Forsker: FNs kraftige klimamodeller undervurderer potensialet til solceller

Modellene bak rapportene publisert av FNs innflytelsesrike klimapanel, IPCC, undervurderer grovt den rollen solceller kan spille i den globale grønne overgangen.

Det er konklusjonen i ny dansk forskning som har sett nærmere på forutsetningene modellene bruker for solcellepanelenes priser, og kostnadene forbundet med å integrere fornybar energi i strømnettet.

Og det tegner et helt skjevt bilde av hvordan solceller skal prioriteres i den grønne overgangen, lyder det fra en av forskerne bak.

– Resultatene av IPCCs modeller, som ligger til grunn for organisasjonens rapporter, sender klare meldinger som verdens beslutningstakere lytter nøye til. Derfor er det avgjørende hvilket bilde av solcellenes rolle i energisystemet som modellene tegner. I rapportene så langt spiller solceller en mindre rolle i fremtiden, men forskningen vår viser at de snarere er en viktig hjørnestein i omstillingen, sier Marta Victoria, assisterende professor ved Institutt for mekanikk og produksjon ved Aarhus universitet.

To store barrierer

Forskerne har identifisert to vesentlige barrierer for solceller i modellene. For det første brukes utdaterte priser på selve panelene, slik at prisen pr. installert MW blir altfor høy. I IPCCs fremskrivninger faller prisen i 2050 til en nedre grense på 1 euro per MW. Men solcelleanlegg realiseres allerede i dag til lavere priser enn det, ifølge Victoria.

– Når vi regner etter oppdaterte prisantagelser, får vi resultater med mye høyere innslag av solceller, og derfor mangler viktige alternative scenarioer i bildet som IPCC gir av en mulig fremtid, sier forskeren.

En annen begrensning er at modellene er veldig brede og har dårlig tidsmessig og nettverksmessig oppløsning. De kan derfor ikke ta hensyn til hvordan den svingende strømproduksjonen fra vind og sol best integreres i strømnettet.

Dette betyr at det enten lages grove overslag over hvor store andeler den fornybare energien generelt forventes å ha i elsystemene, eller så tillegges strømproduksjon fra sol og vind en ekstra kostnad i modellene for integrasjon i elsystemet.

– Det gir kunstig høye integrasjonspriser for både vind og sol. Antakelsene som ligger i modellene var kanskje sanne for ti år siden, men når integrasjonskostnadene for fornybar energi beregnes i modeller med høyere tids- og nettoppløsning i dag, ser vi at integrasjonen er langt mer kostnadseffektiv og at det kan la seg gjøre å oppnå langt høyere andel av fornybar energi i elsystemet, sier Victoria.

Solens andel i elektrisitetsmiksen er for lav

Dette er de to mye brukte modelltypene kalt «integrerte vurderingsmodeller» og «partielle likevektsmodeller», som forskerne har sett nærmere på.

Førstnevnte type er mye brukt av IPCC da de beskriver interaksjonen mellom økonomien, energisystemer, landområder og klima. De brukes av IPCC for å finne de mest kostnadseffektive måtene å holde CO₂-nivået i atmosfæren under en viss grense.

Motsatt ser «partielle likevektsmodeller» bare på én sektor og brukes vanligvis i denne sammenheng for å modellere energisystemer. En av de mest relevante er PRIMES-modellen, som brukes til å informere EU-kommisjonen om nye initiativer innen energi.

Ifølge forskerne er resultatene av PRIMES-modellen også beheftet med feil, da modellen kun estimerer en andel i elektrisitetsmiksen fra solenergi på rundt 20 prosent i 2050. Dette er langt under andre modellers resultater, der man har brukt høyere oppløsning i dataene. Disse modellene når solandeler på 40–60 prosent av elektrisitetsmiksen.

I Danmark har for eksempel Energistyrelsen lenge jobbet med et maksimalt potensial for andelen solceller i elektrisitetsmiksen på 15 prosent. Imidlertid forventes det å bli revidert hvis det i stor skala blir satt batterier inn i noen av de større anleggene.

Skeptisk til kommende IPCC-rapport

Victoria påpeker at manglene ved de store modellene kan unnskyldes av det faktum at utviklingen i solcellefeltet har gått veldig raskt de siste ti årene. En rekke andre viktige fremskrivninger innen energifeltet – som Bloomberg NEFs årlige «New Energy Outlook» – kommer imidlertid fram til betydelig mer optimistiske resultater enn FN.

Selv til tross for at disse rapportene har et helt annet oppdrag.

– Det er påfallende at IPCCs scenarioer, som er ment å gi et ambisiøst blikk på hvordan vi avkarboniserer samfunnet innen 2050, er mer pessimistiske om fremtiden for solceller enn for eksempel Bloombergs rapport, som forutsier hva som forventes å skje av basert på de eksisterende økonomiske forholdene, sier Victoria.

I september forventes IPCC å komme med en ny rapport, som Victoria ser frem til med en viss skepsis:

– Jeg vet ikke hva den nye rapporten vil komme med, men jeg håper virkelig den er mer ambisiøs og oppdatert i forhold til tidligere utgivelser. Men jeg kan ha mine tvil, for IPCC er også basert på vitenskapelig litteratur, som i stor grad er basert på modeller som lider av de samme begrensningene, sier hun.

Folkelig motstand gjør overgangen dyrere

Forskeren er ikke i tvil om at den raskeste og mest kostnadseffektive måten å oppnå målet om å begrense den globale temperaturstigningen til 1,5 grader, er å investere i flere fornybare energikilder, og spesielt mer sol.

Men en ting er det som er økonomisk den mest optimale utbyggingen av fornybare energikilder. Spørsmålet om hvor mye landbasert utbygging av fornybar energi befolkningen vil akseptere, hører også med i likningen.

De store solcelleanleggene som er blitt montert på marker rundt om i Danmark de siste årene har begynt å møte på økende folkelig motstand, akkurat som de landbaserte vindturbinene har slitt i årevis.

Dette aspektet av den grønne overgangen er også noe Victoria og hennes kolleger har utsatt for en rekke scenarioberegninger, for eksempel ved å begrense mengden tilgjengelig areal i modellene.

Det skyver mer av utbyggingen av fornybar energi ut på havet, noe som igjen fører til mer overføring av elektrisitet og dermed flere luftledninger, som også vanligvis blir møtt med folkelig motstand.

«Hver gang vi legger til begrensninger, ser vi at den optimale løsningen blir dyrere. Derfor må vi anerkjenne at hver gang vi gjør det vanskeligere å bygge ut på land, har det en kostnad i forhold til den grønne omstillingen, sier hun og fortsetter:

– En av hovedmotivasjonene for forskningen min er at jeg ønsker å kvalifisere denne sosiale diskusjonen med kvantitativ input, slik at vi på et mer opplyst grunnlag kan ta stilling til hvor og hvordan vi skal bygge vår fremtidige strømproduksjon, sier hun.

Denne artikkelen ble først publisert på Ingeniøren for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for abonnenter av Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.