You are currently browsing the category archive for the ‘Boldly going to hell’ category.

Tämä on yksi niistä postauksista mitä en olisi uskonut tarpeelliseksi, mutta aina oppii uutta. Kummallisen moni näyttää elävän siinä käsityksessä, että maanviljelyksen “jätevirrat” voivat olla merkittävä energianlähde. Olen kirjoittanut tästä ennenkin, mutta palataan nyt tähän. Kertaus on opintojen äiti.

giphy

Kestävä bioenergian potentiaali

Suomessa mm. Neocarbon projekti ja Vihreät väittävät peltobiomassassa piilevän yli 20 TWh:n aarteen. Lähteenä tälle on Vihreillä Hannu Mikkolan väitöskirja.  Jos oikein sitä luen, mitään ympäristövaikutusten arviointia ei oikeastaan ole siinä tehty tai verrattu esimerkiksi vaihtoehtoisia toimintatapoja toisiinsa. Siellä ei siis ole pohdittu olisiko esimerkiksi metsittäminen parempi vaihtoehto tai sitä voidaanko näitä energiaplantaaseja tarvita tulevaisuudessa ruuantuotantoon.  On laskettu hehtaareja ja hehtaarikohtaisia tuottoja mm. ruokohelppiplantaaseilta ja päädytty tulokseen, että oljessa olisi energiaa ehkä 8 TWh ja että ruokohelvestä voisi saada ehkä 12 TWh. Noita voi verrata esimerkiksi Suomen energian kulutukseen, joka on lähempänä 400 TWh:a, mutta onko todellinen potentiaali likimainkaan edes tuon suuruinen? Rohkenen epäillä, että ei ole.

ECOFYS arvioi sivuvirtojen kuten oljen kestävää potentiaalia EU:ssa. He siis arvioivat myös sitä, että osalle näistä sivuvirroista on muutakin käyttöä ja kaikkea niistä ei voi ekologisin perustein hyödyntää (oljesta osa on jätettävä maaperään). He eivät antaneet arvioita Suomelle, mutta Tanskaa kyllä käsiteltiin. Oljen kestäväksi potentiaaliksi arvioitiin noin 3.2 miljoonaa tonnia “märkää massaa” (wet matter). Tästä määrästä osaa tarvitaan esim. karjan kasvatuksessa, mutta 1.4 miljoonaa tonnia arvioitiin potentiaaliksi energiantuotannossa. Jos energiatiheys on noin 9MJ/kg, tuo tarkoittaa noin 3.5 TWh energiaa. Tuo määrä on Tanskassa käytössä jo nyt eli lisäyspotentiaalia ei ole muuten kuin kestävyysnäkökulmat sivuuttaen (mitä 100%RE visionäärit valitettavasti tekevät).

Miten tuo arvio Tanskalle suhtautuu meihin? Arvio Tanskalle oli siis, että oljista 3.5TWh, kun taas Mikkolan väitöskirjassa oli Suomelle 8TWh. Tanska tuottaa viljoja vuodessa reilut 9 miljoonaa tonnia, kun taas me noin 3.6 miljoonaa tonnia. Kaiken järjen mukaan meidän kestävä potentiaalimme oljelle on alhaisempi kuin Tanskan, koska olkea syntynee vähemmän? Mikkolan väitöskirjan luku lienee vain arvio kaiken pelloilla kasvavan biomassan (jyvät poislukien) energiasisällöstä. Realistinen potentiaali liikkunee TWh suuruusluokassa. Onko sen käytössä mitään järkeä kun kustannukset ja vaadittava työ otetaan huomioon onkin sitten toinen kysymys. Pääpointti on kuitenkin se, että näistä jätepuroista puhuminen on korvikepuuhaa todellista dekarbonisaatiota odotellessa.

 

Advertisements
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.

I have earlier discussed Deutche Bank and its less than stellar predictions. Due to recent news I will return to the topic briefly. Deutsche Banks reports and predictions on solar power have been breathlessly hyped in the renewables marketing web sites and links from there have polluted the discussion more broadly. It should be common sense that investment bankers should not be used as a credible source let alone on a matter which requires long term thinking extending over a century. Unfortunately, such common sense seems to be in short supply.

So now solar company SunEdison is on the brink of collapse. How did that happen when only a year ago Deutsche Bank was encouraging everyone to buy this company that was bound to be part of imminent solar revolution?

