sou · H5B32 · 2017-01-09 00:00:00 — Elanvändningens utveckling påverkas fortfarande starkt av den eko- nomiska utvecklingen. Elintensiteten i ekonomi har dock avtagit under . En fortsatt frikoppling mellan elanvändning och BNP innebär att tillväxtens påverkan på elanvänd- ningen långsamt minskar . Skillnaden i elbehov mellan ett 1 Generationsmålet är ett inriktningsmål för miljöpolitiken och vägleder miljöarbetet på alla nivåer i samhället. Målet handlar om vilka värden som ska skyddas och vilken samhällsom- ställning som krävs för att nå önskade halter och nivåer i eller kvalitet på miljön. scenario med låg tillväxt (BNP-ökning ) och ett scenario med hög tillväxt (BNP- ökning ) bedöms ändå vara betydande, cirka 15–och cirka 25–(NEPP 2015). Utvecklingen av framtida elanvändning är i hög grad bero- ende av befolkningsutvecklingen. har befolknings- ökningen varit snabb och enligt () huvudprognos kommer befolkning att passera 10- miljonersstrecket . Nästa miljongräns, 11 miljoner, upp- nås bara . Sedan dröjer det innan folk- mängden passerar 12 miljoner. väntas befolkningen i vara cirka 12,5 miljoner (SCB 2016b). Denna utveckling be- döms ge en påverkan på elanvändningen med upp till och 5–(NEPP 2015)2. Strukturförändringar och teknikutveckling har påverkat elanvänd- ningen historiskt, men är svåra att förutsäga. Teknikutveckling kan ske i form av kontinuerliga förbättringar eller teknikgenombrott. För exempelvis vitvaror har det skett en kontinuerlig effektivise- ring av elanvändningen eller mer det senaste de- cenniet. Ett exempel på teknikgenombrott är LED-belysning som minskar elanvändningen med 85–jämfört med traditio- nella glödlampor (IVA 2016c). Det är sannolikt att det kommer ske strukturförändringar och teknikskiften också , men det är svårt att bedöma hur stor påverkan de får på elanvändningen (NEPP 2015). 2 NEPP:s bedömning baseras på SCB:s prognos . Den skiljer sig dock inte nämnvärt års prognos. Politiska beslut och styrmedel Politiken har möjlighet att påverka elanvändningen. Direkt påverkan på elanvändningen har exempelvis direkta skatter på el eller prestanda- krav definierade av normer, standarder eller regler t.ex. byggnormer och ekodesignkrav. Det finns också politikområden som indirekt kan påverka elanvändningen som t.ex. finans-, närings- och transport- politik (IVA 2016c). Bedömningar av den framtida elanvändningen bortom I Tabell 5.1 redovisas en sammanställning av scenarier för den totala elanvändningen3 och , som har tagits fram av (2014a), Profu (2012), North European Perspectives (NEPP) (2015a) samt () och () (2011). Sammantaget visar dessa framtidsbilder att elanvändningen kan komma att uppgå till mellan 116 och och mellan 107 och . scenarier Fyra framtider (Energimyndig- heten 2016d) visar också på ett brett spann för den framtida elan- vändningen, mellan 116 och och mellan 116 och . 3 och Profus elanvändning anges inklusive distributionsförluster. NEPP och IVL/WWF är exklusive distributionsförluster. Uppgifterna i tabellen är därför inte direkt jämförbara. Distributionsförluster utgör av elanvändningen. framtida elförsörjning SOU 2017:2 Långsiktiga scenarier för elanvändning (TWh) Prognoser och scenarier för elanvändning , högre ekonomisk utveckling Profu för , lågscenario Profu för , högscenario NEPP för IVA Vägval el, referensscenario NEPP för IVA Vägval el, lågscenario NEPP för IVA Vägval el, högscenario Källa: (2014a; 2016d); Profu (2012); NEPP (2015a); () och () (2011) Som framgått tidigare (kapitel 3.1.3) har energianvändningen i in- dustrin varit relativt , trots en ökad industri- produktion. Det är ett resultat av både energieffektivisering och en successiv minskning av oljeprodukter i industrin. Den svenska industrin använder el (Energi- myndigheten 2016a). Industrins elanvändning bedöms öka i långsam takt som en följd av en återhämtning i ekonomin och ett högre kapacitetsutnyttjande inom industrin (NEPP 2015). Enligt Energimyndighetens långsiktiga scenarier väntas den årliga