Vihreiden Suomi ilman ydinvoimaa

Vihreiden suunnitelma Suomelle ilman uutta ydinvoimaa sisältää ne jo kuluneet väitteet, joiden vuoksi en voi vihreiden energia- ja ilmastopoliittisia linjauksia suurelta osin allekirjoittaa. Ydinvoimaa vastustetaan kyseenalaistaen sähkönkulutuksen tarve tulevaisuudessa ja vaihtoehdot ovat näpertelyä nykyisen kaltaisen energiainfrastruktuurin laidoilla. Suomen primäärienergian tuotannosta suurin osa kuitenkin nojaa fossiilisiin polttoaineisiin ja jos huoli ilmastonmuutoksesta on aito, pitää realiteetiksi hyväksyä se, että suurin osa nykyisestä energiantuotannosta pitää korvata hiilettömillä vaihtoehdoilla aivan riippumatta siitä mitä energian kulutukselle tapahtuu. Vihreiden uutta ydinvoimaa vastustava suunnitelma on tästä suuremmasta kuviosta hiljaa ja eikä ydinvoiman roolia hiilipäästöjen vähentäjänä edes mainita. Niissä maissa missä ydinvoimaa on kuitenkin merkittävästi rakennettu, CO2 päästöt putosivat merkittävästi lyhyessä ajassa ilman, että ihmisten piti tinkiä elintasostaan. (80-luvun alussa Suomen päästöt taisivat pudota yli 20% samaan aikaan, kun ensimmäiset ydinvoimalat käynnistyivät, Ruotsin päästöt putosivat 80-luvulla noin 30% ja Ranskan suunnilleen saman verran. Kaikissa näissä esimerkeissä vähennys vastaa hyvin sitä osuutta mihin ydinvoiman osuus primäärienergian tuotannosta näissä maissa nousi. Nämä tiedot on helppo tarkistaa vaikka suurin osa netissä esitettävistä päästötiedoista alkaakin vuodesta 1990 eli sen jälkeen kun suurin osa nykyisestä ydinvoimakapasiteetista oli jo rakennettu.)

Entä ne vihreiden suunnitelman vaihtoehdot? Säästöt ovat toki tieyissä tilanteissa järkeviä, mutta sen esittäminen patenttiratkaisuna kaikkiin tilanteisiin on hölmöä. Investoinnit säästöihinkin maksavat rahaa ja jossain vaiheessa on halvempaa ja helpompaa rakentaa uutta hiiletöntä tuotantokapasiteettia kuin väkipakolla ajaa säästöjä. Suunnitelma sisältää myös tukiaisia sähkölämmitteisten pientalojen omistajille, joka vaikuttaa regressiiviseltä tulonsiirrolta rikkaammalle väestönosalle. Miksi ihmeessä muiden pitää maksaa omakotitalojen omistajille investoinneista, jotka pienentävät heidän sähkölaskuaan ja nostavat heidän asuntonsa arvoa? Lisäksi ihmisten kontribuutio ilmastonmuutokseen aiheutuu kasvihuonekaasuista eikä sähkön- tai energiankulutuksesta sinänsä. Se mitä nyt tarvitaan on riittävän korkea ja tasasuuri hiilivero, joka koskee kaikkea energiantuotantoa (ja muita hiilipäästöjä aiheuttavia toimintoja) ei vain sähköntuotantoa. Jos energiantuotanto on hiilivapaata, on pyrkimyksillä energiankäytön vähentämiseen enään hyvin vähän tekemistä ilmastonmuutoksen hillitsemisen kanssa. Jos olen esim. sähkölämmitteisen pientalon omistaja, joka päättää ostaa vain ydin- ja vesisähköä, mitä ilmastohyötyä saavutetaan minulle annettavilla valtion tukiaisilla sähkönsäästöön?

