Hvorfor cirkularitet er nøglen til en bæredygtig energiomstilling

Der kan ikke være cirkulær økonomi uden ren energi eller energiomstilling uden cirkulær økonomi. De to er tæt forbundet og afhængige af hinanden. Dette forhold kalder vi for energi-cirkulær økonomi koblingen.

Mens vind er en vedvarende energikilde, er materialerne, der anvendes til at producere turbinerne, endelige.

While wind is a renewable energy source, the materials used to produce the turbines are finite.

facebook linkedin twitter

Af Caroline Kötter, Associate Manager, Raphael Röcken, Senior Consultant, og Patrick Moloney, Director, Rambøll.

Både energiomstillingen og overgangen til en cirkulær økonomi er grundlæggende for en bæredygtig fremtid.

Alligevel har den måde, hvorpå de er afhængige af hinanden, indtil videre ikke fået den opmærksomhed, den fortjener. Vi argumenterer for, at man i bund og grund ikke kan have det ene uden det andet.

I denne artikel forklarer vi, hvordan energiomstillingen og overgangen til en cirkulær økonomi er forbundet, og hvad virksomheder og politiske beslutningstagere bør overveje for at håndtere dette forhold på en succesfuld måde.

Hvad er energi-cirkulær økonomi koblingen?

Efter mere end to årtiers erfaring med at hjælpe store virksomheder med at styre både omstillingen til ren energi og skiftet til en cirkulær økonomi, ser vi en dobbeltrettet forbindelse mellem energisektoren og cirkulær økonomi, som vi kalder "energi-cirkulær økonomi koblingen".

På den ene side eliminerer overgangen til cirkulær økonomi ikke behovet for energi. I stedet opfordrer den os til at bruge energi effektivt, reducere forbruget af primær energi og udnytte spildvarme og vedvarende energi.

På den anden side er energiomstillingen afhængig af overgangen til en cirkulær økonomi. Med den hurtige udvidelse af infrastruktur for vedvarende energi forventes efterspørgslen efter forskellige kritiske mineraler at stige enormt. Mangel på råmaterialer anses for at være realiteten i de kommende år. Derfor har energisektoren ikke råd til kun at bruge de knappe materialer én gang.

Sammenhængene mellem cirkulær økonomi og energiomstilling (Source: Ramboll)

Hvad skal man overveje, når man håndterer energi i den cirkulære økonomi?

Energieffektivitet og egnede, cirkulære energikilder er de vigtigste overvejelser ved håndtering af energi i den cirkulære økonomi.

Energieffektivitet: Det globale energiforbrug stiger konstant og forventes at fortsætte med at stige. For at reducere efterspørgslen efter primær energi er der fortsat behov for gradvist at forbedre energieffektiviteten i industrielle processer med det formål at forbruge så lidt energi som muligt. Dette vil sandsynligvis kræve både teknologiopgraderinger og procesinnovation for at spare energi ved at operere på en smartere måde. De bedst egnede energikilder til at opfylde det resterende energibehov er kilder, der er tilpasset den cirkulære økonomis grundlæggende principper om at reducere spild og forbrug af begrænsede ressourcer. Den gode nyhed er, at flere eksisterende energikilder stemmer overens med disse principper.
Vedvarende energi: Vedvarende energi bør være den prioriterede energikilde for enhver virksomhed, der stræber efter cirkularitet eller cirkulære produkter. Vedvarende energi omfatter både energi, der kan genereres fra naturkræfter som sol og vind, samt energi fra biomasse, såsom landbrugs- eller skovrester. Disse energikilder er cirkulære, fordi der ikke forbruges begrænsede ressourcer, når der produceres energi fra dem. Både vind og sol er stort set uendelige, og de bliver kun brugt, men ikke forbrugt, under energiproduktion (dvs. solen holder ikke op med at skinne, fordi den skinner på et solpanel). Kapaciteten af biologiske restprodukter (såsom biomasse) er derimod begrænset, da de forbruges under processen med energiproduktion. Dog kan biomasse med lidt tid og indsats dyrkes igen og igen.
Spildvarme og industriel symbiose: En anden måde at producere "cirkulær energi" på er ved hjælp af industrielle processer, der producerer spildvarme. For eksempel genererer IT-udstyr i datacentre varme, der kræver afkøling. I stedet for at bruge ekstra elektricitet til at køle datacentre, kan spildvarmen bruges enten internt eller som varmekilde i fjernvarmesystemer til at dække varmebehov i bolig eller industri. Det er dog ikke nok kun at fokusere på energieffektivitet og energikilder alene for at løse de bæredygtighedsudfordringer, der er forbundet med vores nuværende energisystem, herunder ressourcemangel, affald og CO2-udledning. Derfor har energi-cirkulær økonomi koblingen en anden dimension, der fokuserer på cirkulære løsninger for energisektoren.

