Esitin alla olevan kysymyksen äskettäin Espoon Vihreille. Kysymys on relevantti myös muissa pääkaupunkiseudun kunnissa.

“Koetan löytää oikeaa tahoa tästä asiasta keskusteluun ja yritän nyt ensin täältä. Kyse on Vihreiden kannasta bioenergiaan ja erityisesti nyt kuntavaalien yhteydessä kuntatasolla. Vihreissä on pitkään ajettu bioenergian lisäämistä ilman, että mm. sen ilmastovaikutuksiin (tai ekologisiin vaikutuksiin) olisi kiinnitetty riittävästi huomiota. Viimeaikoina tähän on tullut muutosta ja Vihreistä on alkanut kuulua kritiikkiä etenkin hallituksen suuntaan liiallisesta bioenergiapainotuksesta. Tämä on tervetullutta. Mutta mitä tämä implikoi kuntatasolla? Vihreät ovat merkittävä puolue pääkaupunkiseudulla ja sekä Helsingissä ja Espoossa energiantuotannon ilmastotoimet nojaavat hyvin vahvasti fossiilisten korvaamiseen puulla. Kritiikki hallitusta kohtaan on tervetullutta, mutta hiljaisuus (tai suorastaan puunpolton juhliminen) omalla takapihalla on kummallista. Eli mikä esimerkiksi Espoon vihreiden näkemys on asiasta? Mihin toimiin voidaan ryhtyä puunpolton jarruttamiseksi? Halutaanko siihen ryhtyä? Onko esim. kaukolämpö edes kunnallispoliitikkojen asia? Jos asioiden annetaan mennä omalla painolla, miten bioenergian ilmastovaikutukset otetaan kunnassa huomioon? Mikä pitkän tähtäimen (seuraavat vuosikymmenet, jos Pariisi otetaan tosissaan) strategia koko energiantuotannon dekarbonisoinniksi oikeastaan on? Bioenergiaan se ei voi nojata. (Otaniemen geoterminen pilottiprojekti on kiva ja kannatettava tutkimus/kehityshanke, mutta omaa suuret riskit ja on nyt käsittääkseni tuumaustauolla porauskustannusten noustua.)”

En ole toistaiseksi saanut tähän oikein pohdittua vastausta. Olen saanut mm. viittauksen Vihreiden 2035 energiavisioon, jossa (poiketen aikaisemmista visioista) metsäbion määrä ei lisääntyisi olkoonkin, että sekä Helenin, että Fortumin suunnitelmissa tämä nimenomaan on. Tilanne ei ole tyydyttävä. Metsäbion ilmastovaikutukset ja ekologinen vahinko ovat  ikäänkuin kansallisen tason kysymys ja Kepun syytä, kun taas kuntatasolla bioenergiaa juhlitaan ilmastomeriittinä.

Ymmärrän, että tämä on hankala kysymys. Yksi jos toinen poliitikko ja järjestö on  ajanut bioenergian lisäämistä jokseenkin kritiikittä ja esimerkiksi ilmastovaikutukset sivuuttaen. Nyt näitä vaikutuksia on alettu hitaasti tunnustamaan, mutta toki kynnys omien virheiden tunnustamiseen ja reflektioon on korkea. Mutta positiivisesti katsoen tässä olisi myös hieno mahdollisuus kasvuun. Vihreät voisivat esim. pohtia syitä miksi bioenergia alunperin hyväksyttiin niin kritiikittä? Eikö se ollut alun alkaenkin kummallinen linjaus “puun halaajilta”. Miksi siihen yhä tarrataan (eri muodoissaan) niin hanakasti?  Mikä ryhmän dynamiikassa tämän aiheutti ja miten tulevaisuudessa vastaavia virheitä voisi välttää?

Samoin olisi korkea aika pohtia kuinka pääkaupunki seudun kuntien energiantuotanto oikeasti dekarbonisoidaan sen sijaan, että leikitään marginaalisilla päästövähennyksillä ja puunpolton “hiilineutraalisuudella”. Tällä hetkellä kenelläkään ei ole tolkullista visiota, joka aikaansaisi syvät päästövähennykset…poislukien ne, jotka tämä tavoite mielessään haluavat pitää avoinna mahdollisuuden kaukolämmön tuottamiseen ydinvoimalla.

Päivitys 26.3.2017: Olen kysynyt tätä asiaa monelta taholta huonolla menestyksellä. Vaikuttaa vahvasti siltä, että tähän ei haluta vastata eikä asiaa käsitellä. Itselleni hölmöt aikaisemmat kannat eivät ole este äänestämiselle mikäli virhettä halutaan käsitellä ns. “in good faith” ja tavalla joka luo luottamusta siihen, ettei virhettä toisteta tai sillä suorastaan vaivihkaa ratsasteta. Nyt näin ei näytä olevan ja päätynen äänestämään kuntavaaleissa muita kuin Vihreitä vaikka sinänsä olisin samoilla linjoilla monissa kunnan kannalta relevanteissa asioissa.

Aki Suokko ja Rauli Partanen ovat kirjoittaneet uuden kirjan “Energian aika:avain talouskasvuun, hyvinvointiin ja ilmastonmuutokseen”, joka käsittelee tämänkin blogin keskeisiä teemoja eli energian, ympäristön ja talouden yhtymäkohtia. Voin suositella kirjaa lämpimästi ja eipä tästä erityistä “kirja-arvostelua” taida tulla, koska ns. “I approve of this message”.energianaika

Haluan erityisesti nostaa esille kirjan keskustelun talouskasvusta ja degrowthista. Tätä käsiteltiin teemaan sopivalla hienovaraisuudella ja nyanssilla ilman olkiukkojen rakentelua.   Aivan liian usein tätä keskustelua dominoivat ääripäiden fundamentalistit, jotka rakentavat tarpeetonta vastakkainasettelua kenties osin retorisena keinona korostaa oman näkemyksensä erinomaisuutta oman heimon keskuudessa. Toisaalla degrowth-liike on vandalismia, joka on tuhoamassa kaiken arvokkaan ja toisaalta “perinteiset” ekonomistit ovat vandaaleja, jotka ovat tuhomassa kaiken arvokkaan. Rakentavaa. Suokko ja Partanen eivät tähän sorru vaan käsittelevät mielestäni asiallisesti koko keskustelun kirjon ja jakavat kunniaa sinne minne sitä kuuluu jakaa ja kritiikkiä sinne mihin se kuuluu. Tämä keskustelu on todella laadukasta enkä ole vastaavaa lukenut edes englannin kielellä kuin paloittain siellä täällä eri lähteissä.

Kirjan otsikko puhuu “avaimesta” talouskasvuun, hyvinvointiin ja ilmastonmuutokseen. Vaikka kirjassa keskusteltiin monista tekijöistä joilla riskejä voidaan pienentää ja positiivisen kehityskulun todennäköisyyttä kasvattaa, en usko lopulta löytäneeni “avainta” vaan harmaan eri sävyjä. Näin on hyvä ja kirjoittajien kieltäytyminen kaiken kattavien ennustusten ja pelastavien visioiden tehtailusta kertoo heidän viisaudestaan. Olemme keskellä suota ja korskea hyppiminen suuntaan tai toiseen heikentää suurella todennäköisyydellä asemaamme. On parempi astella varovasti ja toivoa, että joskus päädymme tukevammalle maalle…jos sellaista edes on olemassa.

Lappeenrannassa rakennelleen malleja joissa yhden jos toisen alueen sähköntarve katettaisiin täysin uusiutuvilla.

Kuva 1: 100% RE pukkaa...koetetaan sivuuttaa tuo energian ja sähkön sotkeminen.

Kuva 1: 100% RE pukkaa…koetetaan sivuuttaa tuo energian ja sähkön sotkeminen.

