Illustration som visar olika typer av koldioxidutsläpp.

Klimatforskning och experter

Sedan decennier tillbaka forskar Chalmers med en hållbar framtid i fokus. Vår ambition är att genom kunskap och tekniska lösningar förnya och förbättra förutsättningarna inom allt ifrån koldioxidinfångning och hållbara energisystem till mänskligt beteende och vad som krävs av de politiska systemen för att få till en verklig förändring.
Här har vi samlat exempel på de områden där vår klimatforskning är särskilt stark samt några av våra experter inom respektive område.

  • Klimatpolitik
  • Energi
  • Biomassa och kolsänkor
  • Flyget
  • Fossilfria transporter
  • Maten
  • Klädernas påverkan
  • Industrins utsläpp
  • Livsstil och mänskligt agerande

Klimatpolitik

Professor Christian Azar forskar om framtidens utmaningar och möjligheter i kampen mot klimatförändringar. 
I en studie som publicerades sommaren 2020 visar han tillsammans med forskarkollegor, bland annat docent Daniel Johansson, att en ekonomiskt optimal klimatpolitik ligger i linje med Parisavtalets tvågradersmål och att en ambitiös klimatpolitik är samhällsekonomiskt lönsam​. 
Azar var även en av de tre svenska delegaterna vid slutförhandlingen av sammanfattningsrapporten av den senaste IPCC-rapporten.
Azar konstaterar att halten av koldioxid i atmosfären ökar snabbare än vad som någonsin uppmätts, men positiva faktorer är att användningen av förnybar energi ökar snabbt och att en ny klimatrörelse växer fram. 

Professor Björn Sandén, forskar på klimat- och innovationspolitik och på tekniska lösningar på klimatproblemet, till exempel om förnybar energi helt kan ersätta fossila bränslen och om elbilar löser utsläppen i transportsektorn. Han är en efterfrågad expert hos industri, myndigheter, politiker och media, bland annat i frågor kring vilka politiska styrmedel som behövs för att åstadkomma samhällsomställning i större skala.

Ett dussin av basindustrins anläggningar står för runt en femtedel av Sveriges utsläpp av växthusgaser. Teknik för att minska dessa utsläpp till nära noll finns redan, men den kräver stora investeringar, enligt Filip Johnsson och hans kollegor inom Mistra Carbon Exit. Nu brådskar det med att införa tillräckligt kraftfulla politiska och ekonomiska styrmedel för att investeringarna ska ske i den takt som krävs.
Debattartikel: Storföretags hållbarhetsmål leder för sällan till handling

Lars Marcus, professor i stadsbyggnad, och Holger Wallbaum, professor i hållbart byggande, menar att dagens skattemodell, främst baserad på inkomstskatt, låser fast oss i en ohållbar relation till vår miljö. Därför bör vi växla från att beskatta arbete till att beskatta utnyttjande av mark och naturresurser.

Anna Elofsson​, doktorand i fysisk resursteori, var sekreterare i den statliga utredningen Biojet för flyget som presenterades våren 2020. Huvudförslaget är en reduktionsplikt för flyget, med syfte att öka inblandningen av biodrivmedel i flygbränslet. Anna Elofsson är under 2020 utredare för klimatpolitiska rådets kansli. Fokus för kansliets tre utredare är att granska regeringens återhämtningspolitik till följd av Covid 19-pandemin, och bedöma hur den påverkar Sveriges förutsättningar att nå målet om noll utsläpp år 2045.

Chalmers har etablerat världens första, globala forskarnätverk om klimatförnekelse som studerar hur högernationalismens framfart i Europa bidragit till att klimatförnekelse ökat. Martin Hultman har gjort sig känd internationellt för att ha visat på kopplingen mellan konservatism, främlingsfientlighet och klimatförnekelse​. Han skiljer på organiserad och partipolitisk klimatförnekelse, men också responsförnekelse bland politiker och den vardagsförnekelse som människors dagliga agerande är uttryck för.

Energi

Professor Tomas Kåberger är ledamot i Klimatpolitiska rådet och affilierad professor på Chalmers. Han forskar bland annat om elmarknaden och utsläppshandelssystemet. Den snabba utvecklingen av ny energiteknik har påverkat marknaden och sol- och vindkraft konkurrerar nu ofta ut andra typer av energiinvesteringar. Något som han förutspådde redan för 15 år sedan.  