elanvändningen i industrin uppgå till el (2014a). NEPP bedömer att elanvänd- ningen i industrisektorn uppgår till och i referensscenariot (NEPP 2015). Enligt en bedömning av () kommer elanvändningen i industrisektorn att ligga kring 50– bortom (IVA 2016c). Bedömningen baseras på att även fortsättningsvis kommer att ha komparativa fördelar som inhemska råvaror, spetskompetens, institutionell stabilitet och gynnsamma förutsättningar för elproduktion vilket ger goda möj- ligheter till industriproduktion i landet. Ökade krav på klimatneutra- 4 Fördelande enligt: industri , bostäder och service , transporter , fjärrvärme och raffinaderier och distributionsförluster . litet och resurseffektivitet i en alltmer cirkulär ekonomi kommer även innebära en relativt sett ökad elanvändning inom sektorn och dess processer. Företagens förmåga att själva öka sin konkurrenskraft genom att ta till sig och utnyttja digitaliseringens möjligheter och därmed öka produktionen i påverkar också industrins kon- kurrenskraft och elanvändning. I en bilaga till scenarier Fyra framtider fram- går att industrins elanvändning uppgår till mellan 43 och el och mellan 44 och el (2016e). Utvecklingen inom olika branscher NEPP har bedömt hur elanvändningen kan komma att utvecklas inom olika branscher (NEPP 2015). I massa- och pappersindustrin bedöms elanvändningen minska på grund av strukturförändringar som en följd av en ökad digitalisering i samhället. Gruvnäringen be- döms öka sin produktionskapacitet och därmed sin elanvändning. Järn- och stålindustrin, kemiindustrin och metallverksbranschens elanvändning bedöms öka på som en följd av återhämt- ningen i ekonomin. fortsätter effektiviseringen inom industrin att vara stark, varför den resulterande ökningstakten för elanvändningen bedöms bli relativt måttlig. Inom industrin kan el användas för industriell tillverkning direkt, men även genom att elen omvandlas till vätgas eller andra elektro- bränslen genom elektrolys. Det pågår en utveckling av elektro- kemiska och elektrolytiska processer för att ersätta användning av kol, koks och olja med el inom både stål- och cementsektorn samt för att ersätta naturgas i andra delar av tillverkningsindustrin (Energi- myndigheten 2016f). Om stålindustrin övergår till reduktion med vätgas eller elektrolys innebär det att 15–kol kan ersättas med ungefär samma mängd el (IVA 2016c). Genom elektrifiering kan även råvaran för den petrokemiska industrin ersättas genom s.k. power-to-gas där metan tillverkas av el, vatten och koldioxid. Vätgas tillverkas av el och processas sedan med koldioxid till metan. För att framställa dagens volym av råvarorna eten och propen med hjälp av elektrolysörer5 skulle det krävas cirka 20–el. Elektrifiering av kolväteproduktion kan också ske genom processer för vätgas och elektrolys. Om all petrokemisk råvara () skulle ersättas med el motsvarar det uppskattningsvis . (2016f) har i en underlagsrapport till scena- rierna Fyra framtider analyserat konsekvenserna av en fullständig elektrifiering av industrisektorns energianvändning genom att stål- tillverkning övergår till electrowinning6, gruvor elektrifieras och förbränning i cementugnar ersätts med plasmateknik. Enligt myn- dighetens bedömning innebär det en ökning av elanvändningen i industrin från dagens el till mellan 79 och , men då är inte effektiviseringar inräknade. Ett område som också kan påverka den framtida elanvändningen inom industrin är utvecklingen av industriell Carbon Capture and Storage (CCS). CCS är en teknik som används för avskiljning, transport och lagring av koldioxid. Den gör det möjligt att fånga processutsläpp från cement-, aluminium- och stålproduktion. Bio- CCS kan också tillämpas vid massa- och pappersbruk för att fånga in biogena utsläpp. CCS i industriella applikationer är komplicerat och innebär stora investeringar. Energisystemet påverkas relativt lite av CCS då ett införande av tekniken inte ställer krav på en omställning av den nuvarande energistrukturen