Älykäs biotalous haastaa ydinvoiman

with 15 kommenttia

Metsäenergia päästöt voivat olla pienet

Tarkennus 7.8.2015: *Fossiilisten korvaamiseen sähkön- ja lämmöntuotannossa tarvittaisiin nykyisten 18,7 miljoonan kuution lisäksi tuo 32 miljoonaa kuutiota, eli yhteensä luokkaa 51 miljoonaa kuutiota metsähaketta. 


 

 

Välillä minua harmittaa. Sosiaalisessa sekä perinteisessä mediassa ja foorumeilla käytävä keskustelu energiapolitiikasta on lähes poikkeuksetta täsmällisen polarisoitunutta: on uusiutuvaa energiaa rummuttava suuriääninen ja kirkasotsainen jätetään-puhdas-maailma-lapsillemme-puoli, ja sen vastapuolella seisova perinteisiin arvoihin ja perusvoimaan uskova ydinvoimalahko. Ellei kirjoittaja itse ole tarkoittanut ottaa puolta, hänet kyllä varmasti pakotetaan jompaan kumpaan muottiin. Tämä on toisinaan raskasta.

Siksi on erittäin virkistävää saada käydä keskustelua, joka pyrkii ymmärtämään molempia puolia ja katsomaan kokonaisuutta. Hyvä esimerkki tästä keskustelusta on vastine, jonka Uhkapeli-ilmastolla-kirjan Rauli Partanen ja J.M. Korhonen osoittivat vastaukseksi aiemmalle kirjoitukselleni Tarvitseekö Suomi lisää ydinvoimaa? Kiitän herroja argumenteista.

Tähän mennessä käydyn keskustelun voi tiivistää seuraavasti:

  • Tuomas: Suomi voi saavuttaa vuoden 2050 tavoitteensa (lähes täysin hiilidioksidipäästöiltään neutraali sähkön tuotanto) myös, vaikka jo myönnettyjen ydinvoimalupien lisäksi ei rakennettaisi yhtään lisää ydinvoimaa. Tämän voi todeta vertaamalla uuden uusiutuvan energiantuotannon rakentamistarvetta viime vuosien rakentamisnopeuksiin mm Ruotsissa.
  • Uhkapeli ilmastolla: Niin (ainakin teoriassa) voi, mutta osa tavoitteesta saavutettaisiin biomassalla, joka ei todellisuudessa ole lyhyellä aikavälillä päästöneutraalia. Lisäksi biodiversiteetti on vaarassa, jos biomassan käyttöä lisätään tuntuvasti. Lisäksi biomassaa tarvitaan myös esimerkiksi liikenteen hiilijalanjäljen pienentämiseen.

Pysyn edelleen kannassani: Yhteiseen tavoitteeseemme - hiilineutraaliin kestävään yhteiskuntaan - voi päästä montaa reittiä. Keinoja on monia. Ydinvoima on yksi työkalu muiden joukossa, mutta siihen ei varsinkaan Suomen tarvitse ripustautua, ikään kuin muita vaihtoehtoja ei olisi.

Kolme syytä, joiden vuoksi Suomi pärjää ilman mittavaa ydinvoiman lisärakentamista

Muutama keskeinen asia, jotka minua edelleen Uhkapeli ilmastolla -kirjassa ja saamassani vastineessa vaivaavat ovat seuraavat:

Väitteet, jotka Uhkapeli Ilmastolle esittää, ja joita voi minusta pohtia pidemmälle:

  • Uusiutuvien kasvuvauhdin määrittämiseen ei riitä 5 vuoden aikajakso.
  • Nykyinen teknologia ja energiamarkkinoiden malli ei mahdollista uusiutuvan energian globaalia läpimurtoa.
  • Biomassa ei ole hiilineutraalia, ja tähän tullaan ehkä jossain vaiheessa puuttumaan esimerkiksi päästökaupalla.

Alla vastaan näihin kolmeen kohtaan perusteluineen.

Sanon vielä heti tähän alkuun, että herrojen Partanen ja Korhonen teesit ovat mielestäni hyviä argumentteja, joihin on syytä paneutua ajatuksella. Samoin haluan painottaa heti tähän alkuun, etten vastusta ydinvoiman lisärakentamista, mutta näkisin, ettei meidän kannata tässä vaiheessa laittaa kaikkia munia samaan koriin. Globaalisti on selvää, että ydinvoima huomattavasti nopeuttaa hiilidioksidipäästöjen vähentämistä, mutta Suomi ei välttämättä tarvitse uutta ydinvoimaa, kuten olen tässä blogissa aiemmin todennut.

Olkiluoto 3:n ja kenties Pyhäjoelle tulevan Hanhikivi 1:n jälkeen joskus vuonna 2030 jälkeen meillä tulee olemaan saman verran ydinvoiman tuotantoa kuin tällä hetkellä. Onko ydinvoima vuonna 2030 edullisempaa kuin aurinko-, tuuli- tai biovoima? Onko sähkömarkkinoiden ja markkinoilla toimivien tuottajien malli silloin sellainen, että se mahdollistaa nykyiset, jopa negatiiviset sähkön markkinahinnat? Paljonko sähkö maksaa kahdenkymmen vuoden päästä? Näistä asioista ei kukaan voi tänään olla varma.

Ydinvoima ei ole kovinkaan ketterä mukautumaan muutoksiin. Jos lähes kaikki Suomen sähkö tuotettaisiin ydinvoimalla, olisi Suomi pultannut jalansijansa Posivan peruskallioon vuosikymmeniksi - kun samaan aikaan ympärillämme energiamarkkinat muuttuvat.

Sitten voidaankin siirtyä itse asiaan.

