Tämä kirjoitus julkaistiin aiemmin Tieteen ja teknologian vihreiden blogissa.

Tiivistelmä:

Ilmastotoimien kannattavuus riippuu olennaisesti valitusta korosta. Mikäli korko valitaan korkeaksi on sukupolvien yli ulottuvia päätöksiä vaikeaa tehdä.

Wind_Coalextend_LCOE_XKCD_compare

Koko kirjoitus:

 

What is the essence of the economic problem posed by climate change? The economic uniqueness of the climate-change problem is not just that today’s decisions have difficult-to-reverse impacts that will be felt very far out into the future, thereby straining the concept of time discounting and placing a heavy burden on the choice of an interest rate. Nor does uniqueness come from the unsure outcome of a stochastic process with known structure and known objective-frequency probabilities. Much more unsettling for an application of (present discounted) expected utility analysis are the unknowns: deep structural uncertainty in the science coupled with an economic inability to evaluate meaningfully the catastrophic losses from disastrous temperature changes.: Martin Weitzman (2009)

steampunk-3944963_640Moni meistä kokee välittävänsä tulevista sukupolvista, mutta mitä tämä oikeastaan tarkoittaa? Jotta kyseessä ei ole pelkkä sanahelinä on pidettävä suu säkkiä myöten ja arvojen on tultava ilmi teoista. Kun yritämme arvioida esimerkiksi investoinnin kannattavuutta tai ilmaston muutoksen aiheuttamia kustannuksia, näkyisi tämä arvo esimerkiksi siinä, että arvotamme kaukana tulevaisuudessa tapahtuvat hyödyt ja vahingot esimerkiksi samanlaisella painolla kuin lähitulevaisuudessa tapahtuvat.

Taloustieteissä tämä tehdään usein niin sanotulla diskonttokorolla. Se kertoo kuinka merkityksellisenä pidät välitöntä hyötyä tai kustannusta suhteessa myöhemmin tapahtuvaan.  Jos diskonttokorko olisi esimerkiksi 10%, se tarkoittaa, että vuoden päästävä saatava euro olisi sinulle vain 100 sentin/(1+0.1)=91 sentin arvoinen tänään. Jos valitset tällöin järkevästi, ottaisit mieluummin 92 senttiä tänään kuin odotat vuoden saadaksesi yhden euron. Euron hyöty tai haitta kahden vuoden kuluttua taas olisi 100 sentin/(1+0.1)2=83 sentin arvoinen jne. pidemmälle tulevaisuuteen.

Mitä korkeammaksi korko tulee, sitä kärsimättömämpi olet ja sitä vähemmän tulevaisuudessa tapahtuvat hyödyt ja haitat vaikuttavat päätöksentekoosi. Oheinen kuva näyttää ajan jolloin eurosi arvo puolittuu. Mitä alhaisempi käytetty korko on, sitä pidempään eurosi säilyy merkityksellisenä. Jos haluat, että aikahorisonttisi on aidosti sukupolvien ylitse tulisi sinun päästä kuvaajan vihreälle alueelle eli käytetyn koron tulisi olla selvästi alle 4%.

Time_half_color

Kuva 1: Jos haluat aikahorisonttisi ulottuvan sukupolvien yli, on syytä tähdätä mahdollisimman syvälle vihreälle alueelle.

Valitettavasti ilmastotoimia arvioidaan pääosin korkeammilla koroilla ja esimerkiksi tuoreimmassa IPCC:n 1.5 asteen raportissa käytetyt skenaariot ilmeisesti olettivat 5% koron. Aikaisemmissa raporteissa korko on malleissa heilunut 5% ja 10% välillä samalla, kun keskustelu näihin valintoihin liittyvistä eettisistä ongelmista on jätetty muille tutkijoille. Koron valinta ei tietenkään vaikuta ainoastaan ilmastopolitiikkaan vaan sillä on vaikutusta kaikissa asioissa missä pyritään tekemään kustannus-hyötyanalyysejä. Korkeaksi valittu korko on esimerkiksi Suomessa ohjannut nuorempien metsien hakkuita ilmeisin ekologisin ja ilmastohaitoin.

Miksi kukaan valitsi korkean koron etenkin mikäli tämä ei liity heidän rahan hintaansa? Miten eettisesti oikeuttaa ainoastaan omaan lähitulevaisuuteen ulottuva horisontti? Tämän voi tehdä esimerkiksi olettamalla, että tulevaisuuden ihmiset ovat paljon meitä rikkaampia. Meidän ei tarvitse tarkemmin pohtia heitä, koska meitä rikkaampina he voivat pitää huolen itsestään. “Hyvinvoinnin” arvataan lisääntyvän enemmän investoimalla muihin asioihin kuin ilmastonmuutoksen torjuntaan, koska oletamme suuremmat tuotot vaikkapa rahoitusmarkkinoilla. Osakkeiden ripeä kurssinousu  voi kompensoida ilmastonmuutoksen aiheuttamat vahingot.

Tämä kuitenkin pitää sisällään oletuksia sekä talouskasvusta, että esimerkiksi ilmastonmuutokseen liittyvien riskien pienuudesta. Näihin oletuksiin ei sisälly katastrofaalisen riskin mahdollisuutta vaan ilmastonmuutos nähdään asiana, joka voidaan korjata marginaalisilla säädöillä, joilla ei ole olennaista vaikutusta esimerkiksi talouskasvuun, joka voidaan ekstrapoloida viimeisten sukupolvien ajalta vuosisadan loppuun. (Usein investointipäätöksiä tekevä ei myöskään oleta itse olevansa ilmastonmuutoksen kustannusten maksaja. Hänet voisi ehkä saada maksajaksi ulkoishaittojen hinnoittelulla, mutta tämä edellyttäisi haittojen hinnoittelua hyvin alhaisella diskonttokorolla ja katastrofin mahdollisuuden lisäämistä hintoihin. Tämä tarkoittaisi kuitenkin niin korkeaa päästöjen hintaa, että moni tuoreista investoinneista ja nykyisistä liiketoimintamalleista olisi kannattamattomia ja tämä herättäisi vastustusta.)

Nämä kaikki ovat rohkeita oletuksia, eivät “tieteen tuloksia” ja on valitettavaa huomata millaisella varmuudella tällaisiin oletuksiin perustuvia tuloksia julkisuudessa usein esitellään. Tutkimus ei tällaista varmuutta tue.  Kun lukee vaikkapa William Nordhausin dokumentaatiota hänen DICE mallistaan on ilmeistä, että vahinkojen arvioinnissa on valtavia epävarmuuksia:

However, current studies generally omit several important factors (the economic
value of losses from biodiversity, ocean acidification, and political reactions),
extreme events (sea-level rise, changes in ocean circulation, and accelerated climate
change), impacts that are inherently difficult to model (catastrophic events and very
long term warming), and uncertainty (of virtually all components from economic
growth to damages): William Nordhaus (2013)

Kun nämä suunnattomat asiat, joille ylipäätään voi olla mahdotonta antaa järkevää rahallista hintaa, on sivuutettu arvioidaan vahinkoja malleissa kuitenkin funktiolla, jossa esimerkiksi katastrofaalinen 10 asteen lämpeneminen (maatalous olisi romahtanut paljon ennen tuota) tarkoittaisi kohtuullista vain noin 25% pudotusta bruttokansantuotteessa. Ekstrapolointia pienillä muutoksilla arvioiduista datapisteistä ei tällaisessa tapauksessa yksinkertaisesti voi rehellisesti tehdä, mutta silti näin tapahtuu.

Diskonttokorosta käyty akateeminen keskustelu on ollut vilkasta ja moni on sitä mieltä, että erityisesti sukupolvien yli ulottuvissa päätöksissä käytetyn koron tulisi olla alhainen.  Äskettäin edesmennyt tunnettu taloustieteilijä Martin Weitzman on myös varoittanut, että kustannus-hyötyanalyyseissä ilmastonmuutoksesta, diskonttauksen sijaan katastrofien rooli voi olla dominoiva tekijä. On siis mahdollista, että hyödyn maksimointiin perustuvat kustannus-hyötyanalyysit ovat ylipäätään väärä viitekehys ongelman käsittelylle.

Ehkä järkevämpi lähtökohta olisi tasapainon hakeminen kahden katastrofin väliltä — toisaalta katastrofi johon ilmastonmuutos meitä ajaa ja toisaalta katastrofi mitä äkillinen fossiilisten polttoaineiden polton lopettaminen aiheuttaisi ihmiskunnalle, jonka metabolismi kuitenkin nojaa tällä hetkellä niihin. Mitä pidemmälle odotamme sen jyrkemmäksi tulee se shokki mikä näiden katastrofien välisen jännitteen lopulta laukaisee. Tällaisessa tilanteessa oletukset lineaarisuudesta ja pienten säätöjen pelastavasta vaikutuksesta voivat kuitenkin olla suurella todennäköisyydellä vääriä. Emme voi minkäänlaisella luotettavuudella ekstrapoloida menneestä tällaiseen tulevaisuuteen emmekä ennustaa mikä polku näiden katastrofien välissä olisi “optimaalinen”. Toimiin tulee ryhtyä tästä epävarmuudesta huolimatta eikä kuvitella, että ylimääräinen mallintaminen tai väittely “damage”-funktiosta, tulisi muuttamaan mitään olennaista. Sen sijaan, että lähtisin nyt pohtimaan tätä sen tarkemmin, haluan tehdä muutamia yksinkertaisempia huomioita mallien riippuvuudesta oletetusta korosta. Tästä on tärkeää keskustalla vaikka joku pitäisikin mallien logiikkaa muuten vakuuttavana.