Sähkön kulutuspiikkien tasaaminen on myös aika ajoin viisasta ja jo olemassa olevat markkinamekanismit kannustavat tähän hinnoittelemalla esimerkiksi yösähkön muuta sähköä halvemmaksi. Tässäkin rajat tulevat kuitenkin nopeasti vastaan. Ihmisillä on kuitenkin päivärytminsä ja tämän vuoksi energiankulutus vaihtelee vuorokauden aikana. Hellaa ei käytetä yöllä, saunassa ei luultavasti käydä keskellä päivää, työpaikoilla tehdään suurin osa töistä virka-aikaan jne. jne. Energiantuotannon on palveltava ihmisten tarpeita eikä ihmisten energiantuotannon. Ei ole viisasta olettaa, että toimistoissa sammutetaan virka-aikaan valot ja tietokoneet tai että tehtaissa sammutettaisiin koneet riippuen siitä mitä hetkittäinen sähkön markkinahinta on.

Tuulivoiman mainitseminen ydinvoiman vaihtoehtona on minusta hölmöä ja harhaanjohtavaa. Mm. aikaisemin blogissani esitin tältä planeetalta peräisin olevia oikeita tietoja tuulivoiman tuotantojakaumista. (Monista muista paremmin asiaa tuntevista lähteistä voi löytää vastaavia tietoja. Eon Netz:n tuuliraportti mm.) Se tapa millä tuulivoimaa nykyään (ja lähitulevaisuudessa) rakennetaan on sellainen, ettei tuulivoiman tuottaman tehon olemassaoloon voi koskaan luottaa ja systeemi on mitoitettava sillä oletuksella ettei verkossa ole tuulivoimaa. Vihreiden suunitelmassa tämä tuulivoiman epäluotettavuus sivuutetaan ja siteerataan (hyvin optimistisella kapasiteettioletuksella muuten!) vuosittain keskimäärin tuotettavia kilowattitunteja. Tämä on kätevä harhautus. Jos sinulla on joku ominaisuus, jossa on liikaa kohinaa, integroi se ja yritä ohjata keskustelu integroituihin suureisiin joiden kohina on paljon alhaisempi. Jos ominaisuus on taas retorisiin tarpeisiisi nähden liian pieni tai luotettava, ota siitä derivaatta, koska se voimistaa kohinaa tai antaa suuren kasvuprosentin. Jos haluat kuitenkin keskustella oikeista asioista, sinun on parasta jättää nämä temput väliin.

Bioenergiaa vihreiden suunnitelmassa tuputetaan totuttuun tapaan ilman pienintäkään analyysiä tehtävästä ekologisesta vahingosta. (Vihreiden ilmasto- ja energiaohjelma käsitteli asiaa muutaman lauseen verran ja näistä tuli ilmi käsitys, että metsien ekologinen arvo on keskittynyt niiden lahopuihin. Vaikka epävarmuuksien olemassa olo tunnustettiin, luottamus oli suuri, että “ei hakkuutähteen käyttö välttämättä ole ongelma luonnon monimuotoisuudelle”.) Vahvana uskona ilmeisesti on oikeasti, että Suomen metsien vuosikasvusta voidaan polttaa merkittävä osa ilman ekologista vahinkoa tai CO2 päästöjä. Kumpikin oletus on puutaheinää. Metsien polton lähtökohtainen epäekologisuus on ilmeistä, kun sen rinnalle asetetaan metsä, jonka annetaan olla rauhassa. Tosin tämäkään asia ei ole nähtävästi ilmeistä kaikille. Suomen metsät ovat nuoria ja jos niiden vain annetaan vanheta, ne rikastuvat ekologisesti ja toimivat hiilinieluina pitkälle tulevaisuuteen. Bioenergian kutsuminen päästöttömäksi on taas sopimusteknistä sanahelinää. Kioton sopimuksessa metsienpoltto on kait määritelty hiilivapaaksi, mutta tämä ei pidä sen enempää paikkaansa kuin vaikkapa turpeen kutsuminen uusiutuvaksi luonnonvaraksi. (Tästäkin olen kirjoittanut aiemmin.).