1. Uusiutuvan energian viime vuosien nopea kasvu on laskenut sen hintaa

Kuten herrat Partanen ja Korhonen toteavat, on totta, että ydinvoimaa on historiallisesti onnistuttu rakentamaan nopeammin kuin uusiutuvaa energiaa. Voiko tästä kuitenkaan päätellä, että uusiutuvien (tai ydinvoiman) kasvuvauhdin maksimi on saavutettu? Ei. Miksi uusiutuvaa ei aiemmin ole rakennettu nopeammin? Miksi vasta viimeisen vuosikymmenen aikana uusiutuvan energian kasvuvauhti on ollut yhtä suuri kuin ydinvoimalla? Ruotsi on rakentanut vuoden 2008 jälkeen suhteessa asukasmäärään enemmän uusiutuvaa energiaa kuin Suomi ydinvoimaa parhaina 70-80-luvun kulta-aikoina.

Syitä on varmasti useita. Investointeja on ohjannut taloudelliset tekijät ja käytettävissä oleva teknologia sekä luonnonvarat. Toisen maailmansodan jälkeen ydinteknologia alkoi olla valmista rauhanomaiseen käyttöön. Sitä rakennettiin tarpeeseen. Taloudellisesti houkuttelevat paikat vesivoimalle valjastettiin jo aiemmin. Tuuli- tai aurinkovoima ei ollut lähimainkaan kilpailukykyistä, eikä niitä rakennettu suuressa mittakaavassa, koska ei kannattanut. Tuuli- ja aurinkovoimateollisuus oli olematonta ja kallista.

Entä mikä on tilanne nyt? Alla yksinkertainen analyysi suomalaisten tuulivoimaloiden tuotantokustannuksista. 1990-2010 välillä rakennetut laitokset kykenivät tuottamaan energiaa keskimäärin hintaan 96 EUR/MWh. 2010-luvun loppupuolella rakennettujen voimaloiden tuotantokustannus oli 69 EUR/MWh. Nyt rakennetut ja rakennettavat voimalat pystyvät 40-50 EUR/MWh tasoon. Tämä on kehitystä, joka edesauttaa tuulivoiman nopeaa lisärakentamista.[1][2][3]

Tuulivoiman-tuotantokustannukset

 

Tuuli- ja aurinkovoiman hintakehitys on selkeästi laskeva.Tuulivoimaakin radikaalimmin on muuttunut aurinkosähkön kustannus, joka on aurinkopaneelien osalta romahtanut 80% viimeisen kymmenen vuoden aikana. Pienen kokoluokan aurinkosähkö on Suomessa vielä hinnoissa, joissa sen takaisinmaksuaika kotitalouksille on pitkä, kokoluokkaa 20 vuotta - ilman valtion tukia tai muutoksia verotukseen.[4] Suurten projektien takaisinmaksuaika voi olla (ja onkin) lyhyempi, sillä esimerkiksi asennuskustannukset per paneeli ovat pienemmät.

Aurinkopaneeleita tekevät jo suomalaisetkin. Muutokselle antaa symbolista arvoa se, että Suomen ainut aurinkopaneelitehdas on perustettu vanhan kännykkäkivijalalan raunioilla Salossa. Aurinkolämpökeräimiä on tehty Suomessa jo pitkään, ja ne ovat järkevä investointi lämpimän käyttöveden tuotantoon noin 5-6 vuoden takaisinmaksuajalla.[5]

Muiden energiantuotantomuotojen hintakehitys ei ole yhtä ruusuinen. Hiilidioksidipäästöjä aiheuttavien energiantuotantomuotojen (esim. hiili- ja kaasuvoima) riskinä ja tulevaisuudennäkymänä on päästöoikeuksien hinnan kiristyminen, ja uusimmat ydinvoimaprojektit ovat kallistuneet mm. tiukkenevien turvamääräysten vuoksi.

Toisaalta energiajärjestelmän kannalta on helpompaa ottaa vastaan ydin- kuin tuulisähköä, mutta mikä on tämän hinta? Mikä on tuotannon vaihtelevuuden "arvo"? Tätä ei tietääkseni ole määritetty, saati sitä kuka maksaa. Entä kuka maksaa Fukushiman jälkien korjaamisen? Kuka maksaa fossiilisten polttamisesta huonontuneen ilmanlaadun?

Biomassan hiilijalanjälki on tällä hetkellä laskettuna maankäyttösektorin päästöihin, joten sitä kohdellaan energiantuotannossa hiilineutraalina vaihtoehtona. Jos biomassalle laskettaisiin hiilijalanjälki myös energiantuotannossa, tulisivat päästöt raportoiduiksi kahteen kertaan. Bioenergian päästölaskennan tulevaisuudesta ei toisaalta ole varmuutta. [6] Mitä Pariisin ilmastokokous nyt syksyllä päättää bioenergian kohtaloksi?

Nollapäästöinen vai ei? Näillä poliittisilla päätöksillä on suuri vaikutus Suomen mahdollisuuksiin pärjätä biotalouden markkinoilla. Mikäli biotuotteille määritetään suuri hiilijalanjälki, tulee biomateriaalien käyttö esim rakentamisessa ja muissa pitkäikäisissä tuotteissa entistä järkevämmäksi. Jos suomalaisen bioenergian käyttö nähdään hiilineutraalina toimintana, se kannustaa edelleen esimerkiksi biopohjaisten polttonesteiden kehittämiseen. Hinta riippuu energiapolitiikasta.

2. Energiajärjestelmämme muuttuu nopeammin kuin moni on valmis hyväksymään

Onko ydinvoiman kulta-aikana 70- ja 80-luvulla mietitty ilmastoasioita? Ei ainakaan samalla tasolla kuin nyt. Ydinvoiman hiilidioksidineutraalius tuskin oli myyntivaltti markkinointipuheissa. Suomessa on 70-luvulta saakka tähän päivään vallinnut ydinvoimakeskeinen suurteollisuuden etuja ajanut ajattelu. [7] Alleviivaan, ettei Suomen edun ajamisessa ole mitään väärää! Tuon ajan politiikka todella valvoi erinomaisesti Suomen etuja. Maa nousi hirvittävää vauhtia suosta. 90-luvun lamasta selvittiin. Suuren kasvun jälkeen moni asia on kuitenkin muuttunut.

