A Greenpeace report commissioned from 100%RE academics from Lappeenranta University of Technology (of course) on electricity generation costs was recently published in Journal of Cleaner Production. Details of the computations were kindly made available as a supplementary spreadsheet. The results left something to be desired. I wrote a response which has now been published. “Response to ‘A comparative analysis of electricity generation costs from renewable, fossil fuel and nuclear sources in G20 countries for the period 2015–2030’”. Link should work for few months after which you either need access to the journal or capability to search from sci-hub.tw. Take away lesson as usual: Be critical and do not automatically trust the results or conclusions.

Added 18.10.2018: The free share link does not seem to work from WordPress so if you don’t have access otherwise you can try sci-hub. I can of course also send the pdf if you contact me.

Advertisements

Vihreät esittävät haasteen todellisista keinoista torjua ilmastonmuutosta. Aivan oikein kaivattiin konkretiaa ja lukuja pöytään.

5B3E5266-D826-4436-B02C-2639AE2AAB5B-16027-00001266D7906D17.GIF

kuulin “lukuja pöytään”-kutsun

Triggered. Laitan tässä joitain lukuja pöytään liittyen lähinnä pääkaupunkiseudun lämmitysratkaisuihin. Näitä voi hioa eikä niiden ole tarkoitus olla erityisen tarkkoja vaan lähinnä kartoittaa suuruusluokkia ja näiden suuruusluokkien implikaatioita. Siis tehdä sellaista mikä itsestäni on hauskaa. Joku muu saa täyttää yksityiskohdat.

Mitä vaihtoehtoja meillä on dekarbonisaatioon? Esimerkiksi Irti hiilestä kampanjassa ei enää innostuta biomassasta (aivan oikein), energiatehokkuudesta pidetään kuten myös maalämmöstä ja aurinkolämmöstä. Ydinlämpöä ei haluta (ei voi rakentaa lähelle keskustaa, ei ole relevantti ja erityisesti ei ole taloudellisesti kannattava…herättäen kysymyksen siitä, mikä vaihtoehto on?) . Tämä on ymmärtääkseni nykyään melko yleinen toivelista ja olkoonkin, että sille harvemmin lyödään lukuja pöytään, joilla sitä voisi konkretisoida. Moni on myös edelleen jonkinlaisessa kognitiivisen dissonanssin tilassa puunpolton suhteen. Sitä vaadittiin vielä muutama vuosi sitten paljon lisää, nyt se on hallituksen vika samaan aikaan, kun laiva ajautuu kohti haaksirikkoa hiljaisuuden vallitessa kunnallistasolla. Hiilentalteenottoa ei halua oikein kukaan, mutta jos en väärin muista joku vanhempi Helenin dekarbonisaatiostrategia nojasi sen maagiseen ilmestymiseen 2020-luvun lopulla. (Isossa-Britanniassa Greenpeace muuten ehdottaa raikkaasti fossiilisten polttoaineiden polttoa sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitoksissa. On siis niitäkin ympäristöjärjestöjä joiden mielestä Helsingin nykyinen lämmitysjärjestelmä kelpaa esikuvaksi. Hämmentävää, mutta totta.)

Sitten on vaihtoehtoja, jotka pistän toistaiseksi kategoriaan diiba-daaba. Näitä ovat: kunnianhimoinen, moderni, hajautettu, kestävä, ketterä, joustava, tulevaisuuden energiavaihtoehto, taloudellisesti kannattava hybridivaihtoehto, pienenergia ja puhtaampi vaihtoehto. Lista täydentyy, kun uutta höttöä pöhistään. Näitä ei ole ainakaan tällä hetkellä tarkoitettu valaisemaan todellista vaihtoehtoa vaan lähinnä kätkemään sen puute. Jos näihin joskus saadaan substanssia mukaan, voin toki vaihtaa niiden kategoriaa. (Joskus tenttejä korjatessa näen kuinka vähemmän opiskelleet heittelevät epätoivoisesti aiheeseen liittyviä termejä sinne tänne toivoen, että joku niistä tarttuu riittävän hyvin muutaman säälipisteen ansaitsemiseksi. Lähes poikkeuksetta suoritukset epäonnistuvat.)

Tarkastellaan nyt lyhyesti neljää “oikeaa” vaihtoehtoa. Ydinlämpö, maalämpö, aurinkolämpö ja energiatehokkuus. Laitan tavoitteeksi sen, että lämpöä tuotetaan noin 7.5TWh. Se mikä tarve tarkkaan ottaen on, on nyt epäolennaista. Tuollaisesta suuruusluokasta kuitenkin puhutaan mikäli Helsinki aiotaan dekarbonisoida. (Keskimääräinen lämpöteho olisi siis noin 900MWth tosin kausivaihtelu on hyvin suurta ja talven kulutuspiikkejä varten tarvittaneen erillisiä huippukulutuksen kattiloita ratkaisussa kuin ratkaisussa.) Suoran sähkölämmityksen sivuutan lähinnä siksi, koska olemassa olevan kaukolämpöverkon yhteydessä meidän pitäisi pystyä parempaankin. (Lisäksi osa sähkölämmittäjistä näkee tämän lähinnä keinona dumpata tuulivoiman mahdollisen ylituotannon lämmöksi. Tämä voi olla marginaalissa järkevää, mutta ei tuota vaadittua dekarbonisaatiota.)

Ydinlämpö: Voinemme olla samaa mieltä siitä, että Olkiluodon projekti sössittiin pahoin ja maksoi enemmän kuin mitä olisi voinut toivoa. Sanotaan, että siihen upotettiin noin 5.6 miljardia euroa/GWe. Mikäli lämpöä muutetaan sähköksi noin kolmanneksen hyösuhteella tuo tarkoittaisi lämpötehona noin 1900€/kWth (lopun “th” implikoi lämpöä). Mikäli meitä kiinnostaa pelkästään kaukolämmön tuotanto voisimme luopua generaattoreista eikä varmaan olisi mitään syytä korkeapaineiselle vedelle eikä siihen liittyvälle höyryräjähdyksen riskinhallinnalle. Pääomakustannukset voisivat siis olla huomattavasti tuota alhaisempiakin, mutta yritetään nyt olla asiaankuuluvan pessimistisiä. Elinikä laitoksella varmaan vähintään 60 vuotta…olisiko kenties enemmänkin, koska toimintaolosuhteet ovat vähemmän rasittavat? Tilankäyttö on epäselvää ja varmasti riippuisi nimbyilyn lisäksi siitä miten STUK tuollaista päättäisi säädellä. Varmaan joka tapauksessa olisi syytä sijoittaa se tiiviimmän asutuksen ulkopuolelle. Tuossa kuitenkin ensimmäinen luku pöydässä….jatketaan…

Maalämpö: Tätä on hankalampaa arvioida, koska erilaisia vaihtoehtoja voi olla monia riippuen siitä kuinka syvälle halutaan porata, käytetäänkö lämpöpumppuja, ollaanko maalla vai merellä jne. jne. Hankaluus ei ole kuitenkaan sama asia kuin mahdottomuus. Lähdetään nyt siitä reunasta liikkeelle minkä lukuja jo tunnemme omakotitalojen maalämpöratkaisujen kohdalta. Sanotaan, että tämän esimerkin (otan mahdollisimman alhaisen hinnan niin, että erehdyn luultavasti optimismin puolelle) mukaisesti 15000€ remontilla porataan 160 metrin kaivo ja siitä saadaan 27MWh lämpöä vuodessa. Keskiteho olisi siis noin 3kWth. Toisin sanoen saamme arvion noin 5000€/kWth. Toinen luku pöydässä. Great success! Laitteiston pyörittäminen vaatisi lisäksi näköjään keskimäärin noin 700W sähkötehoa. Jos se olisi tuulivoimaa ja integrointihaasteita ei ole (niitä tietenkin on, mutta ollaan asiaankuuluvan optimistisia)…ehkä noin 2000-3000€ hintalappu eli noin tonni lisää edelliseen per kWth arvioon.)

Borat

Näiden matalien maalämpökaivojen minimietäisyyden tulisi olla Espoossa (varmaan about sama muualla) noin 15 metriä. Jos tuottaisimme 7.5TWh lämpöä tuollaisilla, tilaa vaadittaisiin noin 63 neliökilometriä eli noin kolmannes Helsingin pinta-alasta. (Esimerkiksi Hiilivapaa Suomi kampanja kaipaa ratkaisut lähelle kaupunkikeskustaa eli jonkinlaisia vaikutuksia tuosta voi olla.) Kaupungin alla olevan kallion jäähtyminen olisi varmaan relevantti asia jo vuosikymmenen aikavakiolla eli kovin pitkäaikaiseksi ratkaisuksi en tuota uskaltaisi sanoa. (Niin ja maalämpöhän ei siis ole “uusiutuvaa lämpöä”. Kallio ei uudelleen lämpene meille nyt relevantissa aikaskaalassa.) Vaaditun pinta-alan ja korkeampien tuotantokustannusten vuoksi epäilen, että tämä on toimiva ratkaisu lähinnä yksittäisissä taloissa. Sitä on vaikeaa skaalata tasolle mikä olisi merkittävä koko kaupungin lämmöntarve huomioonottaen. Olisi tietenkin mukavaa olla väärässä.