Olen kommentoinut tyytymättömyyttäni näihin ulostuloihin aikaisemmin (tässä ja tässä). Nyt ryhmä on tehnyt nettiin visualisoinnin jota kutsutaan vaatimattomasti nimellä “Internet of Energy” (jos voin ehdottaa, “IntREnet of energy” olisi vielä parempi). Tämä visualisointi kuulemma demonstroi tarkasti kuinka täysin uusiutuviin pohjaava sähköntuotanto toimii ja siksi meidän pitäisi vain alkaa rakentamaan. Olen erimieltä. Visualisointi ei lisää substanssia vaan nojaa pohjalla olevaan malliin. Mikäli malli on puutteellinen, ei sitä voi korjata visualisoinnilla. Lappeenrannan ryhmä osoittaa kuitenkin esimerkillistä avoimuutta jakamalla visualisoinnin yhteydessä siihen liittyvät data-tiedostot. Tiedostot ovat suuria Excel-tiedostoja, joista löytyy tuntikohtaiset tuotanto- ja kulutustiedot eri alueista (myös tiedot siitä kuinka varastoja täydennetään ja kuinka niitä puretaan). En ymmärrä miksi 100%RE -skenaarioita tehtaillaan juuri Excelillä, mutta näillä mennään. Seuraavaksi joitain poimintoja Euroopan alueen skenaariosta.

  • Miksi Norjan ja Islannin sähkönkulutuksen vuodenaikavaihtelu puuttuu?
  • Miksi Ruotsi tuottaa sähköä alle 80TWh, kun todellisuudessa heidän tuotantonsa on ollut noin 140TWh? Mallissa Ruotsi tuo sähköä noin 1800 kertaa enemmän kuin vie? Suomi tuottaa mallissa enemmän sähköä kuin Ruotsi.
  • Onko joku kysynyt haluavatko Ruotsin lisäksi esim. Sveitsi ja Benelux maat oikeasti tuoda noin paljon enemmän sähköä kuin vievät?
  • Miksi Norja tuottaa mallissa 265TWh, kun todellisuudessa he tuottavat noin 130TWh? Tällä hetkellä liki kaikki heidän tuotantonsa on vesivoimaa, mutta mallissa sitä ei ole kuin 96TWh. Häh?
  • Monessa maassa malli olettaa tuulivoiman kapasiteettikertoimen olevan noin 50%. Miksi näin? Toisaalta esimerkiksi Saksassa kerroin on mallissa noin 37%, kun toteutunut on 20-25% välillä. Tämä liioittelee tuotantoa merkittävästi. Suomelle malli olettaa n. 30% mikä on järkevämpää. (Ja ei, kyse ei ole siitä, että mallissa oletettaisiin suuria määriä esimerkiksi merituulivoimaa. Melkein kaikki tuulivoima on mallissa sijoitettu maalle.)
  • Iso-Britanniasta Ranskaan ja Benelux maihin oletetaan 26GW+17GW siirtokapasiteettia. Onko tämä järkevää, kun todellinen on käsittääkseni noin 2+1GW? Ylipäätään Iso-Britannia on mallissa massiivinen sähkönviejä. (Suomesta pitäisi muuten vetää Balttiaan 3GW piuha Ruotsiin menevän 3GW piuhan lisäksi.)

Muutama huomio myös tuulivoiman tuotantoprofiileista on paikallaan. Voimme helposti laskea todennäköisyysjakaumat sille, että tuulivoiman tuotanto on joku tietty osuus kapasiteetista. Seuraava kuva näyttää tuloksen Suomesta sekä mallin mukaan, että todelliseen tuotantotietoon perustuen ( vuosi 2016 tähän asti).

Kuva x: Jakauma Suomen tuulivoimatuotannosta. Kvalitatiivista yhteneväisyyttä havaittavissa, mutta mutta...

Kuva 2: Jakauma Suomen tuulivoimatuotannosta. Kvalitatiivista yhteneväisyyttä havaittavissa, mutta mutta…

Jotain kvalitatiivista yhdenmukaisuutta on havaittavissa, mutta huomaa kuinka LUT-mallin jakauma vaikuttaa huomattavasti toteutunutta leveämmältä. Se näyttää antavan merkittävästi suuremman todennäköisyyden korkeaan tuotantoon kuin mitä toteutunut antaa ymmärtää. Entä sama Tanskassa, joka on mallissa merkittävä sähkönviejä?

Kuva x: Sama Tanskalle yhdessä sen kanssa miltä jakauma oikeasti näytti vuonna 2015. Ööhh??? Miten tuollaisen jakauman saa? Honest question.

Kuva 3: Tuotannon jakauma Neocarbon-mallissa ja miltä se oikeasti näytti vuonna 2015.

??? Jakauma ei näytä juuri lainkaan siltä miltä todellinen tuotantojakauma näyttää. Mitä ihmettä tässä on tapahtunut? Vastaavia esimerkkejä on muitakin…tässä tulos Iso-Britannialle.

Kuva 4: Sama Englannista, joka on myös mallissa merkittävä sähkön viejä.

Kuva 4: Sama Briteistä, joka on myös mallissa merkittävä sähkön viejä.

Jakauma näyttää pikemminkin vastakkaiselta kuin se mikä on toteutunut. Todennäköisyys on mallissa suurin maksimiteholla. Missaanko nyt jotain olennaista? Päätäni alkaa taas särkeä.headache

Lopuksi on myös hyvä huomata, että tässä “100%RE”-mallissa on ympäri Eurooppaa yli 150GW kaasuturbiinikapasiteettia. Suomessakin näitä laitoksia olisi yli 6GW edestä. Sitä miksi näitä tarvitaan näkyy mallissa hienosti esimerkiksi Saksassa Joulun aikaan. Heidän tuotantonsa (ks. kuva) on yli 120 GW, mutta sitten alkaa päivä jota verkon vakaudesta vastuussa olevat pitäisivät varmasti jännittävänä haasteena. Noin 10 tunnin aikana uusiutuvasta tuotannosta katoaa yli 100 GW, kun heidän kulutuksena on jossain 70GW nurkilla. Kaikki vaipat heitetään polttouuniin, tuodaan mitä voidaan, mutta tämä ei silti riitä. He käynnistävät nopeasti yli 20GW edestä kaasuturbiineja, jotta Joulu ei menisi pilalle. Näitä kaasuvoimaloita on siis ympäri Eurooppaa ja niiden käyttäaste on maasta riippuen 3-22% (keskiarvo 12%). Mallissa ei kerrota mistä se kaasu ilmestyi, mutta mitään synteettisen kaasun tuotantoon liittyviä menoeriä en siitä löydä. Tulee siis luultavasti töpselistä.

Kuva x: Saksa Joulun alla. Hauska päivä verkon ylläpitäjillä?

Kuva 5: Saksa Joulun alla. Hauska päivä verkon ylläpitäjillä. (Vihreällä tuuli+aurinko+vesivoima, punaisella siihen on vielä lisätty tuonti, varastot ja bio- ja jätevoima. Ei riitä…)

Kuva x: höyryvoimalat ja kaasuturbiinit auttoivat Joulun tunnelmaan.

Kuva 6: 24GW kaasuturbiineja pelasti Joulun tunnelman.

Summa summarum. Yhtä sun toista korjattavaa mallissa löytyy ja ehkä kannattaa vielä odottaa hetki ennen kuin aloitamme vain rakentamaan.

Edit: Ilmeisesti kaasun on tarkoitus olla synteettistä, mutta en ymmärrä kuinka prosessin vaatima energia oli jyvitetty kulutusprofiileihin. Myös hyötysuhde on itselleni epäselvä.

