Useissa aiemmissa blogikirjoituksissani olen korostanut, että uusien energiaratkaisujen tarve on hyvin suuri, mutta emme tiedä, mistä vastauksia löytyy. Yritän nyt vähän konkretisoida sitä, mitä on näitä kirjoittaessani mielessäni päällimmäisenä ollut. Teen sen luettelemalla valikoiman asioita, joihin liittyvä tiedonpuute vaikeuttaa voimakkaasti viisaiden ratkaisuiden tekemistä. Teen tämän lähinnä Suomen kannalta, mutta taustalla on koko maailman tilanne ja näitä koko Suomen kannalta koottuja ajatuksia kannattaa miettiä myös paikallisia ratkaisuja tehtäessä pääkaupunkiseudulla, jonka ongelmista kirjoitin edellisen blogini.
Lista on hyvin lyhyt ja tuo esille vain muutamia kysymyksiä. Esimerkiksi fossiilisten polttoaineiden riittävyyskysymykset sekä tuulivoiman tuleva merkitys jäävät käsittelemättä, vaikka nekin ovat tärkeitä kysymyksiä.
0. Energiajärjestelmä on kokonaisuus, jossa osat vaikuttavat olennaisesti toisiinsa
Tämä kohta on kirjoitettu ensisijaisesti taustaksi muille. Siksi kohdan numero on 0.
Energiantuotannon ja kulutuksen tasapaino ei tule vain kokonaismäärien kohtaamisesta, vaan energiaa on saatava oikeaan paikkaan oikeaan aikaan ja käyttötarvetta vastaavassa muodossa.
Olen aiemmin käyttänyt esimerkkinä sitä, kuinka aurinkoenergiaa saadaan Suomessa väärään aikaan. Siten investoinnit aurinkosähköön eivät vähennä tarvetta investoida muuhun sähköntuotantoon kokonaistehon osalta, mutta vaikutusta on muun sähköntuotantokapasiteetin käyttöasteeseen ja siten muun kapasiteetin optimaaliseen koostumukseen. Joka tapauksessa väärä ajoitus merkitsee, että aurinkosähkön kustannukset pitää saada Suomessa paljon alhaisemmiksi kuin, mikä riittää Kaliforniassa tai Etelä-Euroopassa.
Toinen esimerkki tulee asuntojen energiankulutuksen pienentämisestä ja jäljelle jäävän energiantarpeen tuottamisesta. Tässä syövät säätötoimet kannattavuutta tuotannon tehokkuuteen investoimiselta. Johtopäätöksenä voi olla, että vähän lämpöä tuottavan talon kaikki lämpö kannattaa tuottaa suoralla sähköllä ja lämpöpumputkin menettävät kannattavuutensa. Suunta ainakin on tämä, vaikka lopullinen johtopäätös vaihtelee tapauskohtaisesti.
Otetaan vielä kolmas esimerkki: Kaukolämpö tuotettuna yhteistuotantona sähkön kanssa. Kun rakennusten lämmitysenergian tarve vähenee säästötoimien johdosta tai kilpailevien ratkaisuiden vaikutuksesta, saatetaan jossain vaiheessa tulla kynnykselle, jossa yhteistuotannon kannattavuus häviää niin, että sillä tuotettua kaukolämpöä ei enää kannata tarjota edes siihen jäljellä olevaan lämpökuormaan, jossa kaukolämpö pysyy selvästi parhaana ratkaisuna. Tässä voi syntyä kynnystilanteita, joissa yhteinen etu kärsii yksittäisten toimijoiden hakiessa omaa etuaan. Asiaan voitaisiin periaatteessa vaikuttaa tarkoin räätälöidyillä tariffeilla, mutta sellaiset saattavat olla kilpailulainsäädännön kieltämää hintadiskriminointia tai muuten liian monimutkaisia toteutettaviksi.
