Uusiutuva ei ole automaattinen vastaus ilmastohuoliin – ratkaisu löytyy nettoviisaudesta
Esa Tommila
Julkaistu Tekniikka & Talouden verkkolehdessä 12.10.2018
Monissa huolestuneissa ilmastopuheissa vaaditaan entistä kunnianhimoisempia tavoitteita. Etenkin vaaditaan lisää uusiutuvaa energiaa. Ilmastotoimien päämääränä tulee kuitenkin olla hiilitaseen ripeä parantaminen eikä tietynlaisen energian maksimointi. Tähän haasteeseen liittyy monia keskinäisiä riippuvuuksia.
Vesi-, aurinko- ja tuulivoiman tuotantovaihe sinänsä on tunnetusti päästötön. Tuotantolaitteiden ja -järjestelmien valmistamiseen ja muihin panoksiin kuluu niiden elinkaaren aikana kuitenkin myös paljon hiilipäästöjä tuottavaa energiaa ja materiaaleja vielä vuosikymmeniä. Lisää kulutusta aiheutuu energian toimittamisesta loppukäyttöön.
Moni haluaa suosia biopolttoaineita kasvussa olevan biomassan hiilensitomiskyvyn vuoksi. Biopolttoaineiden kiivas tuotanto voi kuitenkin pienentää hiilinieluja, joihin pinta-alan lisäksi vaikuttavat kasvuolot ja monet muut tekijät. Ongelmiin kuuluu muun muassa uuden metsän hiilensidontakyvyn kehittyminen vasta vuosikymmenien viiveellä leikkaustarpeeseen nähden.
Pelkkä uusiutuvuus ei siis ratkaise ilmastohuolia edes bioenergiassa. Sen ilmastomyötäisyys riippuu eniten siitä, voidaanko saada takeet päästöjä vastaavien nielujen säilymisestä vuosikymmenien ajan. Tämä pitää osoittaa tapauskohtaisesti.
Kivihiilen kielto on haitaksi juuri tämän takia. Korvaavien puupellettien ja hakkeen päästöt energiayksikköä kohti ovat selvästi suuremmat kuin kivihiilen. Lisäpäästöjä tulee siitä, että kiellon takia joudutaan sulkemaan voimaloistamme kaikkein energiatehokkaimpia eli lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksia. Sijalle tulee pelkkiä lämpölaitoksia. Kielto on siis kokonaan kosmeettinen temppu, jolla on jyrkän negatiiviset ilmastovaikutukset ennen vuotta 2050.
Hyvät tutkimukset, elinkaaritiedot ja realistinen suunnittelu sekä rehellisyys ovat nyt arvossaan. Pian ehkä tarvitaan rippunen uutta vakuuslainsäädäntöäkin metsänielujen turvaamiseen.
Fysiikan ja kemian laeista seuraa, että mitään energiaa ei voi tuottaa täysin haitattomasti. Koko pallomme peittävänä fysikaalisena systeeminä ilmakehä noteeraa kasvihuonekaasujen määrien globaalit nettomuutokset ja kaasujen viipymät. Suoraan vaikuttavat hiilidioksidipäästöjen ja hiilen nieluihin sitoutumisen erotus ja epäsuorasti mutta vahvasti energiajärjestelmien kyky tuottaa nettoenergiaa loppukäyttäjille. Siksi ilmastotyötä ja sen tuloksia pitää oppia mittaamaan nettosuureilla.
Nettoenergialla tarkoitetaan energialähteen tuottaman energian määrää, josta on vähennetty sen tuottamiseen kuluva energia. Käsite on yhtä selkeä kuin nettopalkka tai nettopaino. Jokainen yrityskin laskee nettotuloksensa vähentämällä liikevaihdostaan kulut.
Nettoenergian käsite kehitettiin 1970-luvun alussa, kun ounasteltiin energiasta tulevan pula. Öljyn hinnan noustua kahdessa energiakriisissä tulikin kannattavaksi ottaa käyttöön lähteitä, joita aikaisemmin oli pidetty liian kalliina. Pelko niukkuudesta väistyi, ja nettoenergia jäi unhoon.
Sitä ennen nettoenergia-analyysi ehti kuitenkin muodostaa pohjan hiilijalanjälkien laskemiselle sekä tuotteiden elinkaarianalyysille. Ne kukoistavat yhä. Tästä näemme, että analyysin metodi sinänsä on pätevä. Ilmastonmuutokseen liittyvän välillisen roolinsa myötä nettoenergia saa uudelleen painoarvoa, vaikka sitä ei vielä tunneta riittävästi.