Huom. (lisäys 13.9.2018): kommenteissa Petteri korjasi kerrostalo maalämpöjärjestelmien hintaa mahdollisesti alaspäin. Tässä on esimerkki järjestelmästä, joka ehkä maksoi noin 2500-4000/kWth. Kaikkia tarvittavia lukuja ei annettu joten jouduin hiukan arvailemaan. Epävarmuutta aiheuttaa ennen kaikkea se mitä kaukolämmön hinnaksi oli oletettu päädyttäessä 90000vuosikustannuksiin ja mikä systeemin lämmöntuotanto oikeastaan on.

Voimme myös porata syvemmälle. Lämpötila nousee syvemmälle mennessä kuten myös kivimassan määrä mistä lämpöä voi louhia. Tällaisia reikiä ei tarvittaisi niin paljon, koska reikäparista saa suuremman lämpötehon ulos. Jos menemme riittävän syvälle, on lämpötila niin korkea, että lämpöpumppuja ei välttämättä edes tarvita. Suomi on kuitenkin paska maa…tässä asiassa. Siinä missä esimerkiksi Islannissa vesi voi kiehua jo alle kahden kilometrin reiässä, meillä pitää mennä yli 5 km. Otaniemessä porataan noin 7 km syvyyteen. Onko tällä väliä? No jos googlaan porauskustannuksia löydän geologin arvioita, joissa porauksen kustannukset nousevat jotakuinkin lineaarisesti pariin kilometriin saakka, mutta jonka jälkeen kustannus nousee nopeammin. Samaan lämpötilaan pääsy voi meillä edellyttää 7km reikää, kun muualla 2 km riittää. Kustannus voi meillä olla tästä noin 6 kertaa korkeampi kuin suotuisemmilla alueilla. (Siihen on kuitenkin syynsä miksi tätä harrastetaan enemmän Islannissa.) Toivottavasti St1 lyö luvut pöytään Otaniemen projektistaan (kun se joskus toivottavasti valmistuu) niin, että kustannuksia voi varmemmalta pohjalta vertailla. Lähtökohtaisesti kustannukset voinee olettaa korkeiksi, koska muussa tapauksessa tätä tehtäisiin jo nyt paljon meitä paljon suotuisimmilla alueilla.

jrc-heat-within-earths-crust-europe

Lämpötila 5 km syvyydessä

Aurinkolämpö: Esimerkkinä aurinkolämmön mahdollisuuksista on mainittu tanskalaiset, jotka ovat rakentaneet esimerkiksi Marstalissa aurinkolämpölaitoksen, joka kattaa noin puolet kylän lämmön tarpeesta (kesällä, syksyllä ja alkutalvella).

marstal-powerplant-1

Kuvan lampaat eivät liity tapaukseen

On hyvä huomata, että Marstal tuottaa toisen puolen lämmöstään biomassaa polttamalla. Se ei siis ole tältä osin erityisen hieno esimerkki kestävästä energiantuotannosta. Mutta mihin Marstal kykenee ja mihin hintaan? Marstalissa kerätään auringosta lämpöä ja sitä varastoidaan lämmön kausivarastoon (27 asteessa, koska alhaisen lämmön varasto vuotaa vähemmän). Tästä varastosta lämpöä sitten käytetään nostamalla lämpötilaa lämpöpumppujen avulla korkeammaksi. Kun lämpö talvella loppuu, aletaan polttamaan puuta. Lystistä voi joutua maksamaan 15.1 miljoonaa euroa, jolla saa noin 2.8 MW keskimääräisen lämpötehon. Tuosta siis noin puolet oli peräisin puun poltosta. Kolmantena lukuna saamme siis 5400€/kWth ratkaisulle, jonka kestävyys on vielä puunpolton seurauksena hiukan work in progress asteella. Puunpolton vähentäminen nostaa hintaa merkittävästi.

Tilaa Marstal-ratkaisun aurinkolämpöosa voisi vaatia noin 20 neliötä per asukas eli neljän hengen kerrostalossa asuva perhe vaatii suunnilleen asuinneliöiden verran lisätilaa (ja sitä tilaa ei voida rakentaa kerroksittain). Jos tähtäisimme 7.5TWh tuottamiseen aurinkolämmöllä, tilaa vaadittaisiin yli 10% Helsingin pinta-alasta…3-4 keskuspuistoa riittänee. Laitan tuossa alla arvion kartalle. Vaikutukset maankäyttöön ovat riittävän suuret, että niistä varmaan pitäisi keskustella. Millainen hintalappu sille maalle pitäisi itse asiassa lätkäistä? Kuka tuo luvun pöytään? Mikään sotasuunnitelma ei kestä ensikosketusta viholliseen (von Moltke), mutta tässä se ei välttämättä kestä edes ensikosketusta omiin joukkoihin.

7.5 TWh aurinkolämpöä voisi vaatia suunnilleen tämän kokoisen alan.

Elinikä? Ehkä 25 vuotta? Aurinkolämmöllä voi olla oma roolinsa esimerkiksi lämmöntuotannossa kesällä yksittäisissä taloissa, mutta hiukan vaikuttaisi siltä, että koko kaupungin lämmöntarpeesta se tuskin tukee kattamaan kuin pienen osan.

Energiatehokkuus: Tämä on kategoria millä ongelman suuruus usein piilotetaan. Poistetaan vain taulukossa leijonan osa energiankulutuksesta tehokkuuden nimissä, niin luonnollisesti jäljelle jäänyt osa on merkittävästi pienempi. Mikäli tätä tekee vakavasti olisi kuitenkin syytä antaa niille negawateille hintalappu. Tämä monelta unohtuu. Tätä on oikeastaan mahdotonta arvioida ellei spesifioida tehtyä remonttia, lähtö- ja lopputilaa ja sitä osaa remontista mikä liittyy juuri energiansäästötoimiin. On kohteita missä hukkalämmön tiheys on niin suuri, että se voidaan lämpöpumpuilla kannattavasti käyttää hyväksi. Sekä Helsingissä, että Espoossa näin tehdään jätevesistä jo nyt. Nämä efektiivisesti tehostavat fossiilisten polttoa (hyvä asia), mutta eivät poista niiden tarvetta (ei niin hyvä asia).

Konkretian nimissä oletetaan kuitenkin esimerkiksi julkisivuremontti, joka leikkaa lämmityksen tarpeesta noin 10%. Remontti maksaa kolmiossa esimerkiksi 25000 €. Jos alussa lämpöä kului noin 15 MWh/vuosi ja KAIKKI kustannus pistetään energiansäästön piikkiin, päädymme lukuun 125000€/kWth. Ei se oikeasti noin paljon maksa, mutta jos edes 10% kokonaiskustannuksista liittyy energiansäästötoimiin, olemme vieläkin 10000€/kWth (neljäs luku pöydässä) kalliimmalla puolella. Pointti on, että kun negawatille aletaan etsimään hintaa, voimme usein löytää järkevän syyn miksi asunnonomistajat mieluummin ostavat lämpöä HELENiltä kuin sijoittavat rahansa negawatteihin. Joko saavutettu säästö on niin pieni, ettei se monia kiinnosta tai sitten se on niin kallis, ettei siitä haluta maksaa. Negawattien rakentamistahtia varmasti rajoittaa suurten remonttien harvinaisuus joten niillä saatava päästövähennystahti on riittämätön. Kerran 30-vuodessa aikaansaatu 10-20% säästö ei riitä yhtään mihinkään. Peukkuja kuitenkin niille, jotka tällaista remonttia jaksavat ajaa omassa taloyhtiössään esimerkiksi kerran vaalikaudessa. Onnistuminen vaatii melkoista neuvottelutaitoa, kun on niitäkin asukkaita, jotka eivät näistä remonteista erityisemmin pidä.

Summa summarum. On mahdollista lyödä joten kuten perusteltuja lukuja pöytään ilman suuria vaikeuksia ja näillä luvuilla pitäisi mielestäni olla joku rooli järkevässä keskustelussa.

bowling

Dekarbonisaatio, jossa sallitut vaihtoehdot rajataan lähtökohtaisesti ilman todellista vaihtoehtojen vertailua, ajautuu suurella todennäköisyydellä umpikujaan, jolloin jäljelle jäävät fossiilisten ja puiden poltto sekä dekarbonisaatiossa epäonnistuminen. Business as usual siis. Lisäksi vaarana on rajallisten paukkujen tuhlaaminen dekarbonisaation kannalta suhteellisen helpolla sektorilla niin, että niitä ei enää riitäkään hankalammille sektoreille kuten liikenteeseen. Epäonnistuminen on valitettavasti realistinen mahdollisuus.

