Evaluation of the main energy scenarios for the global energy transition

Energy scenarios are used as a tool to examine credible future states and pathways. The one who constructs a scenario defines the framework in which the possible outcomes exist. The credibility of a scenario depends on its compatibility with real world experiences, and on how well the general information of the study, methodology, and originality and processing of data are disclosed. In the thesis, selected global energy scenarios’ transparency and desirability from the society’s point of view were evaluated based on literature derived criteria. The global energy transition consists of changes to social conventions and economic development in addition to technological development. Energy solutions are economic and ethical choices due to far-reaching impacts of energy decision-making. Currently the global energy system is mostly based on fossil fuels, which is unsustainable over the long-term due to various reasons: negative climate change impacts, negative health impacts, depletion of fossil fuel reserves, resource-use conflicts with water management and food supply, loss of biodiversity, challenge to preserve ecosystems and resources for future generations, and inability of fossil fuels to provide universal access to modern energy services. Nuclear power and carbon capture and storage cannot be regarded as sustainable energy solutions due to their inherent risks and required long-term storage. The energy transition is driven by a growing energy demand, decreasing costs of renewables, modularity and scalability of renewable technologies, macroeconomic benefits of using renewables, investors’ risk awareness, renewable energy related attractive business opportunities, almost even distribution of solar and wind resources on the planet, growing awareness of the planet’s environmental status, environmental movements and tougher environmental legislation. Many of the investigated scenarios identified solar and wind power as a backbone for future energy systems. The scenarios, in which the solar and wind potentials were deployed in largest scale, met best the set out sustainability criteria. In future research, energy scenarios’ transparency can be improved by better disclosure on who has ordered the study, clarifying the funding, clearly referencing to used sources and indicating processed data, and by exploring how variations in cost assumptions and deployment of technologies influence on the outcomes of the study.

Energiaskenaarioita käytetään mahdollisena pidettyjen tulevaisuuden tilojen ja kehityspolkujen tutkimiseksi. Skenaarion tekijä määrittää viitekehyksen, joka sisältää mahdolliset tapahtumat. Skenaarion uskottavuus riippuu sen esittämän kehityksen yhteensopivuudesta todellisen, tapahtuneen kehityksen kanssa, ja siitä, miten läpinäkyvästi skenaarion tekijä ilmoittaa tutkimuksen yleiset tiedot, metodin, sekä käytetyn tiedon alkuperän ja käsittelyn. Työssä arvioitiin valittujen globaalien energiaskenaarioiden läpinäkyvyyttä ja mielekkyyttä yhteiskunnan näkökulmasta käyttäen kirjallisuudesta määritettyjä kriteerejä. Globaali energiamurros käsittää teknologisen kehityksen lisäksi muutokset nykyisissä sosiaalisissa käytännöissä ja taloudellisessa kehityksessä. Energiapäätöksenteon valintojen kauaskantoisten vaikutusten vuoksi energiaratkaisut ovat talouteen sidonnaisia ja eettisiä valintoja. Nykyinen, pääosin fossiilisiin polttoaineisiin perustuva energiajärjestelmä on pitkällä aikavälillä kestämätön useasta syystä: negatiiviset ilmastovaikutukset, negatiiviset terveysvaikutukset, fossiilisten resurssien rajallisuus, konfliktit vesi- ja ruokahuollon suhteen, luonnon monimuotoisuuden menetys, ekosysteemien ja resurssien tuleville sukupolville säilyttämisen haaste, ja fossiilisten polttoaineiden kyvyttömyys tarjota globaalisti pääsy moderneihin energiapalveluihin. Ydinvoimaa ja fossiilisen hiilen talteenottoa ja varastointia ei voida pitää kestävinä ratkaisuina liittyvien riskien ja vaadittujen pitkäaikaisvarastojen vuoksi. Nykyistä energiamurrosta ajavat kasvava energiakysyntä, uusiutuvan energian teknologioiden laskevat kustannukset, modulaarisuus ja skaalautuvuus, uusiutuvan energian käytön makroekonomiset hyödyt, investoijien riskitietoisuus, uusiutuvan energian houkuttelevat liiketoimintamahdollisuudet, tuuli- ja aurinkoresurssien lähes tasainen jakautuminen planeetalla, kasvava tietoisuus planeetan ympäristön tilasta, ympäristöliikkeet ja tiukentuva ympäristölainsäädäntö. Monet tarkastelluista skenaarioista tunnistivat aurinko- ja tuulivoiman keskeisen roolin tulevaisuuden kestävien energiajärjestelmien tukirankana. Skenaariot, joissa tuuli- ja aurinkovoima olivat suurimmassa roolissa, täyttivät myös asetetut kestävyyskriteerit parhaiten. Tulevassa tutkimuksessa energiaskenaarioiden läpinäkyvyyttä voi parantaa ilmoittamalla työn tilaajan, selventämällä rahoituksen, ilmaisemalla selkeästi käytetyt lähteet ja tiedon käsittelyn, sekä tutkimalla miten variaatiot kustannusoletuksissa ja teknologioiden käyttöönotossa vaikuttavat lopputulokseen.