Millainen vaikutus koron valinnalla sitten on?

Kun arvioidaan esimerkiksi ilmastotoimien vaatimaa hiilen hintaa, tämä riippuu hyvin herkästi oletetusta korosta. Kun korko on alhainen, arvioidaan fossilisten haitat korkeiksi. Kun korko on korkea, vahingot tapahtuvat niin kaukana tulevaisuudessa, että olemme diskontanneet ne olemattomiin (paitsi, jos vahingot ovatkin katastrofaalisia) ja fossiilisten haitat ovat pieniä. Jos joku sanoo, etä riittävää ilmastopolitiikkaa ajetaan melko alhaisella hiiliverolla tms., hän luultavasti nojaa laskuihin joissa käytetty korko on korkea ja joissa ilmastonmuutoksen haitat tulevaisuudessa ovat suhteellisen pieniä eivätkä missään nimessä eksistentiaalinen uhka. Valittu korko implisiittisesti pönkittää valittua konservatiivista lähtökohtaa missä politiikan tehtävänä on tehdä hienosäätöä nykyisten rakenteiden reunoilla. Suosittelen lämpimästi Carbonbrief:in kirjoitusta missä tätä  teemaa käsitellään laajemmin. Kun fossiilisten polttoaineiden vahinkojen kustannuksia arvioidaan, tulokset ovat mitä sattuu riippuen siitä keneltä kysyy. Ohesessa on kuva melko tuoreesta Ricke et al. paperista mistä näkee hiukan sitä kuinka arvioiden hajonta on niin valtavaa, että minkään selkeän politiikkasuosituksen vetäminen niistä on liki mahdotonta.

SCC_Caldeira-1024x557

Kuva 2: Arvioita globaalista hiilen sosiaalisesta hinnasta (Global social cost of carbon). Ihan mitä sattuu.

Käytetty korko vaikuttaa myös keskeisesti laskettuun energian hintaan tai siihen arvioidaanko joku investointi kannattavaksi eli onko sen “nettonykyarvo” positiivinen. Palaan näihin yksityiskohtiin myöhemmin, mutta tässä riittää todeta, että energian hintaa laskettaessa yksinkertaisesti laskemme kaikki investoinnin diskontatut kustannukset elinkaaren ajalta ja suhteutamme sen tuotettuun energian määrään. Nettonykyarvoa laskettaessa kustannuksia verrataan kaikkiin diskontattuihin hyötyihin (esimerkiksi sähkön myyntitulot). Jos hyödyt ovat suurempia kuin kulut (haitat), investointi on kannattava. Esitän seuraavassa esimerkin (Kuvat 2 ja 3) tuulivoiman hinnalle sekä  tuulivoimainvestoinnin kannattavuudelle erilaisilla koroilla. (Olen laskuissa olettanut tietyn vaihteluvälin relevanteille parametreille ja ottanut otoksia satunnaisesti tämän vaihteluvälin puitteissa. Jakauma indikoi tulosten epävarmuuksien suuruusluokkaa. Käyttämäni jupyter-notebookit löytyvät tämän linkin takaa.)

Wind_discounts_XKCD

Kuva 2: tuulivoiman nettonykyarvo suhteessa pääomakustannuksiin eri koroilla. Korkealla korolla investointi ei kannata.  (Oletin 50 $/MWh nurkilla olevan markkina-arvon sähkölle.)

Wind_discounts_LCOE_XKCD

Kuva 3: Melkein sama kuin edellä. Tuulivoiman hinta eri korkoilla. Huomaa myös kuinka koron alentaminen kaventaa jakaumaa eli pienentää projektin epävarmuuksiin liittyviä riskejä.

Kuten on ilmeistä koron merkitys on keskeinen. Sen alentaminen voi muuttaa korkealla korolla kannattamattomalta näyttävän investoinnin kannattavaksi. Hyötyjen realisoiminen tosin edellyttää pitkää aikahorisonttia. Koron alentaminen myös pienentää projektin epävarmuuksiin liittyviä riskejä, koska projektin sössiminen tänään voidaan kompensoida siitä pidemmällä ajalla saatavilla hyödyillä.

Kuinka tämä korko sitten tulisi valita? Joku voisi ajatella, että koron tulisi olla “markkinakorko”, mutta tyypillisesti laskuissa käytetyllä korolla on vain vähän tekemistä  sen kanssa millä hinnalla pääomia voi lainata. Hyvin usein vaikuttaa siltä, että käytetyn koron keskeisin peruste on tottumus. “Tällaista korkoa meillä nyt on aina käytetty.” Kukaan ei saa potkuja ostaessaan Windows Office-paketin organisaatioon ja kaikki ovat hiljaa, kun käytät samaa korkoa kuin aina ennenkin. Joskus korkoa ei edes valita johdonmukaisesti vaan se valitaan sen mukaan mikä vastaus halutaan saada eli se on työkalu ylimääräisen sekaannuksen aikaansaamiseksi.

Köyhille joilla pääomia on vähän, korkeampi korko voi olla perusteltu. Koska heidän hyvinvointiaan parantavia sijoituskohteita on pilvin pimein, voi olla perusteltua käyttää korkeampaa korkoa ja näin suosia suhteellisen alhaisen pääomakustannuksen ratkaisuja. Samalla rahalla pääsee tällöin pidemmälle nopeasti. Yritys voi käyttää korkeaa korkoa siksi, että lähihistoriassa he ovat saaneet vastaavia tuottoja jostain muualta, mutta tämä ei tietenkään kerro mitään siitä mitä tulevaisuuden tuotot ovat tai, että onko valinta ilmastopolitiikan kannalta hyödyllinen. Miksi esimerkiksi olemassa olevan infrastruktuurin ylläpidosta saadut tuotot kertoisivat jotain siitä mitä vaaditaan järjestelmän perinpohjaiseen vaihtamiseen? Kotitaloudet voivat käyttää hyvin korkeaa diskonttokorkoa. Tässä esimerkiksi arvioita Tanskasta missä korot saattoivat olla 30% nurkilla niin, että rikkaiden käyttämä korko oli  jonkin verran alhaisempi kuin muilla. Eläkeläisten käyttämä korko taas oli erityisen korkea mikä ei lienee yllättävää ottaen lähestyvän kuoleman huomioon. (Tämä selittää myös paljon vaikkapa taloyhtiöiden sisäisestä dynamiikasta suurista remonteista päätettäessä.)

Valtio on taho, jonka on halutessaan helpointa omaksua pitkä aikahorisontti ja sen implikoima alhainen korko. Valtio, joka saa markkinoilta ilmaista rahaa, voisi halutessaan käyttää hyvinkin alhaista diskonttokorkoa valintojaan tehdessään ilman edes sen suurempaa eettistä pohdiskelua vastuista tuleville sukupolville. Se, että näin ei tehdä, on poliittinen valinta. Esimerkiksi sosiaali- ja terveysministeriö on säätänyt, että terveydenhuollon toimenpiteitä verrataan toisiinsa käyttäen 3% korkoa. Samoin arvion tekijä velvoitetaan esittämään tulokset myös ilman diskonttausta (eli nollan prosentin korolla).

Keskustelu näistä valinnoista on kuitenkin loistanut poissaolollaan ehkä siksi, koska se nopeasti nostaisi pinnalle hankalia kysymyksiä monista nykyisistä rakenteista. Valitessaan alhaisen koron ja tullessaan tämän valinnan kanssa esimerkiksi energiamarkkinoille, valtio päätyisi tekemään omasta perspektiivistään vahvasti kannattavia investointeja ja ajaisi näillä nykyiset lyhytnäköiset markkinatoimijat marginaaliin.

Nykyisten rakenteiden puolustajille tämä toki näyttäytyisi epäreiluna ja he potkisivat kiivaasti tällaista kehityssuuntaa vastaan. Toisaalta onko korkeaa korkoa käyttävillä toimijoilla ylipäätään paljoakaan annettavana sellaisessa ilmastopolitiikassa missä aikahorisontti ulottuisi aidosti sukupolvien ylitse? Tuovatko he muuta kuin hiekkaa ilmastopolitiikan lattialle? Heidät saadaan investoimaan vain maksamalla ylimääräisiä tukiaisia, jotka kompensoivat heidän valitsemansa koron aiheuttamat kustannukset. Siitä miksi tällaisia tukiaisia pitäisi maksaa ja kuka niistä hyötyy pitäisi keskustella enemmän. Ei voida vain olettaa, että tämänkaltainen resurssien käyttö on itsestään selvästi hyvä asia.