1. Mikä on bioenergian todellinen potentiaali
Bioenergia on Suomen tärkein uusiutuvan energian lähde ja bioenergialta odotetaan hyvin paljon myös maailmanlaajuisesti. Bioenergia on kuitenkin osoittautunut monin tavoin äärimmäisen ongelmalliseksi kilpaillessaan maankäytön muiden vaihtoehtojen eli ennen kaikkea ruoantuotannon, raaka-aineentuotannon sekä luonnonsuojelun kanssa, mihin sisällytän myös vaikutuksen ilmastonmuutokseen. Maailmalla tämä näkyy kiistoissa öljypalmujen viljelyn seuraamuksista tai siitä, millaisiin maankäytön muutosten ketjuihin johtaa peltojen käyttö etanolin tuotantoon. Suomessa suurimmat kysymykset koskevat metsien käytön tulevaisuutta. Kun fossiiliset energiavarat käyvät vähitellen riittämättömiksi ja kun niiden käyttöä vielä rajoitetaan ilmastonmuutoksen torjumiseksi, voi odottaa metsien hyötykäytön merkityksen kasvua maailmanlaajuisesti ja siten myös Suomessa.
Metsäteollisuuden rakennemuutosta ja sen tulevan tuotevalikoiman vaikutusta Suomen metsien käyttötarpeille on nyt hyvin vaikea arvioida vuosikymmeniä tulevaisuuteen, mutta metsien käyttöä on aina mietittävä vuosikymmenten perspektiivistä. Metsien ja ilmastonmuutoksen yhteyttä koskeneet tutkimukset ovat myös osoittaneet, että toteamus metsien vakaan käytön hiilidioksidineutraalisuudesta on liian yksinkertaistava. Neutraalisuus saavutetaan kovin hitaasti ja vain vakaan käytön oloissa, joten ilmastovaikutukset ehtivät muodostua hyvin merkittäviksi ennen kuin tehty yksinkertaistus kuvaa todellisuutta hyvin. Suomen metsien käytön tulevaisuuden näkymien epävarmuus on yksi suurista avoimista kysymyksistä myös energiatalouden kannalta.
Metsien energiakäytön potentiaaliin vaikuttavat myös maantieteelliset näkökohdat. Runsaimmin aiemmin tehtyjen päätösten sitomatta jättämää potentiaalia on kaukana kohteista, joissa on suurin energiantarve. Polttoaineen laadun parantamiseen eli jalostamisen vaihtoehtoihin, varastointiin ja logistiikkaan liittyy hyvin paljon avoimia kysymyksiä, kun pitäisi löytää ratkaisut, jotka ovat parhaat koko Suomen tasolla. Vapaa kilpailu on markkinatalouden tapa ratkaista allokoinnin ongelmat, mutta metsien energiakäyttöön liittyy niin moninaisia tukia ja pakotteita, että uhkana ovat hyvin pahoin vääristynyt allokaatio ja sen tuottamat kokonaistalouden tappiot. Vääristymien uhka koskee yhtä lailla käytön rakennetta raaka-ainekäytön ja erilaisten energian käyttötapojen kesken kuin käytön maantieteellistä sijoittumista. Voimakkain esimerkki jälkimmäisestä olisi varmaankin se, että Helsinki ryhtyisi ostamaan puuta ”hinnalla millä hyvänsä” täyttääkseen asetettuja sitovia tavoitteita.
2. Liikenteen energianlähteet
Öljytuotteet ovat nykyisin ylivoimaisesti tärkeimmät liikenteen käyttämät energiamuodot. Öljy on kuitenkin ehtymässä ja kiistaa on lähinnä ehtymisen nopeudesta. Tilalle ei ole valmista samaan laajuuteen edullisesti sopivaa vaihtoehtoa. Hyvin yleisesti ajatellaan nykyisin, että sähköautot tulevat muutamassa vuosikymmenessä nousemaan valtaratkaisuksi henkilöautojen osalta. Erityisesti akkutekniikkaan ja myös akuissa tarvittavien raaka-aineiden (ennen kaikkea litiumin) riittävään saatavuuteen liittyy edelleen suuria avoimia kysymyksiä, joista saattaa tulla olennaisia jarruja kehitykselle.
