Huomioita "Energy [r]evolution" skenaariosta

IPCC:n uusiutuvien erikoisraporttia koskevassa lehdistötiedotteessa nostettiin 164:n eri skenaarion joukosta esille  erityisesti "Energy [r]evolution" skenaario, jossa melkein 80% maailman sähköstä tuotettaan uusiutuvilla vuonna 2050 samalla kun ydinvoima on ajettu alas ja primäärienergiankulutus on samalla tasolla kuin nyt. Selailin sen nyt läpi. En sinänsä odottanut paljoa ja en joutunut pettymään. Toivoisin kuitenkin, että tällaisia harjoituksia tehtäisiin vähän  korkeammin kriteerein ja osoittaen suurempaa älyllistä uteliaisuutta. Skenaarion ovat  kirjoittaneet kaksi uusiutuvan energian teollisuutta edustavaa lobbausjärjestöä (Greenpeace ja EREC) ja se julkaistiin lokakuussa 2008. Skenaariosta tulee monin paikoin mieleen lahjatoivelista Joulupukille. Sinne postuloidaan omia toiveita vastaava maailma, näiden toiveiden ympärille asetellaan numeroita ja prosessia kutsutaan mahdollisuuden "osoittamiseksi" (to show) sanomisen sijaan. Ilmastonmuutoksen kannalta skenaariossa on ainakin oikeansuuntainen tavoite, eli noin 10Gt päästöt vuonna 2050. (Tosin reitilläkin on väliä, koska kokonaispäästöt matkalla tuonne eivät saisi olla enempää kuin noin 600 Gt.)

Millaisia asioita sieltä löysin? En jaksa listata kaikkia silmilleni hyppineitä kummallisia, epäuskottavia tai vääriä väitteitä, mutta laitan nyt tähän joitain mielestäni keskeisimpiä huomioita.

1. Skenaariossa oletetaan sama bruttokansantuotteen ja väestön kasvu kuin IEA:n referenssi skenaariossa. Tämä tarkoittaa globaalin BKT:n nousua yli nelinkertaiseksi vuoteen 2050 mennessä. Tästä huolimatta skenaariossa oletetaan, että primäärienergiankulutus on vuonna 2050 lähes sama kuin nyt. Kuka pitää tätä uskottavana? On yksittäisiä rikkaita maita  (kuten Tanska) missä energiankulutus ei ole viime vuosikymmeninä juurikaan muuttunut vaikka BKT on noussut, mutta edes näiden maiden energiaintensiteetin lasku ei ole riittävän voimakasta toteuttamaan skenaarion toiveen. Lisäksi nämä maat tuovat ulkoa monet energiaintensiivisen teollisuuden tuotteet, joten niidenkin kohdalla on kyseenalaista ottaa energiaintensiteetin laskua liian tosissaan. 
2.  Olettavat hyvin poikkeavan hintakehityksen fossiilisille polttoaineille--etenkin hiilelle: Siinä missä IEA:n referenssiskenaario olettaa melko vakaat polttoaineiden hinnat [R]evolution olettaa rajuja hinnan nousuja. Olemme kenties öljyhuipun lähellä joten kenties hinnat tulevat nousemaan rajusti, mutta erityisen kummallinen on [R]evolution-skenaarion oletus hiilen hinnan kehityksestä. Siinä missä öljyn hinnan oletetaan nousevan 40%  vuoden 2010 (oletetusta) tasosta vuoteen 2050 mennessä ja kaasun noin kaksinkertaistuvan, hiilen hinnan oletetaan nousevan 2.5 kertaiseksi. Hiilen hinnaksi on vuonna 2010 oletettu 142.7 $/tonni ja 359.1 $/tonni vuonna 2050. (Oikea luku viime vuonna oli noin 70 $/tonni eli skenaarion fossiilisia koskevat hinta-arviot ovat pahasti pielessä jo nyt.) Sitä miksi hiilen hinta nousisi öljyä tai kaasua rajummin ei perustella mitenkään. Koska hiiltä on valtavat määrät ympäri maailmaa ja sitä on helppo kuljettaa paikasta toiseen, on pikemminkin syytä olettaa, että sen hinta EI kohoa yhtä rajusti kuin öljyn tai maakaasun. Koska skenaariossa tätä kummallista oletusta ei sen kummemmin perustella, tulkitsen oletuksen johtuvan ideologisesta imperatiivista. Skenaarion täytyy ideologisista syistä päätyä lopputulokseen missä uusiutuvat  ovat halvempia kuin fossiiliset (ja vieläpä pian) ja siksi halvimman fossiilisen polttoaineen (hiilen) hinnan pitää nousta muita rajummin.
   