Edit : Tuulivoiman tuotantojakaumat näyttävät Excel-tiedostossa kummallisilta, koska ilmeisesti kategoriaan “excess” on laitettu hämäävästi osa tuotannosta. “Wind onshore” ja “Wind offshore” kategoria ilmeisesti pitää vain sisällään sen osan tuotantoa mikä käytetään. Jos tämä tulkinta on oikein, niin esimerkiksi Tanskassa hukattu tuulivoimateho voi mallissa olla samaa suuruusluokkaa kuin kulutettu teho.  Eli asennettu kapasiteetti on noin kaksinkertainen siihen nähden mitä voimalat korkeintaan syöttävät verkkoon. Tämä muuten myös korjaa kapasiteettikertoimia alaspäin, koska ne maat joiden kapasiteettikerroin on anomaalisen korkea, ovat maita joissa tämä hukattu teho on suurempi.

aragorn_ev Tämä jatkaa siitä mihin viime viikkolla jäin.Viimeksi käsittelin sähköautoilla saavutettavia päästövähennyksiä ja nyt teemana on autoilun kustannukset kuten myös päästövähennysten kustannukset.  Vertaan tavallista autoa sähköautoon, joka vastaa aika tarkasti Nissan Leafiä. Tämä on keskeinen rajaus. Vieläkin naurattaa se UBS investointipankin läpyskä, jossa he kertoivat onnelliselle seurakunnalle kuinka sähköauton hinta on nyt kilpailukykyinen tavallisen auton kanssa. Tavalliseksi autoksi investointipankkiirit olivat häpeilemättä valinneet Audi A7:n. LOL. Sähköauton hinnaksi oletan siis 35000 €. Lyhyt listaus muista käytetyistä oletuksista löytyy postauksen lopusta. (En viitsi edes verrata Teslaan, koska sen suuret akut, suuri koko ja korkea hinta tarkoittavat sen nostavan päästöjä kaikille muille paitsi niille joiden päästöt olivat kohtuuttoman korkeat jo valmiiksi. Tällekin väestönryhmälle päästövähennyksen hinta olisi naurettava.)

Lasken päästövähennyksen kuten edellisessä kirjoituksessani. Kustannukset lasken kuten laskisimme esimerkiksi LCOE:n (levelized cost of electricity) sähkölle. Toisin sanoen diskonttaamme pääomakustannuksia, summailemme käyttökustannuksia ja jaamme tuloksen toimitetulla tuotteella (muista diskonttaus), joka on tässä tapauksessa ajetut kilometrit. Oletan kaikelle 10 vuoden “taloudellisen eliniän” ja käytän 5% korkoa. (Laskin myös 1% korolla, mutta en selvyyden vuoksi lisää niitä tuloksia tähän. Eivät muuta peruspointia.) Lasken mukaan autoverot yms. jotta voin tarkastella myös tilannetta, jossa niitä ei ole. Sivuutan ajoneuvoveron ja vakuutukset, koska olen laiska ja toivon niiden kumoavan toisensa riittävällä tarkkuudella. En ota myöskään huomioon erilaisia käyttötapoja (esim. jos ajaa lähinnä kaupungissa voivat keskimääräiset päästöt olla aika erilaisia kuin keskimääräiset) ja oletan kaikkien huijaavan about yhtäläisesti kulutusluvuissaan.  Autojen hinnat poimin trafin sivuilta.  Jälleenmyyntiarvoja, kierrätyksiä yms. voi olla, mutta sivuutamme tämän matopurkin seuraavan kertaluvun korjauksena, joka luo liikaa savua ja liian vähän valoa.

Ymmärrän myös, että ihmiset toki ostavat autoja muistakin syistä kuin kustannuksia minimoidakseen. Suurempi auto voidaan haluta, jotta ne lastenrattaat saadaan kyytiin ja koska siihen on varaa. Kalliimpi auto ostetaan, koska se putputtaa paljon putputimmin kuin kilpaileva vaihtoehto (kirjoittaja ei ole järin kiinnostunut autoista, jos ette arvanneet), mukinpitimiä on juuri oikea määrä yms. olennaista… hohhoijaa…sivuutan nämä. Jos  joku haluaa tutustua yksityiskohtiin ja kenties metsästää bugeja, kehotan kahlaamaan käyttämäni (matlab) tiedostot läpi. Ne aukevat tekstieditorilla ja logiikka on toivottavasti riittävän selvää käännettäväksi toisiin työkaluihin. Suurin osa komennoista liittyy loppujen lopuksi kuvaajien yksityiskohtien nysväämiseen.

Let’s get started. Ensimmäinen kuva siirtää meidät kartalle näyttämällä tavallisella autolla ajetun kilometrin hinnan vuosittaisten ajomäärien ja auton hinnan funktiona.

Kuva 1: Tavallisella autolla ajetun kilometrin hinta vuosittaisen ajomäärän ja auton ostohinnan funktiona.

Kuva 1: Tavallisella autolla ajetun kilometrin hinta vuosittaisen ajomäärän ja auton ostohinnan funktiona.

Huomaa muuten kuinka vähän ajavalle kilometri maksaa enemmän. Kaupungeissa julkinen liikenne ei ole ainoastaan helpompaa järjestää vaan yksityinen autoilu myös maksaa “enemmän”, koska kilometrejä joille pääomakustannukset jaetaan on vähemmän. Toki voi keskustella onko sen kilometrin arvo ajajalle sama maalla ja kaupungissa? Kilometri kaupungissa voi olla käyttäjälleen yhtä arvokas kuin 10 kilometriä maalla.

Seuraavaksi sähköautolla ajetun kilometrin hinta suhteessa tavalliseen autoon. Kuva 2 näyttää kuinka monta prosenttia kalliimmaksi sähköauto tulee.

Kuva 2: Kuinka monta prosenttia kalliimpi sähköautolla ajettu km on?

Kuva 2: Kuinka monta prosenttia kalliimpi sähköautolla ajettu km on? Muutaman oikean auton hinta merkitty kuvaajaan.

Tyypillisesti sähköautolla ajettu kilometri on useita kymmeniä prosentteja kalliimpi. Vähän ajavalla sähköauto voi tarkoittaa kenties yli kaksinkertaista hintaa.Enemmän ajaville sähköauto on kilpailukykyisempi vaihtoehto etenkin, jos vaihtoehtoisen auton hinta olisi ollut noin 30000 euroa tai enemmän. Nämä erot ajetun kilometrin hinnassa olivat itselleni yllättävän pieniä.

Entä jos poistamme verot? Kuva 3 näyttää tuloksen.

Kuva 3: Kuinka monta prosenttia kalliimpi sähköautolla ajettu km on ilman veroja?

Kuva 3: Kuinka monta prosenttia kalliimpi sähköautolla ajettu km on ilman veroja?

Nyt myös melko halvalla autolla noin 15000 km vuodessa ajava maksaisi sähköautolla ajetusta kilometristä noin kaksinkertaisen hinnan. Verotus suosii sähköautoja merkittävästi.

Sitten ilmastonäkökulmaan…kuinka paljon maksamme sähköautolla vältetystä hiilidioksiditonnista? Aikaisemmassa kirjoituksessani huomautin, että esimerkiksi omat liikkumistarpeeni ja -tapani ovat sellaisia, että päästöni nousisivat, jos vaihtaisin sähköautoon. Lasken nyt vain tilanteessa, jossa päästövähennyksiä voi saada eli kun “tavallinen” auto vaihdetaan sähköautoon, jossa on yksi 26.6 kWh akku. Kuva 5 näyttää tuloksen.

Kuva 5: Vältetystä hiilitonnista maksettu hinta. Punainen viiva vastaa 40 €/tonni hintaa eli "kahvikuppi" päivässä.

Kuva 5: Vältetystä hiilitonnista maksettu hinta. Punainen viiva vastaa 40 €/tonni hintaa eli “kahvikuppi” päivässä.