Millaisiin investointeihin valittu korko sitten ohjaa? Huomasimme jo, että koron alentaminen alentaa esimerkiksi tuulivoiman hintaa, mutta toki se tekee niin myös vaikkapa hiilivoimalle. Vertaan seuraavassa sitä kuinka hiilivoimalalle tehty elinajan pidennys suhtaituisi tuulivoimalan hintaan. Parametrit ovat toki epävarmoja, koska investointeja voi olla hyvin erilaisia, mutta peruspointti ei tästä muutu. Olemassa olevan infrastuktuurin ylläpito vaatii yleensä pääomia vähemmän kuin uuden rakentaminen ja korkea korko suosii alhaisten pääomakustannusten vaihtoehtoja. Kun korko on korkea 10%, näyttäytyy hiilivoimalan elinajan pidennys helposti tuulivoimaa viisaammalta valinnalta.

Wind_Coalextend_discount10_LCOE_XKCD

Kuva 4: Hiilivoimalan elinajan pidennys verrattuna tuulivoimaan 10% korolla.

Jos sen sijaan käytämme alhaisempaa korkoa, tilanne muuttuu täysin. Nyt tuulivoima näyttäytyy halpana vaihtoehtona ja hiilivoimalan jatkoaika hyvin kyseenalaiselta investoinnilta. Energiakeskusteluissa usein jäädään inttämään siitä mitä energianlähdettä kannattaa/vastustaa. Tämä on kuitenkin usein toissijaista. Mitä merkitystä on “kannatuksella”, jos ei ole valmis kannattamaan sellaista aikahorisonttia millä investointi olisi kannattava. Mikäli ehdoin  tahdoin valitsee sellaiset rakenteet mitkä suosivat fossiilisia ja niihin liittyvän infrastruktuurin ylläpitämistä “kannatus” jää ajatuksen ja rukoilun asteelle.

Wind_Coalextend_discount1_LCOE_XKCD

Kuva 5: Hiilivoimalan elinajan pidennys verrattuna tuulivoimaan 1% korolla.

Tämän havainnon implikaatiot ovat tietenkin ilmastopolitiikalle hyvin suuria. Ilmastopolitiikan rakentaminen sellaisten toimijoiden varaan, jotka vaativat korkean koron mukanaan tuomia suuria tuottoja, on kallista ja edellyttää jatkuvaa tukiaisvirtaa muutoksen ajamiseksi. Tämä tuskin muuttuu tulevaisuudessa, koska pääomakustannukset dominoivat vähähiilisten vaihtoehtojen kustannusrakennetta. Korkean koron käyttö implikoi nykyisen infrastruktuurin reunoilla näpertelemistä sekä inkrementaalisia muutoksia, kun taas tarvitsisimme nopeaa koko energiajärjestelmän dekarbonisaatiota.

 

ThinkingTämä on hiukan henkilökohtaisempi kirjoitus poliittisista näkemyksistäni ja siitä miten ne ovat kehittyneet. Osin tämä on vähän sekavaa ajatuksen virtaa, mutta elämä on. Sori siitä.

En usko, että ilmaston lämpenemistä kyetään pysäyttämään kahteen asteeseen saati sitten Pariisin sopimuksen 1.5 asteeseen. Tämä on ollut selvää jo pitkään ja on yksi tärkeä syy miksi olen hiukan aktivoitunut politiikassa. Skenaariot, joissa vastuullisissa rajoissa pysytään, ovat suurelta osin aivokuolleita Excel-harjoituksia, joissa reaalimaailmassa havaitut rajoitteet lakaistaan maton alle. Ajatuksena skenaariotehtailussa ilmeisesti on, että älytön skenaario motivoi jotain poliitikkoa jossain toimiin ja jos tuuri käy, nämä toimet voisivat olla jopa hyödyllisiä. Sitten ihme tapahtuu ja ongelma ratkeaa…jotenkin. Toisilla skenaariot ovat osa opportunistista markkinointia. Kun ihmisillä on huoli ilmastosta, voidaan tämän huolen siivellä tehdä rahaa myymällä tuotteita tai konsulttipalveluja. Väliäkö sillä, että varsinaiseen ongelmaan ei puututa missään olennaisessa mielessä, kunhan ihmisillä on usko siihen, että puututaan. Älä kiinnitä huomiotasi siihen, että myymme sinulle maakaasua tai naudanlihaa tai sähköllä toimivan urheiluauton tai… Katso sen sijaan esitteemme kuvaa tuulivoimaloista, aurinkopaneeleista ja onnellisista lehmistä niityllä!

Me voisimme vähentää merkittävästi päästöjä ilman suuria vaikutuksia elintasoomme, mutta emme sitä tee. Moni ympäristökuormitusta pienentävä muutos (yksityisautoilun vähentäminen, kaupunkirakenteen tiivistäminen, kimppakyydit, pienemmät autot, kasvisruoka) säästäisi resursseja, mutta emme silti niitä tee kuin parhaimmillaankin etanan vauhdilla. Suuri osa ihmisistä elää elämänsä niiden oletusten ja tottumusten vallassa mitkä lapsena oppi eikä ole niitä valmis herkästi muuttamaan. Sähkön– ja lämmöntuotanto voitaisiin suurelta osin dekarbonisoida monin paikoin rahaa säästäen (lue esim tämä ja tämä). Olemme höpöttäneet vuosikymmeniä, mutta tehneet silti hyvin vähän. Suurelta osin sekin vähä mitä on tehty perustuu bioenergian ilmastovaikutusten sivuuttamiseen, koska tämä jaettu valhe on ollut poliittisesti vaivaton.

Voisimme vähentää eläintuotteiden kulutusta rajusti, mutta emme sitä tee. Emme viitsi. Mieluummin pihvi suussa kerromme tekevämme parhaillaan ekoteon tai kenties haaveilemme tulevaisuuden “keinolihasta”, joka ratkaisee pulman sen sijaan, että ottaisimme pakastealtaasta kasvispihvin. Mitään varsinaisia toimia keinolihan edistämiseksi emme oikeastaan tee, mutta “thoughts and prayers!” Mitään ei oikeastaan tarvitse tehdä, koska markkinatalouden innovaatio pelastaa ihan minä hetkenä hyvänsä vaikka painettaisiin kaasua rotkon reunan yli. Lentämistä voisimme vähentää rajusti, mutta oikeasti… fuck it…on helpompaa haaveilla sähkölentokoneesta, joka pelastaa meidät muutostarpeelta. Tärkeintä on toivo! Toivo siitä, että uusia teknologisia unelmia syntyy luomaan meille hyvää mieltä teoistamme, joita meidän ei oikeastaan pitäisi tehdä.

Köyhien maiden vaurastuminen on tarpeellista jo pelkästään sen takia, että se parantaa heidän mahdollisuuksiaan mukautua lämpenevään maailmaan. Tämä prosessi on kaikkialla tarkoittanut päästöjen kasvua, mutta sen sijaan, että rakentaisimme politiikkaa tämän haasteen mittakaavan ymmärtäen, lässytämme köyhille maille siitä kuinka heidän taloutensa saa kasvaa vain aurinko- ja tuulivoiman avulla. Itse asiassa tämä olisi kaikkein tehokkain tapa vaurastua!…olkoonkin, että väitettä tukevaa esimerkkiä ei maailmanhistoriasta löydy ja emme itse missään nimessä tee kuten puhumme. Sysäämme köyhimpien harteille vastuun kehittää täysin erilaiset talouskasvun rakenteet ja moottorit kuin mitä muu ihmiskunta on käyttänyt samalla, kun ilmastonmuutoksen riskit lähestyvät heitä kuin nopeasti tunnelissa vastaantuleva pikajuna. Sitten jeesustelemme tai etsimme salaliittoja, kun köyhät maat tekevät toisin kuin toivomme.

Meidän on kyettävä vastaamaan valtavaan infrastruktuurihaasteeseen missä suurta osaa päästöistä ei luultavasti voida eliminoida kannattavasti nykyisten markkinarakenteiden puitteissa.  Suurelta osin emme edes tunne vaadittuja teknologioita tai niiden hintoja järkevällä tarkkuudella. Osasta meillä voi olla epämääräisiä powerpoint-kalvoja tai excel-taulukoita, mutta ei ratkaisuja joita voitaisiin alkaa saman tien rakentamaan…etenkään nykyisessä viitekehyksessä. Vaaditun muutoksen mittakaava ei sovi hyvin yhteen perinteisen “pieni ja hajautettu on kaunista”, “pitää vapauttaa ihmiset suurten energiayhtiöiden vallasta” eetokseen. Tämä eetos on helpompaa liittää startup-pöhinään ja luottamukseen siitä, että Piilaakso ratkaisee ongelmat, koska matkapuhelin…katsokaa nyt…matkapuhelin!