   Lisäksi on syytä pitää mielessä, että esimerkiksi vehnän hinta on viimeisen vuosikymmenen aikana vaihdellut välillä 100-450 $/tonni. Mikäli energian hinta oikeasti  nousisi tasolle mitä skenaariossa oletettu hiilen hinta indikoi, ihmiskunnan ruokkiminen vaikeutuu, koska ruokaa voi silloin olla kannattavampaa myydä poltettavaksi kuin ravinnoksi. Minusta olisi hyvä, jos tällaisiakin asioita pohdittaisiin huolellisemmin ennen kantojen lukitsemista paikoilleen. Mikäli ihmiskunnalla ei ole muuta vaihtoehtoa kuin kallistuva energia, nousee ruuan hinta varmastikin energian hinnan mukana.
   
   Jos hiili tulisi niin kalliiksi kuin skenaariossa oletetaan, myös oletettu biomassatonnin hinta olisi alhaisempi kuin hiilitonnin hinta. Mikä ihme lukitsisi tuossa tilanteessa biomassan hinnan noin alhaiselle tasolle ja onko tuollainen oletus ylipäätään järkevä, kun pohtii kuinka helposti korkean energiatiheyden hiiltä voi lapioida kaivoksesta?  Lisäksi, miksi hiilen hinta jatkaisi nousuaan, jos vaihtoehdot ovat tulleet halvemmiksi? Eikö tämä leikkaisi hiilen kysyntää ja pikemminkin laskisi sen hintaa?
3. Oletukset uusiutuvien kustannuskehityksestä ovat hyvin optimistisia: Skenaariossa väitetään, että uusiutuvat ovat hiili- ja kaasuvoimaa kalliimpia  (etenkin kehittyvissä maissa) vielä 5-10 vuotta. Eli niiden pitäisi olla halvempia joskus 2013-2018. Katsotaan kuinka käy.  Oletetut hinnan alennukset aurinkosähkölle ovat erityisen rajuja. Investointikustannusten pitäisi pudota viidesosaan nykyisestä vuoteen 2030 mennessä. Tätä perustellaan vain aikaisempien vuosikymmenien oppimiskäyrillä ja olettamalla kapasiteetin nouseminen noin 200 kertaiseksi vuoden 2005 tasosta. Kaipaan tämän huomattavasti huolellisempaa perustelua. Aikaisemmin aurinkosähkömoduulin hinta oli ylivoimaisesti keskeisin kustannustekijä,  mutta tänä päivänä olemme tilanteessa missä sen hinta taitaa olla enää noin puolet  kokonaiskustannuksista. Voimme painaa moduulin hinnan vaikka nollaan ja aurinkosähkö olisi silti kallista mikäli muuntajien, kaapeloinnin, tukirakenteiden, työvoiman yms.  kustannukset eivät putoa rajusti. Näiden "oppimiskäyrät" ovat kuitenkin varmasti jotain muuta kuin itse moduulille.  Itselleni jäi myös epäselväksi miksi hinnan alennukset ekstrapoloitiin vain tasolle, joka vastaa nykyistä energian hintaa. Miksi niitä ei samantien ekstrapoloitu lähelle nollaa. Eikö se olisi vielä parempi?
   
