PassiiviIdentiteetti

Siirryn wordpressin puolelle/Moving to wordpress

2012-01-31T21:25:00.000+01:00

Koska wordpressin ympäristö vaikuttaa toimivammalta, päätin siirtää blogini sinne. Tämä blogi pysyy kyllä pystyssä, mutta uusi sisältö ilmestyy jatkossa osoiteeseen passiiviidentiteetti.wordpress.com. Olen myös siirtänyt täällä olevan sisällön uuteen blogiin ja siirto tuntui onnistuvan joitain videotiedostoja lukuunottamatta hyvin.

This blog will move to passiiviidentiteetti.wordpress.com.The old content will remain available here, but can also be found in the new site.

Presidentinvaalit 2012

2012-01-23T06:36:00.000+01:00

Olen tyytyväinen, että toisella kierroksella ovat vastakkain nämä ehdokkaat. Jos haluat edesauttaa kiinnostavampaa toista kierrosta, niin käväisepä tekemässä lahjoitus Haaviston kampanjaan. Tässä vaiheessa tehdään tärkeitä päätöksiä siitä mihin kampanjoissa on varaa ja Haaviston leiri on varmasti köyhempi kuin Niinistön. Haavistolle voi lahjoittaa osoitteessa: http://haavisto2012.fi/lahjoita/.

EU:n visioita hiilivapaudesta

2012-01-03T18:41:00.014+01:00

Hupinsa kullakin, mutta minä olen hauskuuttanut itseäni perehtymällä EU komission "Energy roadmap 2050" visioihin. Koska kyseessä on pohjimmiltaan poliittinenraportti, ei siltä ehkä kannata odottaa kovin reipasta kriittisyyttä tai avomielisyyttä vaihtoehtoja kohtaan. Raportteihin on ennen kaikkea koottu vähän teknisempää tietoa konventionaalisen viisauden tueksi. Oma kokemukseni tällaisten raporttien lukemisesta (koskee muuten usein myös IEA:n raportteja) on se, että usein kiinnostavin tieto piilee numeroissa ja graafeissa. Tekstiin voidaan helposti ujuttaa liirumlaarumia, jolla numeroiden merkitystä kumotaan. Toki kriittinen pitää olla kaiken suhteen, mutta "Corporate bullshit":iä on vaikeampaa esittää numeroin. Lähtöoletukset ovat myös kriittisen tärkeitä. Se on nimittäin kohta josta käsin voi helpoimmin vaikuttaa analyysin lopputulokseen. Mikäli ideologia rajoittaa käytettäviä keinoja ja lähestymistapoja, niin lähtöoletukset on valittava ideologian mukaisiksi niin, ettemme vahingossa saa "vääriä vastauksia". Tässä joitain huomioita, jotka itsestäni tuntuivat tärkeiltä:

"Energy roadmap 2050"-pitää sisällään liudan eri dekarbonisaatio-skenaarioita, mutta on silmiinpistävää kuinka samanlaisia ne toistensa kanssa oikeastaan ovat. Referenssi-skenaariosta primäärienergian kulutuksen pitäisi laskea 30-40%, ydinvoimaa ei saa käyttää hiilipäästöjen vähentämiseen muuten kuin lähinnä siltä osin kuin sitä on jo olemassa ja tuuli-, aurinko- ja biovoimaa rakennetaan valtavasti lisää. Sähkön loppukulutus (s.23) kasvaa ja on kaikissa skenaarioissa melko samansuuruinen eli 5000TWh nurkilla. Koska skenaarioiden lähtöoletukset ovat melko samanlaisia, ei lienee yllättävää, että kustannukset eivät ole valtavan erilaisia.
Kaikissa dekarbonisaatioskenaarioissa oletetaan, että talous kasvaa (noin kaksinkertaiseksi vuoteen 2050 mennessä), mutta energiankulutus pienenee rajusti. Tätä uskoa ei perustella ja jo nyt EU on pahasti jäljessä itselleen asettamista säästötavoitteistaan (s.10). Eikö malleihin kannattaisi rakentaa sisään oletuksia politiikan onnistumisesta perustuen siihen onko sitä noudatettu tähänkään asti?
Skenaarioissa oletetaan globaaleja päätöksiä fossiilisten kysynnän pienentämiseksi. Tämä heijastuu melko maltillisena fossiilisten hintakehityksenä. Missään ei mainita termiä "peak-oil" vaikka monet järkevät ihmiset arvelevat sen olevan käsillä jo tarkasteltavan ajanjakson alkupuolella.
Skenaarioiden numeronmurskaukseen on käytetty "PRIMES" mallia (mikä lienee, vaikuttaa muhevalta paketilta). Tähän malliin laitetaan sisään monien muiden asioiden lisäksi verot ja tukiaiset. Tässä on se riski, että sinänsä hyödyllinen päätöksenteon apuväline muuttuukin päätöksentekijän apuvälineeksi mikäli inputin poliittisia reunaehtoja ei varioida. Jos vaikka akustiselle energialle määritellään riittävän korkea tukiainen, niin aivan varmasti sitä rakennetaan, koska hulluhan se on, joka ei ota vastaan ilmaista rahaa. Jos taas haluamme ymmärtää valintojen kustannuksia yhteiskunnalle, on oletettua politiikkaa varioitava. Esimerkiksi olisi ollut mielenkiintoista lukea oikeasti teknologianeutraalista vaihtoehdosta, jossa reunaehdoksi asetetaan kasvihuonekaasupäästöjen vähennys, ohjauskeinoksi pelkkä hiilivero (lähteestä riippumatta) ja kaikki tukiaiset (mahdollisia tuotekehittelytukia lukuunottamatta) poistetaan. Nyt vaihtoehdottomuus on silmiinpistävää ja poliitisten valintojen kustannukset ovat siltä osin piilotettu.
Kaikissa skenaarioissa energiankustannukset nousevat rajusti. Esimerkiksi energialaskun odotetaan BKT:n noususta huolimatta nousevan nykyisestä noin 10% noin 15% tasolle (tai enemmän). Olen aikaisemmassa kirjoituksessani vertaillut tuota summaa joihinkin muihin yleisesti tärkeänä pidettyihin menoeriin ja todennut, että muutos on massiivinen. Koska EU:n raportissa valitun politiikan kustannuksia ei verrata vaihtoehtoihin, tämä kustannusten nousu esiintyy ikäänkuin vääjäämättömänä luonnonvoimana. Asiana jolle ei ole vaihtoehtoa. Tämähän on poliitikoille tuttu tekniikka, jossa omaa lemmikkivaihtoehtoa ajetaan vaihtoehtojen olemassaolo kieltäen, mutta jos haluamme keskustelun perustuvan asialliseen tietoon on tehtyjen valintojen kustannukset tehtävä selviksi. Esitetyissä skenaarioissa pääomakustannukset kapasiteetin asentamisesta olivat välillä 2000-3200 miljardia euroa (2010-2050). Sen sijaan fossiilisiin keskittyvä raportti arvioi pääomakustannuksiksi vuoteen 2030 mennessä KORKEINTAAN reilut 600 miljardia euroa (bau+ccs), josta ekstrapolaatio vuoteen 2050 antaa arvion 1200 miljardia (vaikka bau oletus antaa huomattavasti korkeamman sähkönkulutuksen). Tämä kustannusten nousu ei ole välttämätöntä vaan poliittinen valinta. Sellaisena se tulisi myös esittää ja niiden, jotka sitä haluavat tulee perustella miksi tämä tapa käyttää yhteisiä resursseja on muita arvokkaampi.
On syytä huomata, että raportin skenaarioissa rakennetaan massiivisesti myös fossiilisia polttavia voimalaitoksia, koska tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto voi pudota lähes nollaan. Näin ollen tuossa aikaisemmassa kohdassa mainitut investoinnit sisältyvät jo suurelta osin dekarbonisaatio-skenaarioiden kustannuksiin. Ero syntyy siis ennen kaikkea kapasiteetin rakentamisesta moneen kertaan (HRES-skenaarion verkkokustannukset ovat lisäksi rajusti muita skenaarioita korkeampia). Numeerisesti tämän voi nähdä tarkastelemalla suhdetta (asennettu kapasiteetti)/(keskikulutus). Nykytilanteessa se on noin 1.9, referenssi-skenaariossa 2.6, energiatehokkuus-skenaariossa 3 ja HRES-skenaariossa 3.8.
En oikein ymmärtänyt tuotantokapasiteetin rakennustahtia. Esim. referenssi-skenaariossa fossiilisia rakennetaan vuoteen 2030 mennessä 178GWe. Toisaalla taas huomautetaan, että vuoteen 2030 mennessä EU:sta poistuu ikääntymisen myötä yli 330GW fossiilista tehoa. Kuinka tämä alhainen uuden kapasiteetin rakennustahti on mahdollista etenkin kuin referenssi-skenaariossa fossiilisen kapasiteetin on tarkoitus nousta nykytasosta 179GW vuoteen 2050 mennessä? (Toisaalta referenssi-skenaariossa annettu rakennustahti implikoi, että uudella fossiilisella kapasiteetilla tuotetaan hiukan vähemmän sähköä kuin uudella uusiutuvalla kapasiteetilla. Tämä näyttänee kauniimmalta, mutta ehkä tuolle on joku järkevämpi selitys. Ydinvoiman kohdalla vanhan kapasiteetin uusiminen on laskettu uudelleen mukaan, joten kyllä sen minun ymmärtääkseni pitäisi olla mukana myös fossiilisten luvuissa.)