Energiankulutuksen kasvu on taittunut. Alla kuvassa on esimerkkinä sähkön kulutus viime vuosikymmeninä. [8] Valtavaa yhtäkkistä kasvua energiankulutuksessa ei julkisen keskustelun perusteella ole odotettavissa.

Sähkön-kulutus-1970-2015

 

Samaan aikaan tuuli- ja aurinkovoiman kustannukset ovat romahtaneet vertailukelpoisiksi muiden energiantuotantomuotojen kanssa. Tätä eivät kaikki patriootit mielestäni ole vielä riittävässä laajuudessa hyväksyneet. Minusta ajattelun muutos kannattaisi, sillä omissa käsissä olevan hajautetun energiantuotannon edut eivät rajaudu ilmastonmuutoksen torjuntaan. Jatketaan kuitenkin varsinaisesta aiheesta.

Uusiutuvan energian rakentaminen on mahdollista olla nopeaa. Tämä ei ole ongelma, kuten nähtiin ydinvoima-aiheisen aiemman kirjoitukseni yhteydessä. Ongelma on politiikan pitkäjänteisyyden puute. Tai vielä laajemmin: ongelma on se, että poukkoileva politiikka pääsee muuttamaan markkinoiden pelisääntöjä noin neljän vuoden syklillä energia-alalla, jonka investoinnit tehdään vähintään 20-30 vuodeksi (tuulivoimaloiden ja aurinkosähkölaitosten elinikä), ja usein jopa 50-60 vuodeksi (suuret voimalaitokset).

Mikä muu on muuttunut? Kun ajatellaan älykkäitä järjestelmiä, millainen oli älykäs teollisuuden prosessimiljöö 70-luvulla? Tietokoneen näytöllä päivittyvän prosessinohjausjärjestelmän sijaan seurattiin seinällä vilkkuvia valoja ja mittareita, paineltiin nappeja ja väännettiin vivuista. Se vei aikaa ja resursseja.

Nyt on pelit ja pensselit tehdä enemmän, niin prosessiteollisuudessa kuin sähköntuotannossa ja -jakelussa. Siksi väitän, että nyt on mahdollista suunnata kohti huomattavasti nykyistä järjestelmää monimutkaisempaa energiajärjestelmää. Ydinvoima on hyvää perusvoimaa, mutta jos Nokian alkuaikoina oltaisiin tyydytty kirjepostiin, koska se nyt ainakin varmasti toimii, ei kehitystä olisi tapahtunut, eikä maailmanmarkkinoita olisi vallattu.

Annan muutaman esimerkin.

1) Joka kolkkaan ulottuvat kommunikaatioverkot mahdollistavat reaaliaikaisen sähköverkon hallinnan. Ei tarvitse juosta kääntäämään kahvasta tai ajaa 50 km päähän katsomaan, miksi sähköverkko on nurin ja tuvissa sähköt poikki. Nämä hommat hoituvat melko pitkälle etänä ruudun ääressä istuen: nopeammin ja edullisemmin. [9]

2) Tulossa on kotien ja toimistojen automaattinen osallistuminen energiajärjestelmän ohjaukseen: kysyntäjousto. Näitä on jo pilotoitu, ja ensimmäiset tuotteet ovat markkinoilla. Ne eivät ole utopiaa. Ne eivät ole enää vain laboratorioissa kokeiltavia "ehkä joskus vielä toimii" -ratkaisuja, vaan kaupallisuuden kynnykseltä ponnistavaa nykypäivää. [10]

3) Julkisrahoitteinen CLEEN Oy:n Smart Grids and Energy Markets (SGEM) -ohjelman loppuraportti nostaa esiin tutkimuksen tulokset: sähköverkko kehittyy juuri nyt nopeammin kuin koskaan. Loppuraportissa todetaan esimerkiksi, että sähköautojen yleistyminen ilman älykästä latausten ohjausta voisi aiheuttaa mittavia kustannuksia sähköverkkoon. Sen sijaan: "Kun Lappeenrannan teknillisen yliopiston tutkimusryhmä simuloi verkon kuormitusta, tuli ilmi, että lataamista ohjaamalla [sähköautojen yleistymisen] lisäkustannukset jäisivät lähes huomaamattomiksi.⁹ [11]

Älykkäissä järjestelmissä on vielä mahdollista päästä mukaan markkinoiden vahvaan kasvuvaiheeseen - ottaa jalansijaa tuoreilla markkinoilla. Tanska teki tuulivoimateollisuudestaan maailman huippua ottamalla selvän ja hyvin markkinoidun suunnan uusiutuvaan energiaan. Mikä on Suomen suunta? Luovatko suomalaiset uuden kestävän energiajärjestelmän, vai ostammeko sen aikanaan Ruotsista, Saksasta tai Tanskasta? Noh, miten on?