   Uusiutuvista geoterminen lämpö on siitä erinomaista, että se on aina päällä. Valitettavasti se on kallista ja melkein kaikkialla geoterminen gradientti on niin heikko, että voimalaitos sammuu alla olevan kallion jäähtyessä (lämpöä poistetaan nopeammin kuin mitä sinne kertyy uutta). Raportti olettaa geotermisen energian kustannusten romahtavan ja  sanoo sen kustannuskehityksestä seuraavaa: "As a large part of the costs for a geothermal power plant come from deep underground drilling, further development of innovative drilling technology is expected." Tätä ei sen kummemin perustella, mutta minusta tuo sanavalinta "is expected" on raportille hyvin tyypillinen. Itse sanoisin "is needed", mutta kun todellisuuden on muututtava ideologiaa vastaavaksi valinta "is expected" on ymmärrettävä. Perustuen lähinnä öljyn ja kaasun poraustietoihin, mitään laskevaa trendiä porauskuluissa ei ole ollut havaittavissa viimeisten vuosikymmenien aikana (ks. kuva 6.2). (Geotermistä energiaa kutsutaan muuten raportissa avainteknologiaksi. Silti sen kapasiteetti vuonna 2050 on vain muutama prosentti kaikesta kapasiteetista. Aika pieni avain minun mielestäni.)
4. Saatavat päästövähennykset oletetaan hyvin optimistisesti: Tuuli- ja aurinkovoima oletetaan de-facto riippumattomiksi fossiilisista voimanlähteistä. Niiden kapasiteettia voidaan siis lisätä ilman CO2 päästöjä esim. uusista kaasuvoimaloista. Biomassa ja biopolttoaineet taidetaan olettaa nollapäästöisiksi. Ainakaan niiden päästöistä (tuotantoprosessi/maankäyttö) ei puhuta mitään. Maakaasun päästöiksi oletetaan voimalaitoksen CO2 päästöt, mutta metaanivuotoja matkalla porausreiästä voimalaitokseen ei mainita. Jos maakaasun todelliset päästöt ovat edes 200 g/kWh arvioitua korkeammat, skenaarion päästöt vuonna 2050 ovat 30% korkeammat kuin  tavoite. Se ettei näitä ongelmia edes mainita, kertoo melkoisesta älyllisen uteliaisuuden puutteesta.
5. Skenaariossa oletetaan rikkaiden maiden maksavan uusiutuvan energian rakentamisesta köyhiin maihin: Good luck with that! Summia ei tarkemmin täsmennetä,  mutta aikaisemmassa kirjoituksessani arvioin, että pienikin energian hinnannousu tarkoittaa herkästi satojen miljardien tulonsiirtoja rikkaista maista köyhiin. 
6. Raportissa ollaan hyvin hämäriä säätötehon tai energian varastoinnin tarpeesta: Tämä on tyypillistä tälle genrelle. Sikäli kun säätötehosta puhutaan niin raportista löytyy paljon  rakkaudenosoituksia maakaasulle. (Vesivoimaa ja biomassaa voitaisiin käyttää myös, mutta biomassaa raportissa tarvittiin myös sähkön ja lämmön yhteistuotantoon.) Ottaen huomioon, että he olettavat esim. Euroopan sähköntuotannon olevan 86% uusiutuvaa vuonna 2050 ja että tarvittavasta kapasiteetista 333GW on tuulivoimaa ja 357GW aurinkosähköä on ilmeistä, että säätötehon ja energian varastoinnin tarve on massiivinen. Nämä lisäävät kustannuksia rajusti, mutta tästä ei raportissa keskustella. Ehkä se koettiin liian masentavaksi. On hyvä huomata, että näitä kustannuksia ei ole myöskään sisällytetty heidän olettamiin tuulivoiman tai aurinkosähkön kustannuksiin.
   
   Energian varastoinnin osalta raportissa mainittiin lyhyesti varastointi vesivoimaloiden taakse, patterit ja varastointi paineilmalla täytettyihin onkaloihin (CAES). On kuitenkin turha etsiä mainintaa siitä minne varastoidaan, kuinka paljon, mihin hintaan ja millaiseksi ajaksi. Sähkön varastointi on kuitenkin kallista ja siksi sitä ei juurikaan tehdä. Jos varastointi olisi helppoa ja halpaa, niin meillä ei olisi muita kuin 24/7 päällä olevia perusvoimalaitoksia joiden tuottama halpa energia varastoitaisiin yöllä päivän kulutuspiikkiä varten. On tyypillisesti halvempaa rakentaa erillisiä voimalaitoksia kulutuspiikkejä varten. Se, että skenaariossa tämä sivuutetaan näin kevyesti, lisää skenaarion epäuskottavuutta. Mikäli uusiutuvat rakennetaan toimimaan fossiilisten varassa, ei skenaariossa esitettyjä päästövähennyksiä saavuteta.
   
