Teknologirevolusjon, vekst og bærekraft

Om hvorfor teknologiutviklingen går raskere og raskere og hvorfor den økonomiske veksten gjør bærekraft til en megatrend.

Dette er sammendraget i Jan Bråtens nye rapport, der han drøfter forutsetninger og virkninger av teknologiutvikling og hvordan miljø- og klimautfordringene kan møtes.

Hovedbudskap

Siden 1950 er jordens befolkning tredoblet, mens global produksjon av varer og tjenester (BNP) er tidoblet. Viktige teknologier, og spesielt informasjons- og kommunikasjonsteknologi (IKT), har opplevd en eventyrlig fremgang og representerer en voldsom endringskraft.

PRESENTERT PÅ FROKOSTMØTE
Rapporten «Teknologirevolusjon, vekst og bærekraft» ble presentert på et frokostmøte på Litteraturhuset i Oslo fredag 5. mai. Sammendraget er publisert på Energi og Klima. Sammen med Jan Bråten deltok Marius Holm fra Zero, Rune Holmen, Enova, og Anne Jorun Aas, Sigla og leder i programstyret for Energi.

Stadig raskere teknologiutvikling og innovasjon kan forklares med tre selvforsterkende effekter:

  1. Innovasjon gir vekst, og vekst gir ressurser og motivasjon til videre innovasjon.
  2. Noen teknologier – og spesielt IKT – bidrar til mye raskere utvikling av kunnskap og teknologi. IKT vil f.eks. radikalt effektivisere letingen etter nye materialer. Og nye materialer åpner nye arenaer for innovasjon.
  3. Samfunn som opplever at nye løsninger gir fremgang, blir mer åpne for omstilling og innovasjon. Disse mekanismene forsterkes i årene som kommer.

Den økonomiske veksten gir nye og viktige muligheter, men den gir også store utfordringer knyttet til ressursknapphet, global oppvarming og andre miljøproblemer. Disse utfordringene skaper politiske og markedsmessige drivkrefter som vil lede teknologiutviklingen og veksten i en mer bærekraftig retning.

Et aktuelt eksempel er energisektoren, hvor målrettet forskning, politiske reguleringer og markedsdynamikk har gitt dramatiske kostnadsreduksjoner for viktige utslippsfrie teknologier. Det er fortsatt langt frem, men en snuoperasjon er i gang.

Teknologirevolusjon og bærekraft er megatrender. Vi har kun sett begynnelsen.

Eksplosiv vekst

Sett i et lengre historisk perspektiv har veksten i befolkning, produksjon av varer og tjenester (BNP) og informasjonstilgang fulgt et mønster som likner figuren nedenfor. Fra 1850 til 1950 ble jordens befolkning doblet fra 1,25 milliarder til 2,5 milliarder. I 2017 passerer vi 7,5 milliarder. Det gir en tredobling på kun 67 år. Før 2040 vil folketallet trolig passere 9 milliarder, og mot slutten av århundret kan vi være mellom 10 og 14 milliarder. Folketallet har vokst raskt siden 1950, men verdens produksjon av varer og tjenester har vokst mye raskere. Den globale produksjonen er nå om lag ti ganger så stor som i 1950. Det betyr at produksjonen per innbygger er mer enn tredoblet. En milliard mennesker er løftet ut av ekstrem fattigdom siden 1990, og forventet levealder er økt med 25 år siden 1950.

Venstre del av figuren viser befolkningsutviklingen fra år 1500 til 2015 og en høy og en lav bane for veksten til år 2100. I høyre del er veksten i produksjon og folketall sammenliknet ved å sette nivået på begge til
100 i 2015. Det er lagt til grunn 2,5 % årlig vekst i global produksjon (GWP) fra 2015 til 2100.

Med 2,8 prosent årlig vekst i verdensøkonomien ut dette århundret vil produksjonen av varer og tjenester bli hundredoblet fra 1950 til 2100.

