Utsläppsrätter och målsättningar - en översikt över de politiska partiernas klimatambitioner inför EU-valet

Om en vecka är det val till EU-parlamentet, något som i vanlig ordning inte skapar så mycket rubriker trots tappra försök från både kampanjande politiker och public service. För att ge det lite mer uppmärksamhet kommer här en uppföljare till en artikel jag skrev i Folkvett 18-3, där jag försökte avgöra om riksdagspartiernas förslag på klimatåtgärder faktiskt skulle kunna påverka klimatet åt rätt håll. Här tänkte jag istället kolla på de delar av miljöpolitiken där EU har stort inflytande och vad partierna säger om dessa i sina EU-valplattformar. Eftersom det sitter fler svenska partier i EU-parlamentet än i riksdagen kommer jag också förutom riksdagspartierna att ta med Feministiskt Initiativ, som blev invalt i EU-parlamentet 2014, och Partiet Vändpunkt som fick ett mandat i år genom att en av Miljöpartiets EU-parlamentariker bytte parti.

Vilka delar av klimatpolitiken påverkar EU mest?

Den första frågan man kan ställa sig är vad EU egentligen kan göra på klimatområdet när rätt mycket av de faktiska lagarna fortfarande beslutas på nationell nivå. Går man in på EU-kommissionens hemsida och läser om deras klimatambitioner för 2020, 2030 och 2050 ser man att de lyfter fram tre typer av åtgärder: justeringar i handeln med utsläppsrätter, överenskommelser om utsläppsmål för medlemsstaterna och åtgärder för energieffektivisering. Av de här tre typerna av åtgärder är handeln med utsläppsrätter den som EU-kommissionens egen hemsida framhåller som EU:s nyckelåtgärd. Handeln med utsläppsrätter används för att begränsa och sätta ett pris på utsläpp från energisektorn, tillverkningsindustrin och flyget, med ambitioner att successivt sänka den totala mängden koldioxid som får släppas ut. Andra typer av transporter och sådant som t.ex. jordbruk omfattas inte av handeln med utsläppsrätter, där kan istället medlemsländerna själva sätta in åtgärder för att nå sina utsläppsmål.

Även om handel med utsläppsrätter är nyckelåtgärden så har nog energieffektiviseringen en mer direkt påverkan på enskilda medborgare, eftersom vi bland tidigare åtgärder på området bland annat hittar obligatoriska energieffektivitescertifikat för byggnader och märkning av t.ex. vitvaror för att visa hur energieffektiva de är. En annan sak som kan märkas i vardagen är EU:s satsningar på cirkulär ekonomi, vilket i deras tappning främst handlar om mer omfattande och effektiv materialåtervinning.

När det gäller effekten av de här åtgärderna konstaterade vi i den förra artikeln att handel med utsläppsrätter verkar ha positiv effekt. Att energibesparingar är bra så länge de inte helt äts upp av ökad total konsumtion är också rimligt. Alltså verkar EU göra saker som kan fungera, men det finns ingen garanti för att det är tillräckligt.

Och vad vill de svenska partierna?

Så vad har våra svenska partier för attityder och ambitioner i förhållande till EU och klimatet? I stort verkar man kunna dela in dem i fyra grupper, beroende både på hur höga klimatambitioner de har och om de tror att EU kan nå upp till de ambitionerna.

Grupp 1: de entusiastiska

I den här gruppen hittar vi dem som gillar EU:s nuvarande klimat- och miljöåtgärder och EU som företeelse, men gärna skulle göra mer. Centerpartiet och Liberalerna hamnar här då de båda gillar handeln med utsläppsrätter och utsläppsmål men vill ha högre krav, lägre totala utsläpp och i Liberalernas fall en koldioxidskatt. Båda partierna förespråkar också mer forskning och utveckling av teknik som kan minska utsläppen.