Jäkijunassa tässä ollaan jo joka tapauksessa - ei uusiutuvan energian prosenttiosuuksissa vaan visiossa siitä, millainen on se energiajärjestelmä, jolle on vientimarkkinoita tulevaisuudessa. Uuttakin syntyy: nyt on valmisteltu ajatusta tehdä Ahvenanmaasta älyverkon esittelykohde, ja rakentaa sinne tulevaisuuden älykäs energiajärjestelmä. Tämä on oikeasti todella hieno juttu! Mukaan talkoisiin on herätelty myös poliitikot näkemään, mikä on mahdollista jo tänään. Ruotsalaiset tekevät jo samaa omalla Ahvenanmaallaan - Gotlannissa. [12]

3. Suomalainen biotalous voi olla päästöneutraalia

Kenties paras vastine huolestuneeseen kysymykseen yksittäisen energiamuodon riskeistä on kysyä, tiedätkö mikä on vaihtoehto? Aina viime vuosiin saakka todellinen vaihtoehto ydinvoimalle on ollut joko radikaali elintason laskeminen, erittäin laajamittainen metsien hakkuu tai fossiiliset polttoaineet. Olemme valinneet näistä jälkimmäisen, koska degrowth, pieniin kommuuneihin perustuva omavaraistalous tai niukkuudessa eläminen eivät ole saaneet laajaa kannatusta kansan keskuudessa. Energiaa kuluu ja öljyä palaa, jotta voimme ostaa nättejä kertakäyttötavaroita ja lentää Thaimaahan joululomilla - minä muiden joukossa.

Jollain energia on siis tuotettava. Itse sain Uhkapeli ilmastolla -kirjasta käsityksen, että emme pärjää ilman ydinvoimaa ja että se olisi vähiten huono tapa tyydyttää energianhimomme. Kyse on kuitenkin arvotuksista.

Ydinvoima jättää jälkeensä jätettä. Mikä on vaihtoehto? Onko parempi haudata ydinjäte odottamaan puoliintumistaan, kuin jatkaa ilmaston sekä ihmisten keuhkojen tukkimista öljyllä ja hiilellä? Parempi kenelle? Muutetaanko kaikki saaristoon omavaraistalouteen? Ratkaistaanko nyt globaalia ilmastokysymystä vai ajetaanko Suomen etua, mutta siten, että se kestää kriittisen tarkastelun ilmastonmuutoksen torjunnassa? Pohditaan tätä.

Ydinvoiman riskit ovat lauenneet käsille jo monta kertaa, viimeisimpänä onnettomuus Fukushimassa. Silti ydinvoima on vähiten paha tapa tuottaa sähköä ainakin yhdellä mittarilla mitattuna - ydinvoiman vuoksi kuolee vähiten ihmisiä tuotettuun energiaan nähden. Toisaalta esimerkiksi YK:n vuonna 2002 julkaiseman Tshernobyl-raportin mukaan ydinvoimaonnettomuuden suurimmat negatiiviset vaikutukset väestöön ovat nimenomaan psykologisia ja kooltaan merkittäviä. Ne johtuvat pääosin omaan säteilyaltistumaan ja terveyteen liittyvästä epävarmuudesta, sekä siitä, että kansa joutuu muuttamaan pois saastuneelta alueelta - kodeistaan. Kuolemat eivät ole ainut merkittävä haitta. [13]

Jos Posivan ydinjätehauta vuotaisi, seuraukset ympäristöön olisivat todennäköisesti lieviä. Tämän Uhkapeli Ilmastolla kertoo selkein esimerkein. Kuitenkin samaan hengenvetoon

herrat Partanen ja Korhonen väittävät, että bioenergian hyödyntäminen ei kannata, koska biodiversiteetti heikkenee ja bioenergia ei ole ilmastoneutraalia.

Kuinka ilmastoneutraalia bioenergia siis on? Mikä on vertailukohta? Onko pieni ilmastovaikutus parempi kuin ydinjätteen hautaaminen jälkipolville?

Biomassan hyödyntäminen energiaksi ei ole yksinkertainen asia. Biomassaa on monenlaista. Se voi olla sademetsään raivatun pellon palmupuuta tai harvennuksen yhteydessa talousmetsästä kerättyä risua. Näillä on erilainen ilmastovaikutus. Kirjoitin muutama päivä sitten, että bioenergian ilmastovaikutus ei välttämättä ole niin surullisen huono, kuin eräät haluaisivat antaa ymmärtää - toisaalta se ei ole todellisuudessa yleisesti nollapäästöistäkään. Alla oleellisin kuvaaja (loput lähteet löydät edellisen linkin takaa):

Biomassa päästöt elinkaaren aikana, metsäenergia

(Koko kuvaaja katsottavissa tuosta - energialähteiden päästöt.)

Kuvan lähteenä on IPCC:n eli kansainvälisen ilmastopaneelin vuoden 2014 julkaisu. [14] Kuvaaja kertoo mm. hiilen, kaasun ja biomassan elinkaaren aikaiset päästöt ilmakehään. Pystyakselin vasen puoli tarkoittaa, että energiankäyttö sitoo hiilidioksidia, oikealla puolella toimintaa lisää ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuutta. Musta viiva Biomass - Forest Wood -palkin keskellä tarkoittaa päästöjen mediaania - päästöarvojen keskimmäistä lukua. Muiden värien ja palkkien selitykset näet kokonaisesta kuvaajasta, jos haluat.

Lyhyesti sanottuna biomassaa on monenlaista, ja ainakin lukemani nykytiedon valossa suomalainen biotalous on mahdollista toteuttaa siten, että metsien käytön nettovaikutus on ilmastonmuutosta hillitsevä. Suomen ei siis tarvitse luopua biotaloudesta siksi, että kaikki bioenergia ei ole ilmastoneutraalia.

Mikäli metsäenergian hyödyntäminen olisi edes IPCC:n raportin arvioimaa keskimääräistä kokoluokkaa, kannattaisi meidän päästömielessä toteuttaa hiilestä luopuminen bioenergian avulla. Kuten voidaan nähdä, ero hiilellä tai kaasulla tuotettuun sähköenergiaan on huomattava. Tietysti metsien käytön on kaikissa tilanteissa oltava kestävää, jotta hommassa on järkeä. Metsiä ei saa riipiä puhtaaksi kaikesta elollisesta, jotta ne voivat uusiutua. Metsien kasvun on katettava kulutus ja mielellään reilusti yli.