Välittömämpänä ratkaisuna pyritään eri puolilla maailmaa edistämään biopolttonesteiden käyttöä. Biopolttonesteissä yhdistyvät kuitenkin monet bioenergian avoimet ongelmat. Ilmeiseltä vaikuttaa, että monet esitetyistä menettelyistä biopolttonesteiden tuottamiseksi ovat niin huonoja, että niitä ei pitäisi edes sallia puhumattakaan niiden tukemisesta. Suuriin avoimiin kysymyksiin kuuluu, kuinka biopolttonesteitä voidaan tuottaa kasvavia määriä hyväksyttävin kustannuksin ja tuottamatta liikaa vahinkoa ympäristölle tai köyhien maiden väestön elinoloille.
3. Energiansäästön potentiaali ja mahdollinen aikataulu
Energiankulutuksen pienentäminen säilyttäen olennaiset energiankäytöstä saadut hyödyt tarjoaa hyvin lukuisia mahdollisuuksia. Monet niistä ovat teknistaloudellisesti kiistattoman hyviä ja ongelmattomia. Silti on muutosten nopea toteuttaminen vaikeaa. Keskeisenä syynä on energian käyttötilanteiden suuri kirjo. Eri tilanteissa parhaat ratkaisut vaihtelevat ja toimi, joka on yhdessä kiistattoman hyvä, on toisessa kyseenalainen. Muutokset voivat myös olla yksittäisen päätöksentekijän kannalta niin pieniä, että niihin ei kohdisteta niiden vaatimaa huomiota.
Kun muutoksia ryhdytään nopeuttamaan voimakkailla ohjaustoimilla, saatetaan synnyttää hyötyjen ohella suuriakin oheishaittoja. Asiantuntijat kiistelevät esimerkiksi siitä, kuinka nopeasti voidaan parantaa uudisrakentamisen energiatehokkuutta ajautumatta monissa kohteissa pahoihin rakennusvirheisiin, joiden haitat ylittävät energiansäästön hyödyt. Säästötoimien kiihdytetty toteuttaminen voi myös johtaa lukittumiseen keskinkertaiseen ratkaisuun, kun niistä ei enää samoissa kohteissa ehkä kannatakaan siirtyä seuraavaan kehittyneempään ratkaisuun, tai sitten ei väliaikaiseksi jäävä ratkaisu ehdi muodostua hyödylliseksi, kun kaikki sen kustannukset ja haitat otetaan huomioon. Voi esimerkiksi kysyä, missä määrin tällaisia ongelmia liittyy pienloisteputkiin, jos led-lamput kehittyvät niin nopeasti kuin alkaa näyttää todennäköiseltä.
4. Ydinvoiman tulevaisuus
Nykytyyppiset ydinvoimalaitokset on kehitetty oman arvioni mukaan niin turvallisiksi, että onnettomuusriski ei ole este niiden käytölle kehittyneessä ja vakaassa ympäristössä, mutta ne eivät ole soveltuvia kaikkialle. Ydinjäte on lähinnä poliittinen ja päätöksenteon ongelma, sillä pelot sen riskeistä tuleville sukupolville vaikuttaisivat olevan aiheettomia ja perustuvan vaikeuteen hahmottaa kokonaisuutena sen kaltaisia prosesseja, joita ydinjätteisiin liittyy.
Nykytyyppiset ydinvoimalat eivät kuitenkaan ole tulevaisuuden suuri energiaratkaisu, koska uraania ei ole tähän riittävästi. Ydinvoimasta voi kehittyä suuri energiaratkaisu vasta sen vaihtoehtoisten toteutustapojen kautta. Niin sanotut hyötöreaktorit muuttavat luonnonuraanin valtaosana olevan isotoopin U-238 energiantuotantoon soveltuvaksi ja satakertaistavat tuotettavissa olevan energian määrän. Näin tehokas käyttö tekee myös alhaisen pitoisuuden uraanivarat taloudellisiksi, mikä kasvattaa edelleen potentiaalia. Sadoiksi vuosiksi riittäisivät jo ydinpolttoaineen ja aseuraanin tuotannon synnyttämät köyhdytetyn uraanin nykyiset kasat. Edelleen tulisivat ilmeisesti myös toriumin käytön ongelmat samalla ratkaistuiksi. Energiavarojen riittävyys ei enää olisi ongelma tuhansiin vuosiin eikä hiilidioksidipäästöjä syntyisi juuri lainkaan. Ydinjäteongelmaakin voitaisiin pienentää niin paljon, että edes hyvin laaja käyttö ei tekisi niistä vakavia.