inom industrin. ökar behovet av värme och el i processerna. För att fånga koldioxid från dagens cementindustri skulle det krävas 6–värme och 0,25 till el7. Värmebehovet för CCS kan ofta tas från överskottvärme i processerna, vilket därmed inte ökar energianvändningen nämnvärt. Om hela industrins kol- dioxidutsläpp fångas in ökar elanvändningen med –2050 (IVA 2016c). Datacenter har börjat etableras i och den installerade effekten uppgick till 150 MW. Datacenterindustrin är en växande bransch. Serverkapaciteten i världen har ökat stadigt , vilket även inneburit en ökad elanvändning. En etablering av 40 stora datacenter i (totalt cirka 1 000 MW) skulle mot- svara en ökad elanvändning med cirka 6–(IVA 2016c). 5En elektrolysör är en apparat som tillverkar vätgas och syrgas med hjälp av el och vatten. 6Elektrolytisk process för att utvinna metaller. 7Baserat på MottMcDonald (2011). 5.1.2Elanvändningen i bostads- och servicesektorn Bostads- och servicesektorn använder drygt el (2015b). Elanvändningen inom sektorn bedöms öka något (el ) fram . Användningen8 är fördelad på driftel, hushållsel och elvärme. Jämfört med dagens situation bedöms den el som inte används för uppvärmning (dvs. hushållsel, fastighetsel och verksamhetsel) öka medan elvärmens andel av sektorns totala elförbrukning minskar (2014a). I NEPP:s referensscenario för sektorn bostäder och service uppgår elanvändningen till och . Elvärmen minskar till och till (NEPP 2015). El kan användas i fjärrvärmeproduktion och enligt IVA finns det ett tekniskt utrymme på flera TWh (IVA 2016a). (2016e) anger i en bilaga till scenarierna Fyra framtider en nivå för elanvändningen i sektorn bostäder och service på mellan 66 och och mellan 62 och el . Viktiga faktorer som bestämmer utvecklingen av elanvändningen i bostads- och servicesektorn är befolkningsutvecklingen, teknik- utvecklingen (energieffektivisering) och den ekonomiska utveck- lingen. Regelverk och krav för elanvändning vid nybyggnation och effektiviseringar av befintlig bebyggelse är andra faktorer som på- verkar utvecklingen. Nybyggnation omfattas av tämligen höga krav på energiprestanda, och kraven kommer att skärpas ytterligare (IVA 2016c). Byggnader som uppförs under de närmaste 30–40 åren kommer sannolikt i ökande grad att vara värmeförsörjda via elbaserade system, men med elanvändning för värme, varmvatten och kyla, ned till så låga nivåer som 15–25 kWh per kvadratmeter och år, jämfört med dagens nivåer kring 125 kWh per kvadratmeter och år i det befintliga beståndet (2015b). En sammanfattande bedömning av bebyggelsens elanvändning (uppvärmning, varmvatten, fastighetsel och verksamhets- eller hus- hållsel) är att den ökande elanvändningen till följd av ett ökat antal byggnader, såväl bostäder som lokaler med tillhörande verksam- heter i tjänstenäringarna, i stort sett kompenseras av en generell 8 Avrundade värden. framtida elförsörjning SOU 2017:2 effektivisering inom det redan befintliga beståndet (IVA 2016c). I stort sett hela spektrumet av elutrustning i byggnader genomgår effektiviseringar och kommer fortsatt att bli allt effektivare. Energi- myndigheten (2011) uppskattar exempelvis besparingspotentialen för belysning till om all belysning i samhället ersätts med LED-belysning. Användningen av värme i bostads- och servicesektorn Värmemarknadens utveckling påverkas av utvecklingen i dess om- värld. Projektet i har i fyra scenarier belyst möjliga utvecklingsvägar (Värmemarknad 2014): De två viktigaste resultaten enligt scenarioanalysen är dels hur värmeanvändningen (värmebehovet) utvecklas, dels utvecklingen av levererad/köpt energi. Analysen baseras på antagandet att be- folkningen kommer att öka . Vid oför- ändrad areastandard ökar uppvärmd yta lika mycket. Trots att den uppvärmda ytan ökar, förväntas energieffektivisering och låg ener- giförbrukning i nya fastigheter leda till minskande volymer på värme- marknaden. kan uppvärmningsbehovet i bostäder och lokaler komma att ligga i intervallet 60–(65–). Det