Raportissa nimeltä Metsien käytön ja metsäbioenergian ilmastovaikutukset (Suomen ilmastopaneeli, 2013) todetaan, että metsäenergian lisäämisen ilmastovaikutus ei ole yksiselitteisesti hyvä tai huono, vaan¹⁰

"Johtopäätöksenä voisi olla metsien hyötykäytön edistäminen, mutta tiedostaen sen, että nykyisen nieluvaikutuksen heikentäminen tai sen käyttämättä jättäminen edellyttää vastaavasti fossiilisten hiilipäästöjen entistäkin nopeampaa hillitsemistä."

Metsäenergian hyödyntäminen on siis tehtävä järkevästi, kestävän kehityksen periaatteita noudattaen. Ilmastopaneelin sitaatti tarkoittaa, että mikäli emme käytä metsiä energiaksi (biopolttoaineiksi, jne) niin kasvavat metsät sitovat hiilidioksidia (tämä on se nieluvaikutus) ja tällä on Suomen kasvihuonekaasupäästöjä vähentävä ja siten ilmastonmuutosta hillitsevä vaikutus.

Toisaalta Ilmastopaneelin sitaatti tarkoittaa, että mikäli metsäbiomassaa hyödynnetään, on biomassan syrjäytettävä fossiilisia polttoaineita, jotta kokonaispäästöt olisivat mahdollisimman pienet. Vielä Ilmastopaneeli toteaa, että

"Energiajärjestelmän päästöjen rajoittamiseksi pelkkä bioenergian ja muun uusiutuvan energian edistäminen eivät riitä, vaan tarvitaan kokonaispolitiikkaa, jossa ohjataan puun käyttö sinne missä sillä saavutetaan paras hyöty runsaasti päästöjä aiheuttavien materiaalien ja polttoaineiden korvaajana. "

Näin ollen paljon päästöjä aiheuttavien materiaalien korvaaminen puutuotteiden avulla ja fossiilisten polttoaineiden korvaaminen biopolttoaineilla ovat hyviä tapoja käyttää bioresursseja. Samoin ympäristöä säästää metsien kasvun maksimointi, jolloin metsät kasvaessaan sitovat hiiltä ilmakehästä. [15]

Hyvä, voidaan siis todeta, että kun biotalous suunnitellaan järkevästi, voidaan bioenergiaa käyttää energiankulutuksen kattamiseen pienin ilmastovaikutuksin. Erityisesti bioenergian kasvihuonekaasupäästöt ovat laskennallisesti pienet, kun bioenergialla korvataan fossiilisia energialähteitä kuten öljyä, hiiltä ja kaasua. Puurakentaminen ja esimerkiksi öljypohjaisten muovituotteiden korvaaminen biopohjaisilla vastineillaan sitoo hiiltä pitkiksi ajoiksi ja on hyvä ilmastolle.

Mutta onko bioenergiatulevaisuus mahdollinen? Voidaanko esimerkiksi Suomen fossiilinen energiantuotanto korvata bioenergialla? Voidaanko edes sähkö saada päästöneutraaliksi bioenergialla? Suomi tuotti vuonna 2013 fossiilisista energialähteistä Tilastokeskuksen mukaan noin 17,5 TWh sähköä. Tämä tuotetaan sähkön erillistuotannossa lauhdevoimalaitoksissa, sekä sähkön ja lämmön yhteistuotannossa CHP-laitoksissa (Combined Heat and Power).

Sähkön erillistuotannossa lauhdevoimalaitoksissa käytettiin lähinnä fossiilisia polttoaineita, kuten kuvasta näkyy:

Polttoaineet sähkön erillistuotannossa lauhdevoima vuonna 2013

 

Luvut ovat terawattitunteja (TWh). Kymmenen TWh:a on noin yhden ydinvoimalan vuoden aikana tuottama sähkömäärä. Löin Fossiiliset-lukuun mukaan turpeen - yksinkertaisuuden vuoksi.

Seuraava kuva kertoo, mistä polttoaineista sähköä ja lämpöä tuotetaan nyt yhteistuotantolaitoksissa. Suuri osa uusiutuvasta käytetään (metsä)teollisuuden prosesseissa. Tässäkin turve on mukana fossiilisten joukossa, vaikka se yleensä ilmoitetaan erikseen.

Polttoaineet sähkön ja lämmön yhteistuotannossa (CHP) vuonna 2013

Yhteensä vajaat 70 TWh fossiilisia polttoaineita pitäisi korvata påästöttömillä vaihtoehdoilla. Kokeillaan miltä näyttäisi korvata koko potti metsäenergialla. Mitä metsäenergialaatuja meillä on käytettävissä? Energiateollisuus vastaa metsäenergia-sivuillaan kysymykseemme seuraavasti:

Puuperäisten polttoaineiden käyttöä on mahdollista kasvattaa lähinnä lisäämällä metsähakkeen käyttöä. Teollisuuden sivutuotteet (kuori, puru, ym.) hyödynnetään jo nykyään täysimääräisesti ja niiden kehitys on riippuvaista metsäteollisuuden tuotantomääristä.

Nykyisin metsähaketta käytetään reilun 14 TWh verran vuodessa, jossa on sekä sähkön että lämpöenergian osuus mukana. [16]

Metsänhoidosta saatava metsähake, jossa suurin kasvupotentiaali nähdään, kattaa nyt (2014) noin 14 TWh energiasta. [17] Tavoite on nostaa metsähakkeen käyttö 25 TWh:iin vuoteen 2020 mennessä. [16]

Mikäli kaikki uusi metsähake korvaisi suoraan fossiilisia polttoaineita energiantuotannossa, samalla kasvuvauhdilla kaikki 67 TWh fossiilisia olisi korvattu juuri ennen vuotta 2050. Tämä on hypoteettinen tilanne, sillä nykyiset voimalaitokset eivät pysty vaihtamaan lennosta hiilestä biomassaan. Kokoluokkien hahmottamiseen tämä harjoitus riittänee kuitenkin hyvin.