Utdanningsnivået stiger og andelen analfabeter har falt fra 37 prosent i 1970 til under 15 prosent. Siden 1950 har den årlige produksjonen av vitenskapelige artikler vokst med 8–9 prosent per år. En årlig vekst på 8 prosent betyr at det nå hvert år publiseres 160 ganger så mange vitenskapelige artikler som i 1950 og dobbelt så mange som for ni år siden. Veksten i publiseringer overdriver trolig veksten i kunnskapsproduksjon, men den enorme økningen er likevel en indikator på en sterk vekst i den globale forskningsinnsatsen. Et anslag sier at 90 prosent av alle forskere som noen gang har levd, lever nå.

Siden 50-tallet er beregningshastigheten i datamaskiner doblet omtrent hvert annet år. Med en slik forbedringstakt går beregninger en milliard ganger raskere etter 60 år. Prisen, størrelse på mikroprosessorene og energiforbruket ved dataprosessering har falt i en tilsvarende hastighet. Smarttelefonen er en kraftig datamaskin, og via nettet gir den oss tilgang til mye kraftigere datamaskiner og til all åpen informasjon. Nå, ti år etter lanseringen av iPhone, finnes det mer en 2,1 milliarder smarttelefoner. Dette er en viktig plattform for nye tjenester, kunnskapsdeling og utvikling.

Norsk Klimastiftelse er Norges grønne tankesmie. Klimastiftelsen eier nettmagasinet Energi og Klima, gir ut notater og rapporter og holder frokostmøter og andre arrangementer.

Våre støttespillere:

Når teknologier og markedsforhold endrer seg raskere, blir det vanskeligere å spå utviklingen en del år frem i tid. Samtidig blir det også viktigere. Et bedre bilde av hva som kan skje reduserer risikoen for å gjøre uheldige beslutninger.

Selvforsterkende teknologiutvikling og vekst

Tre selvforsterkende effekter kan forklare stadig raskere teknologiutvikling og vekst.

1. Innovasjon gir vekst, og vekst gir mer innovasjon
Utvikling av teknologi og annen kunnskap (innovasjon i vid forstand) gir bedre produksjonsmetoder og fremmer derfor vekst. Og veksten gir i mange tilfeller raskere kunnskaps- og teknologiutvikling. Dette skjer på flere måter:

  • Fattige mennesker og fattige samfunn har i liten grad ressurser til å drive forskning og utvikling. Vekst øker ressurstilgangen og gjør det lettere å avsette midler til forskning og innovasjon. Dette gjelder både for en enkelt investor, for et land og for verdenssamfunnet. Velstandsvekst vil også ofte gå sammen med økt utdanningsnivå i befolkningen. Det øker tilgangen på forskertalenter. Når man går fra en situasjon hvor kvinner er utestengt fra forskning til en situasjon med full likestilling, dobles tilgangen på talenter.
  • Entreprenører som gjør det bra, kanskje på grunn av en innovasjon, får mer ressurser som de kan investere i anlegg og maskiner eller i mer innovasjon. Når forskning og innovasjon gir fremgang og vekst, vil dette motivere til ytterligere satsing på dette området. Denne effekten gjelder både for den enkelte entreprenør og for samfunnet som helhet.
  • Når flere land opplever økonomisk vekst og blir en del av verdensøkonomien, blir det flere som driver forskningen fremover. Kina har nå flere forskere enn EU-landene samlet og publiserer flere vitenskapelige artikler internasjonalt. Om få år kan Kina gå forbi USA.
  • En større verdensøkonomi øker også lønnsomheten av innovasjon. Det blir flere som har vilje og evne til å betale for hver forbedring. Samtidig skjerpes konkurransen om å komme først med forbedringene. Det driver opp tempoet. En annen effekt av større markeder, er at de gir mer «learning by doing». Kostnader for nye teknologier vil falle raskere på grunn av slike læringseffekter, på grunn av stordriftsfordeler og på grunn av økt konkurranse. Raskere kostnadsreduksjon gir hurtigere spredning av de nye løsningene og dermed raskere endringer i markedene. I en integrert verdensøkonomi blir ny kunnskap i løpet av noen år et fellesgode. Alle bygger videre på den kunnskapen andre har utviklet.

