You are currently browsing the category archive for the ‘ilmastonmuutos’ category.

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

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

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

ONGELMA USA:SSA

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ONKO ONGELMAA MYÖS SUOMESSA?

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

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

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

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

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

KUKA LÄHTEE SELVITTÄMÄÄN?

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

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

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

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

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

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

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

Advertisements

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

File_000

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

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

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

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

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.

 

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.

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?

Neo-Carbon Energy -hankkeessa on mallinnettu täysin uusiutuvaan energiaan perustuvaa energiajärjestelmää Suomessa vuonna 2050. Perustelemme tässä kirjoituksessa, että joissakin hankkeen ulostuloissa ei ole suhtauduttu riittävällä vakavuudella sähkön laajamittaisen varastoinnin todennäköisiin kustannuksiin ja mahdollisiin materiaalirajoitteisiin vaikka litiumakkujen teknologiseen kehittymiseen suhtauduttaisiin erittäin optimistisesti.

Neo carbon energy, Yleisradion toimittaja, me ja kansalainen

Neo carbon energy, Yleisradion toimittaja, me ja kansalainen

Sähkön laajamittainen varastointi on tyypillisesti kallista ja hankalaa. Varastoinnin korkeat kustannukset ovat keskeinen syy sille miksi sähköntuotannossa käytetään (lähes) aina käynnissä olevien voimaloiden lisäksi voimaloita, joiden on tarkoitus vastata kulutuspiikkeihin. Tämä muistui meille taas mieleen lukiessamme tuoreita “Neo Carbon energy”-projektin ulostuloja energian varastointiin liittyen. Ensimmäisessä esimerkissä Yleisradion toimittaja Kalle Schönberg kertoo innostuneena Pasi Vainikkaan nojaten kuinka “Polttoaine revitään kohta ilmasta”. Tarinassa kerrotaan:

Tuuli- ja aurinkovoima ovat keskeisessä asemassa tulevaisuuden energiajärjestelmässä, jossa fossiilisista polttoaineista tulevaa hiilidioksidia ei saa lopulta enää päästää ilmakehään.

Ongelmana on kuitenkin se, että tuuli- ja aurinkovoimaa voidaan tuottaa vain kun on tuulta tai aurinko paistaa. Sähköä tarvitaan kuitenkin koko ajan.

Ongelma voidaan ratkaista, jos sähköä voidaan varastoida kätevästi. Aurinko- ja tuulivoimaloiden tuottama energia voidaan tällöin ottaa talteen ja käyttää silloin, kun tarvetta on. Yhden vaihtoehdon tähän tarjoaa hiilidioksidin kaappaaminen ilmakehästä ja muuttaminen polttoaineeksi.

– Tällä tavoin tuotettua maakaasua voitaisiin esimerkiksi varastoida ja käyttää tarvittaessa sähkön tuotantoon, Pasi Vainikka kertoo…

…Pohjoismaisella sähköllä ilmakehän hiilidioksidista valmistettu maakaasu maksaa noin 60–70 euroa megawattitunti. Venäläinen maakaasu maksaa meille nykyään runsaat 30 euroa megawattitunti. Hinta on siis noin kaksinkertainen, Pasi Vainikka kertoo.

Toisessa esimerkissä Lappeenrannan teknillisen yliopiston professori Christian Breyer, joka on myös osa “Neo-Carbon Energy” hanketta käsittelee konferenssipaperissaan varastointia osana täysin uusiutuviin pohjaavassa energiaskenaariossaan vuodelle 2050. Haluamme nyt nostaa esille eräitä mielestämme relevantteja asioita, jotka Vainikka ja Breyer sivuuttavat.

Ensinnäkin on huomionarvoista kuinka alhaiseksi Vainikka arvioi ilmakehän hiilidioksidista valmistetun maakaasun hinnan. Synteettistä maakaasua voidaan valmistaa (riittävästi puhdistetusta) hiilidioksidista ja esimerkiksi sähkön avulla vedestä hajotetusta vedystä. Hiilidioksidin kaappaamisen suoraan ilmakehästä on arveltu maksavan kenties noin 500 euroa/tonni. Tuolla hinnalla pelkästään synteettisen maakaasun tuotannon vaatima hiilidioksidi voi maksaa enemmän kuin Vainikan arvioima lopputuotteen hinta.  Lisäksi Socolow varoittaa prosessin vaativan herkästi niin paljon energiaa, että saavutettu päästövähennys voi olla vaatimaton verrattuna päästöihin, jotka hiilidioksidin väkevöinti ilmakehästä aiheutti. Kun teemme vastaavan arvion vaadittavan vedyn hinnalle, voimme todeta senkin maksavan helposti yli 70 euroa/MWh. Toiset alan tutkijat arvioivat synteettisen maakaasun hinnaksi noin 180 euroa/MWh, kun sähkön hinnaksi oletetaan 30 euroa/MWh ja hiilidioksidin lähteeksi joku muu kuin ilmakehä.  Tämä on merkittävästi Vainikan arvioimaa hintaa korkeampi ja melkein kymmenkertainen verrattuna venäläiseen maakaasuun jota suuret teollisuuslaitokset käyttävät. Kysyimme asiasta Vainikalta ja hän antoikin ystävällisesti linkin Breyer et al. artikkeliin, josta voi oppia lisää. Valitettavasti artikkelissa esitetyt kustannusarviot eivät näytä juurikaan liittyvän Yleisradion jutussa esitettyyn skenaarioon. Ensinnäkin artikkelissa oletetaan hiilidioksidin hinnaksi 10 euroa/tonni, joka ei perustu hiilidioksidin tiivistämiseen ilmakehästä vaan sellutehtaan savupiipusta (jolloin siinä on luultavasti liikaa rikkiä prosessissa käytettäville katalyyteille, kuten Vainikka toteaa Yleisradion jutussa). Toiseksi esimerkkilaitoksen (Case A) käyttöaste on yli 90%. Laitosta ei siis ollut ajatus ajaa tuulivoimalla, jonka kapasiteettikerroin on kenties noin 30% eikä aurinkosähköllä, jonka kapasiteettikerroin olisi Suomessa noin 10%. Laitosta ajettaisiin de-facto aina käynnissä olevalla perusvoimalla. Mikäli käyttöastetta lasketaan sille tasolle mitä vaihtelevat uusiutuvat edellyttävät, lopputuotteen kustannus nousee selvästi. Tämä on asia, joka myös Neo-Carbon Energy -hankkeessa myös ymmärretään (kalvo 29).