Miksi tätä kaikkea ei sitten ole jo otettu käyttöön? Syitä on lähinnä kaksi. Uusien ratkaisujen kustannukset ja jo niiden kehittämisen kustannukset ovat olleet toistaiseksi liian korkeat. Ne eivät suinkaan vaikuta ylivoimaisilta, mutta vaihtoehdot ovat toistaiseksi olleet edullisempia. Toinen ja vakavampi ongelma liittyy ydinaseisiin. Polttoaineen käsittelyvaiheissa syntyy hyvin runsaasti materiaalia, joka on lähempänä asekäytön vaatimuksia, mikä vaatii turvajärjestelyjä. Lupaavia ideoita on esitetty sille, kuinka turvallisuus saataisiin riittäväksi, mutta lisäanalyysia tarvitaan.
5. Tutkimus ja varhainen käyttöönotto vaihtoehtoina
Monissa maissa on kulutettu hyvin suuria summia sellaisten uusiutuvan energian ratkaisujen käyttöönottoon, jotka ovat vaatineet erittäin vahvaa tukea yleistyäkseen. On kovin kyseenalaista, onko tässä toteutunut resurssien järkevää käyttöä vai tuhlausta. Esimerkiksi aurinkoenergian tuotantotukeen on panostettu todella moninkertaisesti enemmän kuin alan tutkimusta on tuettu. Luonnollisesti tuotannon tuki on tukenut välillisesti alan teollisuuden tuotekehitystä ja sen osana olevaa tutkimusta, mutta kysynnän nopeaan kasvuun on vastattu pikemminkin kehittämällä pian vanhentuvan teknologian sarjatuotantoa kuin sellaisten uusien ratkaisuiden tekemistä, joilla on potentiaalia saavuttaa olennaisesti parempi taloudellisuus.
Suomi on ollut paljon maltillisempi tukipolitiikassaan, mitä alan toimijat ovat ymmärrettävästi moittineet, mutta mitä pidän valtaosin onnistuneena ratkaisuna.
Edelleen on paljon tutkittavaa ja pohdittavaa siinä, kuinka pitkällä tähtäimellä arvokasta teknologista kehitystä voidaan parhaiten edistää. Omat havaintoni VTT:stä ja yliopistoista näyttäisivät kertovan, että suurimpia rahoituksen puutteita liittyy vaiheeseen perustutkimuksen ja lähellä toteutusvaihetta olevan T&K-työn välillä. Perustutkimuksen kustannukset ovat siksi pienet, että siinä rajoittavat ideat pahemmin kuin raha (tosin rahoituksen hankinnan työläys vie aivan liikaa aikaa itse tutkimukselta). Kun onnistumisen todennäköisyys alkaa näyttää korkealta, löytyy rahaa Tekesiltä ja yrityksiltäkin, mutta tuota välivaihetta ei rahoita riittävästi enempää Tekes kuin kukaan muukaan. Tarvitaan siis enemmän rahaa hankkeisiin, joiden onnistumisen todennäköisyys ei ehkä ole kovin suuri, mutta potentiaali niin mittava, että panostusta pitäisi tehdä.
6. Ohjauskeinot
Mainitsen tässä vain otsikkotasolla ohjauskeinot. Pidän niiden puutteellista ymmärtämistä hyvin vakavana ongelmana, mutta olen kirjoittanut asiasta aiemmissa blogikirjoituksissani niin paljon, että en tähän kommentoi enempää.
Uusimmat kommentit