Deutsche Bank recommendations early 2015

I guess it happened the same way bubbles always pop. We had analysts optimistically predicting wonderful things… just open your wallets quickly and you can get part of the fun. That paper rubish banks had created had to be sold somewhere and surely you should do it to save the planet AND for profit. Here is a funny chart for those who believed the gospel.

Nailed it

All the while company imploded Deutsche Bank was recommending “buy”. This was going on still 4 weeks ago.

“Buy Buy Buy! God dammit, why aren’t you buying!” Few weeks ago. (Poor guy. The site)

Here is are few samples how things unfolded with scant warnings about risks. Sad really.

Earlier I have made some observations on Mark Jacobson’s energy scenarios. See here and here.  I continue my dumpster diving in this post with few storage related remarks. Let me start by showing Jacobson’s assumptions on energy storage in USA.

Jacobson et al.2015 assumptions on storage. Basically free.

Jacobson et al.2015 assumptions on storage. Basically free. (Ignore the factor of 100 mistake in the 3rd column for UTES. They didn’t mean that.)

Notice that storage is dominated by underground thermal storage. According to Jacobson underground thermal storage of more than 500TWh deliverable heat would cost between $1.75-78.26 billion in USA. For me perhaps the most striking thing about those numbers is the range. If you cannot tell whether something costs few billion or almost 100 billion, I would say you don’t actually have any idea on the costs. You have no basis on which to make serious claims on costs. Be that as it may, notice how Jacobson also claims that storage doesn’t really cost anything…less than 1 cents/kWh delivered. How can that be true?  IRENA which is tasked to promote all things renewable certainly mentions cost as an obstacle. They also tell that UTES based on boreholes has an investment cost of 0.1-10 €/kWh (that range again!) which is dramatically different from Jacobson’s numbers.

For UTES Jacobson has model in mind in Canada. “UTES storage is patterned after the seasonal and short-term district heating UTES system at the Drake Landing Community, Canada”. This is a group of 50 homes that get lot of their heat from solar thermal coupled to seasonal storage. Let us google…. and find a presentation by American association of Physics teachers. Boreholes, district loop, and short term storage alone had a cost of more than 20000$/home. This is far more than what IRENA says is the limit for financial attractiveness (0.25€/kWh investment cost). These houses were built only with generous subsidies from the public sector. Furthermore, if I read correctly the seasonal UTES system in Drake Landing can store about 12000 kWh per household. Of this about 60% is lost to the ground. So in Jacobson’s electricity heavy scheme we need almost 3 kWh of electricity in the summer to have 1 kWh of heat in the winter.  If you compare the cost to heating with natural gas, there is easily an order of magnitude difference in favour of gas. Conveniently Jacobson et al. excluded other sectors than electricity sector in their cost discussions. Miraculously demand for an order of magnitude more expensive heat just appears to help solve the integration problems of 100% WWS scenario….Not that Jacobson would bother to mention the issue. Mind boggles. While we are thinking, how much would it cost to change american houses so that they would be heating from UTES systems?  Let me guess… about 0.001…0.002 cents/household?

Incidentally Jacobson also has a soft spot for using cars to assist electrical grid. In 2011 he (and Delucchi) gave some cost estimates.

Delucchi and Jacobson 2011 on cost of vehicle to storage

Delucchi and Jacobson 2011 on cost of vehicle to grid storage. Range 1.4-17.6 cents/kWh


Delucchi and Jacobson intepreting V2G costs...

Delucchi and Jacobson intepreting V2G costs…

Notice the absence of references and that they claim (among other things) that V2G cycling does not really degrade the battery in any relevant way. This is an interesting claim. Why are there no references? I want to learn more. Why haven’t I heard about this before? Aren’t the physical and chemical processes in V2G cycling precisely the same as the ones in driving a car (give or take the bumpy road)? However, as years passed Jacobson became unhappy with the earlier values and in 2015  they quietly “updated” (no reference given) the V2G figures so that the upper limit was removed while everything got even better.

Some update! Vehicle to grid is also almost free.

Some update! Vehicle to grid is also almost free.