Halvan auton vaihtaminen sähköautoon voi tarkoittaa yli 2000 euron kustannusta hiilidioksiditonnista. Olettamalla kalliimman tavallisen auton hinta putoaa lopulta negatiiviseksi.  Merkitsin kuvaan punaisella viivalla 40€/tonni rajan. Tämä on esimerkiksi ilmastopaneelin professorin Lassi Linnasen arvio siitä kuinka paljon ilmastonmuutoksen torjunta maksaisi (“yhden kahvikupillisen verran päivässä”). Sähköautolla kustannukset olisivat valtavasti tuota korkeammat. (Mikä liikenteen dekarbonisointi maksaisi muuten noin vähän? Vaihtaminen julkiseen liikenteeseen ehkä, mutta se vaatisi elämäntapamuutoksia, joista “kaikki on helppoa ja kivaa” arvioissa ei juurikaan puhuta.)

Toisaalta tämä lasku oli verojen jälkeen eli toistetaan se vielä ilman veroja, jotta näemme arvion ilman “tukiaisia”.

Kuva 6: Vältetystä hiilitonnista maksettu hinta ilman veroja.

Kuva 6: Vältetystä hiilitonnista maksettu hinta ilman veroja.

Vau! Kun verot poistettiin, saimme noin tuhannen euron kustannuksen hiilitonnista myös kalliimmalla autolla. Meidän verorakenteemme on itseasiassa sellainen, että meillä on jo autoilussa hyvin korkea “efektiivinen” hiilivero.  Tämä on minusta hyvä asia, mutta toisaalta se on taas asia joka tehtiin suurelta osin muista syistä kuin ilmastopolitiikan vuoksi. Tavallisen auton omistaja maksaa herkästi 10 vuoden aikana  5000-10000 euroa enemmän veroja kuin sähköauton omistaja. Huomattavaa on se, että tästä korkeasta hiiliverosta huolimatta polttomoottorit dominoivat. Korkea verotus on saanut eurooppalaiset suosimaan pienempiä autoja kuin amerikkalaiset, mutta se ei ole johtanut esimerkiksi liikenteen sähköistymiseen. Tämä antaa ymmärtää, että autoilun dekarbonisointi tulee olemaan vaikeaa ja tuskin onnistuu “kahvikupin” hinnalla.

Laitan vielä lopuksi hiukan positiivisemman tuloksen (tai siis negatiivisen). Jos vaihtaa sen tyypillisen auton pienempään 88g/km päästöiseen, voi säästää tuhansia euroja jokaista vältettyä hiilitonnia kohden. Vielä enemmän säästää luopumalla omasta autosta kokonaan mikä on monelle realistinen vaihtoehto kaupungeissa. Tämä tietenkin vaatii joitain elämäntapamuutoksia, jotka eivät ole kaikille helppoja.

Kuva 6: hiilitonnista maksettu hinta, kun normiauto vaihdetaan pieneen 88g/km tupruttavaan autoon.

Kuva 6: hiilitonnista maksettu hinta, kun normiauto vaihdetaan pieneen 88g/km tupruttavaan autoon. (Pikkuauton hinnaksi oletin 13800 €)

Summa summarum. Tänään on ilmastonmuutoksen torjunnan kannalta paljon tehokkaampaa suosia pienempiä autoja, kaupunkirakenteen tiivistämistä ja julkista liikennettä (ja sen sähköistämistä) kuin sähköautoja. Tämä ei kuitenkaan eliminoi autoilun päästöjä kokonaan eli pitkällä tähtäimellä tarvitsemme myös jäljellä olevan autoilun sähköistämistä. Sen aika ei kuitenkaan ole nyt. First things first. Saavutamme merkittävästi suuremmat päästövähennykset suuntaamalla resursseja muualle.

Oletuksia: sähkönhinta (sisältää verot ja siirtokustannukset) 11 senttiä/kWh, bensiinin hinta veroineen 1.3 €/litra, tavallisen auton huoltokustannukset 4.61 €/100km, sähköauton huoltokustannukset 1/3 tavallisen auton huoltokustannuksista (ensimmäinen luku, jonka löysin internetistä…on siis totta), autovero 17%, autovero sähköautolle 4.4%, bensiinistä veroja 58%, sähköstä veroja 30%, keskimääräisen auton päästöt 124 g/kWh, sähköauton kulutus 18.5 kWh/100km, sähköautossa yksi 26.6kWh akku.

Minua alkoi kiinnostamaan millaiset päästöt sähköautoilu aiheuttaa verrattuna vaihtoehtoihin ja kuinka paljon mahdolliset päästövähennykset maksavat. Kokoan tähän ensimmäiseen osaan oppimaani lähinnä päästöistä ja toisen osan säästän kustannuksille. Vaikka sähköauto ei polta bensaa sen käyttämä sähkö on osin tuotettu fossiilisilla. Kuinka suuri tämä osuus on riippuu maan sähköntuotannosta. Sähköauton valmistus aiheuttaa ilmeisesti lähinnä pattereiden valmistuksessa suuremmat päästöt kuin tavallinen polttomoottoriauto. Esimerkiksi tässä raportissa arvioitiin, että polttomoottoriauton valmistus aiheuttaa noin 40 g CO2 päästöjä ajetulle kilometrille, kun taas sähköauton valmistus aiheuttaa noin 70 g (elinkaaren aikana oletettiin ajettavan 200000 kilometriä). Ellingsen et al. arvioivat, että 26.6 kWh patterin valmistus aiheuttaa 4.6 tonnin hiilidioksidipäästöt. Toisaalta sähköauto aiheuttaa usein vähemmän päästöjä käytössä joten elinkaaren yli laskettuna päästövähennyksiä voi saada etenkin, jos autolla ajetaan paljon.

Kuva 1: Arvio sähköauton elinkaari hiilidioksidipäästöistä.

Kuva 1: Arvio sähköauton elinkaari hiilidioksidipäästöistä.

Mutta toisaalta tämä on itselleni liian abstraktia eikä suoraan relevanttia, koska arvioissa oletetaan itselleni täysin epärelevantti ajomäärä ja myös kilpaileva vaihtoehto. Tein siis arvion siitä miten paljon päästöissä on eroa kymmenen vuoden aikana ajomäärien ja polttomoottoriauton päästöjen funktiona. Rajasin ajan kymmeneen vuoteen, koska toisaalta yksilönä se olisi minulle relevantti aikaskaala ja toisaalta sähköautojen akkujen takuu ei taida sen kauemmas ulottua.

Seuraavat kuvat demonstroivat tuloksia. Merkitsin kuvaajaan pisteillä “itseni” ja “tyypillisen suomalaisen”. “Tyypillinen” suomalainen ajaa autollaan n. 15000 km vuodessa ja auton käyttö aiheuttaa päästöjä n. 124 g/km. Itse asun hyvien liikenneyhteyksien päässä lähellä työpaikkaa ja arvioin liikkumisen noin puoleen tyypillisestä. En omista autoa vaan liikun lähinnä bussilla tai junalla ja siksi laitoin päästötasoksi arvion bussin päästöistä per matkustaja eli 73 g/km.  Oletan ensin, että sähköautossa on yksi 26.6 kWh akku eli autolla ajaa ehkä korkeintaan hiukan alle 150 km latausten välillä.

Kuva 2: Päästöero sähköauton ja polttomoottoriauton välillä. Oletin sähköautoon yhden 26.6 kWh akun jolloin autolla voinee ajaa jonkin verran alle 150 km.

Kuva 2: Päästöero sähköauton ja polttomoottoriauton välillä. Oletin sähköautoon yhden 26.6 kWh akun jolloin autolla voinee ajaa jonkin verran alle 150 km.

Jos itse vaihtaisin sähköautoon päästöni nousisivat selvästi, mutta jos keskimääräinen autonajaja vaihtaisi tuollaiseen sähköautoon päästöt voisisivat alentua 10 vuoden aikana noin 7 tonnia. Mutta toisaalta hän voisi päästä samaan lopputulokseen vaihtamalla pienempään vähemmän bensaa polttavaan autoon. Esim. pikku Peugeotilla voisi päästä 88 g/km päästötasoon, joilloin päästöt olisivat noin samat kuin sähköautossa.