2. Noen nye teknologier fremmer videre utvikling av teknologi og vitenskap
Kontroll med ild var kanskje menneskehetens første kunnskapsfremmende teknologi. Språket var et stort sprang fremover ved at det ble mye lettere å overføre kunnskap mellom mennesker og å akkumulere kunnskap over generasjoner. Skriftspråk forbedret disse mulighetene, men var lenge kun tilgjengelig for noen få. Med boktrykkerkunsten (ca. år 1450) ble det mye billigere å spre kunnskap.

Fra slutten av 1200-tallet lærte man seg å bruke linser for å lage briller. Det økte den intellektuelle arbeidskapasiteten til den utdannede eliten. Rundt starten av 1600-tallet ble mikroskop og teleskop utviklet og senere gradvis forbedret. Teleskopet ga bedre utsyn til verdensrommet, mens mikroskopet ga nye muligheter til å forske på celler, bakterier osv. Slik åpnet linsen etter hvert nye områder for utforskning. Det forandret verden.

I dag gir informasjons- og kommunikasjonsteknologi (IKT) oss en ny kunnskapsrevolusjon. Denne gangen er omfanget mye større, og det går veldig mye raskere. Ny teknologi gir oss stadig bedre måleinstrumenter. Vi kan høste data på nye områder og i et omfang vi ikke kunne før. IKT gjør oss i stand til å bearbeide og tolke dataene svært effektivt. Vi kan gjøre omfattende og raske beregninger og finne mønstre i enorme datamengder. IKT gjør forskningen mer effektiv og åpner nye områder for forskning. Dette berører nesten alle fagdisipliner som fysikk og kjemi, meteorologi og klimaforskning, biologi, medisin, økonomi, sosiologi, psykologi, språk, historie og arkeologi.

Et dataprogram som kan simulere et system, for eksempel kraftproduksjon fra en vindturbin, kan også være kreativt hvis man lar det eksperimentere med tilfeldige endringer i design, velge de variantene som fungerer best, eksperimentere videre med utgangspunkt i disse og komme opp med forslag til forbedringer. Slike systemer og ulike former for kunstig intelligens (AI) kan jobbe døgnet rundt for å utvikle bedre løsninger. Med kreative og problemløsende datasystemer og kunstig intelligens er vi i ferd med å utvikle «oppfinnermaskinen». IKT-revolusjonen bidrar også til at nye ideer og løsninger spres mye raskere enn før over hele verden.

Materialteknologi har siden steinalderen definert muligheter og rammer for hva mennesker kan skape. Store fremskritt i fysikk og kjemi og raskere datamaskiner gjør at man nå kan simulere egenskapene til mulige materialer og kombinasjoner av materialer uten å lage dem først. Datamaskiner effektiviserer dermed søking etter bedre materialløsninger. Og nye materialer åpner nye rom for innovasjon på en rekke områder.

Genteknologien er et barn av datateknologien, og legger grunnlaget for utvikling av ny kunnskap og nye muligheter innen biologi, medisin og på mange andre områder.

3. Omstilling øker evnen og viljen til videre omstilling
Vekst og innovasjon avhenger både av tilgangen på nye ideer og av viljen og evnen til å ta de nye ideene i bruk. I moderne samfunn er teknologisk utvikling og omstilling i stor grad blitt det normale, noe man forventer. Fleksibilitet og omstillingsevne er sentrale normer i vår tid, selv om det også nå kan være motstand mot omstilling når folk opplever at den sosiale tryggheten svekkes, for eksempel hvis arbeidsledigheten øker.

I den globale konkurranseøkonomien er innovasjon noe de fleste land etterstreber for å kunne konkurrere internasjonalt og for å møte befolkningens forventninger om stadig bedre liv. Derfor vil landene i stor grad prøve å lære av hverandre for å utvikle en mer effektiv politikk for innovasjon. Dette kan bidra til mer effektiv forskning og raskere teknologiutvikling.

Vi har sett på tre selvforsterkende effekter: (1) Innovasjon gir vekst, og vekst gir mer innovasjon. (2) Noen nye teknologier, og særlig IKT, fremmer videre utvikling av teknologi og vitenskap. (3) Omstilling øker evnen og viljen til videre omstilling.