Tuulivoiman (selvästi raportin tärkein "uusiutuva" energianlähde) oletetut pääomakustannukset (s.67) ovat selvästi alhaisempia kuin IEA:n tai DOE:n vastaavat luvut. Toisaalta ydinvoiman pääomakustannukseksi laitetaan muita korkeampi arvio. Tämä olisi ehkä perusteltu mikäli esim. OL3 olisi tyypillinen projekti sen sijaan, että se olisi projektinhallinnoltaan sössitty prototyyppi. Raportin vertaisarvioijat huomauttivat samasta asiasta ja on hiukan kuvaavaa kuinka tämä lakaistaan maton alle toteamalla (s.6), että jos tuulivoiman pääomakustannuksia nostetaan niin silloin oppimiskäyrä voi vastaavasti olla jyrkempi. On siis melko ilmeistä, että kustannustaso halutaan postuloida tietyn suuruiseksi. Jos kustannus on liian korkea, niin sitä pidetään asiana joka korjautuu tukiaisilla ja poliittisella tahdolla. Minusta tässä edetään p...se edellä puuhun ja todennäköisyys hyvään lopputulokseen on heikko. Aurinkosähkön pääomakustannusten odotetaan putoavan kolmasosaan ja minkäänlaista keskustelua luonnon asettamista rajoituksista eri energianlähteille ei ole. (Jostain syystä näitä argumenttia oppimiskäyristä ja poliittisen tahdon tärkeydestä ei muuten yleensä sovelleta keskusteluun ydinvoiman kustannuksista. Se ei ilmeisesti ole kosher.)
Raportissa visioidaan massiivisesti nykyistä korkeampaa biomassan polttoa.Esimerkiksi uusiutuvia erityisen paljon korostava HRES-skenaario vaatii ehkä noin 500 miljoonaa kuutiota biomassaa. Mistä tämä kasa tulee ja mitkä sen korjaamiseen ekologiset ja sosiaaliset seuraukset ovat, ei keskustella lainkaan. (Bioenergia on myös ilmeisesti oletettu päästövapaaksi.) Energiaviljelmille visoidaan riittäviä tukiaisia, joilla tämä tavoite saavutetaan ja jos sillä on on ikäviä seurausvaikutuksia vaikkapa globaaliin ruokahuoltoon, niin se on nyt sitten ilmeisesti no voi voi.
Kun tein nopeita testejä aikaisemmin kokoamillani tuuli- ja aurinkovoiman tuotantotiedoilla ja mallinsin EU:n vuosittaista sähkönkulutusta Iso-Britannian kulutusprofiililla, totesin referenssi-skenaarion olevan ehkä mahdollisuuksien rajoissa. Siinä luotettavaa kapasiteettia (katso s.23-24) on juuri ja juuri riittävästi kompensoimaan satunnaisen tuotannon katoaminen. Sen sijaan en ymmärrä kuinka esim. uusiutuvia täynnä olevan HRES-skenaarion voi saada toimimaan. Näytän ohessa simuloidun kulutuksen, satunnaisen-uusiutuvan tuotannon ja niihin liittyvät pysyvyyskäyrät (duration curves).Minulla on useita ongelmia tämän ymmärtämisessä. Ensinnäkin skenaariossa on luotettavaa kapasiteettia noin 600GW, mutta vuoden kuluessa maksimitarve on yli 800GW. Siellä näyttäisi siis olevan melko massiivinen 200 GW reikä luotettavassa kapasiteetissa. Toisekseen skenaariossa ylituotannon suuruus voi olla melkein 700GW eli enemmän kuin EU:n keskikulutus! Raportissa puhuttiin lyhyesti siitä kuinka ylijäämäsähköllä tehtäisiin vedestä vetyä, joka lisättäisiin (max 30%) maakaasuputkistoon, mutta on ilmeistä että 700GW:n elektrolyysilaitosten kustannuksia ei oltu laskettu pääomakustannuksiin mukaan. Samoin vedyn alhaisempi energiatiheys tarkoittaa huomattavasti alhaisempia energiansiirtomääriä maakaasuputkistoissa. (Jos esim. Nordstream kaasuputki voi siirtää 63GW teholla primäärienergiaa, niin siitä vedylle varattavaan osaan mahtuu ehkä alle 6GW. Joku kiinnostunut voi laskea tuon tarkemmin.) Kolmanneksi, koska ylituotantoa on niin paljon, en ymmärrä kuinka laskuissa on voitu olettaa tuuli- ja aurinkovoiman kapasiteettitekijöiksi melkein samat luvut kuin esim. referenssi-skenaariossa. Energianvarastoinnista puhutaan ylipäätään hyvin ympäripyöreästi. Neljänneksi, skenaariossa jäljellä olevan ydinvoiman kapasiteettitekijä on 0.50. Miksi? Ei ole mitään järkeä ajaa ydinvoimaa noin alhaisella kapasiteettitekijällä. Pysyvyyskäyrä antaa muuten ymmärtää, että kun kulutuksesta on vähennetty tuuli- ja aurinkovoiman osuus, maksimi kapasiteettitekijä olisi noin 80%. (Raportista voi kyllä lukea rivien välistä, että tämä skenaario on tekijöidensäkin mielestä epärealistinen.)
Koko järjestelmä rakennetaan erilaisten tukiaisrakennelmien varaan. Yleisenä ongelmana haluaisin kysyä minkälainen vaikutus prosyklisellä politiikalla on energiainfrastruktuuriin? Tukiaisiin on paremmin varaa, kun talous kasvaa, mutta ne ovat ilmeisimpiä leikkausten kohteita, kun valtioiden pitää tasapainottaa budjettinsa. Boom-bust-syklit varmasti aiheuttavat energiapolitiikassa samanlaista tuhoa kuin asuntomarkkinoillakin. Koko raportti on kirjoitettu ikään kuin EU:n velkakriisiä ei olisi olemassakaan.