Onko meillä tarpeeksi metsää?

Jotta saataisiin 67 TWh fossiilista polttoaineita korvattua metsähakkeella, tarvitaan karkeasti sanoen 32 miljoonaa kiintokuutiometriä metsähaketta. [18] Löytyykö tuo määrä suomalaisista metsistä?

Tällä hetkellä metsähakettä käytetään noin 18,7 miljoonaa kiintokuutiometriä. [17] Mesäntutkimuslaitoksen asiantuntijoiden mukaan kestävä metsähakkeen raja on 25 milj. m3, mutta tätä potentiaalia rajoittaa mm. paikallinen kilpailu. [19]

Metsäbiotalouden professori Jyrki Kangas esitti maaliskuussa Helsingin Sanomissa, että kotimaisen biotalouden tarvitsemien hakkuiden lisäämiseksi on lisättävä metsien kasvua, jotta metsähakkuut ovat kestävällä pohjalla. Kangas arvioi, että metsien kasvun lisäämisen seurauksena on hyvinkin mahdollista lisätä hakkuumääriä esimerkiksi 20%:lla. [20] Jos metsähakkeen määrä kasvaisi samassa suhteessa, tarkoittaisi se metsähakkeen osalta 25 miljoonan kuution potentiaalin kasvua 30 milj. m3 tuntumaan.

Mistä puuttuvat (karkeasti) 5 20 miljoonaa kuutiota?* (tarkennus 7.8.2015) Voi olla, ettei mistään. Voi myös olla, ettei sitä tarvita. Jokainen tuulivoimalla tuotettu TWh vähentää tarvetta tuottaa sähköä metsäenergialla, mikäli tavoitteena on fossiilisista polttoaineista luopuminen. Itse asiassa jokainen tuulivoimalla tuotettu TWh vähentää metsähakkeen tarvetta noin 1,3 milj. m3. Näin ollen jo pelkästään valtion 6 TWh tuulivoimatavoite leikkaa metsähakkeen tuotantopainetta vajaat 8 milj. m3.

Mitä tämä muutos tarkoittaisi päästöjen osalta?

Tehdään lyhyt laskuharjoitus. Sanotaan karkeasti, että suomalainen metsäenergia on päästöiltään kokoluokkaa 150 gCO2-ekvivalenttia per tuotettu kWh, joka on IPCC:n ilmoittama keskiarvo metsäenergialle. Suomalaisen energiasektorin päästöt olivat viime vuonna yhteensä noin 34 miljoonaa tonnia hiilidioksidi-ekvivalenttia (liikenne ei mukana) ja sähköä sekä lämpöä tuotettiin yhteensä noin 56 TWh. Tämä tekee keskimääräisiksi fossiilisilla tuotetun energian päästöiksi Suomen energiajärjestelmässä 607 gCO2-ekvivalenttia per tuotettu kWh. Fossiilisen polttoaineen korvaaminen suhteessa 1:1 metsäenergiaan alentaa siis päästöjä noin 75% nykytilanteeseen verrattuna.

Lasku herättää parikin kysymystä: Onko suomalainen metsäenergia päästöneutraalia vai ei? Onko sillä edes väliä, sillä jopa melko korkealla keskimääräisellä päästöarvolla laskettuna ja pelkkää bioenergiaa käyttämällä päästään erittäin suuriin päästövähennyksiin, puhumattakaan tilanteesta, jossa metsien kasvu kattaa niiden päästöt IPCC:n raporttien hengessä.

Paljonko tuulivoima, aurinkosähkö ja -lämpö, lämpöpumput sekä energiatehokkuus laskevat Suomen päästöjä? Ja ennen kaikkea kumpi on pienempi paha: biotalouden laskennallisesti pieni hiilijalanjälki, vai ydinvoima lieve-ilmiöineen?

Yhteenvetona

Pelkällä metsähakkeella Suomi ei luultavasti fossiilisia polttoaineita energiantuotannossa syrjäytä, mutta ne riittävät mainiosti valtaosaan (tarkennus 7.8.2015: noin kolmannekseen) urakasta. Lisäksi on turha vaipua epätoivoon bioenergian päästövaikutusten osalta, sillä ainakin nykytiedon valossa metsäenergialla on saavutettavissa erittäin merkittäviä päästövähennyksiä, vaikka asiaa tarkastelisi kriittiseen sävyyn.

Fossiilisen energian korvaaminen bioenergialla sähkön- ja lämmöntuotannossa herättää kuitenkin kysymyksiä, kuten:

  • Onko tuolle lämmölle 2040- tai 2050-luvulla tarvetta, koska rakennusten energiatehokkuusvaatimukset kiristyvät?
  • Onko biomassan jalostaminen energiaksi taloudellisesti järkevää vielä vuosikymmenten päästä? Mikä on sähkön hinta tulevaisuudessa?
  • Entä nestemäiset biopolttoaineet? Kestävä metsäenergia ei näytä riittävän kaikkeen.
  • Kuinka suuri osa fossiilisesta sähköstä tuotetaan päästöttömillä tuuli- ja aurinkovoimalla tai ydinvoimalla?

Minulla ei ole näihin vastauksia, ainakaan vielä. Onko sinulla?