Korkeintaan 150 km ajoa voi toisissa aiheuttaa huolta ja he haluavat sähköautolleen noin 300 km ajomatkan. Sitä varten tuplaamme akkujen määrän ja lopputulos on seuraavan kuvan mukainen.

Kuva 2: Muuten sama kuin edellinen, mutta 2x26.6 kWh akkuja.

Kuva 2: Muuten sama kuin edellinen, mutta 2×26.6 kWh akkuja.

Ylimääräisten akkujen aiheuttamat päästöt eliminoivat suurimman osan tyypillisen autoilijan aikaisemmista päästövähennyksistä. Jos ei ole autoton, niin se vähän kuluttava polttomoottoriauto olisi nyt merkittävästi parempi vaihtoehto ja sillä toki ajaa pidemmälle kuin 300 km. Toistetaan harjoitus vielä lopuksi saksalaisella sähköllä. Siellä sähköauto 26.6 kWh akulla aiheuttaisi kymmenen vuoden aikan suuremmat päästöt kuin keskimääräinen polttomoottoriauto.

Kuva 4: Sama kuin kuva 2, mutta saksalaisella sähköllä.

Kuva 4: Sama kuin kuva 2, mutta saksalaisella sähköllä.

Mitä tästä opimme? Ehkä sen, että päästötase riippuu siitä kuinka paljon autoa oikeasti käyttää ja kuinka suuri akkujen käyttöaste on. Jos haluamme kannustaa suuriin päästövähennyksiin, olisi tehokkaampaa suosia julkista liikennettä ja sitä tukevaa kaupunkirakennetta. Sähköautot tulisi ehkä ensisijaisesti säästää niille, jotka ajavat paljon kuten esimerkiksi taksit. Ylisuuria akkuja tulisi välttää ja siinä mielessä hybridiauto pienellä akulla on viisaampi vaihtoehto kuin “puhdas” sähköauto. Jos haluaa ajaa pelkällä sähköllä, ehkä olisi syytä miettiä toimivia vuokraus- tai jakojärjestelmiä, jossa saa käyttöönsä toisen auton niitä harvoja kertoja varten, kun oikeasti tarvitsee sitä 300 km ajomatkaa.

Lisäys 9.10.2016: Suomen ekomodernistien Facebook sivulla on monia hyviä huomioita. Yksi huomio oli, että akkujen päästöt riippuvat jotenkin oletetusta sähkön päästötasosta. Ylläoleva arvio perustui noin maakaasua vastaavaan päästötasoon. Ellingsen et al. antavat myös muita arvioita. Dekarbonisoidulla sähköllä akkujen valmistus aiheuttaa hiukan alle 2 tonnin päästöt. Jos sähkö tuotetaan hiilellä (esim. Kiina), niin päästöt olisivat noin 6.5 tonnia per akku.

Skeptical-Thinking-gifKesän aikana selvitin hiukan syvemmälle oletuksia mitä Sitran raportin ytimessä olevaan malliin (MESSAGE) oli laitettu. Suomen osuus rakentui Global Energy Assessment (GEA) Skenaarioiden pohjalle ja niihin liittyvän tietokannan löydät täältä. Minulle tuli (taas) järkytyksenä massiivinen bioenergian lisäys ja jäin ihmettelemään miten moinen on voitu perustella. Mallintajien lähteenä potentiaalille oli VTT:n tutkijoiden artikkeli (Arasto et al. “Bio-CCS: Feasibility comparison of large scale carbon-negative solutions”).

Artikkelin kirjoittajat arvioivat, että teknispoliittinen (techno-political) maksimi bioenergialle hiilensidonnalla on 45 Mt hiilidioksidia vuodessa ja tämä on arvio mitä Sitran raportin tekjät ovat käyttäneet. Kirjoittajien arviota seuraavia varoituksia ei kuitenkaan kerrota. He kertovat mm. että maksimipotentiaali vaatii kaiken kasvun valjastamista hiilen talteenottoon eikä se ole kustannustehokas ja arvioivat realistisemman potentiaalin olevankin jossain 10 Mt nurkilla.

Reaching these magnitudes (45 Mt CO2/a) of emission reduction stated above would require use of nearly all sustainable forest growth in addition to all forest residues available in Finland. The raw material availability in relation to cost of raw material will most likely limit the exploited potential to the range of 10 MtCO2/a.

Termi sustainable taas tässä yhteydessä tarkoittaa vain puiden kasvua eikä minkäänlaista arviota aiheutetusta ekologisesta vahingosta tai vaikkapa maaperän hiilitaseesta ole itse asiassa tehty. Tämän valossa olisikin kiinnostavaa nähdä ne ympäristönsuojelijat, joiden mielestä Sitran raportin tiekartta on seuraamisen arvoinen, koska Pariisin ilmastosopimus niin “vaatii”. Fyysikot tekevät mielellään idealisointeja esimerkiksi olettamalla yksinkertaisuuden vuoksi vaikkapa pallon muotoisen lehmän. Tällä on paikkansa, mutta idealisointi näyttää skenaariotehtailussa karanneen käsistä. Luontoarvoja mitataan vain sidotun hiilen avulla eikä muiden aspektien anneta häiritä mallinnusta.

Entä mitä MESSAGE malliin sisältyi? Keskityn parhaiten esillä oleviin “illustrative pathways” vaihtoehtoihin. Ensinnäkin siellä on itse asiassa kolme skenaarioiden pääluokkaa. Supply-skenaarioissa energiankulutus kasvaa ja rakennetaan melkein mitä vain. Efficiency-skenaariot ovat lienee perinteisten ympäristöjärjestöjen unelmia. Niissä energiankukutus laskee, ydinvoima ajetaan alas ja uusiutuvat dominoivat energiantuotantoa. Sitran raporttiin on ilmeisesti valittu vain tuo “Efficiency”-pääluokka ilman, että muita vaihtoehtoja edes mainitaan. Kuka teki valinnan, miksi ja miksi sen pohjalla olevista syistä ei keskustella? Nyt jollekin voi tulla se väärä käsitys, että ikäänkuin asiantuntijat olisivat osoittaneet jonkin politiikan oikeammaksi vaikka todellisuudessa vaihtoehtojen olemassaolosta vaiettiin.

Laitan tähän alle joitain kuvaajia (vain vanha EU eli aluekoodi WEU), jotka loin tietokannan pohjalta.

Kuva 1: primäärienergian kulutuksessa tapahtuu sitä sun tätä.

Kuva 2: Vau! Katsokaa kuinka fossiilisten avulla tuotettu vety dominoi Supply-skenaariota vuosisadan lopulla. Yksi uusi vallankumous muiden lisäksi.

Kuva 3: Sähkön kulutus nousee kaikissa skenaarioissa…eli ehkä voisi unohtaa sen “emme tarvitse lisää sähköä”-argumentin?

Kuva 4: Tuulta lisää. Vähiten tuulta Efficiency-skenaariossa.

Kuva 5: Aurinkosähköä lisää. Taas vähiten Efficiency-skenaariossa.

Kuva 6: Ydinvoima.Omituisuutta vuosisadan puoliväliin asti. Sitten massiivinen kasvu yhden sukupolven aikana paitsi Efficiency-skenaariossa missä ydinvoima päätettiin ajaa alas.

Kuva 7: Hiiltä ajetaan alas, mutta sitten…kreivin aikaan… CCS pelastaa sen vuosisadan loppupuolella Supply-skenaariossa.