De tre selvforsterkende effektene forklarer den akselererende teknologiutviklingen og veksten som vi har sett til nå. Disse effektene vil i fremtiden bidra til enda raskere teknologiutvikling, store markedsendringer og videre vekst.

Bærekraft blir megatrend

Med den enorme veksten i menneskelig aktivitet følger også et press på ressurser, miljø og klima. Utslipp av klimagasser er tett knyttet til produksjon av mat, til fremstilling av viktige industriprodukter og særlig til bruk av energi. Omlag 2/3 av utslippene av klimagasser er knyttet til energibruk. CO2-utslipp fra fossil energi bidrar også til forsuring av havet, mens andre utslipp fra fossil energi bidrar til en rekke lokale forurensningsproblemer. Nyere forskning har vist at helseskaden fra denne forurensningen er mye større enn man tidligere trodde.

Når skadelige utslipp akkumuleres i naturen og skaden er knyttet til det samlede nivået (som ved klimagasser i atmosfæren), er det ikke nok å begrense veksten i utslippene. For å unngå en global oppvarming over 2˚C, må utslippene av klimagasser ned mot null i siste halvdel av dette århundret. Dette er en stor utfordring, siden utslippene er knyttet til nesten all produksjon av varer og tjenester, og siden global produksjon vokser raskt (Med kun 2,5 prosent årlig vekst ut dette århundret blir produksjonen åttedoblet). For å løse de store utfordringene, er det nødvendig med en radikal omlegging av hvordan varer og tjenester produseres og hvordan materialer håndteres etter bruk. På noen områder trenger vi nok også en endring i hva som produseres.

Siden 1950 har menneskeheten fjernet halvparten av de tropiske skogene. Endringer i bruk av land bidrar, sammen med blant annet forurensning, til en rask reduksjon i artsmangfoldet på jorden. Etter hvert vil klimaendringer forsterke disse problemene. Det er laget ulike anslag for hvor mye menneskelig aktivitet har økt tempoet i utryddelsen av arter. Anslagene varierer fra 100 ganger naturlig rate og helt opp til 10.000. Noen forskere sier at vi lever i den sjette store utryddelsesfasen i jordens historie, og denne er menneskeskapt.

Knapphet på en råvare presser opp prisen og tvinger frem nye løsninger som bedre utvinningsmetoder, ressursgjenvinning eller utvikling av alternativer. Vi får ikke en slik automatisk hjelp fra markedet til å løse klimaproblemet og andre grenseoverskridende miljøproblemer. Disse problemene skyldes aktivitet som skader globale fellesgoder, ofte på bekostning av mennesker helt andre steder og i senere generasjoner. For å løse slike utfordringer trengs det politiske beslutninger og internasjonalt samarbeid. Og før man kommer dit må sammenhengen mellom menneskelige handlinger og miljøskader forstås vitenskapelig og dernest aksepteres av de relevante beslutningstakerne. Utfordringene er store, men drivkreftene for en mye mer ambisiøs miljø- og klimapolitikk vil også vokse seg sterkere og sterkere.

Fem faktorer vil bidra til en økende innsats i global klima- og miljøpolitikk:

  1. Økende miljøproblemer og bedre vitenskapelig forståelse av problemene vil trolig styrke viljen til å handle. Økt utdanning kan støtte dette.
  2. Storbyer vokser mye. Mange steder oppstår det store lokale miljøproblemer. Disse problemene er en viktig drivkraft til å utvikle løsninger som samtidig kan redusere globale problemer. Aktuelle eksempler er elektrifisering av transport og utbygging av utslippsfri kraftproduksjon. Slike løsninger reduserer både lokal forurensning og utslipp av klimagasser
  3. En rikere verdensbefolkning har større evne, og trolig også større vilje, til å prioritere miljø på bekostning av materielt forbruk.
  4. Samfunnsmessige læreprosesser gir gradvis økt forståelse av behovet for handling. Holdning skaper handling og handling skaper eller forsterker holdninger. En illustrasjon på denne typen læreprosesser er røykelover som går fra å være kontroversielle til å bli selvfølgelige.
  5. Suksess avler suksess. Satsing på fornybar energi er i ferd med å bli en stor økonomisk suksess, og elektrifisering av transport kan på kort tid bli en minst like stor suksess. Slike suksesser viser mulighetene og inspirerer til ytterligere innsats.
Ressursbegrensninger og miljøproblemer kan drive veksten i en mer bærekraftig retning.