Lisäys 13.9.2018: Tässä muuten tuoreesta Konsta Värrin gradusta arvio lämmön hinnalle eri vaihtoehdoilla. Gradussa tätä laskettiin oikeasti eikä tyydytty nopeasti tehtyihin arvioihin pääomakustannuksista kuten tässä blogikirjoituksessa.

Lisäys 22.9.2018: Tässä tuore esimerkki siitä kuinka tuulivoimaa halutaan muuttaa lämmöksi ja pistää kaukolämpöverkkoon. Laitetaan nyt sillekin luku pöytään. Voimala maksanee esim. 1300€/kW, sanotaan 30% kapasiteettikerroin…eli suora sähkölämmitys tuulivoimalla noin 4300€/kWth. Tuo ylijäämän dumppaaminen ei valitettavasti poista tarvetta poltolle ja tuottaa marginaalisia päästövähennyksiä. Nyt tarvitaan muutakin kuin kosmetiikkaa.

Screen Shot 2018-09-13 at 15.22.00

Lähde: “Market Potential of Small Modular Nuclear Reactors in District Heating”: Konsta Värri (SMR HOB tarkoittaa small modular reactor heat only boiler eli jotain sen suuntaista mitä itselläni oli mielessä)

Lappeenrannasta Christian Breyerilta on tullut uusi paperi “A comparative analysis of electricity generation costs from renewable, fossil fuel and nuclear sources in G20 countries for the period 2015-2030”: Ram et al.  (Sitä on rahoittanut Greenpeace e.V., jonka Twitter-tili sanoo edustavansa Saksan Greenpeace:ä.) Tämä uusi paperi käsittelee eri sähkön lähteiden kustannuksia. Paperissa summataan kaikenlaisia menoeriä yhteen, lasketaan mukaan loppusijoitus, ulkoiskustannuksia, jätemaksuja, CO2 maksuja jne. jne… lopputuloksena saadaan “levelized cost of electricity” (LCOE) esimerkiksi EU:ssa. Julkaistun paperin siivellä on annettu Excel taulukko laskujen yksityiskohdista, jonka vuoksi olikin helppoa paneutua teemaan huolellisemmin. Muutama kriittinen huomio. (Anteeksi. Niitä on lopulta enemmän kuin aluksi luulin. Uusia tulipaloja syttyi aina, kun luulin sammuttaneeni yhden.)

Screen Shot 2018-08-26 at 19.19.40.png

LCOE kustannuksia EU:ssa Ram et al. mukaan. Ensimmäinen palkki vuodelle 2015 ja toinen on arvaus vuodelle 2030.

    • Ydinvoiman kohdalla käytetään 10% korkoa, kun muille se on 7%. Syynä kehämäinen päätelmä siitä, että ydinvoimaa vastustetaan ja siksi korko on suurempi…ja siksi ydinvoima on kallista ja sitä pitää vastustaa. Ainakaan TVO ei tuollaisia korkoja lainoistaan maksa. Alle 3% näyttävät olevan tällä hetkellä. Lisäksi vaikka tuo olisikin totta, niin kyse on ydinvoiman vastustajien aiheuttamasta ulkoiskustannuksesta eikä ydinvoiman kustannuksesta.  Onko liikaa toivottu, että pidetään pelikenttä tasaisena?
    • Ydinvoiman pääomakustannus on ensin laitettu melko järkevään 4000-6000€/kW haarukkaan. Sen jälkeen sitä nostetaan 20-40%, koska Olkiluoto. Artikkelissa siteerataan uutista, jossa OL3:n hinnaksi kerrotaan 8.5 miljardia eli 300% alussa arvioitua korkeampi. Lähtöhintaa Ram et al. eivät kuitenkaan asettaneet uutisen mukaiseksi eli 2100 €/kW. Käytetty pääomakustannus oli siis paperissa ensin lähellä OL3:n hintaa, jonka päälle sitten lisättiin satunnaista lisää. Ei aivan korrektia.
    • Käyttökustannukset annetaan prosentteina pääomakustannuksista. Kun pääomakustannuksia paisutetaan, paisutetaan samalla käyttökustannuksia korkeammaksi kuin mitä niiden on syytä olettaa olevan.
    • Litium akuille (utility scale) annetaan vuonna 2015 hintahaarukka 390-590 €/kWh.  HELEN otti vuonna 2016 käyttöön litium akun, jonka kapasiteetti on 600kWh ja hinta noin 2 miljoonaa. Tuo tarkoittaa noin 3300 €/kWh. Tuo reaalimaailman datapiste ei osu edes likipitäen annettuun haarukkaan. Missä on muuten se yritys, joka toimittaa asiakkaalle litium-varaston 390 €/kWh hintaan (itse asiassa toimitti, koska kyse on vuodesta 2015)? Tiedän, että pöhinämedia tuollaisia hintoja esittää, mutta olisi kiva nähdä joku oikea esimerkki näiden tueksi.
    • Tuulivoiman kapasiteettikertoimelle EU:ssa (vuonna 2015) on annettu haarukka 26%-70% niin, että mediaani on 41%. EU:ssa keskiarvo on todellisuudessa jossain 24% nurkilla…??? Mediaani on siis ehkä 66% liian korkea mikä heijastuu vastaavan kokoisena vääristymänä lopputuloksissa. No mutta, jos kerran tietokone sanoo, että se on 26-70%, niin mikäs minä olen sitä kyseenalaistamaan? Kysyin tästä Breyerilta Twitterissä, mutta sen jälkeen, kun  hän pyysi minua olennaisesti toistamaan kysymykseni en ole valitettavasti saanut vastausta.  Lähteenä mainittiin Stetterin väitöskirja, mutta siellä OECD Euroopan keskiarvo kapasiteettikerroin tuulivoimalle 2030 on järkevästi 27.9% (taulukko sivulla 66).
      CF_Wind_Breyer

      Confused.gif

      “The procedure for estimating FLH was complex, but took into account both geographic and temporal variation of the resources. Data was derived from (Stackhouse, 2016; Stetter, 2012), which gave irradiation and wind speed data on an hourly resolution for the years indicated. The geographic resolution of the data…” EU:ssa tuulivoiman maksimi kapasiteettikerroin on tämän jälkeen yli 70%???!!! (Brasiliassa yli 80%. Big if true. Saksassa minimi on paperin mukaan 32%, kun maan toteutunut keskiarvo on oikeasti 19%.)

    • Laitoksen purkamisen kustannuksia ei ole laskuissa diskontattu. Tämä on virhe. (Vaikuttaa kuitenkin melko vähän lopputuloksiin.)
    • Korko on kaikkialla melko korkea 7% mikä ei ole konsistentti pitkäjänteisen ilmastopolitiikan kanssa, mikä edellyttää sukupolvien yli ulottuvaa aikahorisonttia ja (tavalla tai toisella) alhaista diskonttokorkoa. Näissä laskuissa tulisi varioida käytettyä korkoa niin, että sen vaikutus lopputuloksiin on selkeästi esitetty.
    • Aurinkosähkön osalta Suomessa toteutuva kapasiteettikerroin ei sisälly annettuun EU:n haarukkaan. Muuten aurinkosähkön kapasiteettikerroin oletukset ovat vähemmän vinksallaan kuin tuulivoiman vastaavat.
    • Aurinkosähkö+varasto combo ei sisällä riittävää varastoa niin, että tuotanto vastaisi kulutusta. Kustannus on otettu jonkinlaisena summana aurinkosähkön ja varaston hinnoista, mutta koska varaston koko on riittämätön sen vaikutus hintoihin on tietenkin suhteellisen pieni. En oikein muuten ymmärrä tämän kaavaa Excelissä eikä sitä myöskään avata paperissa. Esimerkiksi combon sanotaan ymmärtääkseni tuottavan FLH/2+FLH/2*efficiency verran sähköä. Eli jos varaston “efficiency” on nolla, tuotto on puolet täydestä tuotosta ilman varastoa. Eli on jotenkin oletettu, että puolet tuotannosta johdetaan akkuun, mutta ei ole selvää mistä tämä oletus tuli tai oliko akun koko riittävä ottamaan tuon verran tuotantoa sisään? Mitä tuossa oikeastaan tapahtuu? Kun varasto on ilmainen ja sen tehokkuus on 100%, miksi luku ei ole tismalleen sama kuin aurinkosähkön LCOE mikä laskettiin ilman varastoa? Minun Excelissä lukuihin jää pieni ero.  Riittämätön varasto tarkoittaa etteivät lopulliset kustannukset ole vertailukelpoisia. Eri vaihtoehdot eivät toimita kuluttajalle samaa arvoa mikä jää helposti lukijalle epäselväksi, koska sitä ei kerrota.
    • Ulkoiskustannusten kohdalla Ram et al. viittaavat Grausz:in raporttiin, jossa myös arvioidaan eri vaihtoehtojen hintoja. Tulokset ovat tuossa alla ja ydinvoiman kustannus näyttää alhaisimmalta. Ulkoiskustannukset ovat kuitenkin kaikilla hiilettömillä vaihtoehdoilla melko pienet eivätkä vaikuta hirveän paljon lopputuloksiin.