Hvorfor er energi en central faktor i den cirkulære økonomi?

Cirkulær økonomi fremmer aktiviteter, der bevarer værdien i form af energi og materialer. Ikke desto mindre vil der altid være behov for energi i den cirkulære økonomi. Mange af de produkter, der findes i dag, er endnu ikke egnede til cirkulation, fordi de ikke er holdbare, mulige at reparere, genanvendelige osv. Først skal der designes og produceres produkter, der er egnede til langvarig cirkulation, hvilket kræver energitilførsel.

Selv aktiviteter, der pr. definition er cirkulære, såsom genfremstilling og genbrug, kræver typisk store mængder energi. Forestil dig, at du bygger en havvindmølle eller en stor bygning – selv med et cirkulært design bliver du nødt til at nedbryde infrastrukturen efter nogle årtier. Nogle af delene eller materialerne kan du muligvis genbruge direkte (afhængigt af det specifikke design og materiale). De fleste materialer, såsom fundamentet, skal sandsynligvis demonteres, knuses, rives i stykker eller smeltes til et sekundært råmateriale, før de kan bruges i nye produkter på et senere tidspunkt. Mens man holder materialer i kredsløbet, kræver hvert eneste trin i processen energi.

Intet produkt kan kalde sig cirkulært, hvis det fremstilles eller recirkuleres ved at forbruge store mængder af begrænsede og ikke-fornyelige energikilder såsom naturgas. Derfor er det afgørende at prioritere energieffektivitet og cirkulære energikilder såsom vedvarende energi eller spildvarme.

Hvorfor er cirkulær økonomi en central faktor for energisektoren?

Det korte svar er, at vi risikerer at opleve mangel på sjældne og begrænsede mineraler. Selvom vi reducerer efterspørgslen efter fossile energikilder, medfører den stigende udbredelse af infrastruktur for vedvarende energi nye problemer med ressourcemangel på grund af dens høje efterspørgsel efter mineraler. At bygge solcelleanlæg (PV) eller vindmølleparker kræver generelt flere mineraler end at etablere deres modstykker baseret på fossile brændstoffer. En undersøgelse anslår, at 1 kilowatt-time (kWh) vedvarende energi kan kræve ti gange mere metal end 1 kWh fossil energi.

Efterhånden som den "første bølge" af infrastruktur for vedvarende energi, såsom vindmøller og solcelleanlæg, når slutningen af deres levetid, skaber nye affaldsfraktioner, der er svære at genbruge, udfordringer. Et af de mest kendte eksempler er vindmøllevinger. Mens de fleste komponenter i vindmøller, såsom stål, kobbertråd, elektronik og gear - i teorien - kan genbruges eller genanvendes, vil det fortsat være en udfordring at bortskaffe de store glasfibervinger. Titusindvis af gamle vinger bliver taget ned fra ståltårne over hele verden i de kommende år. Estimeringer peger på omkring 8.000 vinger om året i USA og cirka 3.800 vinger om året i Europa. Først for nylig er vindmølleproducenter, vindmøllepark-operatører og genbrugsvirksomheder begyndt at fokusere på at løse problemet.

Hvordan kan cirkularitet håndteres i energisektoren?