Lappeenrannan teknillisen yliopiston professori Breyer (yhdessä Michael Childin kanssa) mallintaa konferenssi-julkaisussaan Suomen energiajärjestelmää täysin uusiutuvaan energiaan perustuen vuonna 2050. Heidän paperissaan Suomessa on yhteensä asennettuna 70 GW aurinko- ja tuulienergiaa vuonna 2050. Tämä määrä vaihtelevaa uusiutuvaa energiaa kattaa 70 % Suomen sähköstä ja 60 % koko energiatarpeesta ja tarvitsee arvion mukaan 170 GWh litium-ioni akkukapasiteettia. Kuinka paljon tämä on? Julkaisussa ei tätä pohdita, joten tarkastellaan tässä asiaankuuluvia mittaluokkia. Alla olevasta kuvasta näemme, että vuonna 2012 käynnistetty JCESR-ohjelma (joka sai Yhdysvaltain energiaministeriöltä 120 miljoonaa dollaria litium-akkujen kehitykseen) tavoittelee energiatiheyttä 400 Wh/kg vuonna 2017. Teslan litium-akkujen energiatiheys on tällä hetkellä hiukan suurempi kuin 100 Wh/kg. Ennustettu maksimi litium-akun energiatiheydelle on 1000 Wh/kg (huomaa, että kuvassa lukee “May prove impossible to achieve”, mutta olkaamme positiivia ja olettakaamme, että tämä virstanpylväs saavutetaan.) Kuinka suuren osan maailman litiumin tuotannosta tällöin vaaditaan Suomen energiajärjestelmän tukemiseksi?

170 GWh tarkoittaa optimistisilla oletuksilla 70 000 tonnia litiumia. Vuonna 2014 litiumia tuotettiin 35 000 tonnia. Tämä tarkoittaa, että pelkästään Suomessa vaaditaan Breyerin skenaariossa litiumia vuonna 2050 noin kaksi kertaa koko maailman tuotanto vuodelta 2014. Suomi tuotti koko maailman sähköstä noin 0,3 % vuonna 2014. Jos arvioimme, että maailman sähköntuotanto on vuonna 2050 sama kuin nykyään ja että koko maailma haluaisi samanlaisen uusiutuvaan energiaan ja litium-akkujen varaan perustuvan sähköjärjestelmän, niin tarvittavan litiumin louhimiseen kuluisi vuoden 2014 tuotantomäärällä noin 700 vuotta. Jos haluamme louhia vaadittavan litium määrän vuoteen 2050 mennessä, on (keskimääräisen) vuosituotannon noustava noin 20 kertaa nykyistä korkeammaksi. Vaadittu litiumin määrä on myös korkeampi kuin tämän hetkinen arvio globaalista litiumresurssin suuruudesta. Jos oletamme ihmiskunnan energiankulutuksen nousevan suomalaisten tasolle, resurssirajoitteet ovat entistä hankalampia. (Huomionarvoista on myös se, että autoilun sähköistämisen pahin materiaaleista johtuva pullonkaula ei edes välttämättä ole litiumin riittävyys, vaan esimerkiksi dysprosiumin.)

Keskustelimme tässä kirjoituksessa kahdesta tuoreesta Neo-Carbon Energy -projektin ulostulosta energian varastointiin liittyen. Näissä esimerkeissä kustannuksia tai materiaalirajoituksia ei joko arvioitu lainkaan tai niitä arvioitiin (optimistisin oletuksin) erilaiselle systeemille kuin mistä tässä tapauksessa Yleisradion toimittaja juttunsa kirjoitti. Olemme huolestuneita tavasta, jolla suomalaista energiakeskustelua käydään. Energiajärjestelmän dekarbonisointi on aikaa vievä ja hyvin vaikea prosessi. Näemme riskin, että yltiöoptimistinen energiajärjestelmän realiteetit sivuuttava vaihtoehtojen hehkutus ruokkii lyhyellä tähtäimellä vaarallista itsetyytyväisyyttä ja pidemmällä tähtäimellä epäluottamusta ja pettymystä alan tutkijoita kohtaan.

Kirjoittajat: Jani-Petri Martikainen & Aki Suokko. Tämä kirjoitus on julkaistu molempien kirjoittajien blogeissa.

 

Follow me on Twitter

Goodreads

Amnesty international

Punainen risti

Unicef