Jessica Jewell är forskarassistent i fysisk resursteori och huvudförfattare i en analys av en världsomspännande databas över kolkraftverk. Hon menar att nuvarande åtaganden att avveckla kolkraft är gravt otillräckliga för att vända klimatförändringen. Hösten 2020 beviljades Jessica Jewell ett bidrag på 1,5 miljoner euro av Europeiska forskningsrådet för ett projekt om övergången till en fossilfri energisektor.

Oljan driver växthuseffekten inte bara när den används som bränsle. Stora mängder av den mycket starka växthusgasen metan släpps ut under själva utvinningen av råolja​, enligt en studie i Science som bland annat professor Sonia Yeh har gjort.

Kasper Moth-Poulsen och hans forskargrupp har designat en molekyl som kan lagra solenergi i en speciell vätska i upp till 18 år. När man sedan vill använda solvärmen pumpas vätskan genom en katalysator som genom en reaktion gör att värmen ökar med hela 63°C. Energisystemet är helt utsläppsfritt och forskarna kallar det Most (Molecular solar thermal energy storage).
Molekylen kan även användas i en fönsterfilm för att fånga in solens värme under dagen och släppa ut den under natten.
Hösten 2020 startade ett Chalmerslett EU-projekt om Most, där forskarna ska utveckla prototyper av den nya tekniken för framtida tillämpning i större skala, till exempel för uppvärmning av bostäder. Projektet har fått 4,3 miljoner Euro i anslag.

Organiska solceller väger väldigt lite, är billiga och har ett litet avtryck på klimatet. Ergang Wang utvecklar polymera solceller som är böjbara och enkla att tillverka​ i stora tryckpressar, ungefär som de som tidningar produceras i.

Internet har seglat upp i samhällsdebatten som en klimatbov som orsakar koldioxidutsläpp i klass med flyget. Om ökningstakten fortsätter på samma sätt, utan några energieffektiviserande åtgärder, kommer enbart internet inom tio år att konsumera mer än hela världens nuvarande elproduktion. Peter Andrekson och kollegor studerar hur fiberoptiska kommunikationssystem kan göras mer energieffektiva. Bland åtgärderna som forskarna föreslår finns smarta, felrättande datachips som konstruerats så att de förbrukar tio gånger mindre energi.

Biomassa och kolsänkor

Göran Berndes, professor vid avdelningen för fysisk resursteori, forskar om klimatet och människans markanvändning. Han har studerat hur en paragraf i Brasiliens lag gör det möjligt att sänka kravet på naturskydd vilket riskerar att öka avskogning i Amazonas-regionen. Han menar också att skogen kan vara avgörande för klimatmålen.

Göran Berndes har tillsammans med kollegor presenterat en handlingsplan som står i kontrast till den linjära fossilbaserade ekonomin. I stället beskriver den en cirkulär bioekonomi som ger utrymme för biologisk mångfald och friska ekosystem, och som syftar till välbefinnande för samhället i stort.

Vi kan inte längre klara klimatmålen genom att begränsa utsläppen av koldioxid. Även koldioxidlagring måste till, enligt Anders Lyngfelt, professor i energiteknik. Han har utvecklat en ny metod för att fånga in koldioxid (så kallad Carbon Capture and Storage, CSS), vilket har gjort honom till en av världens mest citerade forskare inom sitt fält.

Genom att avskilja och lagra koldioxidutsläppen från 27 svenska anläggningar med CCS-teknik skulle motsvarande hälften av Sveriges totala koldioxidutsläpp kunna tas bort till en kostnad i paritet med den svenska koldioxidskatten. Filip Johnsson är professor i uthålliga energisystem och har skrivit rapporter om vad som krävs för att CCS-tekniken ska bli verklighet.

Under ledning av professor Anders Palmqvist har forskare vid Chalmers utvecklat ett nytt material med utmärkta egenskaper för att fånga in och lagra koldioxid​ (CCS / CCU). Materialet består av ett biobaserat hybridskum med ett högt innehåll av 'zeoliter' och har många fördelar – det är hållbart, har en hög infångningsförmåga och låg användningskostnad. 