      Screen Shot 2018-08-27 at 11.23.58.png

      Kustannuksista Grauszin mukaan. Mikä olikaan se huokein vaihtoehto valitun lähteen mukaan?

    • Akuille ei ole laskettu mitään ulkoiskustannusta. Kai niiden tuotanto nyt jotain ympäristöhaittoja aiheuttaa?
    • Hiilidioksidille on laitettu hinta (vuodelle 2030) perustuen Sternin raporttiin (olkoonkin, että paperin viite Stern, N., 2007 on itseasiassa Nordhausin kirjoittamaan kritiikkiin Sternin raportista). Tämä kuitenkin perustui Sternin olettamaan alhaiseen korkoon. Miksi ratkaisupuolella käytetään 7-10% korkoa, mutta hiilen hintaa laskiessa alhaista? Eikö tässä pitäisi olla konsistentti? (Epäilen, että tämä ei ole mitenkään Ram et al. paperin erikoisuus.) Ongelman suuruutta arvioitaessa tunnustetaan tarve pitkälle aikahorisontille, mutta ongelmaa ratkaistaessa ei? Hiilimaksun vaikutus hiilellä tuotetun sähkön hintaan vuonna 2030 on paperissa noin noin 60€/MWhe eli vaikutus on merkittävä. Ilman merkittävää hiilimaksua hiili on alhaisen kustannuksen vaihtoehto (huolimatta myös sille lätkäistystä 10% diskonttokorosta).

Katsotaan mitä tapahtuu, kun oletukset korjataan ensin järkevämmäksi ja sitten osin arvovalintoihin liittyvää diskonttokorkoa aletaan muuttamaan. Seuraava animaatio näyttää mitä tapahtuu tuuli- ja ydinvoimalle, kun vääristävät oletukset poistetaan.

RealityDistortion_crop.gif

Poistetaan vääristävät oletukset Ram et al. paperista. (lähinnä lasketaan tuulen kapasiteettikerroin 0.25-0.38 haarukkaan, ydinvoiman pääomakustannus 3000-6000€/kW, käyttökustannukset irroitetaan pääomakustannuksesta…)

Ydinvoima ei olekaan enää erityisen kallis tapa dekarbonisoida. Seuraavassa animaatiossa lähtökohta on korkealla korolla laskettu kustannus, jonka jälkeen laskemme koron sille tasolle missä päätöksenteon aikahorisontti on pitkä (sama mitä Stern käytti eli 1.4%).

Lowerdiscount_crop

Siirrytään kvartaalikapitalismista sukupolvien yli ulottuvaan ilmastopolitiikkaan laskemalla laskuissa käytettyä korkoa.

Jos tavoitteena on pitkän tähtäimen kustannusten minimointi samalla, kun energiantuotantoa dekarbonisaatioidaan, näyttää melko selvältä, että ydinvoiman on oltava osa energiapalettia. Jos katsomme tilannetta muidenkin vaihtoehtojen osalta niin vuonna 2015 saan kahdella eri korolla seuraavan kuvan kaltaiset tulokset. Ydinvoiman kustannus on tuulen kanssa vertailukelpoinen jopa Breyerin omilla luvuilla, kunhan tuulen liioitellut kapasiteettikertoimet korjataan. Aurinkosähkö on selvästi kalliimpaa.

LCOE2015.png

Vuoden 2015 luvut. Neljä ensimmäistä palkkiryhmää käyttää Ram et al. arvoja paitsi korko on konsistentisti sama kaikilla vaihtoehdoilla ja aurinkosähkön kapasiteettikerroin Suomelle sopiva. Kaksi viimeistä korjaa artikkelin eriskummalliset oletukset ydinvoimalle ja tuulivoimalle takaisin maaplaneetalle. (Sininen palkki alhainen hinta, keltainen korkea ja vihreä siltä väliltä.) Ydinvoima ja tuuli hyvällä paikalla alhaisimman kustannuksen valinnat.

Vuonna 2030 taas arvomme seuraavaa. Sama juttu…ydinvoima pysyy halpana vaihtoehtona vaikka Breyer et al. haaveilevat aurinkosähkölle suuret hinnanalennukset ja VAIKKA emme olettaisi ydinvoimalle mitään suotuisaa kustannuskehitystä. Etenkin katoille asennettavat paneelit ovat selvästi muita vaihtoehtoja kalliimpia.

LCOE2030.png

Sama kuin edellinen, mutta vuodelle 2030 arvatuin parametrein. Ydinvoima on LCOE laskun pohjalta halvin tapa harjoittaa ilmastopolitiikkaa. Siinä emme myöskään nojaa kuviteltuihin hinnan alennuksiin tai kuviteltuihin varastointi- ja integrointiongelmien ratkaisuihin.

Ydinvoima ei siis ole erityisen kallista ja sen kohdalla emme nojaa toiveisiin jatkuvasti alenevista hinnoista tai kuvitteellisiin teknologisiin läpimurtoihin esimerkiksi sähkövarastoissa. Teknologiariskit ovat sen kohdalla pienempiä. Päinvastaiset väitteet ovat laiskaa puhetta eikä niiden paikkaansa pitävyyttä ole vaivauduttu oikeasti tarkistamaan.

P.S. Jos joku haluaa tutustua laskuihin tarkemmin. Tässä linkki joihinkin edustaviin Matlab-macroihin.

I have earlier expressed my dissatisfaction with the integrated assessment modeling in the context of climate change. Way too many modelers hide insane and poorly justified assumptions into models and then pretend the outcome is “science”. Recent Nature energy paper by Grubler et al. titled “A low energy demand scenario for meeting the 1.5 °C target and sustainable development goals without negative emission technologies” seems to provide another example of this. I read the paper with interest, but then noticed something in small print on the last page.”Estimates for present-day and mature technology  costs are from the GEA and World Energy Outlook. Assumptions for granular technologies, which include solar PV, small-scale hydrogen production, fuel cells  and heat pumps, and distributed energy storage, such as batteries or fuel cells,  were updated from SSP2 to reflect the more dynamic storyline of the LED scenario.

Hmmm…granular…dynamic storyline…sounds suspicious. Maybe I have to read the supplementary as well. Then from the page 80 of the 122 page supplementary I find the actual cost assumptions. Grubler et al. assume solar PV installed cost of 50$/kW post 2050! This is around 30 times lower than the current costs. (Who cares if its a factor 20 or 40?) Obviously if you wish to make a claim that scenario with lots of solar is economical it helps to invent your own costs so that you get whatever you desire as an outcome. To illustrate how extreme their assumption is, below I compare it with some other projections. (“Breyer” refers to numbers Christian Breyer, a solar advocate from Lappeenranta University of Technology, uses. Greenpeace report was written together with European Photovoltaic Industry Association.)  Grubler et al. assume costs that are an order of magnitude lower than even EPIA+Greenpeace project. Even Breyer’s (finnish equivalent of Mark Jacobson) most optimistic dreams imply around 6 times higher costs.
Grubler_PV_costs

I am sorry. You assumed what?

IEA_solar_roadmap_learning_projection2015.png

To me the cost assumption does not even seem consistent with learning curves (which should be treated with caution in any case).

If one makes such extreme assumptions one would expect extensive discussion and justifications for this. Certainly one should present result with and without such assumptions to see how sensitive results are for those funny assumptions. However, in the Grubler et al. paper this was done quietly and hidden in the supplementary where it is justified with…”The technology portfolio choice in MESSAGE is informed by modifying particular granular and economies‐of‐scope technologies for the LED scenario (Supplementary Table 28) whose stationary cost trends in the original SSP2 scenario was judged non‐compliant with the LED scenario storyline. All other technologies not listed in Supplementary Table 28 have been retained at their original (quite conservative) SSP2 values (e.g. for the year 2050: wind 500 $/kW, nuclear 2600 $/kW, biomass power plants 1200 $/kW, etc.), an assumption in line with keeping LEDs emphasis on efficiency and demand, and granular, decentralized supply options and new organizational IT and digital economy models of combining supply and demand, e.g. in grid‐to‐vehicles but also vehicles‐to‐grids options or other distributed storage options (e.g. hydrogen based).”Cruise.gifSo basically there is no other reason than authors narrative desires. Adding buzzwords “granular”, “organizational IT” etc. does nothing to strengthen the argument. If someone would make a scenario where nuclear power in 2050 would cost 170$/kW (from about 5000$/kW today), he would be laughed at. Probably most outraged would be nuclear engineers with actual understanding of the matters. You do the same with renewables and instead facing ridicule you land your paper in Nature Energy. Hopefully this example does not reflect the intellectual standards of the IAM community.

 

P.S. I encourage you to have a look at the numbers in their database as well https://db1.ene.iiasa.ac.at/LEDDB. I do not understand those cost assumptions. Sometimes coal prices are negative, sometimes positive, sometimes they are positive in the south, negative in the north…sigh. Also, 4Gt sink seems to magically appear from afforestation. Big if true.

