Till innehåll på sidan

Exploring low-carbon development pathways for Bolivia - A model-based analysis focused on the energy sector

Tid: Fr 2020-12-18 kl 10.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/j/68401552010, Stockholm (English)

Ämnesområde: Energiteknik

Respondent: Jenny Gabriela Peña Balderrama , Energisystem

Opponent: Senior Research Scholar (IIASA) and Adjunct Professor (Yale) Pachauri Shonali, International Institute for Applied Systems Analysis

Handledare: Professor Viktoria Martin, Energiteknik; Professor Mark I. Howells, Centre for Environmental Policy, Imperial College London; Assistant Professor Dilip Khatiwada, Energiteknik; Doctor Francesco Gardumi,

Exportera till kalender

Abstract

Globala utsläpp har fortsatt att stadigt öka till nivåer som överstiger klimatstabiliseringsmålet på 1.5°C. Därför kommer ökningen i den globala genomsnittliga temperaturen och klimatförändringen att avgöras av hur vi hanterar utsläppen av växthusgas under kommande år. Koldioxidutvecklingen ekonomisk tillväxt och utveckling sätter press på alla länder i världen. Men ännu större press på låg- och medelinkomstländer som planerar att använda sina fossila bränsleresurser som en ‘ledande sektor’ för att nå tillväxt. Låg- och medelinkomstländer har begränsade ekonomiska resurser och måste ofta prioritera kortsiktiga utvecklingsmål med omedelbara åtföljande lokala fördelar framför begränsningsstrategier med långsiktiga vinster. Att nå klimatstabiliserings- och koldioxidavvecklingsmålet kommer att kräva stora investeringar för att fasa ut fossila bränslen i energisektorn, tillsammans med investeringar och politiska åtgärder för att säkerställa uthållighet och anpassning till klimatförändringen.

Bolivia har uttryckt ambitionen att utrota fattigdom och uppnå ekonomisk tillväxt och samtidigt bevara miljömässig hållbarhet genom att anta de sjutton globala målen. I linje med mål 7  strävar Bolivia att uppnå tillgång till elektricitet för alla till år 2025. Även om eltillgången har förbättrats avsevärt med stora investeringar i elnätet och decentraliserade el-system, så är fortfarande 61% av elproduktionskapaciteten och 93% av den decentraliserade produktionskapaciteten fossildriven. Andra sektorer, t.ex. transporter, domineras också av fossila bränslen och bidrar till stor del till växthusgasutsläppen. Politik som syftar till att öka energisäkerheten i Bolivia fokuserar på ökad användning av naturgas, på investeringar i storskaliga vattenkraftverk och på första generationens (1G) biobränsleproduktion för transportsektorn.

I linje med dem globala målen 7 och 13 undersöker denna doktorsavhandling hållbara utvecklingsvägar med låga koldioxidutsläpp kring nyckelpolicyer som hanterar energitillgång och energisäkerhet i Bolivia. Med metoder som härrör från systemanalys av det bolivianska energisystemet och effekter av alternativa energiplaneringsbeslut – som strategier och investeringar – skärskådas vidare genom scenarioanalys. Fem forskningsartiklar presenteras i avhandlingen med vilka fyra forskningsfrågor besvaras.

Den första forskningsfrågan undersöker rollen som decentraliserad teknik (främst mikronät) och förnybar energi för att möta modern energi till alla (mål 7). Konkurrenskraften för multidrivmedelmikronät bedöms med hjälp av en innovativ metod som utvecklats för att öka den tekniska noggrannheten för detaljerad belastningssimulering och optimering av system för systemdesign i ett geospatialt modelleringsverktyg. Resultaten belyser potentialen för decentraliserade elektrifieringslösningar och identifierar plats, storlek och investeringar som krävs för att uppnå elektrifieringsmål 2025.

Den andra forskningsfrågan utvärderar alternativa strategier för en koldioxidfri kraftproduktionssektor med hjälp av en optimeringsmodell för energisystem. De kombinerade effekterna av att införa koldioxidskatter och ändra den viktade genomsnittliga kapitalkostnaden på kraftproduktionsutsläppen mäts i marginalkostnadskurvor. Resultat från denna konceptuella och numeriska analys visar att ett helt koldioxidfritt kraftproduktionssystem kräver mycket höga koldioxidpriser om kapitalkostnaderna är höga. En kombination av måttliga koldioxidpriser med låga kapitalkostnader leder till inte bara betydande minskningar av utsläppen utan även mindre ökningar av koldioxidreduktionskostnaderna.

Den tredje forskningsfrågan undersöker Bolivias exportplaner för vattenkraft på medellång sikt med hjälp av en kostnadsoptimeringsmodell i Sydamerika. Studien utvärderar också den rättvisa fördelningen av fördelar med hjälp av en kooperativ strategi för spelteori och de potentiella koldioxidutsläppen som uppnås i ett scenario för kraftsystemintegration i Sydamerika. Resultaten av denna studie tyder på att el från stora vattenkraftsprojekt kan handlas med Brasilien och minska Bolivias beroende av naturgas för kraftproduktion. Resultaten visar också att Bolivia har mindre förhandlingsstyrka än sina konkurrenter på lång sikt och drar mindre nytta av utsläppsminskningar i ett scenario med handel med Brasilien.

Slutligen undersöker den fjärde forskningsfrågan energisäkerheten inom transportsektorn genom att utvärdera Bolivias mål för produktion av sockerrörsbaserad etanol. Ökad hållbarhet i etanolproduktionskedjan utvärderas kvantitativt genom att identifiera möjligheter för jordbruksintensifiering och investeringar i avancerade bioraffinaderier i en kostnadsoptimeringsmodell. Resultaten från denna analys visar att Bolivia kostnadseffektivt kan nå sina medellångsiktiga volymer av etanolproduktion med en måttlig expansion av odling av sockerrör och investeringar i jordbruksintensifiering. Resultaten visar vidare att det är kostnadsoptimalt att investera i nuvarande tekniska framsteg (dvs. effektiva kraftproduktionsanläggningar) för att maximera den förnybara energiproduktionen och de ekonomiska fördelarna med etanol som härrör från sockerrör. Slutligen identifieras ett stödområde för biodrivmedel för att stimulera investeringar i 2G etanol på medellång sikt.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-286582