Meanwhile on planet earth I notice that others don’t seem to think V2G is free. Googling I, for example, quickly find a recent estimates from pluginamerica.org. They give a cost range of  about 20-40 cents/kWh. This is not even contained in Jacobson’s earlier cost range let alone his 2015 update of 0.3-0.6 cents/kWh. Someone has made a mistake of a factor of 100 or so. (This time it is relevant.)Blackadder-Confused-Look

This is getting too depressing and disorienting. Time for a drink.

100% WWS scenario together with Ethiopia. With his help 100% WWS is bound to become famous in Hollywood.

In an earlier post I wondered what does Stanford professor Mark Jacobson have against Finland? His 100% renewables energy plan seemed like a raw deal. I wanted to look a bit deeper and focus on things that, in my opinion, matter. In particular, I wished to get a feeling for the underlying human vision in Jacobson’s scenarios. For this reason, I am not going to focus now on insolation numbers, wind speeds, their distributions, technologies, and other such techno/science thingys. I will focus here on energy access and what 100% WWS (wind, water, and sunlight) visions seem to imply for different countries. I will also briefly comment on few other societal implications Jacobson’s plan might have. You can have a look at the actual “plan” here and the associated Excel file (it is huge and almost impenetrable) is behind this link.

Jacobson et al. make a big deal about how their plan employs more people than current energy system. I already pointed out in the earlier post that jobs are a cost and not a benefit. For the wellbeing in the end it is the productivity that matters. Be that as it may, if you have a look at the Table 9 of the manuscript, something becomes clear. Not all countries will in fact have a positive “net earnings from jobs”.  As a rule this number is positive for developed countries and many countries developing fast (like China), but many countries are “losing out”. Zambia, Zimbabwe, Nepal, Ethiopia,  Mozambique… to name a few. If I have to guess why jobs were being lost in poor countries, I suspect it is due to Jacobson eliminating all jobs in bioenergy. (I share his dislike for bioenergy.) Even though his plan implies lower productivity than current rich world energy system, it is nevertheless more productive than the one many poor countries have today.

Jacobson et al. explain: “Although all countries together are expected to gain jobs, some countries, particularly those that currently extract significant fossil fuels (e.g., Kuwait, Iraq, Nigeria, Qatar, Saudi Arabia, Sudan, Venezuela, and Yemen) may experience net job loss in the energy production sector.” It seems that Jacobson et al. wished to frame this as a punishment for fossil fuel producers and for this narrative to make any sense, silence was required on all those undeveloped countries not producing fossil fuels whose “net earnings from jobs” was negative. And let me be clear. I don’t think productivity improvements in the energy sector is a bad thing. Obsessing over number of jobs in a sector is silly, but this is one of the main selling points Jacobson and others drafting renewables scenarios (like Greenpeace and RES lobby groups) have decided to use. They had to make a choice as to their target audience. Since the job number is positive in the rich world and that is where their target audience lives, it must be sold as a good thing. Too bad for the non-target audience.

Let us see how energy demand per capita develops in different countries. I have no time to go through all the entries and Jacobson’s use of Excel files makes this a tedious process. I choose few countries, some rich, some poor, some in Asia, some in Europe etc. and just give the results for them. (Notice that figures might have slight uncertainty in them, since I suspect Jacobson’s “end use demand” means something slightly different from the IEA figures for today, which he also kindly provides. So never mind about the last decimal point, it is the general trends that matter here.) The next figure compares consumption today to that in 2050 according to Jacobson et al. results.

Change in per capita energy demand by 2050

Change in per capita energy demand by 2050

So Chinese are granted more energy per capita. Others (including India!) will have to do with their current consumption or reduce it.

What?!

What?!

Amusingly some very poor African countries, such as Ethiopia, will see their per capita energy demand collapse.

Since GDP is supposed to grow strongest in poor countries, as the next figure demonstrates, Jacobson also demands that energy efficiency improvements are most dramatic there.

Efficiency

Energy consumption/GDP today and 2050. (Inverse of energy intensity)

Ethiopian energy “efficiency” today is poor presumably because of all that small scale burning, but by 2050 they will be among the most efficient ones. An improvement by a factor of 12. Since efficiency improvements typically require more capital, it is great that poor have loads of money.

How do capital requirements compare with todays GDP? Next figure shows that while Jacobson surely hates Finland more than Sweden, it could have been worse.