Haasteen mittakaava tarkoittaa huutavaa tarvetta nykyisten rakenteiden kyseenalaistamiseen ja valtion roolin vahvistamiseen. Sen sijaan, että ryhtyisimme töihin, juhlimme jonkun suuryrityksen ties kuinka monennetta inspiroivaa kestävän kehityksen suunnitelmaa. Tarve monien nykyrakenteiden muuttamiseen on minusta itsestään selvää, mutta silti näen monen ilmastoaktivistin ajavan tukiaisia esimerkiksi rikkaiden tai ylemmän keskiluokan aurinkopaneeleille tai sähköautoille. Kestävää tulevaisuutta rakennetaan sen varaan, että varakkaille annetaan mahdollisuus maksaa vähemmän veroja, jos vain ostavat sopivaa teknologiaa. Ilmastotoimia edistetään osin yhteisvastuun ja hyvinvointivaltion kustannuksella vaikka valtio voisi, jos niin halutaan, rakentaa samoja teknologioita halvemmalla nostamalla vaikkapa rikkaamman väestönosan veroja.

Tulemme siis ajautumaan merkittävästi lämpimämpään maailmaan. Kun ihmiskunta ajautuu vaaralliselle vyöhykkeelle, on sielläkin kyettävä elämään ihmisiksi. Vaikka teknologia on tärkeä osa mukautumista, siinä ympäristössä tärkeintä on sosiaalinen yhteenkuuluvuus ja globaali yhteisvastuu. Yhteisöjen sinnikkyys ja joustavuus (resilience) muutosten edessä voi merkittävästi vaikuttaa siihen miten vakavia lämpenemisen seuraukset ovat. Lämpötilan noustessa keskeisimmäksi kysymykseksi nousee ihmiskunnan reaktio siihen ei niinkään riitely teknologioista. Teknologiat ovat edelleen tärkeitä, koska ongelman lopullinen ratkaiseminen niitä edellyttää, mutta prioriteettina ilmastonmuutokseen mukautumisen merkitys korostuu.

Monomaaninen fokus lämpötilarajoihin on tukahduttanut keskustelua vaaditusta adaptaatiosta. Lämpötilarajojen ylitys esitetään maailmanloppuna ja jos aiheutettu vahinko on “ääretön” niin miksi keskustella erilaisista tavoista mukautua? Se on ajanhukkaa, kun pitäisi puhua mitigaatiosta. Tämä on haitallista. Ihmisten reaktio voi olla ongelmia pienentävä tai niitä pahentava. Onko sinun tapasi reagoida positiivinen takaisinkytkentä, joka kasvattaa inhimillistä vahinkoa entisestään vai negatiivinen, joka sitä pienentää? Oletko kuin lämpenemistä vahvistava vesihöyry hiilidioksidin rinnalla? Onko sillä, että kannatat ydinvoimaa mitään väliä, jos muuten olet kuin Tshernobylin voimalan polttoainesauvan grafiittikärki? Muut toimintatapasi ja ideologiasi aiheuttavat enemmän vahinkoa kuin sattumalta järkevä kanta yhdessä asiassa tuottaa hyötyä. Jos maat käpertyvät sisäänpäin ksenofobiseen kyräilyyn, ei pientäkään toivoa globaalista reaktiosta ilmastonmuutoksen torjumiseksi ole. Sen sijaan meidän tulisi kyetä laajentamaan horisonttejamme ja tähdätä esimerkiksi maailmaan missä on globaali perustulo. Maailma, joka tähän kykenee, kykenee myös varmemmin koherentteihin toimiin lämpenemisen pysäyttämiseksi kuten myös muihin hyvinvointia parantaviin hankkeisiin.

Ilmastonmuutokseen mukautuminen ei myöskään voi pysyä selvästi rajatussa lokerossa, koska monin paikoin ongelmia varmasti ilmestyy, joita ei ole helppoa eikä edes tarkoituksenmukaista asettaa ilmastonmuutoskeskustelun viitekehykseen. Mukautuminen on osa laajempaa poliittista muutosprosessia missä yhteisöjen on jo ennalta kyettävä muuttumaan sellaisiksi, että kykenevät ongelmien ilmaantuessa reagoimaan rakentavalla tavalla. Jos tapanasi on potkia alaspäin ja olet valmis sivuuttamaan vaikkapa seksuaalivähemmistöjen, rodullistettujen tai naisten oikeudet nykyisen turvallisuuden ja yltäkylläisyyden keskellä, tuskin sinulla on paljoa annettavaa maailmassa missä ilmastoriskejä tulisi jakaa ja missä lämpenevän maailman aiheuttamien ongelmien paineita tulisi kyetä hallitusti purkamaan. Identiteettimme ahtaiden roolimallien maailmassa esimerkiksi miehenä voi hyvinkin olla osa ongelmaa.Patriarchy

Mukautumisen haastetta ei voi rajata joihinkin kapeisiin teemoihin vaan se pureutuu poliittisen kulttuurin juurin — tapaan lähestyä ongelmia, tapaan keskustella niistä, tapaan osallistaa ihmisiä, moraalisten horisonttien laajuuteen, käsitykseen yksilön ja yhteisön vastuista. Kaikissa näissä lähestymistapamme voi tehdä muutokseen mukautumisen helpommaksi tai se voi tehdä ongelmista entistäkin suurempia. Näiden asioiden tulee olla osa keskustelua ja tähän asti usein piilossa pidetyt arvovalinnat on tuotava esiin kriittiseen tarkasteluun. Osa on valmis heittämään muut yli laidan omaa etuoikeutettua asemaansa puolustaakseen ja muiden on pidettävä huolta siitä, ettei näin pääse tapahtumaan.

Suomen politiikassa Vihreiden visio sosiaalisista ja globaaleista kysymyksistä on ollut johdonmukaisimmin sellainen, että sen edistyminen tekee myös ilmastonmuutokseen sopeutumisen helpommaksi (…ja muussakin tapauksessa se tekee maailmaa paremmaksi). Se korostaa ihmisoikeuksia, yhdenvertaisuutta, yhteisvastuuta, globaalia vastuuta ja on vahvasti EU myönteinen. Se asettuu selkeästi tympeää nationalismia ja siellä täällä nousevaa fasismia vastaan. Visio ei myöskään perustu dystooppiseen nollasumma-ajatteluun missä ihmiset ovat lähtökohtaisesti toisilleen pahoja ja ainut toivomme on olla pahoja muille ennen kuin he ehtivät olla pahoja meille. Ihmisten tavoitteena tulee olla kasvaa paremmiksi eikä kutistua pienemmiksi. Tulevaisuudessa meidän tulee olla vähemmän kusipäisiä kuin tänään ja se vaatii, ei ainoastaan itsereflektiota ja kehitystä, vaan myös yhteiskunnan normien muuttamista parempaan suuntaan.

Itselleni kyse oli pitkään joko aktivoitumisesta Vihreissä tai passiivisempi kommentointi ulkopuolelta. Itselleni ilmastonmuutos- ympäristökysymykset ovat aina olleet tärkeitä. Vihreissä on esiintynyt näistä teemoista ajan patinoimia tieteen heikosti tukemia ennakkoasenteita esimerkiksi bioenergian erinomaisuudesta tai ydinvoiman ja geenimuuntelun kamaluudesta. Mikäli ilmastonmuutos ja ympäristö ovat aidosti keskeisiä teemoja, tällaisen sekoilun pitää loppua. Tämän vuoksi suhteeni Vihreisiin oli pitkään ambivalentti. Jaoin liberaalin sosiaalisen maailmankatsomuksen monien vihreiden kanssa (“syväekologinen fasistisiipihän” on aikoja sitten siirtynyt pettyneenä muualle) ja koin, että Vihreillä oli aitoa pyrkimystä luomaan kunnianhimoisia pidemmän tähtäimen positiivisia visioita. Jaoin myös näkemykset kaupunkien kehittämisestä, sosiaaliturvan kehittämisestä, liikenteestä ja tarpeesta muuttaa elintapoja esimerkiksi ruokavalion suhteen. Toisaalta ihmettelin, että mikäli puolue on itselleni keskeisissä ilmastoasioissa lukkiutunut asemiin, jotka eivät kykene vastaamaan tämän vuosisadan haasteisiin, onko parempi vain tukea ympäristöstä kiinnostuneita fiksuja tyyppejä missä heitä nyt milloinkin sattuu olemaan?

Tieteellisen maailmankatsomuksen läpeensä kyllästämänä ihmisenä minun on aina ollut vaikeaa hyväksyä uskomuspohjaista politiikkaa etenkin silloin, kun relevanttia hyvää tutkittua tietoa on runsaasti käytössä. Mikäli et viitsi perehtyä asiaan, ei se asia voi olla sinulle kovin tärkeä. Retoriikka ei voi tätä muuttaa. Se, että pyrkii perustamaan politiikkansa parhaaseen käytettävissä olevaan tietoon (sen epävarmuudet ymmärtäen), on episteminen hyve. Koska kyseessä on keskeinen arvo, en voi nähdä siitä joustamista osana poliittista kaupankäyntiä. Huuhaa ei ole vain asiallisesti vaan myös moraalisesti väärin.

sydacc88n_twitterTieteen ja teknologian vihreistä, Viitteestä, löysin itselleni sen kombinaation ihmismyönteisiä ihmisoikeuksia ja yhdenvertaisuutta korostavia arvoja sekä tiedemyönteisyyttä mitä kaipasin. Samaan aikaan Vihreiden kriittisyys puunpolttoa kohtaan on kasvanut ja ydinvoimakanta on lieventynyt ilmastonmuutoksen torjumisen tullessa ykkösprioriteetiksi. Puolue ei näyttäydy dogmaattisena monoliittinä vaan kykenevänä muuttumaan keskeisissä kysymyksissä. Koska omassa ajattelussani sosiaalisten kysymysten tärkeys on samaan aikaan kasvanut, päätös tulla mukaan oli helppo.