ska jämföras med dagens behov i bostäder och lokaler på . Fjärrvärme, värmepumpar, elvärme och biobränslen bedöms fort- sätta att dominera värmemarknaden . noteras en ökad konkurrens mellan dessa. Värmepumparna utmanar elvärmen, men även fjärrvärmen, allt mer. Fjärrvärmens strategiska egenskaper (kraftvärme, spillvärme, avfallsförbränning och oförädlade bränslen) tillsammans med en hög värmetäthet kan ge fortsatt stark konkur- renskraft för fjärrvärme i tätorter. Enligt Energimyndigheten väntas den totala energianvändningen i transportsektorn minska , jämfört med , vilket innebär en förväntad energianvändning på (2014a). Framför allt beror det på en ökad effektivisering av personbilar och lätta lastbilar. Utrikes transporter ökar något. Bensinanvändningen minskar kraftigt, medan använd- ningen av diesel är oförändrad och användningen av biodrivmedel ökar. Enligt en gemensam rapport från och Natur- vårdsverket antas användningen av biodrivmedel öka till (och 2014). I Trafik- verkets klimatscenario ökar biodrivmedelanvändningen ytterligare, till (2015). Klimatscenariot förutsätter att biodrivmedel helt eller delvis kan ersätta bensin eller diesel i konventionella förbränningsmotorer. I klimatscenariot antas person- bilsflottan till betydande del vara elektrifierad , men många fordon är fortfarande utrustade för bensin- eller dieseldrift. Även lastbilar och arbetsmaskiner antas i hög utsträckning fortsätta an- vända konventionella motorer . antas elektrifieringen fortsätta och användningen av vätgas kan komma att öka som behovet av biodriv- medel ökar (se vidare nedan). scenarier Fyra framtider visar stora varia- tioner i utvecklingen av transportsektorn till både och (2016d). I scenarierna förekommer bl.a. helt fossilfria transportsystem med olika kombinationer av tek- niska lösningar såsom elfordon, elvägar och biodrivmedel i sektorn. I dessa scenarier uppgår energianvändningen i transportsektorn till mellan 34 och för och mellan 24 och för . WWF och IVL anger en energianvändning i transportsektorn på och och framhåller behovet att gå mot en ökad användning av biodrivmedel och mer effektiva fordon (IVL och WWF 2011). Miljömålsberedningen konstaterar att det krävs en genomgripande omställning i transportsektorn för att nå klimatmålen (SOU 2016:21). Det handlar dels om teknikutvecklingen av fordon och biodrivmedel, dels om samhällsplaneringens effekter på sektorn. Andra faktorer som påverkar utvecklingen är ekonomins utveckling, befolkningsutveck- lingen och hur människors beteenden förändras . The and Climate Change and Call to Action9 pekar på ett behov av 100 miljoner elfordon . IEA (2016a) beskriver att det krävs 140 miljoner elfordon för att nå målet i deras tvågrader- scenario. (BNEF 2016) pekar på att el- fordonen kommer att utgöra av den globala personbils- flottan , vilket enligt deras analyser motsvarar el, eller av världens elanvändning. För EU förutspår BNEF en elanvändning hos elfordon motsvarande el . En elektrifiering av vägtrafiken kommer att medföra en ökad efterfrågan på el. Enligt blir ökningen förhållandevis liten och sker gradvis (2012). Enligt verkets bedömning kommer vägtrafikens elanvändning i att uppgå till drygt år 205010. IVA (2016c) bedömer att elanvändningen i transportsektorn kommer att ligga kring 10–el bortom . Bedömningen baseras på antagandet att miljöhänsyn, både klimatfrågor och andra miljöfrågor, samt mer hälsorelaterade frågor som luftkvalitet och buller i städer, kommer att fortsätta vara viktiga drivkrafter både för tillverkare av fordon och för politiker. På något kortare sikt bedöms batteribilarna utgöra en mindre del av fordonsflottan. Om en fjärdedel av hela personbilsparken skulle bestå av laddhybrider som i genomsnitt kör halva den årliga körsträckan på el skulle det enligt Utredningen 9Utvecklades i ramverket för Action Agenda och lanserades vid COP21. 