Suunnitelman vaikutukset työllisyyteen ovat myös epäuskottavia, koska ainoat työpaikat joista siinä ollaan kiinnostuneita ovat tukiaisten varassa luotuja työpaikkoja. Mitään yritystä arvioida menetettyjä työpaikkoja energiaa käyttävissä yrityksissä on turha etsiä. Lisäksi jos valtio maksaa esim. metsän poltosta tukiaisia, niin nämä rahat ovat pois muusta valtion kulutuksesta. Kuinka monta apurahatutkijaa esim. menettää apurahansa tai moniko virkamies jää palkkaamatta, kun valtio ohjaa resursseja enemmän energian tuotannon tukiaisiin? Vastauksia on turha hakea tästä suunnitelmasta.

Lopuksi minulle jäi vielä sellainen vaikutelma etteivät suunnitelman laatijat pitäneet yhdistetyn sähkön ja lämmöntuotannon päästöjä erityisen kiireellisenä ongelmana. Suomen muuttaminen hiilivapaaksi kuitenkin edellyttää myös puuttumista lämmityksen hiilipäästöhin ja sen tekemistä ekologisesti kestävällä tavalla. Tätä ei voida tehdä bioenergialla, joka taitaa olla säästöjen ohella ainut vihreiden markkinoima konsti vähentää lämmityksen päästöjä. Ydinvoima voi kuitenkin niin halutessamme tuottaa sekä sähköä, että lämpöä. (Lämpöähän se itseasiassa ensisijaisesti tuottaa.) Minusta olisi hienoa mikäli vihreät (ja muut) lopettaisivat ideologisen ydinvoimavastaisuutensa ja keskittyisivät siihen, että maahan rakennetaan turvallista ydinvoimaa tavalla, joka pienentää hiilipäästöjä mahdollisimman tehokkaasti.

Tuulivoima "case study": Bonneville power administration

Olen jo pidemmän aikaa halunnut saada käsiini mutu-väitteiden ja pehmeiden puheiden tilalle oikeaa tietoa tuulivoiman tuotantoluvuista. Bonneville power administration (BPA) on ystävällisesti laittanut verkkoon heidän tuotantolukunsa (luoteis USA:ssa) viiden minuutin välein päivitettyinä. Heinäkuusta 2008 eteenpäin he myös esittävät ennustetun tuulivoimatehon (en tiedä mitä se tarkkaan ottaen tarkoittaa), joka on luonnollisesti keskeinen tekijä arvioitaessa sitä kuinka paljon toisaalta tuulivoimaan voi heidän kaltaisessaan tilanteessa luottaa, ja toisaalta kuinka suuria Co2 päästövähennyksiä sillä voi saavuttaa. En ole tyytyväinen suurimpaan osaan julkisuudessa esitetyistä päästövähennysväitteistä, koska niissä tuulivoimaa käsitellään muusta infrastruktuurista irrallisena palana, jonka tuottama sähköteho automaattisesti implikoisi alhaisempia päästöjä jossain toisessa voimalaitoksessa. Näinhän ei välttämättä ole.

BPA:lla oli vuoden 2009 loppuun mennessä tuulivoimaloita asennettuna noin 2500 MW:n edestä. Karttaa katselemalla vaikuttaa siltä, että heidän tuulipuistonsa sijoittuvat noin 40000 km^2 alueelle. Vuonna 2009 BVA saavutti noin 25%:n kapasiteetin tuulivoimaloistaan. Tutkitaanpa nyt heidän antamiaan tuotantotietoja vuodelle 2009.

Ensimmäisessä kuvassa näytän toteutuneen tuulivoimatehon yhdessä BPA:n kokonaistehon kanssa, sekä (kuvan alin osa) erotuksen toteutuneen ja ennustetun tuulitehon välillä. Se ettei tuulivoiman tuotanto vastaa sähkön kulutusta on tietenkin itsestään selvää, mutta näkyy myös tuotantoluvuista ja erityisen selvästi osassa, jossa näytän tarkemmin vuoden 2009 lopun tuotannon. Kokonaistuotanto selvästi seuraa päivärytmiä ja nousee olosuhteiden muuttuessa (oliko siellä erityisen kylmää tuohon aikaan?), mutta tuulivoiman tuotanto pikemminkin katosi silloin, kun kulutus oli korkeimmillaan. Tuulitehon ennustevirhe taas näyttää olevan suuruudeltaan merkittävä osa asennetusta tuulitehosta ja yli 500 Mw:n ennustevirheitä esiintyy vuoden aikana usein.