Miten näihin eri tuloksiin päädytään? Tulosten hajonta tietenkin johtunee siitä, että mallintajat arvaavat sisäänmenevät oletukset eri tavalla. Jos sinulla on kokemus, että energiankulutus kasvaa ja CCS on hauskaa, he näpyttelevät sellaiset oletukset, että toiveesi toteutuu. Jos kaipaat energiatehokkuutta ja uusiutuvia, tässä sinun toiveisiisi sopivat oletukset. Tämä on tietenkin osin ymmärrettävää, mutta muuttuu arvelluttavaksi, kun ensin fantasioidaan toivotut kustannukset ja vaaditut teknologiat jonnekin tulevaisuuteen ja sitten matkustetaan aikakoneella takaisin nykypäivään ja todetaan kuinka olemme nyt osoittaneet, että visio, josta me pidämme on taloudellisesti ja teknisesti kaikkein paras ja siksi yhteiskunnan resursseja tulisi siirtää meille. On muuten myös kiinnostavaa huomata, että GEA mallien kustannusoletukset näyttävät olevan ristiriidassa esimerkiksi yleisesti (väärin) käytetttyjen oppimiskäyräargumenttien kanssa. Katsokaapa esim. seuraavaa kuvaajaa aurinkosähkön oletetuista pääomakustannuksista.

Kuva 8: Aurinkosähkön pääomakustannukset.

Supply-skenaariossa rakennettiin eniten aurinkovoimaa joten eikö sen pääomakustannusten tulisi silloin olla alhaisimmat? Koska mallintajat olettavat erilaisen asymptoottisen kustannuksen, pääomakustannukset voivat poiketa toisistaan tekijällä 5 eli olla käytännössä mitä sattuu. (Tällä hetkellä Efficiency-käyrä on lähinnä toteutunutta.) Jos vastaavaa tehtäisiin ydinvoiman kohdalla, yhdessä skenaariossa sen pääomakustannus voisi olla 5000$/kW ja toisessa 1000 $/kW. Ihan miten vain asian koet. Ydinvoiman kohdalla tätä ei tietenkään tehdä vaan kustannukset on oletettu konservatiivisesti haarukkaan 3824-6170 $/kW niin, että kustannuksissa ei vuosisadan aikana tapahdu suuria muutoksia..mitä nyt kustannukset jonkin verran nousevat Efficiency-skenaariossa. Sen sijaan mallintajat kyllä olettavat rajuja hinnanalennuksia fossiilisia polttaville voimalaitoksille etenkin Supply-skenaarioissa. Miksi näin?

Globaalilla tasolla mallintajat haaveilevat muuten noin 15Gt edestä negatiivisia päästöjä vuosisadan lopulla, mutta ällös pelkää. Länsi-Eurooppalaisilla päästöt painetaan vain nollaan ja nämä negatiiviset päästöt aikaansaadaan ennen kaikkea Latinalaisessa Amerikassa ja Afrikassa. Pohjois-Amerikassa, entisessä Neuvostoliitossa ja Kiinassa puhutaan myös gigatonnitason negatiivisesta päästöistä. Afrikassa noin gigatonnin päästöt tällä hetkellä maankäytön muutoksista korvautuvat maagisesti yli 1.5 Gt hiilidioksidin sidonnalla vuosisadan loppuun mennessä samalla, kun väkiluku yli tuplaantuu ja bioenergian määrä kasvaa noin tekijällä kymmenen (josta noin puolet olisi varustettu hiilidioksidin talteenotolla). Mutta kun kerran malli näin vaatii, niin varmastihan niin tulee tapahtumaan. Latinalaisessa Amerikassa bioenergian määrän olisi myös tarkoitus noin kuusinkertaistua eli voipi olla syytä pitää sademetsistä kiinni, kun mallintajat ovat lähistöllä.

On myös kiinnostavaa huomata mitä skenaarioiden välillä ei varioida. Kaikissa malleissa talous kasvaa tismalleen samalla tavalla. Eli mallin sisään laitettu oletus on, ettei harjoitettu energia-politiikka vaikuta talouskasvuun mitenkään. Onko jossain joku, joka pitää tätä järkevänä oletuksena? Kaikki mallit myös kasvattavat bioenergian määrän EU:ssa noin nelinkertaiseksi nykyisestä tasosta (liki kaikki varustetaan hiilen talteenotolla). Eli jos mallin bioenergiapainotus vaikuttaa järkyttävältä Suomessa, se on vielä kamalampi muualla eikä tälle tarjota vaihtoehtoa. Tästä Arasto et alilla onkin varoituksen sana.

Forest biomass is the biggest biomass raw material stream in Europe. As one sixth of European forest biomass is utilised in Finland and the maximum Bio-CCS potential is 45 Mtons/a it is difficult to imagine the European potential for Bio-CCS would be proportionally a lot higher. 45Mt/a is a large amount, but this highlights the need of revising some of the Bio-CCS potential estimates presented in the public.

Tällainen häiritsevä nyanssi on siivottu Sitran raportista pois. Tuloksista on poimittu vain se numero jota kaivataan ja muu keskustelu sivuutetaan. Hallelujaa! Negatiiviset päästöt bioenergiasta hiilentalteenotolla vaaditaan, jotta lämpötilatavoitteisiin päästään vuosisadan lopussa (säteilypakote olisi maksimissaan vuosisadan puolivälin tienoilla) ja tämä monomania pakottaa vaihtoehdottomuuden skenaarioihin riippumatta siitä mitä haittavaikutuksia tällä oikeasti olisi. Kun vain yksi ongelma tunnistetaan, ei ole yllättävää, jos ehdotetut vaihtoehdot aiheuttavat valtavia riskejä siellä mihin mallintajat eivät halunneet katsoa.

Lisäys 19.8.2016: Vieläkin täytyy ihmetellä. Mallintajat siis oikeasti kokevat helpommaksi rusikoida oletuksensa niin, että hiili ja sen talteenotto halpenevat sillä seurauksella, että vuosisadan lopussa poltamme massiivisesi enemmän hiiltä kuin nyt, kuin olettaa esimerkiksi oppimiskäyrät ydinvoimalle niin, että sitä rakennetaan merkittävästi halvemmalla. Tämä tietenkin on saksankielisessä maailmassa valitettavan yleinen sekopäinen prioriteetti. Väärää vaihtoehtoa ei saa edes esittää, ettei ihmisille tule hassuja ajatuksia.

Climate analytics: ilmastonsuojelua tavalla mitä et ole ennen nähnyt

Climate analytics: ilmastonsuojelua ihan uudella otteella

Sitra oli palkannut Climate Analyticsin tekemään raportin siitä mitä Pariisin ilmastotavoiteet tarkoittaisivat Suomelle. Sitra kutsuu tahoa riippumattomaksi, mutta en tiedä mitä se tarkoittaa. Heitä rahoittaa mm. Saksan valtio ja Greenpeace ja tietenkin tämän raportin osalta Sitra.Poimin tähän ehkä keskeisimmät kuvaajat. Ensinnä mallintajien visio Suomen energiapaletista.

Suomen energiapaletti Climate analyticsin mukaan. Valtavasti puunpolttoa ja siitä suurin osa hiilentalteenotolla.

Suomen energiapaletti Climate analyticsin mukaan. Valtavasti puunpolttoa ja siitä suurin osa hiilentalteenotolla.

Sitten vision edellyttämät investoinnit energiainvestointeihin EU:n ulkopuolella.

Investointeja toisten maiden energiajärjestelmiin enemmän kuin omiin ja valtavasti enemmän kuin nykyään maksetaan kehitysyhteistyöstä? Reilua ehkä, mutta...