10Under följande antaganden: personbilarna kör på el till av antalet fordons- kilometrar, fjärrlastbilar och landsvägsbussar till och distributionslastbilar och stadsbussar till av antalet tonkilometrar. oberoende fordonsflotta krävas drygt el (Fossiloberoende fordonsflotta (FFF) 2013). Därutöver bedömer utredningen att ett mindre antal rena batteribilar (omkring 20–30 000), något tusental helt eller delvis elektrifierade tätortsbussar och distributionsfordon samt möjligen en del eldrivna långtradare kan trafikera delar av motor- vägsnätet. Det kan leda till en efterfrågan på el för transporter på väg på mellan 1,5–2,(FFF 2013). räknar i underlaget till Färdplan 2050 med att vägtrafiken ska konsumera el (2012). NEPP beskriver ett referensscenario samt hög- och lågscenarier för elanvändningen i transportsektorn och (NEPP 2015). Enligt NEPP kan elanvändningen i transportsektorn uppgå till och . I en bilaga till scenarier Fyra framtider framgår att elanvändningen i transportsektorn uppgår till mellan 4 och och mellan 8 och för (Energi- myndigheten 2016e). Historiskt har det visat sig svårt att förutse kostnads- och prestan- dautvecklingen för ny teknik. I många fall har utvecklingen gått snabbare än förväntat (BNEF 2016). I en rapport från det ameri- kanska konstateras exempelvis att kostnaden för batterier i laddhybrider har minskat med 73 procent11 (2015). I samma rapport framhålls att det krävs en sänkning ned till per kWh för att ladd- hybrider ska kunna konkurrera med konventionella personbilar. En- ligt IEA är en sådan utveckling fullt möjlig även om kostnadsutveck- lingen har bromsats något (IEA 2016a). Tesla be- dömer att kostnaden för litium-jon batterier kan nå nivåer kring per kWh (HybridCARS 2015). Litium-jon batteriernas prestanda har ökat med nästan 400 procent12 . Miljömålsberedningens föreslagna etappmål ställer krav på en snabb utsläppsminskning framför allt i transportsektorn 11Från 1 per kWh till per kWh . 12Från 60 Wh per L till 295 Wh per L . (SOU 2016:47). Beredningen analyserade befintliga scenarier av (2015) och Fossiloberoende fordonsflotta (2013) till- sammans med beredningens eget scenario med 80 procents utsläpps- minskning. Beredningen fann att det skulle kunna vara möjligt att nå det föreslagna utsläppsmålet om minst 70 procents utsläppsminskning i transportsektorn (inrikes transporter) genom en relativt omfattande och snabb övergång till framför allt eldrift i transport- sektorn, stöttad av en ökad användning av biodrivmedel och åtgärder som kan minska behovet av biltransporter (framför allt i städer) samt åtgärder som möjliggör en ökad effektivisering av godstransporterna. Elvägar är ett annat sätt att elektrifiera transportsystemet. Det innebär att el kontinuerligt tillförs från elnätet och då behövs endast liten eller ingen lagring i batterier. är detta mest in- tressant för tunga lastbilar och bussar i fjärrtrafik där elförsörjning enbart med el från batterier inte är möjligt. I stadstrafik används tekniken redan för trådbussar. bedömer att kon- tinuerlig strömförsörjning också är tänkbart för lätta vägfordon på (2015e). är ett av de första länderna i världen som genomför tester med elkraft för tunga transporter på allmän väg. har i samråd med Verket för innovationssystem () och beslutat att ge stöd till två testanläggningar. De två systemen skiljer sig åt framför allt vad gäller hur elkraften överförs till de tunga fordonen. Testerna på i påbörjades och drivs av Region . Tekniken innebär att en strömavtagare på lastbilshyttens tak matar ner strömmen till en elhybridmotor i lastbilen. Utanför ska konsortiebolaget eRoadArlanda testa en teknik som innebär att en elskena i vägbanan laddar fordonet under resan. Det arbetet sker tills vidare på en avlyst bana, men planen är att tekniken ska demonstreras i verklig trafik . I tidigare avsnitt har beskrivits de osäkerheter som råder kring el- användningens utveckling i olika sektorer på . Det finns en rad faktorer som påverkar det framtida behovet av el. Vissa av dessa faktorer kan få stor påverkan. Samverkan mellan el- och värmemarknaderna bedöms öka i