Added 19.10.2018: Bizarre, but this scenario has now become one of the four illustrative pathways in the IPCC Global warming of 1.5 degrees special report. If we were to use 20% cost reduction for each doubling of capacity, reaching 50$/kW level would require about 15 doublings. With current installation rate that would take approximately 100000 years. (If we use the 11% rate which is maybe more defensible as it contains also the currently dominant balance of system costs, time it takes more than billion years.) The IPCC scenario database sadly doesn’t contain capital costs for most 1.5 degrees scenarios. Here is is hidden in the 122 page supplementary of the article.

People building integrated assessment models (IAMs) for IPCC (among others) nowadays use set of narratives called “Shared socioeconomic pathways” (SSPs). These narratives are used to justify inputs, assumptions, and constraints of the models. There appears to be 5 set of narratives with a goal of “covering the uncertainty space of challenges to adaptation and mitigation.” or “spanning a relevant range of uncertainty in societal futures”. I do not think they succeed at this sufficiently well. These narratives influence the outcomes of the models, but are naturally mainly windows into modellers minds and I am at difficulty in seeing what their point even is. They do encourage pigeonholing discussions around the narratives, but why would that be a good thing? Well, be that as it may, a brief summary of the narratives the way I see them:

SPP_outline_original

Shared socioeconomic pathways according to O’Neill et al.

  • SSP 1: This is clearly where good moral people are supposed to migrate. Word salad of lovely buzzwords. Assumes efficiency and carbon intensities far outside historical norms and seems to have inexplicably internalized anti-nuclear bias as if this would have something to do with the stated goals of sustainability and inclusive development. Interestingly it is also a narrative of fairly high economic growth. Certainly not dramatically different from SSP 2.
  • SSP 2: “Middle of the road”…well that is not inspiring, but at least there is some attempt to stick to historical norms on issues like carbon intensity and efficiency improvements. Narrative for middle aged men in gray suits.
  • SSP 3: This is the dystopia. Only bad person would like this to happen. I will mostly skip this.
  • SSP 4: Here you have some pro-nuclear assumptions, but strangely it is coupled to a scenario with increasing inequalities. How this happened is unclear.
  • SSP 5: “Fossil-fueled development—Taking the highway”. This one in fact has plenty of socially progressive elements (just like SSP 1), but as a poison pill it is attached to fossil fuels by assumption. This has more globalization than SSP 1 and has an emphasis on competition. High economic growth so that GDP at 2100 can be substantially higher than in SPP 1.
PowerPoint Presentation

How the carbon intensity and energy intensities develop in different narratives? SSP 2 and SSP 4 baselines seem to start from historical norms. SSP 1 way off.

SSP 1 seems to have many nice things I endorse, but sadly I am afraid it is riddled in internal conflicts. The stated aims are not clearly consistent with what is actually fed into the computers. Case in point – bioenergy. Relating to SSP 1 modellers state: “The choice to interpret the SSP1 storyline consistent with the “global sustainability” scenario family is consistent with the storyline described in O’Neill et al. (2017). For instance, the important role for bio-energy, renewables and CCS (in the climate policy case) perfectly fit in this interpretation of the SSP1 storyline…” What? Some of the modelling results can be explored in this database. So lets have a look.

Screen Shot 2018-03-13 at 13.28.45

The 2.6 scenarios of the SSP 1 narrative typically see huge increases in biomass burning over the baseline. Very large fraction of this is supposed to happen with carbon capture which starts within next decade.

So SPP 1 narratives (and most others) typically end up with colossal role for bioenergy and so that very large fraction of that is equipped with carbon capture. Words: “sustainable path”, “respects environmental boundaries”, “lower resource intensity”. Actions: increase human appropriation of primary productivity massively without any serious consideration of social or ecological impacts. I spot a fairly serious problem here and this is a problem that has been around for a while (read my earlier observations on this here). Incentives for huge increases in bioenergy are created, but miraculously this would not affect food production or its yield development in any negative way and nor would it cause ecological damage worth mentioning. Gratefully criticism of this recklessness has been mounting and for a fresh summary I encourage you to read the column by Chelsey Harvey in the Scientific American.

Biomass_SSPs

Some typical bioenergy projections. Insanity across the narratives. All within planetary boundaries of course. #sarcasm

Biomass_spp2_managed

Implications of bioenergy expansion. Less natural habitats and more bioenergy plantations than farms for crops. Bioenergy volumes around 4x the crop volumes.

As I explored the narratives I noticed that I have been written out of existence. There is no narrative that represents me! An omission of this magnitude is clearly intolerable and I will try to start fixing it here. Below I provide a draft of my favoured narrative, but in case someone wishes to draft a better one, here is a link to a document and you are free to suggest improvements. Since SSP 1 assumes unjustified limitations on the acceptable toolboxes both technologically as well as socially, my narrative implies lower challenges to both mitigation and adaptation.

SSP_outline_Fixed

Fixed it! Umpihanki refers to a famous poem by Aaro Hellaakoski “Tietä käyden tien on vanki, vapaa on vain umpihanki.” Poor translation could be “Going by the road is to be imprisoned by the road, only free is the unbroken snow.”

SSP X – The missing pathway :

After a period of confusion world shifts towards prioritizing inclusive development and minimization of ecological damage. This transition is driven by increasing awareness of the endemic failure of climate policies as well as dissatisfaction in economic arrangements broadly considered as unfair and counter-productive. Educational and health investments accelerate the demographic transition, leading to a relatively low population. Driven by an increasing commitment to achieving development goals, inequality is reduced both across and within countries. At the same time, the improvements in human well-being, along with strong and flexible global, regional, and national institutions imply low challenges to adaptation. World places increasing faith in innovation and participatory societies to produce rapid technological progress and development of human capital as the path to sustainable development. There are also strong investments in health, education, and institutions to enhance human and social capital. International mobility is increased by gradually opening up labor markets as income disparities decrease.

Focus on results drives people towards pragmatic solutions and away from predetermined acceptable toolboxes and pathways. Grand narratives are seen as a sources of amusement and aids for imagination, but humanity is not constraint by them. All ecologically low impact tools for mitigation and adaptation are accepted, including non-biomass renewable energy, nuclear power, CCS, GMOs, and geoengineering as well as social changes influencing, for example, diets, car ownership, and urban planning. People realize the fundamental value of the broad set of options for themselves as well as for future generations.

How much is invested in which tool is a question approached pragmatically so that benefits are maximized relative to costs. World tries to learn as much as possible from the past experiences which implies planning based on historical trends for, for example, carbon and energy intensities and tools are evaluated according to their success in promoting deep decarbonization and human well-being.

Focus on effective decarbonization and adaptation lowers costs and reduces political obstacles for successful climate policies by reducing the political polarization around climate change. Pragmatism and humbleness towards our ability to predict and control the future, leads to policies providing broad support for R&D on mitigation and adaptation. Increased investments in broad technology portfolios lower the costs of technologies and guide future decisions on which solutions to scale rapidly. Uncertainty in projections makes people wary of allowing dreams of potential future technological solutions to constrain mitigation and adaptation portfolios today.

Increased environmental and social awareness implies desire to reduce biomass use and uncouple human activities from the biosphere. To support this, intensification of food production is strongly encouraged together with dietary changes towards plant based diets. Understanding the near term limitations of negative emissions, this narrative might be inconsistent with 2 degree goal. However, consistent with the narratives priorities, social and ecological goals take precedence over inflexible climate targets. Possible absence of 2 degrees (or 1.5 degrees) scenarios is not considered a failure, but a realistic acknowledgement of the situation.

Faster realization of failure, drives deeper understanding of the need for dramatic policy changes as well as for the long term need for adaptation and mitigation extending likely hundreds of years into the future. This values driven pragmatism implies faster mitigation and adaptation measures on the ground than in alternative narratives with impressive mitigation on spreadsheets. To promote longer term thinking, active policies are pursued to reduce scarcity mentality. This implies removing real scarcity among the most poor as well as reducing inequalities elsewhere. Confidence is built for adequate resources being available for worthy goals. Narrative is agnostic with respect to increased consumption or increased efficiency. If well-being is better promoted by increased consumption, then so be it. If goals are better achieved via efficiency, efficiency is pursued.

I ran into “Roadmaps towards sustainable energy futures”-project. It is a german funded project which has created a set of different scenarios for IAM simulations. They describe themselves:

“The Roadmaps towards Sustainable Energy futures (RoSE) project aims to provide a robust picture on energy sector transformation scenarios for reaching ambitious climate targets. A broad and systematic exploration of decarbonization scenarios for the energy system is indispensable for better understanding the prospects of achieving long-tern climate protection targets. RoSE is assessing the feasibility and costs of climate mitigation goals across different models, different policy regimes, and different reference assumptions relating to future population growth, economic development and fossil fuel availability, in order to provide vital insights into the overarching policy question: What are robust roadmaps for achieving a sustainable global energy future?”