Flyget

I genomsnitt är utsläppen från en svensk invånares flygresor motsvarade 1,1 ton koldioxid per person och år, ungefär fem gånger högre än det globala genomsnittet som ligger på 0,2 ton per person. Det visar studien Klimatpåverkan från svenska befolkningens flygresor 1990–2017 som forskaren Jörgen Larsson har gjort ihop med Anneli Kamb, på uppdrag av Naturvårdsverket. Denna påverkan har ökat med 47 procent sedan 1990. Flygandet har därmed ungefär samma påverkan som personbilstrafiken i Sverige, enligt studien, som inkluderar höghöjdseffekter och klimatpåverkan för utrikesresor ända till slutdestination. 
Jörgen Larsson har med andra forskare också tagit fram en resekalkylator.

Flyget är den sektor som har svårast att hantera sin klimatpåverkan. Kanske ska flyget ha förtur till den begränsade mängd biomassa som kan användas för biodrivmedel, resonerar Maria Grahn, ledare för styrkeområde Energi på Chalmers. Själv är hon expert inom så kallade elektrobränslen, en banbrytande metod för att tillverka bränslen från enbart vatten och el, och sedan koldioxid. Den kräver stora mängder fossilfri el.
– Det är ett sätt att avlasta trycket på biomassan, i förlängningen att möta en framtida brist på mark och vatten. Elektrobränslen kan dryga ut potentialen för biodrivmedlen, om världen gör ett sådant teknikval.

Chalmersforskaren Anders Forslund satsar på elflygplan för 19 passagerare med en räckvidd på 40 mil, vilket har intresserat bland andra SAS och den kända företagsacceleratorn Y Combinator i Silicon Valley.
– Med tanke på hur batteritekniken har utvecklats de senaste tio åren finns det ingen anledning att tro att den utvecklingen inte kommer att fortsätta, säger Anders Forslund

För att realisera billigt biobränsle för flyget är en snabb utveckling av mikrobiella cellfabriken ett av de viktigaste målen. Det andra är en effektiv omvandling av biomassa (växter och träd) till sockerarter som kan användas i cellfabrikerna.
– Biobränslen är avgörande för tyngre transportformer som flyg och lastbilar, säger forskaren Eduard Kerkhoven​.

Fossilfria transporter

Utsläppen från vägtrafiken minskade åren fram till 2015, men har sedan dess ökat igen, enligt Trafikverkets årsrapport 2018. Ökad godstrafik och törstigare bensin- och dieselbilar äter upp effekten av allt fler sålda elbilar. Frances Sprei och Anders Nordelöf beskriver vikten av att främja en växande elbilsmarknad. För individen är elbilen rätt klimatval redan idag, oavsett hur batterierna och elen produceras.
I en video förklarar Frances Sprei och två kollegor hur eldrivna fordon, som delas, har potential att sänka utsläppen från vägtrafiken kraftigt. Om lämplig godstrafik dessutom kan automatiseras är potentialen ännu större.

Sonia Yeh är professor i transport och energisystem, och expert inom alternativa bränslen, teknisk förändring, konsumentbeteenden och urban mobilitet. Hon har fungerat som rådgivare för transportsektorns omställning, bland annat åt delstaten Kalifornien, och kan svara på många typer av frågor kring en mer hållbar transportsektor.

Bilindustrin storsatsar på att våra fordon ska drivas med så kallade solid state-batterier. Aleksandar Matic och kollegor på Chalmers och Xi’an Jiaotong-universitetet i Kina, har presenterat ett sätt att ta det lovande batterikonceptet närmare en storskalig produktion. Med hjälp av ett bredbart, smörliknande mellanlager i batteriet blir strömtätheten tio gånger så hög, samtidigt som både prestanda och säkerhet förbättras markant. 

Selma Brynolf forskar på framtida bränslen för sjöfarten, modellering av globala energisystem, utvärdering av marina bränslens miljöpåverkan ur ett livscykelperspektiv. Hon är övertygad om att Sverige kan gå före med goda exempel för fossilfri och klimatvänlig sjöfart och visa att det går​.
– Om vi ska nå de stora klimatmålen måste vi göra ett bränslebyte, säger hon.