En holistisk tilgang til cirkularitet i energisektoren er nødvendig for at tackle nogle af sektorens presserende udfordringer inden for bæredygtighed. Dette indebærer at udvide fokus fra energieffektivitet og energikilder til at tilpasse produkter og materialer, teknologier og processer samt strategier med cirkulære principper:

Cirkulære produkter, dele og materialer: Solpaneler, vindmøller, batterier osv. bør leve op til cirkulære principper. I praksis medfører det at lave produkter, der er holdbare, genanvendelige, mulige at reparere og genbrugelige osv. Dette er dog kun en del af løsningen. Det skal også sikres, at produkterne rent faktisk kommer tilbage i kredsløbet. Dette kræver typisk omvendte logistikmodeller, herunder tilbagetagelsesordninger, for at give producenter adgang til eksisterende produkter og komponenter eller som minimum sekundære råmaterialer.
Cirkulære teknologier og processer: Energisektoren skal også udvikle og implementere yderligere teknologier og processer, der gør det muligt for produkter, dele og materialer at komme tilbage i kredsløbet. Et eksempel er de vindmøllevinger, der hober sig op på lossepladser, fordi der endnu ikke findes egnede processer til genbrug eller genanvendelsesteknologier i stor skala. At bruge eksisterende viden og teknologi fra energisektoren og anvende dem i en ny sammenhæng kan yde et væsentligt bidrag til at øge cirkulariteten. Et andet eksempel er de innovative genbrugsvirksomheder, der anvender pyrolyse-teknologi til at genanvende plast. Den største del af slutproduktet er øremærket som råmateriale til ny plast. Mange af de aktuelle forsøg på at anvende energiteknologi i en mere cirkulær sammenhæng er dog stadig på et tidligt stadie af udviklingen, hvilket efterlader yderligere muligheder for udvikling og innovation.
Cirkulære strategier: At transformere energisektoren hen imod den stærkt nødvendige cirkulære model kræver systemiske ændringer på et bredt plan, lige fra valget af råmaterialer til designbeslutninger, fremstillingsprocesser og vedligeholdelsesprogrammer til genanvendelse ved levetidens afslutning. Listen over de problemer, der skal adresseres, er så lang, at mange organisationer har svært ved at finde ud af, hvor de skal starte. Samtidig skal de prioritere, hvordan de investerer deres ressourcer, og de har derfor brug for at udvikle målrettede cirkulære strategier. Hvordan man kommer i gang med cirkulære strategier forklares mere detaljeret i vores tidligere artikel om cirkulære materialevurderinger.

Selvom energisektoren har været langsom til at anerkende behovet for cirkularitet, så begynder det nu at ændre sig.

På vej fremad

Behovet for at overgå til en CO2-neutral energisektor, mens vi sikrer vores energiforsyning, har aldrig været større.

Både energiomstillingen og forsyningssikkerheden er dog stærkt afhængige af begrænsede ressourcer. Cirkulære løsninger er derfor af afgørende betydning for at sikre, at energiomstillingen kan opretholdes med en kontrolleret afhængighed af begrænsede ressourcer.

Den store efterspørgsel på knappe og begrænsede ressourcer, som kan muliggøre energiomstillingen, vil også have en betydelig indvirkning på ressourcetilgængeligheden på tværs af andre sektorer. For at sikre, at energiomstillingen faktisk er bæredygtig, er omstillingen af energisektoren til en cirkulær økonomi af allerhøjeste vigtighed.

Energitilsynene på tværs af EU anerkender nu koblingen og tager de første skridt til at integrere de centrale principper for den cirkulære økonomi i energiomstillingen. Et eksempel, vi arbejder på i øjeblikket, er at identificere cirkulære strategier for vindindustrien, og hvordan disse kan manifesteres i udbudskriterier, produktdesign, genanvendelse af materialer, budgivning osv.

Energisektoren er også selv under udvikling for både at overgå til en cirkulær økonomi – vi ser transmissionsnet-operatører og forsyningsvirksomheder gå over til en cirkulær økonomi, og vi ser også energiselskaber udforske disrupte cirkulære teknologier og løsninger såsom Waste-to-X.

Tiltag som disse er et vigtigt første skridt til at høste de fordele, der følger med bevidstheden om energi-cirkulær økonomi koblingen.

Vil du vide mere?

Raphael Röcken
Senior Consultant
+45 51 61 10 16
Patrick Moloney
Director, Strategic Sustainability Consulting
+45 51 61 66 46