Vihreiden sisällä Viite on rohkeasti vetänyt välillä muusta puolueesta jonkin verran poikkeavaa linjaa ja lähtenyt omalta osaltaan rakentamaan yhteiseltä arvopohjalta Vihreistä sellaista puoluetta, joka kykenee tehokkaasti vastaamaan esimerkiksi ilmastonmuutoksen mukanaan tuomiin haasteisiin vailla menneisyyden painolastia. Se on luonteva kanava tulla Vihreisiin mukaan ilman tarvetta itsesensuuriin vaikkapa ydinvoimasta tai GMO:sta. Se antaa mahdollisuuden edistää niitä arvoja mitkä vihreät jakavat ilman, että kokee sosiaalista painetta pysyä ”kaapissa” niissä asioissa, jotka ovat puolueen sisällä hiukan ristiriitaisempia. Siksi Viite!

Media antoi runsaasti palstatilaa “ilmastoskeptiselle” luomulihan tuottajalle. Tutkijoiden kunnianhimo vääristää tutkimusta, internet luo maallikkotiedemiehiä, jotka käyttävät järkiargumentteja yada, yada, yada …minkäänlaista reflektiota en löydä siitä, että kenties psykologialla voisi olla jotain roolia ennen kaikkea siinä, että lihantuottaja ei näe omassa toiminnassaan muuta kuin hyvää. Koska tähän “lihantuotanto on hyvää, jos se on luomua”-argumentiin törmää toistuvasti ja koska tätä jatkuvasti käytetään viherpesemään suuri eläintuotteiden kulutus, luonnostelen nyt nopeasti arvion maankäyttövaikutuksista mitkä lähes poikkeuksetta näissä ulostuloissa sivuutetaan. (Toiset myös suuttuvat, jos ne nostetaan pöydälle. Pitäisi olla jotenkin holistisempi ja ymmärtää hienovaraisia nyansseja jne.)

Eli Sakari Peltolalla on ilmeisesti tila, jossa on noin 30 hehtaaria peltoa ja 25 hehtaaria laitumia. Teuraseläimiä on noin 30. Jos eläin tapetaan esimerkiksi 3 vuoden iässä, teurastettavia eläimiä olisi noin 10 vuodessa. Jos yhdestä eläimestä saa lihaa esimerkiksi noin 200 kg, tuo voisi tarkoittaa noin 2000 kg lihaa vuodessa. Tämä tarkoittaa noin 3 miljoonaa kilokaloria energiaa ja 1000 kiloa proteiinia. Yhdeltä hehtaarilta siis noin 52000 kilokaloria ja 18 kg proteiinia vuodessa. Tämä on selvästi hyvin summittainen arvio, mutta yksityiskohtien viilaus lisäämällä esimerkiksi maidon tuotantoa mukaan ei muuta mitään olennaista.

Jos eläintuotannon sijaan Peltola viljelisi vehnää, yhdeltä hehtaarilta voisi saada noin 4000 kg vehnää. Tämä tarkoittaa noin 15 miljoonaa kilokaloria ja 460 kiloa proteiinia. Energiaa siis saataisiin noin 300 kertaa enemmän kuin Peltolan tilalta nyt ja proteiiniakin noin 26 kertaa enemmän. (Aminohappokoostumus ei ole vehnän proteiinista aivan oikea eli sitä pitää täydentää, mutta tuossakin on kyse pyöristysvirheestä.)

tinyccle.gif

Lihan ympärillä pyörivä ruokavalio kestävän lihantuotannon kyydissä.

Tässä kohdin kuoro alkaa varmasti laulamaan, että kaikki maa ei sovellu viljan viljelyyn, mutta miksi ihmeessä kaikki maa pitäisi valjastaa ihmisten ravinnon tuottamiseen? Voimme aivan hyvin ruokita itsemme ja samalla pidättäytyä laajojen alojen sössimiseltä.

On perinnebiotooppeja joiden ylläpitämisessä eläintuotannolla ja laiduntamisella voi olla oma roolinsa, mutta keskeinen kysymys on kuinka paljon eläimiä tällöin olisi? Jos Suomessa on perinnemaisemia noin 40000 hehtaaria ja laitamme jokaiselle näistä hehtaareista naudan laiduntamaan, eläimiä olisi 40000. Nyt nautoja, sikoja ja kanoja on noin 1.4 miljoonaa eläinyksikköä (lehmä on noin yksi yksikkö) eli yli 30 kertaa enemmän kuin mitä perinnemaisemien ylläpito voisi suunnilleen vaatia. Kestävän eläintuotannon määrä on niin alhainen, että siihen nojaaminen muuttaa kaikkien ruokavalion hyvin lähelle vegaanin ruokavaliota. Sitä ei voi käyttää oikeuttamaan nykyisen kaltaista eläintuotteiden kulutusta.

Ilmakehä on pullollaan typpeä, mutta nämä ovat muodostaneet typpimolekyylejä, jotka ovat kemiallisesti heikosti vuorovaikuttavia. Elämä kuitenkin tarvitsee typpeä ja sen ymmärtää katsomalla vaikka kuvia aminohappoista joissa yksinäinen typpiatomi “N” pyörii toistuvasti mukana (tai itse asiassa kahden vetyatomin kanssa…komponentti, jonka saa rikkomalla ammoniakista yhden vetysidoksen).

aminoAcidStructures

Typpeä, vetyä, happea ja hiiltä… (DNA:ssa myös esim. fosforia)

Prosessia missä ilmakehän typpimolekyylit muutetaan esimerkiksi ammoniakiksi jota kasvit voivat käyttää kutsutaan typen sidonnaksi. On bakteereja, jotka tähän temppuun kykenevät ja osa niistä elää symbioosissa esimerkiksi palkokasvien kanssa tarjoten niille ravinteita. Koko planeetan biosfääri (meret poislukien) kykenee sitomaan vuosittain suuruusluokaltaan noin 135 miljoonaa tonnia typpeä.

Ihmiset voivat myös sitoa typpeä ilmakehästä ja valmistaa tästä “teollisia” lannoitteita. Ihmiskunta sitoo näin typpeä tällä hetkellä n. 144 miljoonaa tonnia, mistä suurin osa käytetään lannoitteisiin. Määrä siis on aika lähellä sitä mitä muu luonto tekee yhteensä. Kemiallisesti ihmisten harjoittama prosessi vaatii sopivat olosuhteet kattiloissa ja vetyä, koska keskeinen vaadittava molekyyli on ammoniakki, jossa on yksi typpiatomi ja kolme vetyatomia. Olet ehkä kuullut, että lannoitteet valmistetaan “fossiilisista polttoaineista” ja voit ihmetellä mihin niitä tarvitaan, koska esimerkiksi hiili ei kemiallisissa kaavoissa esiinny?

averillfwk-fig15_015

Haber-Bosch prosessi ammoniakin tuotantoon

Fossiilista polttoainetta tarvitaan vedyn valmistukseen. Taloudellisesti halvin tapa vedyn valmistukseen on käyttää hiilivetyjä (lähinnä maakaasua) yhdessä veden ja kemian noituuksien kanssa. Veden happi päätyy tässä yhteen hiilivedyn hiilen kanssa muodostaen hiilidioksidia, joka siirtyy ilmakehään. Hiilivedyn ja veden vety taas muodostaa vetymolekyylejä, joista olimme kiinnostuneita. Vedyn hinta riippuu toki maakaasun hinnasta, mutta hinta saattaa olla esimerkiksi USA:ssa tällä hetkellä 2$/kg nurkilla.  Tämä kustannus on hyvin keskeinen tekijä, kun arvioidaan esimerkiksi ammoniakin tuotantokustannusta. Prosessissa vapautuu vähintään noin 14 kg hiilidioksidia yhtä vetykiloa kohden.

Mikäli hehtaarin pellolla kasvaa noin 10 tonnia kasveja vuodessa ja kasveista noin 1% on typpeä, on kasvien saatava noin 100 kg typpeä jostain. Jos levitämme 100kg teollista lannoitetta pellolle (osa toki päätyy muualle kuin mihin tarkoitettiin), tarvitsemme noin 21 kg vetyä hehtaaria kohden. Yllä olevalla arviolla tämä tarkoittaa noin 300 kg hiilidioksidipäästöjä per hehtaari typpilannoitteesta. Muut tuotantoprosessin vaiheet lisäävät päästöjä tuosta jonkin verran, mutta tuo on suurin yksittäinen tekijä. Jos pellolla tuotettiin 5 tonnia viljaa, jonka markkina-arvo on noin 850 €, voisi typen osuus olla noin 5% tuosta. Se ei siis ole valtavan keskeinen tekijä.