Capital expenditure on generators relative to current GDP

Capital expenditure on generators relative to current GDP

Finally we get to the important stuff, namely how he feels about Finns relative to others. Based on Jacobson’s figures we can compare how much energy a Finn uses compared to foreigners. Below I show it today and at 2050. Blue bar is the reality today and the red bar is what Jacobson has in mind. If red bar is lower than the blue bar, then he wants to improve the lot of that country relative to Finns (in terms of energy access).

Per capita consumption relative to Finns. Today (left) and 2050 (right). Relatively low consumptions implies high values.

Per capita consumption relative to Finns. Today (left) and 2050 (right). Relatively low consumptions implies high values.

As is clear we are more or less holding to our relative position with respect to rich countries. We are losing out to Chinese though. We can quantify the degree of hatred by comparing the heights of the bars (desire/reality). Next figure shows the result.

Graph of hate relative to Finland. If larger than one Mark wants worse for them than he wants for Finns.

Graph of hate relative to Finland as measured from energy consumption. If larger than one Mark wants worse for them than he wants for Finns.

Finally, I can see light at the end of the tunnel. While he surely has a grudge against us, he hates Ethiopians even more.

5th of January 2016 Finns celebrate in Helsinki (-20 degrees Celcius) as they realize Mark hates Ethiopians even more. Just kidding… they celebrate Junior ice hockey world championship. Rest of the nation strangely cares more about that than energy discussions.

Screen Shot 2016-01-02 at 18.53.51

Mark Jacobson brought to you by Shell.

Finns have traditionally had a low self-esteem and have been very concerned what others think of them. Running into Mark Jacobsons 100% RES energy scenarios gave me a rare chance to come in touch with my inner Finn. For this I wish to thank him. His “visions” are visibly marketed online for example at 100.org website and National Geographic with a help from none other than Shell. (For the actual papers and associated pile of excel files see here.)  Reading his papers and excel files made me wonder, what have we done to deserve his wrath?

Let me elaborate. As a backbone of our energy system Mark Jacobson and his accomplices grant Finland 29 GW capacity of onshore windpower, 27 GW offshore, and almost 50 GW of photovoltaics. For reference notice that our maximum electricity demand is around 14GW in the winter and 9 GW in the summer. Total energy consumption is somewhat less than 400 TWh. In size we are about 1% of EU which has around 90GW of photovoltaics installed. So according to Mark on a windy sunny day production could be more than 10 times our demand and around 7 times the maximum (winter) demand. Our installed PV capacity would be comparable to whole PV capacity in EU today which has, after all, spent around 10 years constructing it. This all seems a bit intimidating.

Considering how off-scale this is it is noticeable that Jacobson spends very little time  spelling out the details of how exactly are we supposed to cope with implied massive swings in production. From his excel file I cannot find details on what he assumed for our grid and how much his assumptions end up costing. He also says there won’t be any new hydropower (we have 3.2 GW), but there might be pumped hydro storage. They tell us “…we restrict our calculations to assume each country can generate all of its annually-averaged power independently of other countries, since ultimately this goal may reduce international conflict.” So that water will be sloshing somewhere in Finland since otherwise we might invade Sweden and Norway (and Russia while we are at it). Makes sense. If I read this correctly our hydropower is supposed to be configured in such a way that it pumps water upstream at massively higher powers than downstream. Somehow I feel we need a 2nd opinion from someone with actual competence in engineering. (Maybe Mark meant that we were supposed to use hydrogen storage somehow? Well, no he didn’t. According to him just 1.24 GW, out of total average demand  close to 30 GW, or about half of the transport demand was diverted to electrolysis. Something very weird is happening behind the scenes and I have a nagging suspicion science fiction is involved.) Also note that our electricity demand is never less than about 6GW so potentially we are supposed to shut down the country for Mark. No problem!

Furthermore, why doesn’t Jacobson tell us where  those mythical pumped hydro storages are? If you have a look at the topographic map of Finland, you will quickly realize why this is a critical question.

We are a mountainous country…by dutch standards.

Finland is a flat country. If you drain our biggest lake Saimaa (the funny shaped water area between Lappeenranta and Joensuu) you might get around 5 TWh of energy. It feels unnecessary to point out that this cannot be done. Furthermore, you cannot even pump all that much water into the lakes since that would flood the cities, summer cottages, roads, and railways next to the lakes. Jacobson should probably add an army of goons into his employment figures to ensure the continuing happiness of our sad little country when his plan is being implemented.