Kuva 1: simuloitu EU:n sähkönkulutus ja tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto HRES skenaariossa.
Kuva2: Kuvan 1 tiedoista johdettuja pysyvyyskäyriä HRES-skenaarioon.

Trying to understand system wide costs of energy

2011-12-12T17:54:00.003+01:00

Some time ago in Brave New Climate Peter Lang wrote an interesting post on the CO2 abatement costs in Australia. He found that nuclear power is not the cheapest abatement method under Australian circumstances. His post was followed by interesting discussion and several wondered that can one arrive at sufficiently decarbonized electricity supply by always choosing the lowest cost alternative, should we not only include options that actually get all the emissions reductions we need, and what is the proper way to account for and discount costs. Since I have wanted to understand cost calculations better for quite some time, I decided to use this problem as one of my own exercises. For background you might want to read my earlier postings on related things (here and here, or in finnish here and here). Here I attempt to sketch system wide cost and CO2 abatement consequences of wind and nuclear based options. (In case you want to play and have access to Matlab, you can download some poorly documented macros I used.)

Throughout I will use the discount rate of 7.5%, a payback period of 20 years for wind power, 50 years for hydro and nuclear (this is longer than usual, but assumption is not hugely important for my needs), and 40 years for natural gas and coal. I won't bother to list all the input parameters here, but most of them I have picked up from the typical market prices for different fuels as well as from the National Renewable energy laboratory. As a calibration I find following levelized costs of energy:

Source	Capacity factor	LCOE ($/kWh)
Coal	0.85	0.066
Gas	0.85	0.071
Wind	0.29	0.102
Hydro	0.5	0.046
Nuclear	0.9	0.063

Few remarks are in order. There is no single LCOE since the costs are different in different places and different cost components keep changing. In Asia, for example, the costs of nuclear can be considerably lower than the above estimate, but under American style regulatory framework maybe higher. For gas prices I used a value of 8$/MMBtu. This is higher than the current gas prices in US, but lower than the European ones. The LCOE for wind power is lower than the typical feed-in tariffs in Europe and electricity spot price in the Nordic region fluctuates around 7.5 cents/kWh. The fact that Finnish utilities want to build nuclear power also suggests that compared with alternatives economics for it are favorable in our circumstances. Changing the assumptions can of course change the above values somewhat, but overall I think the numbers pass the sanity check. In what is to follow the figures above are not even that important since they mainly set the starting point and after that the cost trends are determined by the changing energy mix and the capacity factors.

I will now compare two different scenarios for decarbonizing the electricity supply. In the first scenario we start with the fossil fuel dominated system where coal provides baseload power corresponding to the minimum yearly demand (as before I take the demand pattern from the Bonneville power authority load). I make drastic approximation that the output power of coal burning power plants does not vary at all and that the load following is only done with hydro (with capacity of 15% of average demand) and natural gas. Somewhat unrealistically I also assume that the hydrocapacity is always available. (This assumption makes the systems appear to have somewhat lower emissions than in reality where hydro power might have a capacity factor of around 50%.) I then start increasing the amount of electricity generated with wind. The production profile of wind power is derived from combining the Irish, south-eastern Australian, and Bonneville power authority wind production. The details are explained in an earlier posting. The wind production is taken to have a priority access to the grid. To generate the remaining electricity, we use coal at a power corresponding to the minimum demand once the contribution of wind power has been subtracted from the demand. The rest is generated with hydro and natural gas in that order. I further assume that production can always respond so rapidly that no capacity has to be in the spinning mode. (Our imaginary state has an average demand of 10000MW.) In the first movie, I demonstrate how the mix of different sources of electricity evolve under this scenario.

In the second scenario the starting point is the same, but rather than increasing the amount of wind power, we increase the amount of nuclear power. Like coal, this nuclear power is taken to produce constant power so that it first displaces baseload coal and then starts replacing natural gas. When nuclear power starts to replace gas used for load following its capacity factor starts to take a hit. The 2nd movie illustrates the mix of different sources of electricity in this scenario.

These two scenarios are naturally not the only ways to satisfy electricity demand, but they are possible ways and with the numbers shown in the movies production always matches demand. Since the required capacities and capacity factors change with increasing wind or nuclear penetrations, the LCOE for different sources do not stay the same. For the society (although not necessarily for the individual investor) what matters most is the cost of typical kWh rather than the LCOE for each individual component of the electricity supply. I will take the cost of typical kWh to be the weighted average of each separate LCOE. The weights are given by the relative amounts of electricity produced from each source.

I think one clear error in what I do, is to implicitly assume that the underlying energy infrastructure stays the same over the payback period. As we decarbonize the electricity generation, capacities and capacity factors change with time and this should, in principle, be taken into account. On the other hand, since we do not live in a planned economy postulating construction plans decades in advance would also be dubious. The best the society might be able to do, is to try to reduce uncertainty and ensure that the market pressures always act in the right direction of ever lower GHG emissions.

So what do I find? In Figure 1, I summarize how the system evolves under the first scenario while Figure 2 summarizes the costs involved. For the wind based solution increasing share of wind power first lowers the space occupied by the base load power plants. This implies shutting down coal power plants and replacing them with gas plants.If methane leakage is bravely assumed not to be an issue, at this phase some CO2 emissions are avoided due to swapping for somewhat cleaner fuel. At higher penetrations capacity factors of wind, gas, and hydro power are reduced and costs continue to increase. (Btw. Getting someone to invest in new gas infrastructure might be tricky if the investors expect the demand growth early on the decarbonization path to be short lived. Presumably they do not believe this to be the case which, if accurate, would be bad news for the climate.) Even with very large wind power capacity one needs a reliable backup that can produce almost all the power consumed. For this reason after rapid rise in the capacity of power plants burning natural gas, their capacity declines only very slowly with increasing wind penetration.

Figure 1: Capacities, capacity factors, and the share of fossil fuels as the fraction of wind generated electricity increase.

Figure 2: LCOE under the wind based scenario.

For the nuclear based scenario 2, the corresponding results are shown in Figures 3 and 4. Now the system wide LCOE actually decreases slightly until nuclear power produces around 75% of the demand (at this point around 10% is produced with natural gas). After this the cost increases with the reduced capacity factors in NPPs. However, the kind of cost escalation apparent in the wind power based solution is absent since there is no need to maintain large amounts of reliable capacity running at low capacity factors. In these examples I made no assumptions about learning curves. If the capital costs of nuclear power are reduced by about 10% for each doubling in capacity until 10000MW (around 30% reduction in capital costs in total), the final LCOE of the decarbonized system is actually lower than the starting point. Similar cost reductions of wind power over the decarbonizing pathway used here do not avoid escalation of costs since cost increases are largely caused by the reduced capacity factors. It seems that one can also make a plausible case that the increased cost at high nuclear penetrations is an artifact of the simplifying assumptions I made. Eventually smart grid solutions can increase the share of base load power, NPPs can load follow, and lower capital cost NPPs which are better suited for load following can be engineered.