Maten

Två studier tydliggör matkonsumtionens klimatpåverkan genom att kombinera satellitdata från regnskog, global jordbruksstatistik och data över handelsflöden mellan länder. Resultaten visar att en sjättedel av utsläppen från en genomsnittlig diet i EU kan direkt kopplas till avskogning av regnskog.
– Vill EU nå klimatmålen måste vi ställa hårdare miljökrav på dem som exporterar livsmedel till EU, säger Martin Persson, som tillsammans med Florence Pendrill har genomfört studierna.

En studie som byggt vidare på denna forskning sågar ett kontroversiellt handelsavtal mellan EU och Brasilien, Argentina, Uruguay och Paraguay. Brasiliens regering går i motsatt riktning mot deras åtagande att minska avskogningen som en del av Parisavtalet. Handelsavtalet skulle säkerställa billigare kött och soja samt öka produktionen av etanol – tre varor som alla driver avskogning. Martin Persson, som är en av författarna bakom studien, anser att avtalet missar alla viktiga hållbarhetskriterier och bland annat riskerar att leda till en ytterligare ökning av avskogningen i Sydamerika.

Ekologiskt odlad mat har större klimatpåverkan än konventionellt producerade livsmedel på grund av att större markarealer krävs. 
– Ekologiska ärtor odlade i Sverige har ungefär 50 procent större klimatpåverkan än konventionellt odlade, visar vår studie, säger Stefan Wirsenius, docent i miljö- och resursanalys.

Samtidigt menar Christel Cederberg att jämförelser mellan ekologiskt och konventionellt jordbruk behöver bli bättre. Det är problematiskt att värdera indirekta effekter såsom antagandet att den lägre avkastningen hos ekologiskt jordbruk automatiskt kan översättas till ökade koldioxidutsläpp, på grund av högre markanspråk som kan leda till avskogning. 

Matforskare vid Chalmers ger sina bästa råd om maten i Norden, utifrån rapporten Nordic food systems for improved health and sustainability. Rikard Landberg, professor i livsmedelsvetenskap, välkomnar EAT-Lancet-rapporten, men tycker liksom Christel Cederberg att den nordiska bearbetningen som har gjorts är förenklad
– Rapporten riktar samma råd till alla, och det är där ett av problemen ligger, säger Christel Cederberg, biträdande professor vid Fysisk resursteori.
Även Karin Jonsson​, doktor vid Livsmedelsvetenskap, medverkade i grafiken ovan.

Förutom minskad konsumtion av nötkött och mjölkprodukter är effektivare produktion och förbättrad teknik avgörande
– För att driva fram sådan klimatsmart teknik krävs en mycket ambitiösare klimatpolitik för jordbruket än idag, säger forskaren David Bryngelsson (inte kvar vid Chalmers), som skrev tillsammans med Stefan Wirsenius, docent i miljö- och resursanalys.

Christel Cederberg anser att ett av våra viktigaste hållbarhetsuppdrag är att bruka våra jordar så att de förblir långsiktigt bördiga för kommande generationer. Hon tror att man kommer att titta tillbaka på perioden från andra halvan av 1900-talet och framåt och fråga sig ”hur kunde man tillåta att det spreds så mycket giftiga ämnen i så stora volymer i världens jordbruk?”

De senaste 20 åren har svenskarna ökat sin nötköttkonsumtion med över 50 procent. Den riktigt stora vinsten ligger i att sluta med produkter från nötdjur.
– Till och med den som äter extremt proteinrik LCHF-kost med kyckling som bas, gör en större miljöinsats än den som är vegetarian och konsumerar mycket mejeriprodukter, säger David Bryngelsson (inte kvar på Chalmers), som skrev tillsammans med Stefan Wirsenius, docent i miljö- och resursanalys.

Om vi inte minskar kött- och mjölkkonsumtionen riskerar utsläppen från djurhållningen att fördubblas till 2070, vilket skulle göra att det blir nära omöjligt att nå klimatmålet. Det skrev Fredrik Hedenus, Stefan Wirsenius och Daniel Johansson, alla tre docenter vid Fysisk resursteori.