Jacobson also suggests we get about 20% of our energy needs from photovoltaics. This made me laugh. Here is a picture from the moment when my power consumption for 2015 peaked.

20% of energy from photovoltaics.

20% of energy from photovoltaics. Sure Mark! Whatever you say

Picture is taken towards a calm lake (very little wind) when I was leaving a sauna during Christmas. Since lake was freezing the scenery was pretty, but too few photons of right energy hit my phone. Sauna was powered by bioenergy (aka trees) and consumed several tens of kW of power. In the heating stage probably closer to 100kW. (Sauna stove was emitting ridiculous amounts of particulate matter and all sorts of carcinogenic carbage. It was also very enjoyable and I warmly recommend it. We do it with kids.)

Of course a Finn would check the scenario not just for Finland, but also our dear neighbour Sweden. Sweden is about twice our size and has per capita GDP that is roughly comparable to ours. To remind you, according to Jacobson we are supposed to get around 20% of our energy from photovoltaics. Sweden on the other hand is inflicted just with around 1% share.

 

Mark lets us play on our strengths -- sunshine!

Mark lets us play on our strengths — sunshine!

According to Jacobson upfront capital costs for the electricity generators alone would be more than $225 billion. This is about the same as our GDP. What about Sweden? In Jacobson’s scheme Sweden will pay less than $170 billion in upfront investment costs. Less than us even though they are twice our size. Thanks Mark. What is it? IKEA? Nobel committee? ABBA?

In Jacobson’s vision employment in our energy sector grows from about 38000 to 130000. Doesn’t this mean massive productivity reduction in our energy sector? Isn’t that a bad thing?  In the topsy-turvy world of 100% RES discussions this is of course not so. Jacobson instead talks as if we are winning by spending more.  By inverting the logic of productivity increases that I suspect pretty much all economists (whether on the left or right) agree on, he talks of our $8.15 billion/year “earnings due to jobs” as if we are winning. Sweden would end up employing only about half what our energy sector would do (quarter on per capita basis) and they would get just 0.96 billion in earnings due to jobs. Take that Sweden!

How does Jacobson actually end up with the claim that his vision would make any economic sense? He gets this basically by estimating body counts from PM 2.5 emissions and then multiplying this by “the statistical value of life”. In this way he claims that in 2050 Finland emissions would kill 600-6000 people and cost us maybe more than $100 billion or about 30% of our GDP every year. Wow! This is crazy on steroids. First of all I think this is inappropriate use of the concept “statistical value of life” and 2nd it doesn’t pass the sanity check. Here PM emissions have declined drastically in past decades thanks to cleaner fuels, filters, centralized power plants replacing small scale burning etc. What am I supposed to learn from Jacobson’s figures? That in 80s when emissions were much higher, we lost basically all our GDP because of pollution? Also, is there someone who has a life insurance for 17 million. Isn’t maybe 100000-200000 more typical…1% of their claim? Jacobson and his friends assign pollution problems to the energy system as a whole and ignore that lot of it here is actually caused by small scale burning of bioenergy. They also deny the existence of alternative ways to address pollution concerns. History already tells they are incorrect in this assumption.

Small particle emissions from Finnish transport sector. Green for road transport, blue for water. (Lipasto, VTT)

In summary, thanks for dropping by Mark! Now don’t let the door hit you on the way out.

P.S. Jacobson’s work is a treasure trove of nonsense and since I seem to like poking on carbage, I will probably return to it later. I name this post with “Part 1” for that reason.

Added 4.1.2016: I realized that Jacobson’s plan also assumes we spend about $12 billion on wave devices (almost 2GW capacity). It is a wonderful source of energy especially on the time of the year we need energy most. (More on this theme from the article by Soomere and Eelsalu. I thank @alexharv074 for the link.)