Figure 3: Capacities, capacity factors, and the share of fossil fuels as the fraction of nuclear generated electricity increase.

Figure 4: LCOE under the second scenario.

Finally in Figure 5, I compare the most relevant metrics of both scenarios. The costs diverge dramatically with the fraction of chosen carbon free energy. Nuclear based solution ends up with fairly constant LCOE over the pathway leading to decarbonization, while costs escalate with wind based solution. The installed carbon free capacity is drastically higher in wind based solution, suggesting greater challenges in construction and grid design. Finally, the fraction of electricity generated from fossil fuels is higher in the wind based solution. Together with increasing costs this implies dramatically lower "bang for the buck" at large wind penetrations. In contrast by the time nuclear power produces the same amount of electricity as the yearly demand, share of fossil fuels has dropped to less than 2%.

Figure 5: Comparison between wind and nuclear based scenarios.

It should be noted that in the above in addition to many simplifying assumptions I ignored the additional transmissions costs for the wind based scenario. I am quite clueless as to what kind of grid upgrades are needed, but it seems clear that with wind capacity in excess of 5 times the average demand changes would be substantial. Where I live the transmission costs amount to around one third of my electricity bill so changes in transmission costs would have a large impact on the cost of electricity.

In this post I also focus on electricity production only. To decarbonize our societies we will also have to decarbonize heating and transport. If we were to use excess wind power to heat water, it is easy to see that the rise in the cost of warm water would be even greater than the cost increases in electricity (home work exercise). In case of nuclear power warm water could be a by-product of electricity generation (although this reduces the electrical power somewhat). Furthermore, if this warm water is produced close to the wind turbines, transporting it to consumers will cost more than moving electricity around. Similar conclusions apply for liquid fuels.

Do these kind of cost differences matter? I find it shocking that so many (typically wealthy westerners) seem to have an attitude that energy costs are almost irrelevant and that the question is basically analogous with a choice of buying a PC or a Mac. Some even seem to view rising energy costs as a good thing. We spend roughly 8% of our GDP on energy and this energy use pretty much makes all the rest possible. It is useful to remind how much we actually spend on some things that are widely valued. I will take the figures from my home country of Finland, but they are probably quite representative of industrialized countries in general.

Spending on	Share of GDP
Public health care	7%
Education	6%
Pensions	12%
Pensions (2030 esimate)	15%
Development aid	0.5%
Ministry of environment	<0.2%

In the past few decades the income differences have increased also in Finland so that today our richest 10% have around 2-3% greater share of the GDP than in 1990. My impression is that most environmentalists find this terrible. The aging population causes our pension costs to increase and this increase is cause of anxiety for many both left and right. So we can very easily see that the energy costs in our society are comparable to many big spending categories for which it is already hard to find resources. Large increases in energy costs can easily have far greater social consequences than most people probably realize. Fantasizing that this is something to be promoted not only borders on insane, but is morally dubious. I have yet to find an explanation for why a society that spends more on energy rather than, for example, on education and health care is a better place for its inhabitants?

You might try to rescue the fantasy by somehow assuming that the same GDP could be produced with so much lower energy consumption that the total costs remain the same. However, as is clear from the above estimates this would require so drastic reductions in energy use that it cannot be taken seriously as a basis for responsible climate policy. There is nothing to suggest that this is doable and especially in the case of poorer countries that this is desirable. (Also, why would economically justified energy savings measures be incompatible with nuclear power is not clear to me.) Once the discussion strays into this territory, I often end up confused by the inconsistency of the arguments in favor of the paleogreen consensus. Construction of ideologically favored energy sources is typically touted (not entirely convincingly) as being good for the economy, but the same people might in a different context condemn economic growth and express desire for degrowth. Which one is it? Surely one cannot have it both ways?

Do I seriously believe that the societies will choose the path of ever increasing energy costs? Of course not. As soon as the effects of cost increases become apparent and start to affect other priorities people have, different choices will be made. As I see it, choosing the wrong way initially implies wasteful spending and unnecessary CO2 emissions since it delays the day when we eventually do choose policies that can eliminate the GHG emissions from the energy sector for good.

Venäjän vaalit :-(

2011-12-07T16:08:00.001+01:00

Venäjän vaalit ovat osoittautuneet ilmiselvän epärehellisiksi. Putinin "Yhtenäinen Venäjä"-puolueen ääniosuus nousee äänestysalueen äänestysprosentin mukana ja Tsetseniassa melkein kaikki ovat äänestäneet Putinin puoluetta. Puolueen ääniosuudet eri vaalipiireissä taas sattuvat piikittymään kivasti pyöreille prosenttiluvuille. Hiukan hämmentyneeltä vaikuttaa myös kuvan toimittaja...

Meillä vaalitulosta on kommentoinut mm. pääministeri Katainen, joka "uskoo, että jatkossa Venäjää hallitsevien poliitikkojen pitää entistä paremmin perustella kantojaan tavallisille venäläisille ja ottaa huomioon kansan mielipide." EU:n kannanotto on melkein yhtä jämäkkä. EU valittaa puutteellisista vaalijärjestelyistä ja toivoo homman sujuvan maaliskuun presidentinvaaleissa paremmin. USA ainakin toteaa ilmiselvän ja ei pidä vaaleja sen enempää vapaina kuin oikeudenmukaisinakaan. Ei Venäjä ole tänä päivänä demokratia eikä sitä pitäisi sellaisena keinotekoisesti kohdella.

