWh) för olika länder och regioner Källa: beräkningar baserat på ENTSO-E (2016); (2012); () (2016b); IEA (2016a). Andelen fossil elproduktion skiljer sig betydligt mellan olika med- lemsländer, från till , se Figur 2.15. Figur 2.15 Andel fossil elproduktion (procent) i EU:s medlemsländer samt och Schweitz Storbritann… Lithauen Bosnien… Nederländ… Källa: (2016a). Andelen förnybar elproduktion har mer än fördubblats . var av EU:s elproduktion förnybar jämfört , se Figur 2.16. Andelen förnybar elproduktion skiljer sig dock åt mellan EU:s medlemsländer, se Figur 2.17. Figur 2.16 Andel förnybar elproduktion (procent) i världen, EU och –2015 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Källa: (2016); (2016a); ENTSO-E (2016). Figur 2.17 Andel förnybar elproduktion (procent) i EU:s medlemsländer samt och Källa: (2016a). Den främsta förklaringen till att utsläppen av växthusgaser från el- sektorn sjunker är omställningen av elproduktionen. Vind-, sol- och gaskraft har vuxit på bekostnad av framför allt olje- och kolkraft. till installerad effekt har vind- och gaskraft stått för det största tillskottet av ny kraftproduktion den senaste tjugoårsperioden, se Figur 2.18. Även sett till faktisk elproduktion har vind- och gas- kraft stått för det största tillskottet av ny elproduktion i EU, se Figur 2.19. har elproduktionen från vind ökat med över på årsbasis och gas med . Sol har ökat med över . Gaskraften har däremot näst intill halverat sin el- produktion då produktionen i EU uppgick till över . Gaskraftens nedgång i statistiken kan till stor del förkla- ras av de låga kol- och utsläppspriserna vilket gjort det mer lönsamt att använda kol i stället för gas som bränsle. Mellan ökade kolkraften med nära 2014 åter minska. Figur 2.18 Nettoförändringar i installerad effekt (MW) per kraftslag i EU –2015 -11 808 -32 580 -39 580 Källa: (2016). Figur 2.19 Förändringar i elproduktion (GWh) per kraftslag i EU –2014 Avfall (icke-förnybart) Källa: (2016a). Säsongsvariationer i olika EU-länder använder upp till 2,5 gånger mer el än under som- maren. Den stora effektvariationen är däremot inget unikt jämfört med andra EU-länder. Ett femtontal EU-länder har större säsongs- variationer i effektuttaget jämfört med . De länder som har störst säsongsvariationer i sitt effektuttag har sina effekttoppar , t.ex. som förbrukar mer än så mycket el en varm sommardag jämfört med en vinterdag (ENTSO-E 2015). Sammanlänkning mellan EU-länder för ökat handelsutbyte EU har som målsättning att uppnå minst 10 procents sammanlänk- ning av medlemsländernas elnät (se även avsnitt 2.3.4) (EU- kommissionen 2015). Ett sammanlänkat europeiskt elnät, tillsammans med en utbyggnad av elproduktionen där de bästa förutsättning- arna för varje kraftslag råder, har enligt stora eko- nomiska fördelar jämfört med om varje land bygger för självförsörj- ning (2015). För att uppnå en fortsatt kostnadseffektiv utbyggnad av över- föringsförbindelser mellan länder krävs generellt att flaskhalsar inom respektive land byggs bort. Exempelvis har stora flaskhalsar i nord-sydgående riktning vilket innebär att ytterligare förbindelser mellan och inte tillför någon större nytta innan har åtgärdat flaskhalsarna (Svk 2015b). Import och export av el Som framgått ovan är EU starkt beroende av import för sin energi- försörjning. Däremot är EU näst intill självförsörjande vad gäller el. Nettoimporten motsvarade av den totala elproduktionen. Räknat i TWh var den största nettoexpor- tören av el, , medan var den största nettoimportören med . var antalet EU-länder med nettoexport unge- fär lika stort som antalet med nettoimport, se Figur 2.20. Figur 2.20 Nettoimport (procent) som andel av total elförbrukning i EU:s medlemsländer samt och Källa: (2016a). Värmeproduktionen i EU domineras av fossila bränslen. var andelen fossila bränslen , se Figur 2.21. Det är en ned- gång jämfört med då andelen var . Andelen för- nybart har ökat från år 2014. Trots den fossila dominansen har utsläppen från värmeproduktionen minskat . Detta har framför allt möjliggjorts genom att kol har ersatts av naturgas och förnybar energi, främst biomassa. Figur 2.21 Total värmeproduktion (TWh) per bränsle i EU –2014 Källa: (2016). Liksom för värmesektorn är det fossila bränslen som dominerar i transportsektorn i EU. var andelen fossil energi och andelen förnybar energi således . I rapporteringen till EU för hade den högsta andelen förnybar energi i transportsektorn, 22 procent2. låg på andra plats . Andelen förnybar energi i transportsektorn har för del ökat till för (2016n). Lägst andel förnybar energi i transportsektorn hade (2016a). Utvecklingen av energianvändningen i transportsektorn i EU skil- jer sig åt mellan olika transportslag. Den största ökningen i procent står de internationella flygtransporterna för, följt av vägtrafiken, se Figur 2.22.