Hundratusentals ton mat kan räddas med bättre logistik. Det framkom i projektet Resvinn som engagerat 43 företag och organisationer (bl a krögarna Tareq Tailor och Paul Svensson).
– När det gäller svinn är flera steg i livsmedelskedjan involverade, därför är det svårt för enskilda aktörer att själva minska svinnet, säger forskaren Kristina Liljestrand, nu vid Chalmers industriteknik.

Klädernas påverkan

Våra resor till klädbutikerna och antalet plagg vi köper är de viktigaste faktorerna om vi vill minska våra kläders miljöbelastning. Svenskarnas klädinköp ger den fjärde största andelen av landets koldioxidutsläpp – efter våra transporter, vår mat och vårt boende. Sandra Roos (inte kvar på Chalmers) har gjort en livscykelinventering utifrån 30 olika delprocesser i textilproduktionen.

Modeindustrin kan stå för så mycket som tio procent av de globala utsläppen av växthusgaser. Uppemot 92 miljoner ton avfall skapas och 79 miljarder kubikmeter vatten förbrukas varje år för att producera kläder. En systemomfattande förändring är nödvändig för att omedelbart minska modeindustrins miljöpåverkan. Det menar Greg Peters tillsammans med forskare från flera andra internationella universitet.

Greg Peters har även studerat livscykler för så kallade ”slow fashion”-plagg – utformade för att kunna användas i olika faser i 50 år
– Kan vi få våra plagg att gå en längre väg genom våra garderober kan vi minimera den stora miljöpåverkan som sker när plaggen skapas, säger forskaren Greg Peters​, biträdande professor på Miljösystemanalys.

Industrins utsläpp

Filip Johnsson, professor i uthålliga energisystem, menar att utsläppen från stål- och cementproduktionen måste minska radikalt. Det skulle leda till betydande kostnadsökningar för producenterna, men priset på slutprodukten skulle bara öka med cirka en halv procent. Vi måste därför hitta nya innovativa styrmedel och finansieringsformer för de nödvändiga investeringarna.

Storföretags hållbarhetsmål är ofta symboliska, enligt en omfattande studie av bland annat Filip Johnsson.

På bara tjugofem år ska Sverige bli en av världens första fossilfria välfärdsstater. Går det? Radikala tekniksprång krävs men kostnaden behöver inte bli oöverstiglig. Det anser Johan Rootzén (numera GU), och Anna Elofsson, doktorand i fysisk resursteori, som båda guidar industrin på resan mot en framtid utan klimatutsläpp.

Befintliga biopannor skulle kunna klara hela Sveriges omställning till förnybara bränslen. Henrik Thunman, professor i energiteknik, har visat att svenska befintliga energianläggningar skulle kunna producera förnybart bränsle som motsvarar 10 procent av världens flygbränsle.

Lisbeth Olsson, professor i industriell bioteknik, leder forskning som ska ta fram tåligare mikroorganismer som är bra på att producera miljövänliga material, kemikalier och – bränslen.

Livsstil och mänskligt agerande

Efter mer än två decennier av klimatförhandlingsmöten kan man konstatera att det är en stor utmaning att komma överens om utsläppsminskningar. Klimatförhandlare kommer ofta till förhandlingsbordet med en hög nivå av strategiskt tänkande. Vilhelm Verendels forskning ökar den teoretiska förståelsen för mekanismer som kan påverka resultatet av förhandlingar​.  

Hur skulle svenskarnas livskvalitet påverkas av den klimatomställning som krävs för att nå 2-gradersmålet? Det undersökte Chalmersforskaren Jörgen Larsson redan 2013.
– Forskningen indikerar att människors livskvalitet efter en klimatomställning skulle vara ungefär som i dag, säger Jörgen Larsson.

2013 visade Chalmersforskning att allt fler svenskar anser att en förändrad livsstil är nödvändig för att lösa klimatkrisen, medan färre tror på tekniska lösningar. 
– Det ger politikerna stöd för att införande av styrmedel som påverkar vår livsstil kan få acceptans hos allmänheten. Om trenden håller i sig kan politikerna flytta fram positionerna över tid när det gäller att införa sådana styrmedel, säger Filip Johnsson​.​

Publicerad: to 08 okt 2020.