fram- tiden (NEPP 2015). Det beror dels på att bostäderna blir mer energi- effektiva, dels på teknikutveckling av värmepumpar som leder till att elbehovet minskar. Behovet av en ökad samverkan mellan el- och värmemarknaderna förväntas öka till följd av den ökade variabiliteten i elproduktionen och i mindre utsträckning p.g.a. den elbaserade uppvärmningens relativt sett höga andel av elanvändningen. Elbaserad värme har en kall vinterdag ett samlat effektuttag på mellan 7 och 10 GW enligt olika uppskattningar (DalmanEkh med 2016; Fortum 2016). Detta motsvarar mellan av det maximala effektuttaget i elsystemet. Enligt Bo- verket behöver det byggas 700 000 nya bostäder de kommande tio åren (2016). Om samtliga av dessa bostäder värms upp med värmepumpar förväntas effektbehovet öka med upp till 800 MW vid ansträngda effektsituationer (Fortum 2016). bedöms nya effektivare värmepumpar kunna bidra till att minska effektbehovet. Tekniskt sett finns det stor potential att flytta last på tim- och dygns- basis (se vidare kapitel 5.6). De flesta värmepumpar som säljs är så kallade ”smart grid ready” vilket innebär att de kan styras på ett för elsystemet önskvärt sätt utan att påverka komforten i hushållet. Ur effektsynpunkt spelar det stor roll hur energieffektivisering sker i bebyggelsen. En sparad kilowattimme har olika värde . Ett förbättrat klimatskal genom bättre isolering eller energieffektiva fönster kan reducera effektbehovet eftersom energi- besparingen till stor del sker vid ansträngda effektsitua- tioner. Att energieffektivisera genom att minska andelen köpt energi genom att t.ex. sätta upp solceller på taket ger däremot ingen eller endast en marginell minskning av det maximala effektbehovet efter- som solceller inte minskar behovet av köpt energi då effektbehovet är som störst. Dagens energikrav på byggnader gör ingen skillnad på dessa energieffektiviseringar. En ökad elektrifiering av transportsektorn kommer att medföra en ökad efterfrågan på el men ökningen är förhållandevis liten i jämförelse med den totala efterfrågan på el och väntas också ske över . Däremot får laddningsmönstret hos elfordonen större betydelse. I genomsnitt bedöms elnätet klara belastningen men elfordonen kan anstränga kraftbalansen vid topplast (2015e; 2013). Genom att styra laddningen till låglasttider kan eleffekt- behovet minskas betydligt (NEPP 2013). Det finns också potential för att elfordonen kan bidra till stabilitet i elsystemet genom att jämna ut belastningen i elnäten och på så sätt dämpa effekttoppar och även utnyttja ett överskott i elproduktionen. Om styrning ska ske utifrån elpriset kommer prissignalerna att vara viktiga. Hänsyn behöver också tas till kapaciteten och belastningen på själva elnäten. Dessutom krävs kommunikationsmöjligheter mellan elfordonen och elsystemet för att kunna styra laddningen. Ytterligare en möjlighet är att i ett längre perspektiv använda elfordonens batterier för återmatning till elnätet vid hög belastning. Vehicle-to-Grid (V2G) är ett samlingsbegrepp för tekniska lös- ningar där elfordon samverkar med elsystemet. Genom V2G kan elfordonen i princip bidra med energi och effekt vid höglast, lagra energi vid överskott av elproduktion samt erbjuda systemtjänster för frekvensreglering och spänningshållning (Business Publications 2014; 2016; Charged EV 2014). Elvägar kan vara ett sätt att effektivisera vägburna godstransporter utan stor- skalig användning av batterier, som det ställer höga krav på investeringar i infrastruktur. Utmaningarna som uppstår i elsystemet som en följd av en ökad elanvändning kan hanteras genom att bl.a. förstärka överförings- kapaciteten i näten men även en mer flexibel elanvändning (efterfråge- flexibilitet) kan bidra. Det finns en stor potential för efterfrågeflexi- bilitet inom industrin och incitament för mer aktiva hushållskunder diskuteras också (2016f). Smarta nätteknologier kan användas för att delvis avlasta näten, och därmed minska behovet av utbyggnad och förstärkning.