107132556_bc9053473f_m

Does that white stuff matter? Photocredit La Brionnaise

Suomen luonnon Antti Halkka kritisoi tuoretta hallitusohjelmaa ja erityisesti suunnitelmaa lisätä hakkuita 15 miljoonalla kuutiolla. Olen samoilla linjoilla hänen ja esimerkiksi Suomen luonnonsuojeluliiton ja Greenpeacen kanssa. Greenpeacen Tapio Laakso kirjoittaa blogissaan ihan fiksusti esim.: “Hallitus uhoaa ”biotalouden” nimissä lisäävänsä puun käyttöä 15 miljoonalla kuutiolla. Se tarkoittaa massiivista hakkuiden lisäämistä jo muutenkin rajussa tehokäytössä olevissa metsissä.”  Mutta sitten toisaalla Greenpeacen omakin Energy [R]evolution (s. 49) ehdottaa bioenergian lisäämista 304 PJ tasolta 398 PJ tasolle vuoteen 2030 mennessä. Tuo tarkoittaa noin 12 miljoonaa kuutiota lisää biomassaa eli kyse on saman suuruusluokan asiasta kuin tuo hallituksen luku. Suomen luonnonsuojeluliitossa kehutaan:

  • “Päästöttömän, uusiutuvan energian käyttöä lisätään eikä sitä korvata turpeella tai ydinvoimalla”
  • “Luovutaan hiilen käytöstä energiantuotannossa ja puolitetaan tuontiöljyn käyttö kotimaan tarpeisiin 2020-luvun aikana”

ja sitten ongelmaksi nostetaan juurikin se keino, jolla näitä ajetaan “Puun käyttöä lisätään 15 miljoonalla kuutiometrillä vuodessa“. Helsingissä esimerkiksi Greenpeace ja monet Vihreät ovat vaatineet hiilivoimaloiden korvaamista 100% biopolttoaineita polttavilla voimaloilla ja esimerkiksi Emma Kari kiitteleekin hallitusta juuri tästä perspektiivistä. Photo 29.5.2015 5.48.11 Hanasaaren ja Salmisaaren hiilivoimaloiden korvaaminen biomassan poltolla vaatisi kuitenkin ymmärtääkseni ehkä noin 2.5 miljoonaa kuutiota biomassaa. Jos muu maa seuraa tätä esimerkkiä poltettavaa metsää pitäisi löytää yli 20 miljoonaa kuutiota lisää…ja sitten on vielä ne liikenteen polttoaineet ja maakaasu.

Äskettäin julkaistiin kokoelma “Maamme energia” Energiaremontti kampanjassa mukana olevien professorien kirjoituksia (ei kannata vaivautua). Kampanjaa tukee pitkä lista ympäristöjärjestöjä ja uusiutuvan energian yrityksiä/lobbausjärjestöjä. Kokoelmassa P. Lund esittää skenaarion vuoden 2050 energiapaletista Suomessa. Siinä primäärienergian ja polttoaineiden tuotannon selkäranka muodostuu bioenergiasta. Lukuja ei anneta aivan selvästi, mutta silmämääräisesti näyttää siltä, että polttoaineet vaatisivat yli 40 miljoonaa kuutiota biomassaa. Tämän suuntaista kehityskulkua moni “energiaremontin” kannattaja käytännössä ajaa. Vihreiden energialinjaukset nojaavat myös hyvin vahvasti puunpolton lisäämiseen. Minusta olisi hienoa, jos tämä kaksilla rattailla ajaminen lopetettaisiin. Ehkä se, että oma heimo ei ole nyt hallituksessa, auttaa poistamaan laput silmiltä?

Lisäys:  Painettuani publish nappulaa twitter feedissäni odotti kaunis näky. Kaj Luukko oli tuumaillut samansuuntaisia ajatuksia juuri samaan aikaan. Spooky.Photo 29.5.2015 8.20.31

Lisäys 30.5.2015: Sen enempää Energiaremontti-kampanja (tukijoina mm. Greenpeace, Luontoliitto, WWF ja SLL), kuin kansanedustaja Antero Vartia eivät näe ongelmaa hallituksen bioenergialinjauksissa. Molemmat ovat iloisia. Vartia haluaa samaa vain vielä enemmän. Onko ainuttakaan Vihreää kansanedustajaa, joka varoittelisi bioenergian lisäyksen ekologisista tai ilmasto-ongelmista? Toistaiseksi en ole tällaiseen kummajaiseen törmännyt. Ahdistusta tunnettiin ympäristöministeriön kohtalosta, ei miljoonien kuutioiden hakkuista. Niitä pidetään pikemminkin rohkaisevina.