Miljöpartiet hamnar också i den här gruppen. Även om de inte är lika entusiastiska EU-anhängare som de båda andra verkar de öppna för att använda EU i klimatpolitiken, med generellt hårdare krav på utsläppsminskningar, satsning på järnvägar och utfasning av verksamhet som skadar klimatet ur EUs: budget.

De systemkritiska

Den som följt miljörörelsen en längre tid vet att det alltid funnits starka inslag av civilisations- och systemkritik, där konsumtionssamhället och ibland kapitalismen hamnar i skottgluggen som orsaker till inte bara miljöförstöring utan också brist på social hållbarhet. Bland partierna representeras detta framför allt av Feministiskt Initiativ och det nybildade Partiet Vändpunkt , samt i viss mån Vänsterpartiet.

Dessa tre partier kräver alla en omfattande och snabb omställning till ett miljövänligare samhälle, men till skillnad från entusiasterna i den första gruppen förespråkar de större systemförändringar och säger sig vilja motverka att grupper som redan har det besvärligt ekonomiskt får betala priset för omställningen. Av de tre partierna är FI det som i klartext kritiserar idén om fortsatt ekonomisk tillväxt och ökad konsumtion, medan Vändpunkt skjuter in sig på vilka klimatkrav som kan ställas på företag genom EU:s handelsavtal. Vänsterpartiet kritiserar EU-subventioner till klimatskadlig verksamhet och lobbygruppers inflytande på EU:s klimatpolitik, men verkar samtidigt öppna för att använda existerade system, som handel med utsläppsrätter, om kraven på snabba utsläppsminskningar höjs.

De som fortsätter som vanligt

I den här gruppen hittar vi dem som gillar dagens åtgärder och är positiva till EU, men inte nödvändigtvis driver på för att höja klimatkraven rejält. Här hittar vi Socialdemokraterna, som verkar vilja att EU ska vandra vidare på den inslagna klimatvägen och helst höja ambitionerna lite grann, t.ex. genom att sätta ett slutdatum för försäljningen av bensin- och dieseldrivna bilar, men inte går ut lika hårt med krav på sänkta utsläpp och högre målsättningar som L, C och MP. Efter en viss tvekan får vi också placera Moderaterna här, eftersom åtminstone vissa av deras kandidater placerar miljöfrågor högt bland sina prioriteringar. De verkar också vilja att EU:s klimatarbete ska fortsätta som förut, framför allt handeln med utsläppsrätter.

De som prioriterar annat

Med tanke på hur mycket uppmärksamhet klimatfrågan får i samhället som helhet vore det märkligt om något parti helt undvek att nämna den i sin plattform för EU-valet, men det finns ändå två partier som lägger mindre vikt vid att föra fram sin klimatpolitik. De partierna är Kristdemokraterna och Sverigedemokraterna. Kristdemokraterna har i presentationen av sin EU-politik några allmänna skrivningar kring nödvändigheten av att uppdatera klimatmålen efter hand och det positiva i att Sverige föregår med gott exempel i klimatfrågor. Sverigedemokraterna å sin sida sticker ut genom att vilja ta med fler länder, helst hela världen, i systemet för handel med utsläppsrätter. I övrigt har de dock inte mycket att säga om klimatet.

Så vad blir slutsatsen?

Precis som i den nationella klimatpolitiken slår partiernas grundläggande ideologi igenom i klimatpolitiken på EU-nivå, men partiernas inställning till EU som företeelse påverkar också vad de fokuserar på i klimatpolitiken. Den skarpaste skiljelinjen i det avseendet går mellan partier som är EU-entusiaster och har höga klimatambitiner, som C och L, och de som är EU-skeptiska men har höga klimatambitioner, t.ex. V. Samtliga partier har någon form av klimatpolitik kopplad till EU, men det finns väldigt tydliga skillnader mellan de som prioriterar frågan och de som lägger mer vikt vid annat.