Selv om mange faktorer trekker i retning av en mye sterkere klima- og miljøpolitikk i verden, finnes det også snubletråder. Paris-avtalen var et stort fremskritt, men valget av Trump som president i USA kan åpenbart svekke USAs innsats og i verste fall påvirke andre land til å gjøre mindre. Hvis EU lammes av indre strid, kan det også svekke klimainnsatsen. Hvis industrilandene ikke følger opp sine løfter om omfattende støtte til klimatilpasning og utslippsreduksjoner i utviklingsland, kan disse landene begrense innsatsen.

Selv om tilbakeslag ganske sikkert vil komme, blir de underliggende drivkreftene for å ta tak i klima- og miljøproblemene sterkere over tid. Figuren illustrerer hvordan ressursbegrensninger og miljøproblemer (inkludert klimahensyn) kan drive teknologiutviklingen og veksten i en mer bærekraftig retning. Knapphet på ressurser, forbrukermakt og politisk bestemte krav og incentiver presser markedene til å omstille seg og til å utvikle nye teknologier og løsninger. Dette kan over noen år endre kostnader og markedsforhold dramatisk. Utviklingen i energisektoren er et godt eksempel på dette.

Den lille og den store energirevolusjonen

Jeg bruker betegnelsen den lille energirevolusjonen om utviklingen av teknologi for offshoreutvinning av olje og gass og for billigere utvinning av skifergass og skiferolje. Økt etterspørsel og høyere markedspriser har vært en viktig drivkraft for å utvikle de nye løsningene.

Den store energirevolusjonen er drevet frem av alle utfordringene ved fossil energi. Disse utfordringene er særlig knyttet til global oppvarming og andre miljøproblemer, men også til høye priser og til en uro i mange land over at man er avhengig av import av olje og gass fra ustabile områder og regimer. Den store energirevolusjonen handler både om å bruke energi mer effektivt og å erstatte fossil energi med utslippsfri energi.

Kostnadsreduksjonenen i fornybar energi har vært formidable.

Fossil energi utgjør i dag om lag 80 prosent av verdens energiforbruk. For å erstatte den fossile energien og dekke forbrukernes behov på en tilfredsstillende måte, må hele energisystemet bygges om. I denne ombyggingen spiller elektrisitet en viktig rolle.

Den store energirevolusjonen har gitt imponerende kostnadsreduksjoner (se tabellen).

I en rekke land er sol- og vindkraft nå billigere enn ny kull- og gasskraft. Videre reduksjon i kostnadene vil styrke konkurranseevnen ytterligere. Bloomberg New Energy Finance forventer at kostnadene ved vindkraft på land vil falle 41 prosent fra 2016 til 2040, mens kostnadene ved solcellepaneler ventes å falle 60 prosent. Det finnes mange teknologispor som kan gi store kutt i kostnadene. Fremgang innen materialteknologi vil trolig bidra til forbedringer på alle områdene. Det samme vil IKT. Det forskes for eksempel på hvordan bedre materialer og 3D-printing kan bidra til et stort kostnadsfall for vindkraft. IKT vil også bli viktigere for å få hele energisystemet til å fungere effektivt i fremtiden. Stadig billigere og bedre batterier og hydrogenløsninger (brenselsceller) bygger i stor grad på utviklingen innen materialteknologi som støttes av avanserte datasimuleringer. Industrialisering av produksjon er også viktig. Toyota venter for eksempel at storskala produksjon av brenselsceller vil bidra mye til videre kostnadsreduksjon.