Lähteet:

[1] Tuulivoimapuiston kannattavuus infrastruktuurin näkökulmasta, Marja Meriluoto (2014) (s.16)
(Viittaa työhön Mitä tuulivoima maksaa? Tuulivoimalan investointi-, käyttö-, kunnossapito- ja tuotantokustannukset Suomessa. Mikkonen, Anni, 2011, ei saatavilla verkossa)
http://dspace.cc.tut.fi/

[2] Maalle rakennettavan tuulivoiman tuotantokustannus on luokkaa 53 EUR/MWh. Sähkön tuotantokustannusvertailu, Vakkilainen, Esa; Kivistö, Aija; Tarjanne, Risto (2012)
https://www.doria.fi/

[3] Kokkola T2 -tuulivoimapuiston ja Meri-Pori 9 -tuulivoimapuiston tuotantokustannukset ovat luokkaa 55 ja 39 EUR/Mwh.Tuulivoiman kustannukset ja kilpailukyky KaakkoisSuomessa, Hakkarainen, Elina (2014) (s.54)
https://www.doria.fi/bitstream/

[4] Motiva: "Aurinkosähköjärjestelmien hinta on alentunut 2010-luvun alkupuolella voimakkaasti. Eniten tähän on vaikuttanut aurinkopaneelien hintojen lasku: kuluneen vuosikymmenen aikana hinnat ovat laskeneet maailmanlaajuisesti noin 80 %."
http://www.motiva.fi/toimialueet/uusiutuva_energia/

[5] Aurinkolämpö ja maalämpöpumppu ovat VTT:n tutkimuksen mukaan yhdessä järkevä investointi
http://www.vtt.fi/medialle/uutiset/

[6] Bioenergian päästölaskenta ei ole yksiselitteistä. Planeetta-blogin näkemys aiheesta.
https://planeetta.wordpress.com/2015/

[7] Ydinvoima samoin kuin muu energiakeskustelu on kauttaaltaan poliittisesti värittynyttä.
http://www.visili.fi/fi/energiakaanne

[8] Tilastokeskus: Sähkön kulutus
http://www.stat.fi/til/ene.html

[9] Älykkäiden sähköverkkojen teknologiaa esillä Verkosto-messuilla
http://www.organisaatio-sanomat.fi/

[10] Helen on ensimmäisten joukossa kysyntäjousto-liiketoiminnassa
https://www.helen.fi/yrityksille/kysyntajousto

[11] SGEM-ohjelman loppuraportti vastaa kysymykseen mikä on älykäs sähköverkko?
http://issuu.com/cleenltd/docs/cleen_sgem

Ministeri Vapaavuoren puheenvuoro Älykkäät sähköverkot ja energiamarkkinat -seminaarissa 2014.
http://vapaavuori.net/tulevaisuuden-alykkaat-sahkoverkot-jo-tanaan

[12] "Gotlannissa kehitetään juuri nyt yhtä maailman älykkäimmistä sähköverkoista... Modernin teknologian avulla voidaan integroida suuria määriä uusiutuvista lähteistä saatavaa energiaa sähköverkkoon..." (oma käännös)
http://www.smartgridgotland.com/

[13] Säteilyturvakeskuksen sivu, jossa avataan Tshernobylin ydinvoimaonnettomuuden tutkittuja seurauksia.
http://www.stuk.fi/sateily-ymparistossa/tshernobyl/fi_FI/yk_raportti/

[14] Kansainvälisen ilmastopaneelin viimeisin julkaisu, ja sen kolmas osa (2014). Katso esimerkiksi kappale 11.13.4 "GHG emission estimates of bioenergy production systems", sivu 877 eteenpäin.
IPCC - Mitigation of climate change

[15] Metsien käytön ja metsäbioenergian ilmastovaikutukset (Suomen ilmastopaneeli, 2013)
http://www.ilmastopaneeli.fi/

[16] Energiateollisuus - metsäenergia
http://energia.fi/energia-ja-ymparisto/

[17] Luonnonvarakeskus - Puun energiakäyttö 2014
http://stat.luke.fi/

[18] Lähteen [17] energia - kiintokuutio-suhteella laskettuna.

[19] Riittääkö metsähake? - Metlan julkaisu
http://www.metla.fi/aikakauskirja/

[20] HS vieraskynä - Biotalous pitää rakentaa kestävälle pohjalle
http://www.hs.fi/paakirjoitukset/a1427598036805


Muuta hyvää luettavaa:

Erinomainen graafinen esitys Suomen ilmastopolitiikasta
https://www.tem.fi/files/42758/suomenilmastopolitiikka_1504_FINAL.pdf

 

Kiitos kun jaksoit tänne saakka!

  • Antti

    ”Ydinvoimaan ripustautuminen” ja ”lähes kaiken Suomen sähkön tuottaminen ydinvoimalla” jne on kyllä hiukan raskasta :-)

    Eiköhän kaikki älyllinen keskustelu polarisoidu ”pelkästään uusiutuvia”-lahkon vs. ”ydinvoimaa JA uusiutuvia”-lahkon välille?

    CCS:n jäädessä (kenties syystäkin) kuriositeetiksi.

    Pyydän TAAS että tarkastelisit aihetta myös tehon kannalta. Pelkästään vuosittaista energiankulutusta miettimällä jäädään aika anterovartiamaisen alkeelliselle tasolle (tähän sellainen piruiluhymiö ;-).

    • Hmm no ihan älyllisiä ihmisiä tuolla näkee keskustelemassa myös muista vaihtoehdoista, tai ainakin keskustelemassa vain tarkkaan rajatun kokonaisuuden yhdestä osasta…

      Teho ei kenties tämän jutun kannalta ollut niin kriittinen aihe, sillä mikäli fossiiliset korvattaisiin lähes täysin biolla nykyisen kaltaisissa voimalaitoksissa, voidaan niiden olettaa olevan samaan tapaan säädettäviä kuin nykyisten voimalaitosten. Vai?