Toiset esittävät, että yllä oleva ei ole kestävää, koska lannoite oli “teollista” ja tarvitsimme fossiilisia polttoaineita. Kemiallisesti ammoniakki, joka tulee tehtaasta on samanlaista kuin ammoniakki, joka tulee bakteerista. Samoin prosessi ei lähtökohtaisesti tarvitse fossiilisia polttoaineita, koska vetyä voi toki tuottaa muutenkin esimerkiksi veden elektrolyysillä tai termokemiallisilla sykleillä korkeissa lämpötiloissa. Mikäli käytetty energia oli hiilivapaata ei vedyn tuotanto tällöin aiheuta hiilidoksidipäästöjä ja keskeisin komponentti typpilannoitteiden valmistuksen hiilijalanjäljestä on poistunut. Mission accomplished!

Elektrolyysillä tuotettu vety on kuitenkin merkittävästi kalliimpaa. Yksi vetykilo vaatii vähintään 35 kWh sähköä mikä tarkoittaa, että esim. 5 senttiä/kWh hinnalla pelkästään sähkölasku olisi suunnilleen yhtä suuri kuin fossiilisen vedyn lopputuotteen hinta. Kun tuohon päälle lasketaan vielä pääomakustannuksia yms. saamme lopputuloksen, että elektrolyysillä tuotettu vety on useita kertoja kalliimpaa ja hintaero kasvaa mikäli elektrolyysilaitteet eivät ole päällä 24/7.

Kovin alhaisella päästömaksulla tuota tasapainoa ei korjata. Jotta elektrolyysi olisi kannattavaa, tulisi fossiilisen vedyn tuottajan joutua maksamaan monta sataa euroa per tupruteltu hiilidioksiditonni. Voi myös olla, että ainaisesta hypetyksestä huolimatta elektrolyysi ei tule koskaan olemaan alhaisemman kustannuksen vaihtoehto. Valitettavasti veden pilkkominen osiinsa on kuitenkin työläämpää kuin metaanin. Jos olisi pakko arvata kummalla tavalla tuotettu vety on halvempaa, olisi järkevämpää lotota fossiilisen vedyn puolesta. Toisaalta jos käytössä olisi merkittävästi maakaasua halvempaa energiaa tilanne voi muuttua.

Mainitsin jo aikaisemmin, että typpilannoitteen hinta saattaa olla noin 5% maanviljelijän lopputuotteen arvosta ja se taas on pieni osa siitä hinnasta mitä kuluttajina maksamme ruuasta kaupassa. Mikäli vain tekisimme päätöksen fossiilisen vedyn kieltämisestä, tuskin se mitään suurempia mullistuksia aiheuttaisi etenkin mikäli samalla emme vaadi vedyn tuotantoa tavoilla, jotka ovat erityisen kalliita.

Toisille tämän kaltainen tuumailu on jo merkki epäkestävän maailman ajamisesta. Ruokaa tulisi tuottaa “ei-teollisesti” ja kemian kaavoilla ja teollisuuden prosesseilla ja kannattavuudella ei tulisi olla tässä keskustelussa osaa. Meidän tulisi luottaa vain biologiseen typensidontaa. Mitä tämä voisi tarkoittaa? Jos kylvämme hehtaarille apilaa, se saattaa vuoden aikana sitoa ehkä sen noin 100 kg typpeä mitä viljely vaati. Huomattavaa kuitenkin on, että tällöin pelto tuottaisi ruokaa vain joka toinen vuosi eli saman kalorimäärän tuottaminen vaatisi pyöreästi kaksinkertaisen viljelyalan. Voimme myös tuoda pellolle ravinteita sen ulkopuolelta. Luomusäännöissä on tällä hetkellä porsaanreikä missä tavallista rehua syövän eläimen lanta voidaan laskea “luomulannoitteeksi”. Eli jossain on teollisesti lannoitettu rehupelto, lehmä syö rehun ja käyttää sen typestä vain osan ja lannan sisältämä “teollinen” typpi on muuttunut “kestäväksi”. Tämä on huono vitsi ja porsaanreikä pitäisi sulkea mahdollisimman pian.

Mutta jos käytämme viljelyyn hehtaarin sijasta kaksi niin, että toisella hehtaarilla viljellään  apilaa (tai muuta vastaavaa) ja toisella viljaa, voimme tuottaa saman ruokamäärän joka vuosi. Valitettavasti tuossa pitää laskea maankäytön päästövaikutukset mukaan. Suomessa hehtaarilla metsää on ilmeisesti hiiltä tyypillisesti ehkä reilut 100 tonnia. Tämä voi pyöreästi puolittua, kun metsä korvataan pellolla ja jos vuotanut hiili jaetaan esimerkiksi 50 vuoden ajalle tuo tarkoittaa noin tonnin hiilipäästöä per vuosi eli hiukan vajaa 4 tonnia hiilidioksidia per vuosi. 

Teollinen_vs_biologinen

Summittainen arvio eri typensidontamenetelmien hiilidioksidipäästöistä hehtaarilla peltoa.

Ylläolevan arvion yksityiskohtia voi toki viilata, mutta suuri kuva ei muutu. Maankäytön muutoksiin liittyvät kasvihuonekaasupäästöt ovat merkittävästi korkeampia kuin fossiilisilla tuotetun typpilannoitteen päästöt. Teollisen typpilannoitteen korvaaminen biologisella sidonnalla ei tällä hetkellä ole lähtökohtaisesti siirtymä kohti kestävämpään tuotantoa vaan siitä pois päin.

On pienempiä sektoreita millä tämä voi kuitenkin olla perusteltua. Esimerkiksi biodiversiteetin suojelu voi edellyttää niittyjen ennallistamista ja ylläpitämistä ja tässä vanhoilla viljelykäytänteillä voi olla järkevä rooli. Alhaisten tuotantomäärien vuoksi ne eivät kuitenkaan ole kestävä vaihtoehto ihmiskunnan ruokkimiseksi. Itse asiassa jo alussa mainittu huomio siitä, että teollinen typensidonta on samaa suuruusluokkaa kuin biologinen olisi riittänyt tämän huomion tekemiseksi. Jos teollisesta typensidonnasta luovutaan, ihmiskunnan pitäisi valjastaa loputkin planeetasta vatsansa täyttämiseksi.

Bioteknologia voisi tarjota kiinnostavan vaihtoehdon tähän. Kenties tutkijat kykenevät editoimaan joko kasvien tai bakteerien perimää niin, että biologinen typensidonta onnistuu myös viljakasveilla. Tämä voisi merkittävästi vähentää riippuvuutta “teollisista” lannoitteista. Valitettavasti tämä voi törmätä hyväksyttävyysongelmiin. Suuri osa “kestävistä” tuotteista on luotu ennen kaikkea vetoamaan kuluttajien mieltymyksiin niin, että tuote voidaan myydä korkeammalla hinnalla. Ei ole mitään syytä olettaa, että keskimääräisen kuluttajan preferenssit heijastelisivat sitä mikä on ympäristöongelmien minimoinnin kannalta viisainta. Lopputuloksena on esimerkiksi luomustandardit, joissa ei ainoastaan suhtauduta kielteisesti moniin olemassa oleviin työkaluihin vaan myös vaadittava teknologinen kehitys on de facto kielletty ja korvattu sanahelinällä. (Jos joku kehittää esimerkiksi typpeä sitovan vehnän ilman geenieditointia, voi osoittaa minun olleen väärässä.) Tarvitsemme elintarvikkeille ympäristömerkinnän mikä oikeasti keskittyy ympäristövaikutusten minimointiin ja eläinten hyvinvointiin.

 

Lisätty 10.6.2019:  Kirjoitus sai toisaalla osakseen kritiikkiä simplistisestä orgaanisen ja ei-orgaanisen typen esittämisestä samana. Lisäksi asetelma on liian mustavalkoinen. Tämä on totta.  Mikäli typpi siirretään maahan kuolleissa kasveissa tällä voi olla maanrakenteeseen, faunaan ja floraan myönteisiä vaikutuksia mitä nopeasti liukenevalla typpilannoitteella ei ole. Kirjoituksen pointti ei ole esittää, että biologinen typensidonta on paha asia tai, että kaikki lannoitus tulee tehdä teollisilla typpilannoitteilla. Pyrin lähinnä korostamaan sitä, että mikäli biologinen typensidonta tehdään tavalla mikä heikentää maankäytön tehokkuutta sen negatiivinen ilmastovaikutus on hyvin helposti paljon suurempi kuin teollisten typpilannoitteiden. Voi hyvin olla, että kombinaatio biologista typensidontaa täydennettynä teollisella lannoitteella on viisain vaihtoehto mikäli sillä saavutetaan korkea satotaso. Ainakin itse näen toistuvasti kannanottoja joissa esitetään, että pelkästään biologinen  typensidonta riittää ja teollisista typpilannoitteista tulisi luopua. Tämä ei pidä nykyisessä maailmassa paikkaansa. Lähinnä sitä yritän kirjoituksella tuoda esiin.

uplook

Kas, skenaario saavutti pakonopeuden ja lensi ulkoavaruuteen.