Elektrisitet fra vind, sol, biomasse og geotermisk energi dekket kun 1,4 prosent av verdens energiforbruk i 2014. Samtidig vokser verdens energiforbruk fortsatt. Det skjer en rask ekspansjon i sol- og vindkraft, men det er langt frem til en fossilfri verden. Det vil derfor ha stor betydning at kostnadene for disse teknologiene og ved andre utslippsfrie løsninger fortsetter å falle. For å fremme en raskere utvikling av løsninger for ren energi, har 22 land som står for det meste av verdens energiforskning, gått sammen i Mission Innovation og lovet å doble innsatsen på dette området frem til 2021.

Alt endres ikke like raskt

Teknologier og markeder endres stadig raskere, men alt endres ikke like raskt. Infrastruktur med lang levetid endres langsommere enn produkter som skiftes ut ofte. Endringer som krever bred sosial aksept eller omforente politiske beslutninger, vil ofte gå langsommere enn endringer hvor markedsaktører kan bestemme hver for seg. I det siste tilfellet holder det ofte at noen få aktører ser poenget med en ny løsning. Hvis den nye løsningen er vellykket, vil mange senere følge etter. Hvis man derimot er avhengig av politiske beslutninger, må man overtale et flertall for å få til en endring.

Raske endringer kan skape økte forskjeller, gi arbeidsledighet i noen yrker, ramme noen områder spesielt og svekke den sosiale tryggheten. Frykt for svekket sosial trygghet har mange ganger ført til motstand mot forandringer. De samfunnsmessige og mellommenneskelige sidene ved raske endringer er viktige og representerer en betydelig utfordring.

Kan vi ha bærekraftig vekst?

Hva vi produserer og hvordan det produseres, brukes og håndteres, er avgjørende for vårt økologiske fotavtrykk. I mange tilfeller kan miljøbelastningene trolig fjernes eller reduseres betydelig ved å endre produksjonsmetoder og ved å utvikle en sirkulær økonomi hvor materialer i stor grad gjenvinnes og utnyttes videre i nye produkter. Dette kan både redusere ressursbehov og avfallsproblemer. Nye materialer kan gjøre det enklere å lage bærekraftige løsninger. Bedre og mer effektiv IKT gjør det enklere å styre prosesser, slik at man kan utnytte ressursene effektivt og begrense avfallsproblemene.

Teknologisk utvikling og særlig IKT forbedrer en rekke tjenester. Blant annet kan vi vente langt bedre helsetjenester, bedre og billigere utdanning og trolig også mer effektiv forebygging og håndtering av kriminalitet. Dette kan bety mye for folks velferd og gi små belastninger på ressurser og miljø.

Debatt om bærekraft og økonomisk vekst
Les Eivind Hoff-Elimaris kritiske debattinnlegg om rapporten Jan Bråten presenterer her. Les også Jan Bråtens replikk.

Økt velstand kan også lede til mer miljøskadelig forbruk. Man kan ikke utelukke at noen typer forbruk må legges om, fordi det ikke er mulig å redusere de skadelige virkningene tilstrekkelig. Med kjente teknologier kan det f.eks. bli svært krevende å nå klimamålene hvis 10 milliarder mennesker i fremtiden skal fly like mye som den rikeste milliarden flyr i dag. Man kan derfor trenge virkemidler som begrenser forbruket på områder hvor man ikke klarer å utvikle bærekraftige alternativer.

Drivkreftene for å utvikle bærekraftige løsninger blir sterkere, men det vil fortsatt være krevende å få på plass de nødvendige beslutningene og et tilstrekkelig internasjonalt samarbeid. Bærekraft blir en megatrend fordi jordkloden setter grenser for vår vekst og fordi alternativet til en bærekraftig utvikling ikke er særlig tiltalende for menneskeslekten.

Kreativitet og evne til fleksibelt samarbeid i store grupper har trolig gjort mennesket til planetens dominerende art. Kanskje vil disse egenskapene også hjelpe oss å utvikle de nødvendige løsningene, både teknologisk og sosialt?

Bli abonnent!

Skriv en kommentar

Debattregler på Energi og Klima