De overgang naar een koolstofarme energiemaatschappij vereist meer hernieuwbare energiebronnen dan eerdere schattingen om het huidige niveau van energieverbruik per hoofd van de bevolking en levensstijl te handhaven. Dit is een van de belangrijkste conclusies van een recent gepubliceerd onderzoek in Natuur Energie door Lewis King en Jeroen van den Bergh van het Institute of Science and Environmental Technology van de Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB).

Na de Overeenkomst van Parijs, er zijn verschillende mondiale energietransitiescenario's gepresenteerd. Hoewel deze de neiging hebben om te worden geanalyseerd in termen van bruto energie, de auteurs van de studie overwegen de noodzaak om de energiebehoefte te berekenen door onderscheid te maken tussen bruto (totale opgewekte energie) en netto energie (bruto energie minus de energie die wordt gebruikt om het te produceren). Ze hielden ook rekening met het energierendement op investering (EROI), die de hoeveelheid bruikbare energie vertegenwoordigt die wordt gegenereerd voor elke eenheid energie-invoer in het proces van het verkrijgen van die energie. Hoe lager de EROI van een energiebron, hoe meer energie er nodig is om een ​​bepaalde energie-output te produceren, waardoor er netto minder energie beschikbaar is voor consumptie. Volgens onderzoekers, kolen en waterkracht hebben hoge EROI's, terwijl kernenergie, olie en gas hebben gemiddelde EROI's, en zonne- en windenergie worden gekenmerkt door gemiddelde tot lage EROI's.

Het EROI-niveau is belangrijk voor de economie van een samenleving, welzijn en levensstijl. Zodra aan de vereisten voor basisconsumptie ("essentiële dingen") zoals voedsel en water is voldaan, economieën met een lage EROI zouden minder dan de helft van de netto-energie van economieën met een hoge EROI beschikbaar hebben voor consumptie en productie van alle "niet-essentiële" goederen en diensten. Dit zou grote gevolgen hebben voor de levensstijl, en het vermogen te beperken om energie te investeren om toekomstige economische groei te realiseren.

Dus, in het licht van een toekomstscenario op basis van hernieuwbare energiebronnen (met lage EROI-tarieven), de onderzoekers geven aan dat de netto-energie per hoofd van de bevolking in de toekomst waarschijnlijk zal dalen tussen 24 procent en 31 procent ten opzichte van het niveau van 2014, tenzij er fors wordt geïnvesteerd in energie-efficiëntie.

"Om de netto energie per hoofd van de bevolking op het huidige niveau te houden, hernieuwbare energiebronnen zouden twee tot drie keer zo snel moeten groeien als de huidige prognoses, ", stelt Lewis King. De resultaten wijzen verder op een prioritering bij het uitfaseren van fossiele brandstoffen, namelijk eerste steenkool, dan olie en tenslotte gas. Dit kan worden bereikt door een koolstofprijs, die het gebruik van steenkool meer zou ontmoedigen dan olie, en olie meer dan gas.

Om de levensstijl te verbeteren, een samenleving met een lage EROI heeft drie opties:verhoging van de bruto energieproductie, verbetering van de energie-efficiëntie van het eindgebruik bij productie en consumptie, of de gemiddelde EROI aanzienlijk verbeteren door technologische verbeteringen en investeringen in energiebronnen met een hogere EROI. "De uitdaging van een snelle overgang naar koolstofarme energie is daarom tweeledig:binnen het koolstofbudget blijven dat is gekoppeld aan aanvaarde doelstellingen voor klimaatverandering (opwarming van 2 ° C) en tegelijkertijd netto-energie blijven leveren voor de behoeften van een groeiende mondiale samenleving, ’ zegt hoogleraar van den Bergh.

King en van den Bergh hebben een dynamisch EROI-model ontwikkeld om de netto aan de samenleving geleverde energie te analyseren, rekening houdend met zowel de operationele als de investeringskosten. Bovendien, de auteurs stellen een indicator voor energierendement op koolstof (EROC) voor, een maatstaf van netto energie per tCO2, om te helpen bij het maximaliseren van de potentiële netto-energie uit het koolstofbudget van 2ºC. Dit zou een vergelijking mogelijk maken van de prestaties van verschillende energiebronnen onder de beperking van een klimaatveranderingsdoelstelling. Volgens de EROC-indicator, onder de fossiele brandstoffen zijn olieschalie en teerzanden zeer slechte keuzes in termen van klimaatrisico's, terwijl aardgas met CCS (carbon capture and storage) het beste tot zijn recht komt, aanzienlijk beter dan kolen met CCS, en presteren meer dan 10 keer beter dan olieschalie en teerzanden.