Breyer et al. ovat taas tehneet “mallinnuksiaan”. He keksivät (kuten aina) sopivat hinnat vuodelle 2050 ja päätyvät siihen lopputulokseen, että täysin uusiutuviin pohjaava energiajärjestelmä on…rummun pärinää…taloudellinen ja helppo toteuttaa. Tätä viestiä sitten kritiikittömästi toistetaan esimerkiksi Ylessä. 

Minulla on jo historiaa tämän genren ilonpilaajana, joten… En jaksa nostaa kaikkia kummallisuuksia esille, mutta mainitsen muutamasta erikoisuudesta, joita en ole aikaisemmin huomannut. Aikaisempiin huomioihin voitte tutustua täällä, täällä, täällä ja täällä.  (pdf tiedoston lisäksi lähteenä on tässä käytetty kirjoittajien antamaa Excel-taulukkoa)

Tässä uudessa raportissa on paljon jännittäviä yksityiskohtia jo ihan lähitulevaisuudelle. Esimerkiksi siellä esitetään, että globaali geotermisen sähkön kapasiteetti nousee 13 GW tasolta 161GW tasolle vuosien 2015 ja 2020 välillä (ja siitä 890GW tasolle 2050 mennessä).  Tämä on yllättävä luku, kun rakennustahtia vertaa teollisuuden kokoon. Maailmassa geotermisen sähkökapasiteetin määrä on kasvanut noin 500MW/vuosi (lähde: IRENA). Tuolla tahdilla 150GW vaatii noin 300 vuotta, mutta Breyer et al. olettavat urakan valmiiksi jo tämän vuoden lopulla.  (Jos muuten kapasiteetti maksaa noin 5000€/kW kuten Breyer et al. olettavat,  miksi pääomia vaaditaan Excel-taulukossa 180 miljardia euroa 2015-2022 eikä noin 750 miljardia?)

GeothermalBreyer

Geoterminen sähkö IRENA:n mukaan vuoteen 2018. Lisäsin sen mitä Breyer et al. tälle olettavat tämän vuoden lopussa. Huomaako kukaan mitään erikoista? Markkinoinnin mukaan tämä kaikki on kuitenkin erinomaisen järkevää ja kannattavaa. (En ole mielestäni syypää hölmöön skaalaan.)

Entäs tämä raportissa esiintynyt karttakuva tuulivoiman käyttötuntien määrästä? Siellä maksimi on järkevästi noin 3500 tunnin kohdalla. Kun avaan excel-taulukon ja katson vaikkapa Etelä-Amerikan lukuja, siellä 8-27GW maatuulivoimaa (vuodet 2015-2020) tuottaa 69-149TWh sähköä. Ts. käyttötuntien määrä on yli 8600 tuntia vuonna 2015 ja yli 5500 tuntia vuonna 2020. Miten nämä keskiarvot voivat olla korkeampia kuin kartan maksimi?

WindFLH.png

Breyer et al. esittivät kartan olettamilleen tuulivoiman käyttötunneille ympäri maailmaa. Maksimi on järkevästi 3500 tunnin kohdalla. Kuinka on sitten mahdollista, että esimerkiksi Etelä-Amerikassa käyttötunnit ovat heidän Excel datansa mukaan keskimäärin noin 5520 tuntia vuonna 2020?

Entä tuulivoiman rakennustahti? Globaalisti teollisuus on rakentanut noin 50GW kapasiteettia vuodessa. Vuosien 2015-2020 välille Breyer et al. kuitenkin olettavat yli 100GW asennustahdin ja vuoden päästä tahti kiihtyy 600GW/vuosi tasolle (2020-2025). Mitä ihmettä täällä tapahtuu?

Screenshot 2019-05-01 at 18.54.43.png

Tuulivoiman globaali asennustahti vuoteen 2018 asti IRENA:n mukaan. Teollisuuden koko noin 50GW nurkilla. Breyer et al. olettavat yli 100GW/vuosi 2015-2020 ja yli 600GW/vuosi vuosille 2020-2015?

Entä elektrolyysilaitteiden oletettu kapasiteetti? Globaali asennustahti on nähtävästi nyt noin 100MW/vuosi. Breyer et al. olettavat kuitenkin, että tämän vuoden lopussa kapasiteetti on yli 50GW. Alla oleva kuva suhteuttaa tätä maa planeetan tilanteeseen. Eroa on jonkin verran.

Breyer_Electrolyzer

Oikeasti globaaliasennustahti on noin 100MW vuodessa. Breyer et al. visioivat yli 50GW kapasiteettia…tämän vuoden lopussa. Noin 500 kertaa todellisuutta korkeampi asennustahti. Sinne päin…

Sama meno jatkuu. Vuonna 2015 Breyer et al. antavat globaalin lämpöpumppukapasiteetin 61 GW lämpöä. Vuoteen 2020 mennessä kasvua on “kohtuullisesti”…1641 GW tasolle!!! Samaan aikaan globaali asennustahti on ilmeisesti noin 3.75GW/vuosi. Tämä on hiukan alhaisempi kuin Breyerin olettama yli 300GW/vuosi.

Breyer_vs_IRENA_Heatpump.png

Akkuja käytetään varastoimaan sähköä. Verrattuna jopa IRENA:n projektioihin Breyer et al. tulokset näyttävät erikoisilta.
Breyer_vs_IRENA_Battery.png

Sähköä varastoidaan myös paineilmaa hyväksi käyttäen (A-CAES). Tätä kapasiteettia pitäisi parin kuukauden päästä olla yli 800GWh. Maa planeetalla kapasiteetti on muutama GWh ja pienet korkeintaan GWh luokan projektit ovat R&D vaiheessa.
Breyer_CAES.png

sigh.gifHuokaus. Tämä on niin ihmeellistä, että pää menee pyörälle. Ikään kuin asia on realistista, kun numero on fysikaalisesti mahdollista kirjoittaa Excel-taulukon soluun. Jos tämä taas on mahdollista, on se myös helppoa ja taloudellisesti kannattavaa todellisuudessa. QED.

Koska on aivan ilmeistä, että näitä skenaarioita ei tehtailla niiden toteuttamiskelpoisuuden vuoksi, miksi tätä tehdään? Itse näen ongelmakentän yksittäistä tutkijaa laajempana ongelmana. Myyttien tehtailu tulee nähdä sosiaalisessa kontekstissaan. Myyteille on kysyntää ja tämä  kysyntä nähdään siitä kritiikittömästä vastaanotosta minkä ne monissa piireissä saavat. Ihmiset kaipaavat mm. teknologiamyyttejä, joilla voivat rationalisoida sen mitä tekevät ja mitä haluavat tehdä joka tapauksessa. Myyttiä voidaan käyttää kätkemään muuten kiusallinen todellisuus ja sovittaa yhteen de facto status quon pönkitys ja omakuva radikaalina muutosvoimana.

Lisäys 8.5: Tässä vielä yksi esimerkki siitä miksi näitä on niin vaikeaa lukea. Paikka paikoin kummallisuudet ovat kerroksittain toistensa päällä.

    1. Annetut pääomakustannukset CSP:lle (concentrated solar power) ovat selvästi pielessä. Screenshot 2019-05-08 at 10.34.32.png
    2. Annettu viite ei tue annettuja lukuja eikä edes liity samaan teknologiaan!Screenshot 2019-05-08 at 10.36.59.png
    3. Luvut mitä Excel-taulukossa on eivät edes perustu paperissa olleen taulukon arvoihin. Siellä pääomakustannus näyttää olevan merkittävästi korkeampi.

Lisäys 12.6.2019: Luin teollisuuden lobbausjärjestön “SolarPower Europe”:n tuoreinta markkinaraporttia aurinkosähköstä. Vertasin sen arvioita siihen mitä tässä kirjoituksessa käsitellyssä skenaariossa oli. Eroa on taas jonkin verran.

Breyer et al. punaisella

 

mthRecently I wrote (in finnish..part1 and part 2) about negative emission in IPCC scenarios and what that might imply for my home country Finland. I realized few interesting things that I wish to share also more broadly.

Integrated assessment models have a very limited technology set to play with.  In negative emissions this means maybe some changes in land use emissions and then bioenergy with CCS. When hammer is your only tool, everything starts to look like a nail. Why would CCS make sense if you can store that biomass carbon as a solid? Surely that is easier than burning the carbon and then trying to deal with the resulting volumes of gas.

In the models BECCS doesn’t have to compete agains this option since no such option is implemented. Some tens of dollars per ton of negative emissions might in fact be enough divert biomass into carbon storage and stop it being burned for energy. Pricing of negative emissions would undermine the fuel supply of all those biomass burning facilities. Implementing this option could have important implications for existing scenarios. Also, absence of this cheap carbon storage options from the models might imply severe overestimation of negative emission costs.

Screenshot 2019-03-21 at 12.07.01

From GLOBIOM land use model documentation. What about the carbon storage without burning option? I want that one.

Relatively low price also means that negative emission pricing might be much more strongly coupled to the food production than assumed. Modest payment for negative emissions might be enough to make farmers enter the negative emissions market and exit food production. This is something  whose impact should be thought through very carefully.