Now I am not really a big fun of these modelling games since one tends to get out whatever one puts in and I have had a feeling that not all modellers model carefully enough. See my earlier post on this… However, ROSE-project has a database for the modelling results and let me just show what the 450ppm medium growth, medium population growth, and medium convergence scenarios ROSE211 give for the primary energy supply. I show bioenergy, non-bio renewables, and nuclear.

RoseBiomass450

Insane amounts of bioenergy in all except IPAC

RoseNonBioRE450

non-bio RE grows a lot. REMIND model extreme is this.

RoseNuclear450

Wow! Colossal increase in nuclear generation from todays abut 10EJ/year. In REMIND reductions in the 2nd half of the century…for silly reasons.

See how two of the models actually see about 20-fold increase in nuclear generation. In those model scenarios capacity growth in the 2nd half of the century seems to be more than 100 GW/year (probably unrealistic). If I understood correctly REMIND model is a german model and even that sees dramatic increase in nuclear power until about 2060 after which it declines. They got this result by forcing it down by declaring world runs out of uranium at this time. This is an assumption other presumably considered silly, but which does have the benefit of creating a safe-space for german IAM modellers. I find it curious to observe the disconnect between the modelling results and how they are communicated in public.

The Lancet Commission on pollution and health have published their report. Report was wildly publicised. Since it deals with an important issue I wanted to have a look. Oh no! was my first thought as I read all the way down to the first author Philip Landrigan.  He has published anti-GMO fear mongering with the infamous organic industry lobbyist Charles Benbrooke. Since there is a broad scientific consensus that risks from GMO:s are similar or smaller than from other types of breeding, this is somewhat of a red flag for me. But nevermind…let us proceed and hope the report focuses on the important issues and does not stray into western chemophobes pet projects.

The 1st figure summarizes the death toll from pollution. Whether indoor pollution (from bioenergy mostly) or outdoor particulate matter kills the most depends on whom you ask, but both together are estimated to kill about 6.5 million people every year. Dirty water and poor sanitation (not chemicals) also kill around million or two depending on whom you ask. This is terrible.

Screen Shot 2017-10-22 at 12.55.04

Biomass burning, dirty water, and particulate matter in the outdoor air are the biggest pollution killers. Of the outdoor pollution substantial part is again from the biomass burning together with transport, coal power plants etc.

However reading the media about the report might have left me in the dark as to the main culprits. For example, here is how Landrigan choose to represent the results in CNN.

Dr. Philip J. Landrigan, co-leader of the commission, said the problem is chemicals. “There are thousands of chemicals out there and we know that people are exposed to them,” said Landrigan. “We just didn’t know enough about what chemicals are doing to people.”“: CNN
No, sorry. Chemicals might on occasion be a problem, but the heavy hitters are bioenergy,  dirty water, shitty cars, and dirty powerplants in poor and developing countries. It is right there in your report.
Screen Shot 2017-10-22 at 13.05.54

Pollution especially likely to kill you if you live in a poor country. Better get rich…except that is not quite the message the commission wants you to hear.

As I read the report itself I got a very clear impression that authors did not really want to discuss most deaths which occur due to poverty.  These are by-passed with a casual remark about how these deaths “…are slowly declining” after which authors choose to focus on other things. On stuff that for sure titillate the wealthy chemophobes in the west, but have relatively minor impact in the real world. (Only on page 30 is there one paragraph actually acknowledging the connection between poverty and pollution.) They even make their desire to focus on other things explicit:
The aim of this Lancet Commission on pollution and health is to end the neglect of pollution, especially of the modern forms of pollution, in low-income and middle income countries, to focus the world’s attention onto the silent threat of pollution-related disease, and to mobilise the national and international resources and the political will needed to effectively confront pollution.
Authors frame pollution as the nemesis of economic growth. Fine…people might become richer in some superficial and material sense, but they die and suffer…especially innocent ones! Cities are growing uncontrollably, traditional lifestyles abandoned, rich countries build polluting factories to poor countries…so tragic!  This narrative is not altogether surprising since it has infected the minds of large segments of environmental and development communities for decades. I sometimes get the feeling that the only economic development where poor country goes to sleep in the evening and wakes up as Norway in the morning is acceptable. The largely unreported fact is nevertheless that people tend to have higher life-expectancy in regions of high economic growth. The situation is often terrible by our standards, but compared to the alternative of staying stuck in subsistence farming it is an improvement. People flocking to the cities are not mindless idiots who have no clue what is good for them. The positive opportunities created by economic growth, outweigh the drawbacks for them. (This is not to say, that fossil fuel based growth would not create problems later on. Simply that the poorest people are better off being prosperous and screwed by climate change than being poor and screwed by climate change.)
UrnaRural

If you wish to live longer, move to the city. Ignore commissions complaint about “the uncontrolled growth of cities”. It is your life and you should have agency over it. (Results are similar in many other developing regions as well. Google it, if you don’t believe me.)

Happiness

People in cities seem happier. Those bastards! But they are really crying inside!

So how has the body count developed in the past decades? Next figure from the report illustrates this. Number of deaths has remained roughly stable. However, at the same time population has increased by about 50%, so your actual risk of dying from pollution has in fact declined dramatically. This tidbit of information would have been useful to mention, but strangely enough authors decided to skip it. Presumably it didn’t fit the choosen narrative.

Screen Shot 2017-10-22 at 13.04.59

Translation: “Your risk of death from pollution has reduced dramatically since 1990″…except that this is not the message commission wished to tell.

Then there is this weird graph…the real deaths which the report discusses are all in the “Zone 1”. Authors decided to make this as “the tip of the iceberg” with two very large zones below it. These zones are authors speculative deaths for the stuff that they are clearly most interested in… chemicals, pesticides… For these speculative zones they give no body counts, but clearly wish to insinuate that they are huge. This must be nonsense since if they were larger than regular causes of pollution deaths, we would for sure know about it. In fact even  “Pure Earth” NGO which was partly responsible for writing the Lancet report puts the body count of (unintentional) pesticide poisoning at about 20000 on their own web page. This is 20000 too many, but still pales in comparison to millions killed by other causes.

Screen Shot 2017-10-22 at 12.43.38

“The pollutome”: Only Zone 1 is grounded on data. Zones 2 and 3 titillating speculation and fear mongering with no numbers. Behind the scenes, numbers suggest deaths in zones 2 and 3 are way smaller than in zone 1.

Instead of Zone 1 being the tip of the iceberg, is it not way more likely and supported by evidence that it is in fact the bottom of the iceberg? The actual “Pollutome” looks like this…

 

Pollutome_fixed2

Fixed it! This way it is easier to focus on the most relevant things.

But of course if you present things like this, it is harder to shift the focus to chemicals, pesticides, endocrine disruptors, nanomaterials…and glyphosate. Oh dear. Authors actually choose to fearmonger also about glyphosate:

On the basis of these findings, the International Agency for Research on Cancer has determined that glyphosate is a “probable human carcinogen”; this finding is contested by glyphosate’s manufacturer

FacepalmThey rely on largely discredited IARC report which was riddled with conflicts of interests and highly dubious scientific practices. As for “contested by glyphosate’s manufacturer“…really…no one else? Are there really no experts on risk assessment and toxicology who think IARC work is nonsense? Why did you choose to omit all discusion on this? Is there only one manufacturer or did you just insert a dog whistle for your intended target audience? I really hoped more from this report.

Update 25.10.2017: Greenpeace kindly provided another example of environmentalist battling imaginary issues while inflating them to insanity. Asbestos actually kills more than 100000 a year and glyphosate almost no one. Heroically Greepeace goes into attack. After all if they  do nothing consequences will undoubtedly be ass dire as from the battle of Blackwater bay. 

 

Pääkaupunkiseudulla (kuten myös monessa muusa paikassa) bioenergia on kuningasajatus taistella ilmastonmuutosta vastaan. Tämä siitä huolimatta, että on tullut yhä ilmeisemmäksi, että tämä vapauttaa relevantilla aikaskaalalla vähintäänkin fossiiliseen verrattavan hiilimäärän ilmakehään. Hämmentävästi osa ihmisistä ajaa sekä bioenergiaa ilmastosyin, että vaatii siihen nojaavan energiapolitiikan lopettamista. Go figure.

Tarkistin nyt nopeasti kuinka paljon Helsingin ilmastosuunnitelmat nojaavat bioenergian ilmastovaikutusten väärinlaskentaan. Lähteenä käytän Helsingin kaupungin ympäristökeskuksen julkaisua huhtikuulta. Siellä annetaan BAU skenaario, joka on skenaario jossa poliitikkojen tähän astiset puheet tulevaisuudesta otetaan todesta ja sitten siellä on joukko skenaarioita, joissa päästöjä leikataan vielä nopeammin. Keskityn tässä vain tämän skenaariojoukon keskiarvoon.

Raportissa tehdään jotain herkkyystarkasteluja, mutta silmiinpistävästi herkkyystarkastelu bioenergian ja biopolttoaineiden ilmastovaikutuksista sivuutettiin. On siis aika “To boldly go where no man has gone before”.