Det vara på sin plats att avsluta med en liten spaning på vilka andra miljörelaterade frågor som partierna tar upp i sina valplattformar. EU har rätt strikta regler kring genmodifierade grödor, men bara två av partierna tar upp frågan i sina valmanifest (L och KD, båda förespråkar försiktighetsprincipen). EU har också ett förslag på gång om att förbjuda engångsartiklar i plast, alltså plastmuggar, plastbestick etc. Det förslaget får desto mer uppmärksamhet av partierna, från Liberalernas förhoppning om ett förbud inte bara för engångsartiklar utan för alla typer av icke återvinningsbar plast och Centerpartiets positiva inställning till plastförbud, via Kristdemokraternas försiktiga bifall, till Sverigedemokraterna, som i sin valplattform påpekar att det mesta plastskräpet i världens hav kommer från Asien. Sådant som kan ge omedelbara men relativt små effekter på människors liv är uppenbarligen lättare att diskutera än sådant som kan få stora effekter på lång sikt. Vilket ju på sätt och vis också är klimatpolitikens dilemma.

Maskininlärning i materialfysiken

Härom veckan läste jag ett teknikoptimistiskt blogginlägg på temat maskininlärning av den amerikanske skeptikern Steven Novella. Han skrev bland annat om en amerikansk forskargrupp som lärt ett neuralt nätverk bestämma egenskaper hos dopat grafén, alltså grafén där några av kolatomerna är utbytta mot andra ämnen, utifrån placeringen på dopatomerna. Novella valde att framställa det som att det neurala nätverket utförde decennier av forskning inom loppet av några dagar och skulle kunna ge oss praktiska tillämpningar av grafén betydligt tidigare än om man inte använt maskininlärning.

Naturligtvis var jag tvungen att leta rätt på artikeln och ta reda på vad forskargruppen egentligen hade gjort.

Själva forskningsfrågan
 
Artikeln i fråga är publicerad i npj Computational Materials (den är för övrigt tillgänglig gratis) och enligt titeln handlar den om att förutsäga storleken på det så kallade bandgapet i material som består av en kombination av grafén och bornitrid. Bornitrid är ett material som består av två sorters atomer, bor och kväve, som sitter ihop i ett hexagonalt mönster precis som kolatomerna i grafén. Bornitrid kan också precis som grafén förekomma som ett enda supertunt lager av atomer. De här likheterna mellan de båda materialen är en av anledningarna till att man försöker kombinera dem.

Den andra anledningen är att medan grafén leder elektrisk ström väldigt väl är det svårt att få bornitrid att leda någon ström alls. Den här skillnaden kommer sig av att det krävs rätt lite energi för att få elektronerna i grafén att börja flytta på sig, medan elektronerna i bornitrid behöver ett stort energitillskott för att kunna röra sig alls. Det här energitillskottet som krävs för att elektronerna ska kunna röra sig kallas också bandgap, eftersom det motsvarar ett 'gap' i energi mellan olika tillstånd som elektronerna kan befinna sig i. Grafén har alltså ett extremt litet bandgap, bornitrid ett stort bandgap. Genom att kombinera de två materialen vill man skapa ett hybridmaterial med ett lagom stort bandgap, som man sedan kan använda i t.ex. elektronik.

Emellertid har det visat sig att man inte bara kan ersätta några kolatomer med bor och kväve hur som helst. Hur bor- och kväveatomerna är placerade i förhållande till varandra spelar roll för hur stort bandgapet blir. Vad den amerikanska forskargruppen försökt göra är att förutsäga hur stort bandgapet blir baserat på placeringen av bor- och kväveatomer med hjälp av artificiella neurala nätverk, mer specifikt så kallade CNN (convolutional neural networks - man skulle kunna kalla dem faltningsnätverk på svenska men det skulle antagligen inte göra dem lättare att förstå).