   Tuulivoimasta sanotaan mm. seuraavaa:"By aggregating power generation from wind farms spread across the whole area (Northsea), periods of very low or very high power flows would be reduced to a negligible amount. A dip in wind power generation in one area would be ‘balanced’ by higher production in another area, even hundreds of kilometres away." Tätä tuulennopeuden väitettyä antikorrelaatiota eri Pohjanmeren osissa ei osoiteta mitenkään ja minun on vaikea uskoa sitä, koska sama säärintama ulottuu usein koko Pohjanmeren ylitse. Lisäksi demografia takaa sen, että voimaloita olisi enemmän väkirikkaan Saksan rannikolla kuin muualla. (Minusta on muuten käsittämätöntä, että tukiaisten varassa toimivien voimaloiden tuotantotiedot eivät ole automaattisesti kaikkien saatavilla. Voimaloita kuitenkin markkinoidaan tällaisilla väitteillä ja kaikkien kiinnostuneiden tulisi pystyä ne tarkistamaan.)
7. Korkeammat energian kustannukset kompensoidaan korkeammalla tehokkuudella: OK, ehkä tämä voi joissain tapauksissa osoittautua todeksikin, mutta kai ne säästötoimetkin jotain maksavat. Toisekseen eikö se joka tuottaa energian halvemmalla JA toimii energiatehokkaasti ole edelleen paremmassa kilpailuasemassa? Tällaisella taholla on lisäksi helpompi mahdollisuus energiankäytön lisäämiseen, jos se osoittautuu tarpeelliseksi esimerkiksi jonkun paremman uuden tuotteen valmistamisessa. Kuinka skenaarion tekijät aikovat estää tällaisen skenaarionsa sössimisen, jää epäselväksi. Tuollainen toimintahan pitäisi estää ei vain yhdessä maassa vaan kaikkialla, eikä vain yhden vaalikauden ajaksi vaan vuosikymmeniksi. 
8. Skenaariossa ollaan hiilen talteenottoa ja varastointia vastaan: En minä siitä itsekään innostu, mutta parempi vaihtoehto se on kuin hiilidioksidin pumppaaminen ilmakehään. Itse en talteenottoon usko, koska se lisää kustannuksia merkittävästi ja se joka sen välttää saa välittömän ja suuren kilpailuedun. Sinänsä on surkuhupaisaa kuinka hiilivoimaloiden omistajien toiveet ovat tässä samoja kuin Greenpeacen. Omistajat voivat huokaista helpotuksesta, tupruttaa CO2:a ilmaan ja todeta, että emme voi valitettavasti  ottaa hiilidioksidia talteen yleisön vastustuksen vuoksi. Itkevät varmasti koko matkan pankkiin.

On hyvä huomata, että oletusten 1-5 täytyy pitää paikkaansa ja varastoinnille kohdassa 6 täytyy löytyä ratkaisu, jotta haluttu päästövähennys voidaan saavuttaa. Kuinka suuren todennäköisyyden  itse antaisit kullekin noista oletuksista yksinään? Siitä sitten vain kertomaan nämä todennäköisyydet yhteen ja saat arvion siitä kuinka suurella todennäköisyydellä tästä skenaariosta on ilmaston suojelun perustaksi. Oma arvioni onnistumisen mahdollisuudesta tämän skenaarion pohjalta on noin nolla.