Investointeja toisten maiden energiajärjestelmiin enemmän kuin omiin ja valtavasti enemmän kuin nykyään maksetaan kehitysyhteistyöstä? Reilua ehkä, mutta…

EU:n pitäisi siis vuona 2050 investoida pari prosenttia BKT:sta ilmastotoimiin EU:n ulkopuolella. Tuo on käsittääkseni enemmän kuin mitä investoimme tällä hetkellä omaan energiainfrastruktuuriimme. Se on myös hurjan paljon enemmän kuin mitä EU maat tällä hetkellä käyttävät kehitysyhteistyöhön. Itse pidän tämänsuuntaisia investointeja kyllä puolustettavina, mutta pahoin pelkään, että tuo on poliittisesti täysin epärealistista.

Entä tuo ensimmäinen kuva? Tässä vakavasti ehdotetaan, että poltamme noin 0.6EJ (0.675 EJ itse asiassa. Kuvasta lukeminen oli hiukan epätarkkaa.) bioenergiaa vuodessa. Jos kuutiossa puuta on noin 2000 kWh energiaa, tuo tarkoittaa noin 90 miljoonaa kuutiota puuta vuodessa. Suomen metsien vuosikasvu on hiukan yli 100 miljoonaa kuutiota, josta suurin osa käytetään jo nyt joko metsäteollisuudessa tai energiana. Raportin neropatit haluavat pistää haloiksi noin kaksi kertaa enemmän puuta kuin mitä nyt käytämme ja valtavasti enemmän kuin edes puunpolttomyönteiset tahot täällä ovat ehdottaneet. Eli onko ajatus ajaa meidän metsäteollisuutemme alas ja valjastaa liki koko luonto ihmisen energiantarpeen tyydyttämiseksi? Käsi ylös ne ympäristönsuojelusta kiinnostuneet joiden mielestä tämä on hyvä ajatus. Minkäänlaista arviota ehdotetun politiikan ympäristövaikutuksista ei ole vaivauduttu tekemään (ei ilmeisesti kuulunut Sitran antamaan toimeksiantoon?).

Hupaisasti suurin osa bioenergiasta olisi myös varustettu hiilentalteenotolla, jotta voisimme saavuttaa negatiivisia päästöjä. Ilman näitä ilmastotavoitteissa ei pysytä. Hiilen talteenotto alkaa ensi vuosikymmenellä mikä varmaan tulee yllätyksenä kaikille biovoimaloita omistaville. Raportissa ei kerrota käytettyjä oletuksia esimerkiksi pääomakustannuksista eikä siitä minne suomalaiset hiilidioksidin pumppaavat. Täällähän ei siihen sopivaa geologiaa taida juuri olla. Malli (MESSAGE) kuulemma kuitenkin antaa kustannustehokkaimman lähestymistavan. Olen kuitenkin tutustunut näihin mallinnuksiin riittävän paljon ollakseni skeptinen tämän väitteen paikkaansapitävyydestä. Mallit heijastelevat sisään annettuja oletuksia ja mallintajilla on valitettavan usein taipumus ujuttaa omat mieltymyksensä taustaoletuksiin joita he eivät raporteissaan selkeästi kerro. Tästä voit lukea hiukan lisää esimerkiksi tästä aikaisemmasta kirjoituksestani. Toivottavasti tämän raportin mallinnuksen taustaoletukset julkaistaan.

Ottaen huomioon kuinka älyvapaa skenaario on, voin vain vetää (taas) sen johtopäätöksen, että emme voi pysyä liturgian esittämissä lämpenemisrajoissa. Tämä raportti on tuore esimerkki siitä kuinka monomaaninen fokus lämpötilarajoihin aiheuttaa aktiivista haittaa. Se tuottaa painetta politiikkaan, jolla sivuutetaan muut tärkeät asiat mm. ympäristönsuojelussa. Se saa ihmiset ajamaan luonnon tuhoamista samalla, kun ratsastavat sen suojelun nimissä. No ulkomaalaiset konsultit eivät ehkä tunne sitä kuinka paljon metsämme kasvavat, kuinka paljon niitä käytetään tai millaisia ekologisia haasteita tähän liittyy. Sitra varmastikin huomautti siitä, että visio ei ole meillä valitettavasti toteuttamiskelpoinen? Think again! He lukevat tämän osoittavan tarvetta nostaa kunnianhimoa.

EU:n ja Suomen vuosien 2030 ja 2050 päästötavoitteiden kunnianhimoa pitää nostaa selvästi nykyisestä, mikä edellyttää hallitukselta entistä kunnianhimoisempaa energia- ja ilmastostrategiaa.” Sitra.  #facepalm

Laitan vielä tähän loppuun aikaisempia mallinnuksen tuloksia MESSAGE:ia käyttäen. Tässä siis vanhojen EU maiden ydinvoimakapasiteetti tämän vuosisadan aikana optimaalisessa 450ppm skenaariossa. Seuraavan sukupolven aikana taantumaa (miksi?) jota seuraa valtava kapasiteetin kasvu vuosisadan toisella puoliskolla (paitsi skenaariossa missä ydinvoima tukahdutettiin mallintajan toimesta). Mitä oletuksille on tapahtunut näiden skenaarioiden ja Sitran raportin välillä?Screenshot from 2016-06-10 12:49:48

Lisätty 20.6.2016: Minusta on muuten myös erikoista kuinka skenaariossa ei erotella energiapaletin kohtaa “renewables”. Eiköhän mallissa aurinko- ja tuulivoima ole kuitenkin erillään ja olisi voinut luulla, että “kustannusoptimaalinen” tekniikoiden optimointi olisi tuottanut kiinnostavia arvioita esim. siitä kuinka paljon eri teknologioita kannattaa rakentaa. Miksi tämä tieto oli jätetty raportista pois?

Many celebrated the Paris climate meeting as being a turning point and were extatic of the new “ambitious” 1.5 degrees warming target. This target will be quickly reached and then exceeded massively. I think it is a cynical move to avoid acknowledging the colossal failure of the policies during past decades. If we are to have a reasonable change to stay below 1.5 degrees, cumulative emissions should stay below approximately 1000G tons. We have already emitted about 600 and are adding more at a rate of about 40 Gt per year so the “ceiling” will be crossed in short order.

NGO:s have been especially excited on the new target and for example Greenpeace kindly suggests their own plan (+GWEC+SolarPower Europe lobby groups) as a way forward.
We will push our beautifully simple solution to climate change – 100% renewable energy for all – and make sure it is heard and embraced. From schoolyards in Greece, to the streetlights of India, to small Arctic communities like Clyde River in Canada, we will showcase the clean, renewable solutions that are already here, and pressure our governments to make them available for everyone, fast.Kumi Naidoo

However, since GP plan implies much greater warming than 1.5 degrees, it is unclear why this plan should be followed. Let me elaborate.

Energy [R]evolution scenario is in fact quite critical of bioenergy. While this doesn’t often translate to consistent behavior at the organizations grass root level at least some understanding does exist. Report says:

  • Any bioenergy project should replace energy produced from fossil fuels. considering the entire production chain, above- ground and below-ground carbon stock changes and any indirect land use changes (ILUC), the net greenhouse gas emission reduction of such a project must be at least 50% compared to a natural gas reference, 60% compared to an oil reference and 70% compared to a coal reference. This net emission reduction must be realized within 20 years.
  • “Greenhouse gas emissions as a result of indirect land use change (ILUC) must be integrated in the greenhouse gas calculation methodology of crops (including trees) for bioenergy, grown on agricultural land, by determining crop- specific ILUC-factors.”

They continue…”Despite this, all bioenergy is accounted for as climate neutral leading to an enormous carbon accounting error. Therefore, carbon accounting schemes should stop assuming ‘carbon neutrality’ of bioenergy and account for the net direct and indirect greenhouse gas performance of bioenergy as outlined in the sustainability criteria for bioenergy presented in this document.” (As an aside for my Finnish readers I would like to point out that GP sustainability criteria effectively exclude pretty much all forrest bioenergy here. It remains to be seen how long it takes for this realization to diffuse into local Greenpeace and other NGO:s.)

This is great and I agree! But then… why is that on pages 317-318, where E[R] scenario numbers are given, climate impacts of  bioenergy and biofuels are absent?