Lisäys 09.12.2011: Anton Nikolenko kirjoitti samasta teemasta hienon postauksen.

Solar combined with wind power: a way to get rid of fossil fuels?

2011-11-27T10:12:00.009+01:00

Earlier, I wrote on how crucially an unreliable sources of power such as wind depend on fossil fuels. Based on real world production data from around the world, I noted that even with massively distributed production wind power is very variable and necessitates a reliable backup power source (typically from fossil fuels) which must be able to produce essentially all the power society consumes. A way around this problem would be a massive energy storage, but I found the size of the required storage to be unreasonably large.

One typical response to findings such as these, is to brush them aside by claiming that even if true, the results will not matter since we will have many different renewable energy sources acting together (as if there is some "harmony" in two essentially random signals). Most importantly quite a few people base their vision of future energy production on a mixture of wind and solar power. For this reason I felt the need to return to this problem so that also solar power is considered. Unfortunately, I have yet to find a good source for real world production data for solar power. The best I have come up with are images (typically of the daily production), but raw data is better hidden.

However, since solar power (without storage) production is proportional to insolation we can use meteorological data as a reasonable starting point. US has a National solar radiation database which has large collection of insolation modelling data around USA. From this data they have also formed a "typical meteorological year 3 (TMY3)" datasets. (There are some quirks in the construction of TMY3 that I frown upon. For example, after El Chichón and Mount Pinatubo eruptions insolation was reduced, but these periods were apparently excluded from the TMY3 as atypical. Of course they were atypical, but they are still things that do happen and whose effects must be considered. However, I suspect that the effect due to eruptions was still minor in US.) As my insolation data I take the average of TMY3 data from six different class I sites (class I has the best data) in three different states: Prescott Love and Tucson Airport in Arizona, Arcata Airport and Fresno Yosemite Airport in California, and Denver Airport and Limon in Colorado. These sites have an average latitude similar to southern Spain.(Why did I choose these sites? Well, being lazy I started from the entries listed in alphabetical order by states and picked the first southern states I encountered.)

Somewhat annoyingly only hourly data is provided. We know from BNC among others that solar power (especially PV) can have large swings on shorter timescales. Therefore, this limitation may have important consequences. Nevertheless, let us ignore the torpedoes with an understanding that the solar power we talk about here is such that sufficient storage has been already implemented to smooth out hourly variation in production. So keep in mind, that the starting assumptions for solar production have a bias towards the optimistic side. Since the production data for wind power is given every 5 minutes I will linearly interpolate the solar insolation data to deduce the production of solar power every 5 minutes (link to the data here). As in the earlier study the data corresponds to one year starting July the 1st. and the consumption data corresponds to the Bonneville Power Authority load with a possible scale factors to suit my needs.

Now that we have rather massively distributed production of both wind and solar power, what do we find? In Fig. 1 I show the average insolation from six US locations (the wind data I have discussed earlier). Daily variation is apparent as is also the large seasonal variation between summer and winter. In this system the solar power has an impressive 20% capacity factor. OK, now that we have the relevant data let us then proceed to check what backup requirements we have if we are to integrate this solar production in such away that production and consumption match (as they must).

Figure 1: The average insolation as an average over 6 sites in USA. The figure shows both the yearly data as well as an example of one random 7 day period.

If we choose the installed solar capacity such that the solar power produces the same amount of electricity over the year as our model society consumes, we find that a massive 55% percent of the electricity is generated with reliables (typically fossil fuels). These reliable power plants must be able to produce 97% of peak demand and they are running at a capacity factor of 36%. Solar power itself sees its capacity factor drop to 9%. These results are essentially caused by the seasonal variation of insolation (too little production in the winter) and the fact that solar power reliably produces nothing when it is dark. It is perhaps not worth pointing out that this scenario is not compatible with the goal of decarbonizing our societies.

How about mixing solar and wind? Since the sun shines during the day when consumption is higher one can guess that unreliables production matches the consumption better if there is some amount of solar in the mix. On the other hand the solar output varies even more than the wind output since, unlike wind, it predictably produces nothing when it is dark. (Of course, if the sun stops shining for good, eventually the winds disappear as well.) So presumably one shouldn't push the fraction of solar production too high. This suggests some "sweet spot" for the fraction of installed solar capacity if we are to match the production of wind and solar optimally to consumption.

Figure 2: How well the solar and wind production match the consumption as a function of solar capacity.

In Fig. 2 I show how the function
Σ(Production-Consumption)²/Σ Production²
behaves. If production matches the consumption exactly (as it does in the real world), this function vanishes. We note that optimally the installed solar capacity should be about 21% of the installed wind capacity. (Not that this split gives rise to production which matches consumption. It is just somewhat less worse than other choices.)

For comparison, European renewable energy council and Greenpeace postulate a more ecumenical figure close to 50/50 for the split between wind and solar. (Since no explanation for this split was apparent, cynic in me is left wondering if this choice simply reflects the relative turnovers of respective industries which presumably correlate with spending on lobbyist.) However, if we are to use such a mix and produce as much power with wind and solar as we consume, it turns out that we need reliable power plants with a capacity of 91% of peak demand. They will have a capacity factor of 17% and amount to 24% of total production. Combined capacity factor of wind and solar has now dropped to around 19%. This case is presented in Figs. 3 and 4. In my earlier study with just wind power I found that fossil fuel power plants accounted for 21% of production (and with a capacity 88% of peak demand). So adding this much solar into the system has actually made things worse! The culprit is again the seasonal variation of insolation which reaches minimum during the winter (in northern hemisphere) when the consumption is often greater.