Nettoenergian mittasuureeksi energian ns. tuotantovaiheeseen on kehitetty energiapanostuksen tuottokerroin ERoEI (Energy Return on Energy Investment). Se on käyttöön saadun energian suhde tuottamisessa kuluneeseen energiaan. Positiivisen nettoenergian ERoEI on ykköstä isompi ja negatiivisen ykköstä pienempi.
Maailma toimii viime kädessä nettoenergialla. Kaikki energia tuotetaan loppukäyttäjiä varten. Häviöt summautuvat matkalla sinne. Realistisessa ilmastotoimien suunnittelussa nämä seikat pitää ottaa keskeisesti huomioon. Toistaiseksi se on vielä harvinaista.
Ilmaston kannalta aitoa nettoenergiaa onkin se energia, josta on vähennetty tuotantovälineiden valmistukseen ja itse tuottamiseen kuluneen energian lisäksi siirtoon, muuntamiseen, varastointiin ja muuhun tasaukseen ja vielä loppukäyttäjille jakeluun käytetty energia. Tätä mittaava, kaikki häviöt laajalla tasealueella huomioiva energiapanostuksen tuottokerroin on määritelty selkeästi ja saanut oman lyhenteen ERoEIext.
Jos millä tahansa energiantuotantoketjulla on heikko nettoenergia, siihen pitää tarvittavan loppuenergiamäärän tuottamiseksi panostaa paljon. Iso bruttopanostus taas johtaa ainakin vielä lähivuosikymmeninä väistämättä suuriin välillisiin ilmastokaasujen päästöihin. Näin nettoenergialla on ilmastotyössä suuri suora ja epäsuora merkitys sekä vielä indikaattoriarvo välillisten vaikutusten tunnistamisessa.
On näköalatonta kytkeä nettoenergia-asiat pelkästään menneiden vuosikymmenien reviirikiistoihin öljyn ja muiden energia-alojen välillä, kuten näkyy tehdyn.
Hiilitaseiden ja nettoenergian selvityksissä voidaan hyödyntää hiili- ja energiajalanjälkien metodiikkaa ja osin tietokantojakin. Osaajia löytyy.
Energiamarkkinoiden hinnat eivät enää heijasta riittävästi nettoenergian saantoa, koska monet energiatuet ovat vääristäneet hinnanmuodostuksen. Siksi nettoenergia on ilmastostrategialle uusi mutta tärkeä haaste. Samalla se antaa vielä hyödyntämättömän mahdollisuuden ilmastotoimien tähänastista osuvampaan kohdistamiseen.
Nykyisen ilmastotyön tulostietoisuuden heikosta tasosta kertoo myös se, että edes lukuisista energiatuistamme ei tiedetä, lisäävätkö vai vähentävätkö ne nettoenergian määrää. Sama tiedon puute koskee myös energiatukien vaikutusta nettohiilitaseeseen.
Pettymykseksi on osoittautunut hiilidioksidin talteenotto, jota on Saksassa kokeiltu fossiilivoimaloiden savukaasuihin. Teknologia kuluttaa fysiikan lakien takia paljon sähköenergiaa. Hiilidioksidin siirto ja sijoittaminen maan tai merten syvyyksiin vaatisi vielä paljon lisää energiaa. Ilmastohyöty jäisi mitättömäksi.
Aihe ei näytä olevan Saksassa enää ajankohtainen. Meilläkin Fortum vetäytyi talteenottohankkeista.
Moni Suomessakin toivoo tai uskoo meidän pääsevän pälkähästä sillä, että vuoteen 2050 mennessä kehitetään uusia tehokkaita keinoja poistaa ilmakehästä sinne jo päästettyjä kasvihuonekaasuja. Euroopan tiedeneuvostojen yhteiselin EASAC raportoi kuitenkin helmikuun alussa selvityksessään, ettei sellaisista ole pientäkään toivoa. Poistohankkeet kuluttaisivat myös valtavasti uutta energiaa, joka pitäisi tuottaa juuri niitä varten. Syntyisi uusia haittoja.
Mikä on hyvää yhtäällä, ei ole sitä kaikkialla. Ilmastoratkaisujen paremmuus riippuu alueen luonnonoloista, energian kulutuksen ja tuotannon rakenteesta ja ajoittumisesta sekä aluepiirteiden vaikutuksesta tasaus- ja varastointimahdollisuuksiin. Siksi on alueittain sopivimmista energiantuotantotavoista kehitettävä nettopäästö- ja nettoenergiavaikutuksiltaan järkevimpiä yhdistelmiä.
Noin 10 000 vuotta sitten ihmiskunta tajusi nettotuoton merkityksen viljelykasvien satoisuudessa ja loi pohjan kulttuurien synnylle. Uudella nettoviisaudella pitää nyt pelastaa näiden kulttuurien uhkaama ilmasto.
Kirjoittaja on fyysikko ja ympäristöneuvos.
