Energiskiftet kan få stora effekter
Övergången till förnyelsebara energikällor är inte bara en vinst för miljön. Det är också ett genomgripande skifte som påverkar mänskligheten på djupet.
– I framtiden kommer vi att se på energi som ett konstant flöde som ska skördas på bästa sätt. Det synsättet kommer att ändra prioriteringarna i världsordningen, säger professor Giovanni Volpe, som koordinerar temaområdet Energi, kraft, materia och AI för en hållbar värld.
Energi har alltid varit ett stort forskningsfält inom fysiken. I dag forskas det bland annat på förnybara, hållbara energikällor, energibesparande åtgärder och hur energi kan lagras.
– Vi har länge talat om energi, men nu är tiden inne för att hellre tala om kraft, alltså energi per tidsenhet. Det stämmer bättre överens med nutidens och framtidens förnyelsebara energikällor där vi fångar in energin från kontinuerliga flöden som solens strålar, jämfört med fossila bränslen som är en ändlig resurs av till exempel kol eller olja, med ett visst energiinnehåll per viktenhet, säger professor Giovanni Volpe.
DET STORA SKIFTET handlar inte bara om att byta enheter i energiberäkningarna; det är framför allt en förändring med sociala, ekonomiska och politiska dimensioner. Giovanni Volpe tar en liknelse från ekonomins värld för att beskriva hur skiftet förändrar vår syn på energifrågan.
– Säg att du får 10 miljoner kronor insatt på ditt konto en gång. Då får du försöka hushålla med pengarna så att de räcker så länge som möjligt. Det går att jämföra med att du äger en ändlig energikälla som till exempel olja. Om du i stället vet att du får 100 000 kronor en gång i månaden för evigt, då handlar det mer om hur du ska använda de pengarna varje månad så klokt som det går. På samma sätt kan du räkna med att solen kommer lysa så länge vi finns här på jorden. Det handlar alltså om att skörda det eviga inflödet av energi på bästa sätt.
Det här magasinet har i ett tidigare nummer bevakat forskningen på nanomaterial som med hjälp av miljontals små antenner kan fånga in delar av solljusets energi i ett tunt skikt på vanligt fönsterglas för att minska värmeförlusten genom fönstren.
– En vanlig fönsterruta släpper igenom cirka 85 procent av solenergin. I det här projektet försöker vi jobba med de resterande 15 procenten, berättade forskningsledaren Alexander Dmitriev då.
NÄR ENERGIFORSKNINGEN utvecklar användandet av förnyelsebar energi blir det mindre intressant att ha makten över de ändliga energikällorna. Det blir ett skifte som kommer påverka inte bara miljön utan även geopolitiken och de ekonomiska strukturerna på jorden, menar Volpe och påpekar att även länder som traditionellt har haft olja som en grundpelare i ekonomin, som till exempel Norge och Saudiarabien, nu flyttar sig bort från det beroendet och för att förbereda sig för dagen då olja inte kan finansiera landets välfärd längre.
– Skiftet underskattas av många och temaområdet är ett verktyg för att få fler att inse skiftets fulla potential. Det kommer ske oavsett om vi diskuterar och reflekterar över det eller inte. Göteborgs universitet har en unik position i Norden kopplat till vår tvärvetenskapliga kompetens på energiområdet. Om vi tar tag i dessa frågor kan vi bli ett ledande universitet i det här skiftet.
I FORSKNINGEN SOM HANDLAR om hur vi löser energiomställningen syns tydligt har många olika områden den täcker in. När det handlar om våra energiresurser är det främst naturvetenskaperna fysik, kemi och biologi som används. För att kunna modellera och göra bra prognoser för energins produktion och konsumtion behövs kunskaper i matematik, datavetenskap och ekonomi. Samhällsvetenskaplig forskning involveras för att kunna få en bild över hur energi, effekt och materia uppfattas och används i olika samhällen och utbildningsvetenskap ger oss en förståelse för hur grundläggande kunskap om energi och effekt kan spridas och läras ut.
SOM ETT STARTSKOTT bjöd temaområdet in till ett event i höstas där forskare från både Göteborgs universitet och Chalmers och andra intressenter diskuterade skiftet ur en rad olika aspekter. Skiftet går fort, utvecklingen sker närmast exponentiellt, och samtidigt har AI-teknologin gjort att behovet att gå från resurstänk till flödestänk på energiområdet blivit än viktigare.
– Vi har lagt till ordet AI i temaområdets namn nu. Så viktigt är det. Generativ AI konsumerar enorma mängder energi och ganska ofta i onödan, menar Giovanni Volpe.
Generativ AI går mot allt större modeller som till exempel ChatGPT och Copilot. De kan ge dig ”okej” svar på dina frågor, men det duger inte inom industri, medicin eller den forskning som bedrivs på Göteborgs universitet.
– ChatGPT och liknande AI-modeller är allkonstnärer, men vi utvecklar i stället skräddarsydda modeller som fokuserar på en eller två frågor, som de blir mycket bra på att lösa. När vi utvecklade en metod för att kunna följa enskilda planktonindividers rörelse i vatten så var det med en liten AI-modell, som bara kräver en bråkdel så mycket kraft som ChatGPT. Att skapa energieffektiva AI-modeller är en integrerad del av det stora energiskiftet, säger Giovanni Volpe.
PÅ INSTITUTIONEN FÖR FYSIK finns det också en forskargrupp som arbetar med att ta fram ett alternativ till kvantdatorer som kan användas för generativ AI och maskininlärning. Genom att utnyttja magnetiska fenomen som kallas för spintronik kan beräkningar utföras med en bråkdel av energi som dagens kvantdatorer kräver.
– Vi är många forskare på Göteborgs universitet som arbetar i rätt riktning när det gäller energiskiftet, vilket är egentligen samma sak som vi ser hända kring material. Vi återvinner och återanvänder för att minska uttaget av våra ändliga resurser. Mänskligheten gick en gång från att livnära sig på flödet som jorden gav i form av vilt som vi jagade och bär som vi samlade, till att bli odlare som kunde spara i ladorna, vilket också var starten på hierarkisk världsordning. Kanske är vi på väg tillbaka? frågar sig Giovanni Volpe.
Text: Olof Lönnehed
Energi, kraft, materia och AI för en hållbar värld är ett av fakultetens fem temaområden. Temaområdena samlar tvärvetenskaplig forskning och syftar till att stärka samarbeten både inom och utanför universitetet.