Starterk.gif

Tervetuloa takaisin! Seuraavassa kuvassa näytän mikä vaikutus bioenergian putsaamisella oli. “Korjatut” viivat ovat noita paksuja. Oletin bioenergian vastaavan päästöiltään hiilen ja maakaasun keskiarvoa ja en olettanut liikenteen biopolttoaineiden alentavan päästöjä. Arviot on laskettu käyttäen kaupungin nettityökalua (linkit yllä).

FixedIt

Korvasin lämmityksessä bioenergian 50-50 kaasulla ja kivihiilellä. Poistin liikenteen biopolttoaineet sillä järkeilyllä, että 30% polttoaineesta ei kuuna päivänä tule jakeista, joista on olennaista ilmastohyötyä. “Kunnianhimoisempi visiointi” pääsee nyt suunnilleen sinne minne BAU aikaisemmin (jäi paksun viivan alle).

Eli puunpolton putsaaminen tilastoista poisti suuren osan haaveilluista päästövähennyksistä. Kunnianhimoisimmissa skenaarioissa on yhä vähennyksiä, mutta ne eivät enää ole asioita, joista päätettäisiin esimerkiksi HELEN:in kautta. Ne ovat haaveita siitä kuinka ihmiset eivät vain käytä sähköä ja lämpöä niin paljon tai unelmia siitä, että sähköautoja onkin BAU skenaarion 9.2% sijaan melkein neljä kertaa enemmän vuonna 2030. Lisäksi pyörällä ja kävellen hoidettaisiin noin 20% kilometreistä (11.5% BAU skenaariossa.) 20% olisi muuten noin 2/3 raideliikenteen osuudesta. Tällä hetkellä tuo osuus on ilmeisesti noin 8% ja pyöräilyn ja kävelyn todennäköisyys nousee vasta, kun matkan pituus on selvästi alle 5 km. (Keskimääräisen metro- ja junamatkan pituus on selvästi tuota suurempi, kun taas keskimääräisen bussimatkan pituus Helsingissä on noin 5 km.)  Jos nämä(kään) unelmat eivät toteudu, voidaan syyttää vääriä ihmisiä tai valitettavasti vajavaiseksi osoittautunutta sähköautovallankumousta. Kreisi idea! Jospa politiikot keskityttäisivät siihen osaan mitä selvemmin kontrolloivat eli sähkön- ja lämmöntuotantoon? Jos nuo muut haaveet toteutuvat, kiva, mutta oikealla fokuksella ainakin HELEN olisi pitänyt huolta omasta tontistaan. Nyt se tontti on täytetty diibadaaballa.

Puhtaan energian saaminen massiiviseen käyttöön on lähivuosikymmenten välttämättömin, mutta myös vaikein tehtävä. Rinnastamme sen itse vaikeusasteeltaan Manhattan-projektiin, mutta ehkä kymmenen tai sata kertaa suurempana. Lisäksi Manhattan-projektin osallistujilla oli selkeä vihollinen, selkeä motivaatio, ja selkeä konkreettinen päämäärä  jota haettiin. Massiivisten resurssien saaminen oli siis mahdollista, jopa helppoa.

 Ilmastonmuutoksen torjunnasta puuttuvat kaikki ne edut jotka Manhattan-projektilla oli. Vihollista ei ole; selkeää konkreettista käsin nähtävää päämäärää ei ole; ja ihmisten motivointi uhrauksiin on vaikeaa. Juuri kukaan ei halua laskea  elintasoaan, koska juuri kukaan muukaan ei näytä laskevan.

Tilanne voi silti olla edelleen ratkaistavissa, kunhan vain tilannekuva on koko ajan realistinen. Jos sen sijaan alalle alkaa tulla toimijoita, jotka väheksyvät tilanteen vakavuutta, olemme todellisissa vaikeuksissa. Mitä keinoja sitten esitetäänkin, niiden täytyy olla oikeasti toteutettavissa, eivätkä ne saa sisältää täysin järjettömiä oletuksia.

ONGELMA USA:SSA

USA:ssa Stanfordin yliopiston professori Mark Jacobson näyttää osoittautuneen toimijaksi, jonka kirjoitukset sisältävät perusteettomia oletuksia. Jacobson et al. väittivät vuonna 2015 osoittaneensa, että 100% vesi-,  tuuli- ja aurinkovoimaan perustuva energiaratkaisu olisi halvin tapa täyttää USA:n energiantarve. Artikkeli on saanut valtavasti julkisuutta, ja esimerkiksi Bernie Sanders on viitannut siihen politiikassaan.

Valitettavasti vertaisarviointi on hidas mutta vääjäämätön prosessi, ja vasta tänä kesänä Clack et al. julkaisivat arvion, jonka mukaan Stanfordin ryhmän työ on lähinnä kuumaa ilmaa. Artikkelin abstrakti kannattaa siteerata kokonaan:

Previous analyses have found that the most feasible route to a low-carbon energy future is one that adopts a diverse portfolio of technologies. In contrast, Jacobson et al. (2015) consider whether the future primary energy sources for the United States could be narrowed to almost exclusively wind, solar, and hydroelectric power and suggest that this can be done at “low-cost” in a way that supplies all power with a probability of loss of load “that exceeds electric-utility-industry standards for reliability”. We find that their analysis involves errors, inappropriate methods, and implausible assumptions. Their study does not provide credible evidence for rejecting the conclusions of previous analyses that point to the benefits of considering a broad portfolio of energy system options. A policy prescription that overpromises on the benefits of relying on a narrower portfolio of technologies options could be counterproductive, seriously impeding the move to a cost effective decarbonized energy system.

Artikkelin supplementary materialissa käydään läpi ongelmia tarkemmin. Myös Jacobsonin vastine julkaistiin samassa lehdessä kuin Clackin kritiikki. Väittely käy edelleen kuumana, mutta Jacobsonin uskottavuus on kärsinyt joka tapauksessa pysyvän kolauksen. Ks. mm. Scientific American, NY Times, Jetson).

Oma näkemyksemme on, että Jacobsonin ryhmä on osittain täysin oikeassa: jos halutaan päästä todella suuriin päästövähennyksiin, on sähköistettävä kaikki mahdollinen. Väärään suuntaan ryhmä menee siinä, että se on luonut itselleen dogmin siitä, että vain tietyt keinot kelpaavat tähän. Katastrofiksi ryhmän toiminta muuttuu sillä, että se ohittaa täysin kaikki todelliset ja merkittävät käytännön ongelmat, jotka sen esittämiin ratkaisuihin liittyvät.

Francois-Xavier Chevallerau on kaikkein parhaiten tiivistänyt, miksi Jacobsonin kaltaiset ylioptimistiset mallinnukset ovat niin vaarallisia.

There is obviously a natural tendency in Western societies, among policy makers and also in civil society, to wish that the transition to renewables can be done, that it can be done quickly, and that it can be done relatively painlessly, i.e. without affecting too much the essence of the social, political and economic setup we are used to, or the balance(s) of power that are ingrained in it. Hence a favorable disposition towards scientists coming up with seemingly robust models showing that a clear and quick pathway towards 100% renewable energy exists, and proposing a roadmap to get there. This is somehow reassuring, and this is actually what a lot of us want to hear and to believe.

Yet, scientific studies that focus solely or mostly on the technical feasibility of a full-scale transition to renewables are probably inherently misleading, as they are based on technical and economic assumptions and models that are likely to be made invalid, obsolete or irrelevant by the set of societal, economic, political and technical changes that the transition process itself will set in motion. These kinds of studies may in fact have the effect of obscuring rather than shedding light on the stakes of the transition, by drowning them into complex models and calculations that few outside very limited scientific circles can really comprehend and appraise.

Mitä hienompi malli, sitä mahdottomampi ulkopuolisen on sitä ymmärtää — ja sitä helpompi siihen on työntää oletuksia, jotka tuottavat täsmälleen niitä tuloksia joita kirjoittaja toivoo saavansa.  Tässä ei siis tarvitse edes olettaa, että tekijät olisivat epärehellisin ajatuksin liikkeellä. Todennäköisesti Jacobson uskoo täysin vilpittömästi omaan asiaansa — mutta tiede ei ole uskon asia.

ONKO ONGELMAA MYÖS SUOMESSA?

Nyt tiedeyhteisön olisi selvitettävä pikaisesti, onko meilläkin vastaavia toimijoita. Työ on syytä aloittaa Lappeenrannasta. Siellä (Lappeenrannan ja VTT:n yhteinen) Neo Carbon Energy-ryhmä on ainakin ulkopuolisen silmin esittänyt aivan yhtä villejä tulevaisuusskenaarioita kuin Jacobsonkin, on siteerannut Jacobsonia laajasti, ja sen metodit ovat täysin samanlaisia kuin Jacobsonilla (ks. mm. Heard et al. 2017).  