De neurala nätverken
 
CNN är en typ av neurala nätverk som tagits fram för att plocka ut karaktäristiska drag ur bilder och sedan klassificera bilderna utifrån dem - de är till exempel användbara för ansiktsigenkänning och när självkörande bilar ska se skillnad på en fotgängare och en vägskylt. Den grundläggande principen i ett CNN kan liknas vid att jämföra små områden i en bild med mindre, enklare bilder och ge en positiv respons om de liknar varandra. Om du till exempel har en bild av ett hus och den mindre bilden innehåller ett lodrätt streck så kan du få en positiv respons när du kommer till hörnen, fönstren eller dörren eftersom de alla innehåller raka, lodräta partier. I ett CNN måste man dock represenera båda bilderna som matriser av tal, och man har flera 'lager' där resultatet av en jämförelse i sin tur jämförs med fler matriser (detta behövs för att man ska kunna känna igen mer komplicerade former i en bild, t.ex. ansiktsdrag).

För att kunna använda CNN till grafénproblemet ovan valde forskarna att använda datormodeller där par av olika atomer representeras av siffror. När de introducerar bor- och kväveatomer i grafén sitter de ofta i par, med en bor och en kväve bredvid varandra. Detta gör det möjligt att låta ett bor-kvävepar motsvaras av en etta och de vanliga kol-kolparen av nollor, för att på så sätt göra en 'bild' som olika typer av CNN kan hantera. De konstruerade också sina nätverk till att ge storleken på bandgapet som utdata.

Neurala nätverk behöver tränas med relevant data för att funka, vilket oftast innebär att automatiskt jämföra nätverkets utdata med det önskade resultatet, räkna ut avvikelsen och med hjälp av den justera det neurala nätverket till att ge ett bättre svar. För att kunna träna sina neurala nätverk genererade forskarna därför flera tusen möjliga konfigurationer i form av datormodeller och räknade ut bandgapet för varje konfiguration med hjälp av simuleringar. De färdigtränade nätverken användes sedan för att förutsäga bandgapet för ytterligare ett antal konfigurationer som man visste det beräknade bandgapet för men som inte användes i träningen. Resultaten visade sig vara mycket lovande.

Vad man lär sig av detta
 
Så vad blir effekten av den här forskningsstudien? Man har lyckats visa att det går att förutsäga vissa egenskaper hos material med hjälp av neurala nätverk, vilket borde innebära att de som forskar på grafén och andra tvådimensionella material får ytterligare ett verktyg som de kan använda i sin forskning. Det är fortfarande en lång väg från den här studien till elektronik baserad på grafén och bornitrid, men eventuellt kan den göra det enklare att veta vad som är rätt material att satsa på.

En annan intressant sak med den här studien är vad den mellan raderna säger om maskininlärningens begränsningar. För att det alls ska fungera behöver de neurala nätverken få all relevant data i en form som kan behandlas, vilket innebär att det krävs mycket kunskap om grafén och bornitrid för att ens formulera problemet på ett sätt som kan angripas med neurala nätverk. I den här studien har forskarna t.ex. fokuserat helt på var par av bor och kväve befinner sig i förhållade till varandra och skalat bort alla andra drag hos materialet, antagligen baserat på vad man redan vet om de här materialen. 

En annan och rätt välkänd begränsning hos neurala nätverk är att det är svårt att förstå varför de fungerar som de gör, ens när de ger bra resultat. I en sådan här studie hade det varit väldigt intressant att se vad som är gemensamt för konfigurationer som ger lågt respektive högt bandgap, men det är inte information man enkelt kan få från det neurala nätverket och artikelförfattarna verkar inte ha gjort någon ansats att försöka. Jag misstänker starkt att en metod för att förstå vad som händer inne i nätverken är nödvändig om den här typen av studier ska kunna hjälpa oss att förstå materialen man studerar.

Som ni kanske förstår håller jag inte med Steven Novella om att denna enda och egentligen rätt begränsade studie motsvarar decennier av forskning och i sig tar oss betydligt närmre grafén-elektronik, men resultaten i den är ändå intressanta som ett exempel på hur neurala nätverk kan användas inom materialfysiken.