Emissions also from outside energy sector

Emissions also from outside the energy sector.

The report is also very silent on the emissions outside energy sector. For example, large fraction of the GHG emissions are due to agriculture. If we add the GHG emissions that Greenpeace+friends do not count, this would probably add roughly 10Gt of CO2 emissions a year.

I conclude with a short movie summarizing what Greenpeace+GWEC+SolarPower Europe figures actually imply. The first two columns are based on CO2 emissions reported in E[R] scenario. Third one adds 10G tons of GHG emissions that the report seemed to brush aside. It has always been clear that Greenpeace scenarios are widely unrealistic (for large number of reasons), but as is clear, E[R] scenarios are also inconsistent with the 1.5 degree target they celebrate. In fact, given that large fraction of emissions are unaccounted for the scenarios are unlikely to be consistent even with the earlier 2 degrees target. Other scenario builders typically add massive amounts of CCS with bioenergy to get negative emissions later on the century. Greenpeace is opposed to CCS (well of course) so we can safely assume the cognitive dissonance will only get worse.  Since the substance is lacking on NGO proposals, should we really be outraged if substance is also missing from the official policies? Is anybody actually serious about this?

Estimate of the cumulative emissions in Greenpeace E[R] scenarios. (3rd column adds 10Gt of yearly GHG emissions from missing bioenergy emissions, agriculture etc.) Last column indicates the level below which we have reasonable chance to stay below 1.5 degrees.

Note added 2.5.2016: Careful commenter pointed out few stupid mistakes in the original post. There was a confusion between C and CO2 on the one hand and on the other the earlier limit for cumulative emissions was too high. The mistakes had a tendency to cancel each other out. Now the underlying data is fixed accordingly. E[R] advanced scenario has some change of staying below 2 degrees by 2050, but as mentioned before it leaves out a large fraction of existing GHG emissions and thus cannot be used to estimate actual climate impacts.

Some months ago The Ecologist (among others) was hyping a “battery breakthrough” with Lithium-air batteries. Revolution was imminent. Oil was doomed. The usual stuff. We will just have to wait maybe 10 years.

Any day. now!

As it turns out, serious doubts have been raised about the hyped study and the revolution is thus postponed.

That was fast

Of course ten years is a disappointingly long time for renewable energy enthusiasts to wait. But significantly, it’s about the length of time it takes to build a nuclear power station. Indeed, if you include all the time spent in preparation for new nuclear, it’s considerably quicker.

Few months is the time-scale for the Ecologist predictions to fail? Actually given that the paper seems to have degenerated into anti-GMO, anti-medicine, anti-nuclear etc. brain dead website, this is perhaps too generous. Currently, they seem to feature Chris Busby on their front page, which indicates the depth of their intellectual bankruptcy #facepalm.

Undoubtably this failure will not have any impact on the people contributing to the Ecologist. Failed predictions will simply be replaced by new ones predicting exactly the same.

Raindrop sandRecently a study about a solar cell that also works in the rain crossed news threshold. Authors start modestly “All-weather solar cells are promising in solving the energy crisis.” Why this statement would be true, they do not tell. Stories about the paper seemed to spread widely in the geek press. Some samples…

Rain is normally a solar energy cell’s worst nightmare, but a team of Chinese scientists could make it a tremendous ally. They’ve developed a solar cell with an atom-thick graphene layer that harvests energy from raindrops, making it useful even on the gloomiest days. Jon Fingas (Endgadget)

Solar energy panels that can also generate power from raindrops have been been designed, offering a possible solution for UK homeowners looking to invest in renewable energy.  The all-weather solar panels that can create electricity from light on sunny days and rain on cloudy days could be the perfect solution for the UK“:  Cara McGoogan (The Telegraph)

Most of the bad press solar panels get has to do with their limited efficiency in bad weather. Sure, they might be great in New Mexico, but you wouldn’t use them as much in England. Well, a new innovation might soon change that. Chinese scientists have developed a way for solar panels to produce electricity using rain water.Alfredo Carpineti (IFLScience)

Rain means clouds and clouds mean less sunlight. That’s bad news for most solar cells, but a new design can actually make use of rain drops that fall on its surface, allowing it to generate electricity even when the weather’s bad.Jamie Condliffe (Gizmodo)

This all seemed very silly to me. It is very important to grasp which things are large and which are small if you aim to have viewpoints worth listening to. Notice that two critical questions are not raised by anyone.

  1. How much energy is there in rain water?
  2. How much of the energy the gadget harvests?

Both questions are simple enough to answer if the curiosity is there to raise the questions. How much energy is there in rain and how does this compare with the power produced by a solar panel? Take UK which is not known for great weather. It rains roughly 1 meter/year on each square meter of the country. The terminal velocity of water drops depend on their size, but if I estimate 4 m/s I am probably fairly accurate. This means that kinetic energy of rain contains about 8000 Joules which means on average about 0.25 mW power hitting at a surface over the year. This is almost 100000 times smaller that average electrical power from a solar panel in the same spot. Harvesting this seems like a waste of time if your goal is to “solve the energy crisis”.

Well there is this thing about ions in the raindrops working some miracles together with graphene…Maybe I should actually glance at the paper. So their “raindrops” turn out to contain 0.6-2M of NaCl i.e. table salt. Sea water contains about 35 grams of salt per liter i.e. about 0.6M. Authors “raindrops” actually contained as much salt as seawater or more. Compared to sea water, rain water contains essentially no salt (give or take tiny amounts of impurities). What happens if we replace authors sea water raindrops with something more like the real thing? Nothing…that is what happens as demonstrated by the figure 5 authors had hidden in the supplementary.

Ok, well let us just spread salt all over clouds, because solar power. How much power was actually generated? Next figure shows that. When they dropped a drop every 10 seconds, they got about 40 picowatts in a pulse lasting maybe 100 ms. If they dropped water faster, power was reduced although since they had more events, the overall average power was probably about constant…so more rainfall didn’t end up as higher output. Kind of strange and makes UK screwed I guess (see McGoogan earlier).

Energy in each of those pulses was few picojoules (pico=10-12). How does that compare with the kinetic energy of a raindrop? Let us say we have a raindrop with a radius of 2 mm and velocity 4m/s. Then it will have a kinetic energy of about 0.3 mJ or roughly 100 million times more than the energy authors extracted from their seawater drops. Authors probably observed a tiny electrical effect due to small variation in ion concentrations and then proceeded to hype the result till kingdom come with the kind assistance from the media.

To make it more clear how tiny the effect is, let us say we want to generate that 20W/m2 with this thing. So 20 ml/h gave about 0.4 pW on average.  To get 20 Watts we need a flow rate of about 300000 m3/s or about 100 Niagara Falls through 1 m2 area. Not at all crazy. (Incidentally, I am pretty sure I can come up with ways to extract more than 20W even from a single Niagara Fall. I know it sounds arrogant, but there you go…) Did I already tell you that the pointless device deteriorated after having experienced one drop every 4 second for about 1000 seconds? That is after 250 drops in about 15 minutes. We are saved!

100 of these through one square meter. Vested interests are the only reason we are not doing that already.

I conclude with a short (slightly vulgar, sorry) language lession. Finns have a jingoistic concept “Venäläinen perseensuristin“. I have noticed that the term doesn’t translate well and often with foreigners it takes awhile before it sinks in. Direct translation is “Russian ass buzzer”. It is an answer to a question: “What is it that doesn’t buzz and which you cannot fit into your ass.” It is an unnecessary product which doesn’t even work. Many Finns are of the opinion that Soviet Union excelled at producing such products. I will file this “solar panel in the rain” into the category “perseensuristin” and I am happy to observe that such products seem to be a universal human skill.

Follow me on Twitter

Goodreads

Amnesty international

Punainen risti

Unicef