  

LIsäys 3.6.2015: Myöskään Satu Hassi ei koe 15 miljoonan kuution lisähakkuita tai biopolttoaineita ongelmalliseksi. Ville Niinistö ei myöskään mainitse asiasta. Muuta kritisoitavaa molemmilla toki on.

Kerroin aikaisemmin kokevani, että jaan monessa asiassa ympäristöjärjestöjen ja Vihreiden arvot, vaikka en aina allekirjoitakaan keinoja joita niiden siivellä ja usein niiden kanssa ristiriidassa ajetaan. Sitten on toki niitäkin toimijoita joiden kanssa sukset taitavat mennä pahemmin ristiin. Tässä markkinointivideo jota luulin ensin parodiaksi, mutta kyllä siinä taidetaan olla tosissaan. Videossa möreä-ääninen mies kertoo onnellisena 3D tulostetuista puun näköisistä (kun laittaa silmät riittävän ristiin) biokomposiiteista joihin kiinnitellään orgaanisia aurinkokennoja.

Tämä on kuulemma valtava innovaatio (“momentous innovation”) ja meidän tulisi nyt kuvitella kuinka näitä olisi kokonainen metsä. Kun kuvittelen, epäilen ettei Dante tiennyt helvetistä mitään. Siis ensin hakataan metsä nurin niin, että voimme tehdä biokomposiitteja (3D tulostusta unohtamatta!) ja sitten tehdään niistä metsä. Tämä on nerokasta, koska nythän sille oli tyhjä paikkakin valmiina. Sitten tähän metsään ripotellaan aurinkokennoja jotka ovat orientoituneet miten sattuu mikä takaa erityisen tehottoman tuotannon. Tehottomuus on toisissa piireissä hölmöä, mutta näissä piireissä se on koko idean “juju”. Eittämättä hökötys kestäisi myös talvimyrskyjä leikiten. Toivottavasti joku ihmistieteilijä on ollut tarkkana niin, että ymmärtää tehdä tästä genrestä hauskan tutkimuksen.

Sitten UPM (suomalaista Cleantechiä) on markkinoinut omaa biopolttoainettaan esimerkiksi oheisella kuvalla. Toisille tulee tuosta ilmeisesti höpöolo, koska tuskin mainoksen tekijät olisivat siitä muuten tehneet. Minä alan voimaan pahoin sitä katsellessani.

 

Tuotetta myyvässä ST1 Oy:ssä ei sitä vastoin voida pahoin.  Siellä metsän prosessoimista auton tankkiin pidetään siirtymänä kohti parempaa huomista. ST1:stä kerrotaan kuinka “Maapallon energiantarve kasvaa jatkuvasti. Energian käytön kasvattaminen ei onnistu fossiilisilla polttoaineilla, vaan edessä on siirtyminen bioenergiaan. Me olemme siinä mukana jo nyt teoilla emmekä pelkillä puheilla.” Hmmm…miksiköhän ihmiskunta on teollistumisen myötä siirtynyt pois bioenergiasta? Voisikohan sillä olla jotain tekemistä rajallisten resurssien kanssa? On triviaali aritmeettinen tosiasia, ettei St1 tule koskaan korvaamaan öljyn myynnin volyymiään biopolttoaineilla. Voisiko joku ottaa näiltä ihmisiltä tulitikut pois?

Eittämättä St1 jatkaa öljyn myymistä (tai siis “CO2-aware energy”) niin kuin ennenkin, koska tärkeintä on “visio” eikä se mitä oikeasti tehdään. Lisätään vain öljyn sekaan tippa bioa (uusiutuvien osuus heidän myynnistään on prosentin luokkaa) ja nautitaan hurskaasti (näkyvin mainoksin) uudelleen löydetystä eettisyydestä. Sen siivellä voidaan varmasti myydä lisää öljyä.

Epäilen, että nämä esimerkit viestivät asenteesta, jossa huolta ympäristöstä käytetään välineenä löytää uusia liiketoimintamahdollisuuksia ilman, että itse peruspointtia olisi sisäistetty. Hiukan samanlaista toimintaa kuin huuhaalääkkeiden myyminen ihmisten terveyshuolen siivellä. Greenpeacen kunniaksi on mainittava, että hekään eivät vaikuta innostuneelta UPM:n markkinointirynnistyksestä.

Follow me on Twitter

Goodreads

Amnesty international

Punainen risti

Unicef