      • Antti

        Noh, minusta keskusteluissa kyllä tulisesti väännetään siitä onko A-voima parempi kuin B-voima tai onko C-voima hyvä vai paha, mutten ole nähnyt kenenkään vaativan lähes kaikkea sähköä jauhettavaksi yhdellä ainoalla tavalla. Enkä myöskään ajavan täyskieltoa millekään muulle voimalle kuin y-voimalle. Oletko Sinä?
        ————
        Tuo teho liittyy kenties enemmän siihen sinun alkuperäiseen teesiin. Kuvahan sinulla jo olikin. Tivaan näkökulmaa osittain siksikin että kirjoitat ja perustelet asiasi ehkäpä paremmin kuin yksikään toinen Vihreä.
        Mistä siis perusvoima, mistä vuodenaikojen, suursään, päivän ja tunnin sisäinen säätö, mistä taajuuden vakautus, mistä häiriöreservi? Kuinka tehontarve ja kulutuskäyrät kehittyy?
        Mediassa teho ja energia usein jopa sotketaan herttaisesti keskenään, ja näissä sosiaalisen median taistoissakin itse kukin unohtaa liian helposti watit ja sähkön laadun, vaikka yhteiskunnalle ne on tärkeitä siinä missä wattitunnitkin. Ilmaston kannalta hetkelliset tehot on yks hailee vuotuisten päästöjen (per-TWh) rinnalla, mutta energiapolitiikasta päättää yhteiskunta ja luulenpa että yhteiskunta ei suostu pelastamaan itseään ilmastonmuutokselta jos sähköä ei tulekaan töpselistä tarvittaessa tai jos herkempi elektroniikka alkaa sekoilla ja sammahdella.

        • Hiilivoima taidettiin laittaa täyskieltoon ihan hallitusohjelmassakin. Ydinvoiman täyskielto tunnetusti keskittyy ympäristöjärjestöjen leiriin, vaikka ihan hyviä perusteita he voisi minusta löytää myös ydinvoiman kannattamiselle.

          Artikkeli hallituksen linjauksista Energiateollisuuden suulla:
          http://www.energiauutiset.fi/markkinat/kivihiilen-tappotalkoot-alkavat.html

          Kiitos paljon! Minulla ei ole minkään puolueen puoluekirjaa, ja tunnistan useammasta kuin yhden puolueen agendasta järkeviä argumentteja. Pitäisi varmaan vaihtaa blogin taustakuvan väriä, ettei lukijat saa liian vahvaa ennakkokäsitystä mielipiteistä ennen kuin ehdin ne julkaista… Mielipiteet myös muuttuu sitä mukaa kun uutta tietoa tulee.

          Nykyään Suomen sähköjärjestelmä on muihin maihin verrattuna varsin hyvä. Saksassa käsittääkseni uusiutuvan energian lisääminen ei ainakaan vielä ole lisännyt katkoja, vaikkakin siirtoyhteydet käsittääkseni koettelee naapurisopua. Suomessa on suhteessa enemmän hyvin säätyvää vesivoimaa, mutta kylmempi ja pimeämpi talvi, joka aiheuttaa varavoiman tai energian varastoinnin tarvetta.

          Minä Antti pyhästi lupaan sinulle kirjoittaa siitä tehosta vielä artikkelin. Itsekin luettelit paljon muuttujia, joten yksinkertaistukseen varmaan palaa hetki jos toinenkin aikaa.

          • Antti

            OK, kiitos ja anteeksi, minä puolestani lupaan lopettaa aiheesta jankkaamisen vaikkapa vuodeksi, ja en tod tiedä mistä sainkaan harhakuvitelman puoluekannastasi… äh ja tuo hiilivoima tietenkin!

            Sitten joskus jos/kun palaat aiheeseen niin Fingridin voimajärjestelmä-sivulta irtoaa jotain, vasteaikoja saa ”Mistä lisäjoustoa sähköjärjestelmään” loppuraportista 2012 ja kulutuskäyriä Wärtsilän pdf-kirjoista (http://www.smartpowergeneration.com/content-category/books/ ).

          • Haha ;) Oli äänestyslipussa mikä väri hyvänsä, niin koitan pysyä faktoissa ja perustella järkiargumenteilla mitä sitten kirjoitankin. Toivottavasti asioista voidaan vääntää yli puoluerajojen.

            Kiitti vinkeistä!

  • ”Suomen ainut aurinkopaneelitehdas” Salossa? Omasta mielestäni suomalainen aurinkopaneelitehdas on Mikkelissä vuodesta 2013 asti toiminut Valoe Oyj:n aurinkopaneelitehdas. Tämän yrityksen tuotteita on jo näkynyt markkinoilla ja asennettunakin Suomessa. Onko toisen toimijan Salon tehdas vielä valmis?

    • No niinpä onkin! Valoe on tuolla nimellä ollut näköjään olemassa jo toukokuusta 2015 asti, että en ihmettele miksi nimi oli tuntematon ;) Toinen aurinkopaneelitehdas oli minulle uutta tietoa, kiitos! Linkki http://fi.valoe.com/automaatiosta-aurinkoenergiaan/

      Salosolar on näemmä aloittanut tuotannon samaten nyt toukokuussa. Nettisivut on myös saatu pystyyn: http://www.arevasolar.fi/fi/salosolar

      • Valoe Oyj:n aurinkopaneelien tuotanto on siis ollut käynnissä jollakin volyymillä jo kesästä 2013 asti Cencorp Oyj -nimellä.

        • Tein väärän tulkinnan Salosolarin myyntiyhtiön sivuilta, joilla lukee: ”SaloSolar on ensimmäinen suomalainen perusaurinkopaneeleita tuottava tehdas. Niitä ei ole suomessa tuotettu aiemmin, koska aasialaispaneelien hintatasoa on pidetty rajoittavana tekijänä kotimaan tuotannolle.”

  • Pingback: Kun bioenergia ei riitä    - Tuomas Vanhanen()

  • Pingback: Tunnustus World Energy Council Finlandilta - Tuomas Vanhanen()

  • Pingback: Uusi, tuore, parempi - Tuomas Vanhanen()

  • Pingback: Mitä meiltä voi vaatia? - Tuomas Vanhanen()

  • Pingback: Kysyntäjousto - tai mustaa joulua kaikille()