Those familiar with my earlier posts (for example here), know I am not too impressed by the IAM scenario factories. The observations above add to earlier criticism. Seemingly arbitrary technology restrictions and myopic focus on energy sector can have serious consequences for the usefulness of IAM generated scenarios. Models seem to treat biosphere mainly as a source of biomass for energy. Maybe, from the climate perspective, we should be seeing it more as a cheap source of negative emissions and let the energy sector fend for itself?

Kirjoitukseni toinen osa nyt Viitteen blogissa. Tervetuloa! Tällaista pyramidia et ole ennen nähnyt.

Kirjoitin negatiivisista päästöistä Tieteen ja teknologian Vihreiden blogiin. Tervetuloa lukemaan! https://www.viite.fi/2019/03/05/negatiiviset-paastot-ja-ilmastonmuutos-osa-1-2-globaali-konteksti/
AFOLU_BECCS_Change-400x284

3118400365_5cb544e271_o

Risk? What risk? Photocredit.

Our abilities in predicting the future are very limited, but that does not stop people from trying. As a rule of thumb I would recommend not trusting those who seem most certain since they are most likely to hide risks and use their divinations for personal goals. In energy discussions one commonly occurring tool of divination is the “learning curve”. It tells that for each doubling of the capacity of some technology you get certain fractional change in unit costs (a bit more than 20% reduction in the photovoltaics module cost, for example). The message that is usually delivered is that even though something is costly now, it soon will not be… if we stay the course and double the capacity sufficiently many times. Very few acknowledge that the learning curve is not a law of nature, but rather a rule of thumb that might work…until it doesn’t.  Discussion about implicit risks is almost always non-existent. In this post, I will dig into this issue a bit deeper highlighting some of the hidden risks involved.

To do this I will choose one specific future scenario and one specific technology. I choose to focus on the PV module costs, assume that we will increase the capacity by a factor of 100 to around 50TW by 2045. This implies (unrealistic in my opinion) exponential growth of the installed capacity with around 17% yearly growth (see figure below). This is somewhat artificial in a sense that for photovoltaics most of the costs are not from the module anymore, but I do this in any case to illustrate the math of the learning curve. I take the historical module costs and assume that technology has now matured and the module cost will remain the same from now on until 2045. What happens to our learning curves?

Model_Capacity.png

Capacity of photovoltaics in this thought experiment

As we proceed to the future, I recompute the learning curve every year by fitting the data to the new, stagnant, cost. We start with the learning rate somewhat above 20% today and then…almost nothing happens! How very exciting.

Learning_Rate_Fit_No_Learning.png

Learning rate from least square fit as capacity raised to around 50TW without any cost reductions.

To illustrate this I show below the learning curve at 2045 after almost 30 years
without cost reductions while capacity increased by a factor of 100. Learning curve fit is almost insensitive to the future costs since data points decades ago dominate the fit. It can enable the narrative of rapid cost reductions even after a generation of exponential growth without any cost reductions. It seems to be a tool perfectly designed to hide risks. It cannot identity when technology has matured (which might even be useful for marketers or thought leaders looking for lucrative career around single grand narrative).

There are ways to fix this though and the other fit demonstrates this. In this fit I choose to weight the points with the yearly installed capacity with the thought that data from building 100GW of panels is more informative than data from building 1MW. Now the fit does care about recently realized cost and the learning rate collapses. Fit is no longer good for points decades ago, but from the 2045 perspective it reflects what happened recently better.

Cap_Cost_Fits_Comparison.png

Designed to enable hype ad infinitum. (Black line aims to get a more useful indicator. In the fit data points are weighted with installed capacity that year. Typo on y-axis label…should be $/kW.)

What would this imply for the costs of building all those panels? The last figure shows the required capital as a function of learning rate. There is an uncertainty of around 15000 billion $. If one only uses the highest learning rate, there is a possibility of understating the capital required for modules by a factor of around 4.

Panel_Investment.png

Panel investments as a function of learning rate. Factor of 4 underestimate possible. Who carries this risk? (Maybe another 30-40 trillion or so from balance of system costs?)

Things to ask/look for in cost studies:

  1. What was assumed about the learning effects? Constant learning ad infinitum for some techs and no learning for others? Is there a floor cost or not? There should be.
  2. Was the sensitivity for the learning rate analyzed? If not, then there is an attempt to burden someone (public) with risks (which is a cost) they were not informed about. As I wrote this I found this very recent presentation by Carrara et al., but it is worrying that this is not standard. Presentation tells us (see figure for example) that in our old friend REMIND-model PV share collapses from dominant to 10% range if learning stalls. Sensitivity is also asymmetric so that the sensitivity is larger for decreasing learning rates.  Because of this one would imagine a need to be extra careful in identifying technology maturation.

    Screenshot 2019-01-24 at 16.23.35.png

    PV share in the IAM models is very sensitive to assumed learning.

  3. Was the same learning rate used even after cost structure changed? For example, learning rates for PV are computed for modules, but costs are nowadays dominated by balance of system costs which have different (lower) “learning rate”.  I have read countless of articles and publications where this change of the cost structure is casually ignored. Since the risk seems to be towards lower learning rates than assumed, there seems to be substantial risk of too rosy IAM scenarios in the literature.
  4. Are the costs prior to the imagined future costs discussed? It is bizarre, but some actually imagine costs for 2050 which they then use to make claims about economical options today. Cost comparisons become disconnected from the real world with this one handy trick.

In case you were wondering if obstinately sticking to a narrative well past its best before date could actually happen, see how the wind turbine costs have developed. Costs today are about the same as 15 years ago.

BerkeleyReport2017.png

Cost of US wind turbines according to “Wind technologies market report 2017”. Costs today are about the same as 15 years ago.

Meanwhile for example IRENA (and many others) still use the learning curve as if nothing has happened. How come?

screenshot 2019-01-24 at 16.05.40

There is something funny going on on the right hand side don’t you think? Shouldn’t you be a bit more careful with those fits? “No there isn’t. No I shouldn’t.”: IRENA 2017

 

Snowman.jpeg

Akatemian “Smart energy transition”-projekti julkaisi äskettäin keskustelupaperin Suomen lämmityksen dekarbonisaatiosta. Paperi on kiinnostava osa keskustelua, mutta valitettavasti kärsii kapeasti asetetusta kysymyksen asettelusta. Siinä ei vertailla erilaisia vaihtoehtoja toisiinsa vaan esitetään vain yksi vaihtoehto. Joulumielellä tein siis pikaisesti yhden tällaisen vertailun itse.

Heating_Original.png

Kuva 1: yhteenveto SET projektin ajatuksesta Suomen lämmittämisestä. (Se mitä “lämpöpumput” tarkkaan ottaen ovat jäi hiukan epäselväksi.)

Vaihtoehto: JOULUN HENKI. Mitä jos unohtaisimme lämmöntuotannossa tuulivoimalat, lämpöpumput jne. ja rakentaisimme vain lämpöä tuottavia ydinreaktoreita ja pitäisimme pienen määrän biomassaa polttavia laitoksia talven kysyntäpiikkien kattamiseksi? Ensimmäiseksi korjaan alkuperäisestä paperista lämpöpumppujen kohdalla olleen laskuvirheen käyttäen alkuperäistä pääomakustannusta, joka on ehkä hiukan optimistinen (6000 megawatille), mutta kuitenkin ehkä tästä maailmasta. (Toinen vaihtoehto olisi puolittaa lämpöpumppujärjestelmien hinta, mutta sillä hinnalla ei Suomessa voi toteuttaa likimainkaan 6000MW lämpötehoa.)

Heating_Corrected.png

Kuva 2: korjasin hiukan. Muutetut kohdat merkitty.

Seuraavaksi tein vastaavan laskun “JOULUN HENKI” vaihtoehdolle.Valitsin pääomakustannukset melko konservatiivisesti. Jos joku huomaa niissä ilmeisiä virheitä, korjatkaa ihmeessä. Vuosikustannus on “JOULUN HENKI” vaihtoehdossa noin miljardi euroa alhaisempi. (Olen tyytyväinen, että nopea arvioni päätyi kokolailla samaan lopputulokseen kuin tuore Konsta Värrin diplomityö Aalto-yliopistossa missä asiat tehtiin paljon huolellisemmin. )

Heating_Joulunhenki.png

Kuva 3: JOULUN HENKI vaihtoehto…Miljardin verran säästöä vuodessa. Hyvää Joulua!

Summa on suurempi kuin Suomen kehitysyhteistyön määrärahat ja sillä ostaisi esimerkiksi kaikille pääkaupunkiseutulaisille julkisen liikenteen seutulipun koko vuodeksi. Teknologinen riski olisi myös merkittävästi alhaisempi eli päästövähennykset saavutettaisiin varmemmin. Hyvää Joulua kaikille!

P.S. Minusta näitä laskuja pitäisi oikeasti tehdä alhaisella korolla, jotta tulevien sukupolvien intressit tulevat huomioiduksi. Laitan vielä loppuun yllä olevan vertailun, mutta tehtynä 1.4% korolla.

Heating_options_1.4discount.png

Kuva 4: sama kuin aikaisemmin, mutta 1.4% korolla.

Follow me on Twitter

Goodreads

Punainen risti

Unicef