Toisessa kuvassa tarkastelen hiukan huolellisemmin BPA:n tuulivoimatuotannon ominaisuuksia. Ylempi kuva näyttää tuotetun tehon jakauman ja alempi ennustevirheen jakauman. Muutamat asiat hyppäävät heti silmään (… tai no, ehkä tuo kolmas pointti ei varsinaisesti hyppää silmille, mutta on ilmeistä joka tapauksessa).

1) Kumpikaan jakaumista ei ole normaalijakauma. Tämä on erityisen selvää tuotantotehossa, mutta on ilmeistä myös ennustevirheen jakaumassa. (Piirsin kuvaan katkoviivalla normaalijakauman, jonka keskiarvo ja varianssi olivat samoja kuin oikeassa datasetissä.) Tästä voimme oppia sen, että lähteet, jotka antavat arvioita tuulivoiman toimintavarmuudesta olettaen normaalijakauman ilman perusteluja, ovat todennäköisyysarvioissaan epäluotettavia. (Suomessa julkisessa keskustelussa usein siteeratut esim. VTT lähteet tekevät paikka paikoin liian hätäisen normaalijakauma oletuksen.) Ennustevirheiden jakaumassa on “häntä”, joka ulottuu huomattavasti normaalijakaumaa kauemmas ja oletus normaalijakaumasta antaa dramaattisesti pienempiä todennäköisyyksiä äärimmäisille tapahtumille kuin todellisuus.

2) Tuotantotehon jakauma on piikittynyt alhaisille tehoille. Tuotantoteho on alle 5% asennetusta tehosta noin 35% ajasta! Keskimääräinen noin 25% kapasiteetti kertoo siis hyvin vähän todellisesta tehosta kullakin ajan hetkellä. Jos meillä olisi käytössä toinen vastaava, mutta tilastollisesti riippumaton tuulivoiman lähde jossain kauempana, tässä kombinaatiossa olisi vielä noin 10% todennäköisyys sille, että teho jää alle 5 prosenttiin asennetusta tehosta. Tuulivoima nyky tavalla rakennettuna tarvitsee siis rinnalleen aina luotettavan voimanlähteen, jonka teho on liki sama kuin tuulivoiman asennettu teho. (Moni tuntuu muuten uskovan, että näin ei ole ja siteeraavat mm. VTT:n tutkimuksia asiasta. VTT:n tulokset eivät kuitenkaan ole tältä osin ristiriidassa yllä olevan kanssa, koska niissä oletetaan, että tuulivoiman rinnalla toimii massiivinen nykyisen kaltainen energiainfrastruktuuri, jonka voimalat voivat taata tuulivoiman teknisen toimivuuden. Ei se infrastruktuuri ole olemassa ilman siihen tehtäviä investointeja.)

3) Ennustevirhe tuotantotehossa oli yli 20% asennetusta tehosta noin 0.6% ajasta (2 päivää), yli 15% 2% ajasta ja yli 10% noin 8.5% ajasta. Suurin negatiivinen ennustevirhe oli -790 MW eli noin 30% asennetusta tehosta. Tämä antanee jonkinlaista karkeaa viitettä sen tehon suuruudesta, jonka täytyy olla valmiudessa (spinning mode on ehkä termi tälle?) tuulitilanteesta riippumatta, koska ennusteisiin ei voi tämän enempää luottaa. Jos tuulee, tämä teho on tyhjäkäynnillä (ja tupruttaa CO2:sta siitä huolimatta). Jos ei tuule, se tuottaa tuulivoimaloilta tuottamatta jääneen tehon.

Olisi kiva oppia kaikki ne asiat, joissa yllä oleva analyysini menee pieleen. Varmasti sellaisiakin kohtia on.

Monbiot and the difficulty of communication

I have nothing more to add to Monbiot’s musings about the difficulty of communicating scientific understanding.

Interesting ponderings on a just society

I probably should find time to read Rawls sometimes. He seems to have an interesting way of looking at the problem of just society.