 Alaa tuntemattoman on vaikea tai mahdoton arvioida, onko myös näiden mallien pohja yhtä hutera kuin Jacobsonilla.  Neocarbon-ryhmälle on tyypillistä esittää villejä lukuja joiden todellisia implikaatioita ei mietitä, esittää sisäisesti ristiriitaisen näköisiä väitteitä, ja kuittata kritiikki asenneongelmana.

Ylipäätään Neocarbon-ryhmän viestintä on äärimmäisen hypettävää. Milloin ryhmä aikoo ratkaista maailman nälänhädän tekemällä ruokaa sähköstä ja ilmasta; milloin ryhmä tekee Internet of Energyn joka näyttää miten koko maailma pyörii pian uusiutuvalla energialla; milloin ryhmä todistaa, että vuonna 2050 täysin uusiutuville perustuva energiajärjestelmä on Suomessa edullisin.

 Suhtautuminen kritiikkiin on ollut varsin agressiivista. Varsinkin ryhmän Twitter-tili kunnostautui pitkään kriitikoiden solvaamisessa, mutta on nyttemmin selkeästi rauhoittunut.

Toistaiseksi kritiikkiä ovat esittäneet yksittäiset bloggaajat (Mearns, Martikainen 1 Martikainen 2, Martikainen 3). Varsinainen tiedeyhteisö on ollut hiljaa. Nyt tarvittaisiin siis tiedeyhteisön aktivoitumista.

KUKA LÄHTEE SELVITTÄMÄÄN?

 Ryhmän viimeisimmässä julkaisussa (Child et al. 2017) on kenties kummallisin abstrakti, jota olemme itse missään tieteellisessä artikkelissa nähneet.

In terms of public policy, several mechanisms are available to promote various forms of RE. However, many of these are contested in Finland by actors with vested interests in maintaining the status quo rather than by those without confidence in RE conversion or storage technologies. These vested interests must be overcome before a zero fossil carbon future can begin.

Toisin sanoen: “me olemme oikeassa, mutta muilla on asenneongelmia tai piilointressejä”. Tällaiset väitteet ovat aktivismia, eivät tiedettä.

Heitämme nyt suomalaiselle tiedeyhteisölle haasteen. Me maallikot voimme valittaa miten paljon tahdomme, mutta sillä ei ole arvoa. Tarvitaan vertaisarviointia ja analyysi lienee syytä ulottaa myös tutkimusartikkeleista tehtyihin lehdistötiedotteisiin ja tulosten perusteella julkisuudessa esitettyihin politiikkasuosituksiin. Neocarbon-ryhmän tutkimuksille on tehtävä yhtä perusteellinen läpivalaisu kuin Jacobsonin tutkimuksille. Ryhmä on saanut niin paljon palstatilaa julkisuudessa, että sen tekemisiä ei voi ohittaa olankohautuksella. Jos tehty tiede ei ole asiallisessa suhteessa sen markkinointiin, toisilla tutkijoilla on eettinen velvollisuus tuoda se esille.

Child et al. 2017 saattaisi olla hyvä ja konkreettinen artikkeli arvioitavaksi, tai vaihtoehtoisesti hiukan vanhempi mutta enemmän julkisuutta saanut Child and Breyer 2016.  Kuka tiedeyhteisössä haluaa ottaa tämän tehtäväkseen?

Kirjoittajat: Jakke Mäkelä, Rauli Partanen, Kaj Luukko, Antti van Wonterghem, Heidi Niskanen, Jani-Petri Martikainen,Ville Tulkki, Markus Norrgran

Kirjoitus julkaistaan samaan aikaan useiden kirjoittajien omissa blogeissa. Osa kirjoittajista on vuonna 2016 osallistunut Teraloop-yrityksen kriittiseen arviointiin.

Eduskunta on hyväksynyt hallituksen ilmasto- ja energiastrategian. Strategia nojaa vahvasti bioenergiaan ja sen sepittämiseen ilmastoteoksi riippumatta siitä, että väite ei pääsääntöisesti kestä kriittistä tarkastelua. Talousvaliokunnan asiasta tekemään mietintöön voi tutustua täällä. Keskusta, kokoomus ja perussuomalaiset saivat sekoiluunsa taustatukea eduskunnassa demareilta.

File_000

Vihreät ovat kansallisella tasolla alkaneet kääntää takkiaan bioenergian suhteen. Näin on hyvä.

Talousvaliokunnassa mietintöön esitti vastalauseen vain yksi kansanedustaja…Vihreiden Antero Vartia. Nostan hänelle hattua siitä, että hän on käyttänyt kansanedusta-aikaansa perehtymällä teemaan tarkemmin ja hänen huomionsa bioenergian ongelmista ovat hyvin harkittuja. Mutta…(tiesit varmasti, että tämä on tulossa) vielä keskeisiä kysymyksiä ovat esimerkiksi:

  • Vartia aivan oikein muistuttaa, että esim. Sitran raportin mukaan hallituksen suunnitelmat ovat riittämättömiä. Toisaalta samainen raportti myös ehdotti järkyttävän korkeita metsänpolttotavoitteita. Voisiko olla mahdollista, että lähde joka keskittyy lähinnä vain uusiutuvien edistämiseen, olisi puutteellinen? (Tästä lisää aikaisemmissa kirjoituksissani osa1 ja osa 2.)
  • Pienimuotoinen ja hajautettu energiantuotanto on nähtävästi jotenkin tärkeää ja keskeistä, mutta missä tämä kanta on perusteltu esimerkiksi osoittamalla, että tämä on erityisen tehokas tapa vähentää päästöjä? Ovatko energiantuotannon ympäristövaikutukset todella pienimmät tässä vaihtoehdossa ja jos ovat — miksi? Tiedän toki, että väite on osa perinteistä liturgiaa, mutta väitteen toistaminen ei tässä asiassa ole yhtään vakuuttavampaa kuin  bioenergian väittäminen ilmastoteoksi ilman substanssia.
  • Missä voimme tutustua biokaasun potentiaalista, kustannuksista ja ympäristövaikutuksesta tehtyihin selvityksiin? Tämä näyttää asialta, jossa on hypätty johtopäätökseen ilman riittävää harkintaa. (Lähes kaikki teemaan liittyvä hypetys perustuu arvioihin, joissa esim. ympäristövaikutuksia ei analysoida, joissa vältetylle CO2 tonnille ei arvioida hintaa ja joissa potentiaali arvioidaan räikeästi yläkanttiin.)
  • Milloin Helsingin Vihreät toteavat, että hanke Helenin pellettikattiloista, ei ollut loppuun asti harkittu ja olisi ehkä syytä avata? Miksi tästä ollaan niin hiljaa? On erikoista kritisoida hallitusta kansallisella tasolla energialinjauksista, joille itse hurrataan kunnallisella tasolla. Entä kotikaupunkini Espoo, jossa Vihreät ovat myös merkittävä puolue? Alla Fortumin käsitys tulevaisuuden Espoon kaukolämmöstä. File_002 Biomassaa, biomassaa ja sitten lisää biomassaa…tosin hurskas toive on, että geotermiselläkin energialla voisi olla joku rooli, mutta tätä ei pidetty todennäköisimpänä vaihtoehtona. Fortum ja Espoon kaupunki ovat tälle pohjalle tekemässä suorastaan “yhteisen kestävän kehityksen yhteiskuntasitoumusta”. Söpöä.kdMyE_s-200x150 Jos meillä vain olisi joku hiilivapaa energianlähde, joka voisi tuottaa suuret määrät lämpöä (sekä kesällä ja talvella) jo olemassa olevaan kaukolämpöverkkoon. Silloin voisimme luopua fossiilisista eikä biomassaa tarvita…win-win. (“Viime vuosina on tapahtunut paljon hyvää kehitystä, ja polku tulevaan on alkanut hahmottua. Kivihiilen korvaamisessa tullaan varmasti onnistumaan, mutta keskustelu edistyksen tahdista ja käytännön ratkaisuista jatkuu sitä mukaa, kun edistysaskeleita otetaan ja uusien ratkaisujen, kuten geotermisen energian kanssa päästään eteenpäin….”: Hiilivapaa Suomi. Anteeksi vain, mutta minusta tämä on merkki korviketoiminnasta, jota tehdään, kun järjellistä dekarbonisaatiovaihtoehtoa ei ole pöydällä. Jos fossiiliset korvataan bioenergialla, miksi tämä olisi “hyvää kehitystä”? Tarvitsemme myös vaihtoehdon, joka ei nojaa sen enempää biomassaan kuin toiveeseen geotermisen energian läpimurrosta.)

Vaatimus “kunnianhimoisista” päästövähennyksistä on sanahelinää niin kauan kun, työkalupakki on puutteellinen. Naturopaatti voi hyvinkin olla syöpää vastaan, mutta mitä se edes tarkoittaa, jos hän samalla kieltää kemoterapian ja säteilyhoidon ja hyväksyy vain puolukkamehun?

Follow me on Twitter

Goodreads

Punainen risti

Unicef

Advertisements