Figure 3: A snapshot of the production and consumption during a one week interval when solar and wind capacities were equal.

Figure 4: The yearly production and consumption together with the reliables output when solar and wind capacities were equal.

^{(As an aside: Another way to understand the challenges involved is to compare standard deviations relative to mean for wind and solar production as well as for the consumption. For the consumption this number is around 0.15, for wind power it is much larger 0.47, and for solar power it is huge 1.32. However, keep in mind that the underlying distributions are anything but normal. They cannot really be described properly by just the mean and standard deviation.)

How about choosing the solar capacity to be the "optimal" 0.21 of wind power capacity? Then we need reliable power plants with a capacity of 89% of peak demand. They will have a capacity factor of 14% and amount to 19% of total production. So, yes! Adding solar power to the mix can sometimes help, by reducing the electricity produced with fossil fuels from 21% to 19%. Unfortunately, the required capacity of reliable power plants is actually slightly higher than with wind only. I will not dare to compute the cost of CO2 abatement under such a scenario.}

Figure 5: Solar capacity is 21% of the wind capacity. Weekly snapshot.

Figure 6: Solar capacity is 21% of the wind capacity. Yearly data.

Finally, few words about storage. Maybe adding solar into the mix would help us to live with a smaller energy storage? Unfortunately, also that hope is misplaced. Due to seasonal variation systems with solar power actually need MORE storage. In the earlier study with only wind power I estimated that in order phase out fossil fuels AND keep the lights on, we need an energy storage for about 9% of yearly production. Repeating the exercise (storage doesn't decay and 20% round trip loss) for the system combining wind and solar, we find that we need storage for 13% of production in the 50/50 case while about 10% is enough with solar capacity limited to 21% of wind capacity. (Also, in the 50/50 scenario we would have to be able to store energy at a rate which is nearly 2.5 times the average power consumption of the surrounding society. Otherwise capacity factors are reduced and/or dependence on reliables reappear.)

To conclude, I note that adding solar power and wind without massive storage to the mix does next to nothing to remove the need for fossil fuel based energy infrastructure. Scenarios based on wind and solar power are fundamentally reliant on fossil fuels and sooner this is understood the better it is for climate. Currently the mirage of purely unreliables based energy production essentially maintains the use of fossil fuels for as long as the eye can see both for technical and financial reasons.

While doing these exercises I occasionally get a feeling that I am fencing with a tetraplegic. You might say this is not sportsmanlike, but unfortunately the political reality is that the mirage of solar and wind based solutions is a tetraplegic which hampers us from confronting the real and difficult issues with respect to climate change. By offering an easy "alternative" this mirage effectively acts as a cover for the damage anti-nuclear activities are causing for attempts to mitigate climate change. Unfortunately fencing must continue since this cover must be removed.

David Graeber: Debt: The First 5,000 Years

2011-10-31T14:11:00.000+01:00

Luin amerikkalaisen antropologin David Graeberin kirjan "Debt: The First 5,000 Years" ja suosittelen sitä lämpimästi. Kirjoittaja on anarkisti pienellä a:lla ja (mutta?) hyvin järkevä. Tämä oli niitä kirjoja, joiden koin avartavan mieltäni mukavasti. Lähtökohtaisesti Graeber ei kuvia kumartele eikä epäröi todeta esimerkiksi monia taloustieteen lähtökohtia utopistisiksi myyteiksi. Oli erityisen hienoa, kun hän kertoi velan, rahan ja yhteisön yhteyksistä muissa kulttuureissa. Kun elämme omassa kulttuurissamme, opimme pitämään monia asioita niin itsestäänselvyyksinä, että emme edes huomaa kuinka erikoisia ne ovat. Silloinkin, kun kyseenalaistamme asioita niin nämä "itsestäänselvyydet" asettavat omat reunaehtonsa sille millaisessa viitekehyksessä kaikki keskustelu tapahtuu.

Debt: The First 5,000 Years by David Graeber

My rating: 4 of 5 stars

Wow! This one was really good, but read carefully since it might broaden your mind. He discusses very clearly not only history of debt, but also of money, power, and how perceptions on these issues have been strongly shaped by cultural backgrounds. Many things that he points out have become so "obvious" to us that we no longer even see how strange they actually are.

View all my reviews

Musings on wind power, supergrid, energy storage

2011-10-27T20:56:00.004+02:00

I usually write this blog in finnish, but since issues discussed here might be of some interest also to english speaking audience, I decided to write this one in english.For quite some time I have been troubled by the difficulty of finding open and sensible discussions on energy scenarios where erratic energy sources such as wind and (somewhat less erratic) solar provide the bulk of the power produced. Proponents of such alternatives routinely talk as if scaling such energy sources up to significant levels poses no insurmountable challenges or costs that the society cannot afford. One can often read claims such as:

"By aggregating power generation from wind farms spread across the whole (North Sea) area, 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 balanced by higher production in another area." European renewable energy council and Greenpeace (page 34).

Strangely, proponents feel comfortable in making such statements, but show a noticeable lack of interest in actually demonstrating whether the statements are true. Why is this? In science the burden of proof falls upon the claimant and it would be desirable if the same principle were to apply to discussions about energy policies. (Notice by the way, that EREC+GP are not even satisfied with claiming that wind speeds in different parts of the North Sea are uncorrelated, but actually claim that speeds are anti-correlated.) Why is it, that an amateur like me feels the need to do his own computations to figure out such issues rather than just being able to read proper studies online?