Minua vaivaa se kuinka ilmastoasioista keskustellaan aiheen ohi. Ihmisen aiheuttama  ilmastonmuutos aiheutuu kasvihuonekaasupäästöistä, eikä esimerkiksi uusiutuvan energian puutteesta, energian kulutuksen määrästä tai siitä, että energiaa tuotetaan gigawatin laitoksissa "kaukana" kuluttajasta. "Energy [r]evolution" skenaariotakin lukiessa tulee sellainen olo, että keinot ovat tulleet tärkeämmäksi kuin itse päämäärä. Tai toisaalta, skenaariossahan on uusiutuvaa teollisuutta edustavien tahojen sormenjäljet joten ehkä se nimenomaan onkin se päämäärä (?). Jos ensisijainen päämäärä on ilmastonsuojelu, pitää esittää kysymys siitä mitkä ovat tehokkaita, nopeita, halpoja ja poliittisesti realistisia keinoja.

Mitä itse sitten tekisin? Olen yhä vakuuttuneempi siitä, että ainoat todella skaalautuvat ratkaisut (ainakin lähiaikoina) ovat energiatehokkuuden parantaminen ja ydinvoima. Muillakin hiilivapailla energian tuotantomuodoilla on oma roolinsa, mutta näiden rinnalla ne ovat pienehköjä. Energiatehokkuuden  parantamista tarvitaan kulutuksen kurissa pitämiseksi ja siihen on suuria mahdollisuuksia sekä rikkaissa, että köyhissä maissa. Köyhissä maissa etenkin siinä, että he vaurastuessaan suunnittelevat yhteiskuntiaan välttäen niitä tuhlaavia ratkaisuja (esim. kaupunkirakenteessa) joihin lännessä ryhdyttiin. Olen kuitenkin pessimistinen sen suhteen voidaanko lämpeneminen pitää alle kahdessa asteessa. Nykytrendeillä olemme pumpanneet vuoteen 2030 mennessä ilmakehään sen CO2 määrän mitä siellä saisi olla, jos riski yli kahden asteen lämpenemisestä halutaan pitää alle 20%. Tekniset keinot hiilivapauteen ovat olemassa, mutta poliittinen tahto sellaisten keinojen käyttöön jolla sinne realistisesti voidaan päästä puuttuu. Jos siirtyisimme vain ydinvoimaan nojaavaan energiantuotantoon, uutta kapasiteettia tarvittaisiin ehkä noin 10000GW. Tämä on massiivinen määrä, mutta rakennusprojektina se on pienempi kuin se mikä "Energy [r]evolution" skenaariossa postuloidaan (ja sähköä tuotettaisiin noin kaksi kertaa enemmän kuin suurennuslasin alla olleessa skenaariossa). Aikaa siihen menisi, mutta koska kaikki voimalaitokset pitää joka tapauksessa uusia, 50 vuoden savotta on mahdollisuuksien rajoissa. Tämän aikana ja jälkeen tarvitaan vielä toimia maailman uudelleen metsittämiseksi, jotta CO2 saadaan sidottua uudelleen ja ihmisen aiheuttamaa ekologista vahinkoa korjattua. Koska tarvittavaa globaalia konsensusta ei vielä ole, uskon pessimistisesti ettei maailman CO2 päästöille  tapahdu mitään merkittävää vuoteen 2030 mennessä.

Kun tahtotila on mitä se nyt on, seuraavat vuosikymmenet mennään vanhoilla höyryillä, kosmeettisia urotekoja tehtaillen ja toisia syytellen. Toisia asia ei kiinnosta lainkaan, toiset ostavat hyvää karmaa ekologisella sähkösopimuksella, toiset kannattavat uusiutuvia, toiset ilmastolakeja ja "sitovia" tavoitteita ja toiset ovat valmiita äärimmäisiin tekoihin -- perustamaan yhteispohjoismaisen paneelin suunnittelemaan ja koordinoimaan entistäkin sitovampia päästötavoitteita ja seuraamaan tavoitteiden täytäntöönpanoa. Toiset taas näpyttelevät blogia kirjaten siinä ylös omaa oppimisprosessiaan ja jos nyt eivät saa aikaiseksi mitään muuta, niin ainakin tukevan pohjan myöhemmälle viivastelulle. Tämä on oikeastaan melko surullista.