So as it appears hard (certainly outside academic journals) to find detailed numbers on how strongly, for example, wind power actually relies on fossil fuels, I decided to do some estimates myself. I am not primarily interested in cosmetic amounts of wind power production, but will take the ambitious renewable visions seriously and study scenarios where wind power would be enough to power the entire society. I want to understand to what extent electricity production in such scenarios still relies on reliable energy sources and what kind of energy storage is required to enable wind power to stand on its own feet. Since hydropower capacity at a global level is limited, I will mostly use the term "reliable energy source" as an euphemism for fossil fuels. Not to be too parochial and allow for massively distributed generation, I will assume a "super(duper?)grid" coupling wind power sources from three different continents together.

As a starting point I want to create a production profile based on real wind power production data. As sources I choose south-Eastern Australia, Ireland, and the Bonneville Power Administration in Oregon. Each has roughly comparable amounts of wind power installed, but I will scale the capacity of each to 3333MW so that the combined capacity will end up being 10GW. Data for BPA and Australia is given every 5 minutes while the Irish data is every 15 min. To get the datasets to match I will make a linear interpolation of the Irish data. Furthermore, since my chosen time period for the Australian data (1.8.2010-30.7.2011) is a bit different from the other two (1.7.2010-30.6.2011), I will fold the Australian data onto itself from the end to generate few missing datapoints. I take the consumption profile from the BPA load, but reserve the right to change its scale to suit my purposes. As a result, I get a combined wind power production from three massive clusters of wind turbines on three different continents. (Note: Slight bias might be caused by increasing capacity over the year.) In Figure 1, I show the power distribution for the individual clusters and for the combined system. The distributions look a bit different from each other presumably because the Australian turbines are most distributed geographically. The combined system has about 7% probability to produce less than 10% of the installed capacity.

Figure 1: Wind power distribution for different clusters together with the combined system.

Figures 2 and 3 show how production and consumption relate to one another during one randomly picked week in two different scenarios. In the Figure 2, the minimum consumption is the same as the maximum production so that no wind power has to be wasted. In the Figure 3, the wind power produces the same amount of electricity in a year as the society consumes. Because in neither case does the consumption match the production, some reliable source of energy must bridge the difference. For now I assume that this reliable source of energy can be turned on instantaneously in response to changes in wind production. This assumption is typically wrong and eventually I will make few remarks as to how serious this assumption is.

Figure 2: Maximum wind power is less than the minimum consumption.

Figure 3: Wind power production over the year equals the electricity consumption.

For the scenario in Fig. 2 it turns out that 74% of the electricity is produced with fossil fuels and the capacity of the reliable power plants must be 92% of the peak demand. The CO2 reductions in this scenario are nowhere close to what is required and the entire wind capacity has been build to work in tandem with power plants burning fossil fuels. This modest tinkering of electricity supply is quite close to what is being practiced today in many countries.

In the ambitious scenario presented in Figure 3, some of the wind power ends up wasted and periods of low production must be covered with fossil fuels. It turns out that the capacity factor of wind power drops from around 30% to around 24%. Power plants burning fossil fuels cover about 21% of demand and their capacity must be 88% of peak demand. If we take the threat of climate change seriously, even this rate of emissions is excessive considering that electricity production is not the only source of green house gases and that the global electricity consumption will most likely rise. Importantly, it should also be noted that in this scenario the reliable power plants are running at a capacity factor of only 15% which increases the cost of their power dramatically. Under this scenario one would quite likely (and perversely) end up paying subsidies to the owners of the power plants burning fossil fuels.

(As an aside, a leaked European Commission document apparently includes a 50% wind scenario by 2050. Based on the above approach this would imply a need for reliable power plants that can account for 92% of the peak demand. Capacity factor for these plants would be around 35%. Since solar PV production almost never peaks during peak demand and is reliably off during most of the day... CSP with storage might be theoretical possibility, but to be able to contribute to next days peak demand and compensate for the cloudy days they will need large storage. Solutions where CSP plants are backed up with fossil fuels are clearly not satisfactory.)

That these scenarios rely fundamentally on fossil fuels does not feel right to someone seriously concerned about climate change. This dependency can be broken if wind power during periods of high production could be stored somewhere. How much storage would be needed? I will now assume that: (i) (only) 20% of the energy is lost during the transfer of wind-generated energy to and from the storage, (ii) storage doesn’t “leak”, (iii) there are no limits on the storage input-output powers, and (iv) that the storage is arbitrarily large. Only type of storage that might approach these conditions even to some extent, appears to be pumped-hydro storage.

In Figure 4 I show how the energy content in the storage varies over the year. I choose the consumption to such a level that the storage at the end of the year is about the same as in the beginning of the year. It turns out, that the entire electricity consumption (95% of wind production) could be covered with wind power if the storage amounts to about 9% of the yearly production or 2.5 million MWh. In practice about this amount of energy would be released when the water from a 90km^2 lake that is 20 meters deep drops 500 meters. Naturally this (fresh) water would also have to be stored at lower elevation to await pumping back into the mountains. However, this scenario appears somewhat unrealistic in that it requires that we can store energy at a power 5.1GW and release it at 4.3GW. These figures are massive relative to the maximum demand of 4.7GW.

Figure 4: Content of the energy storage over the year.

So let us proceed to make things perhaps a bit more realistic by throttling the storage input-output power to "just" 1GW. In this case some of the wind power is again lost and dependence on fossil fuels reappears. Consumption can now be 89% of yearly wind power production and storage must be sufficient for about 5% of production. 4.5% of consumption would be covered by reliable power plants running with a capacity factor of just 5%. However, their capacity must still be 63% of peak demand. If we throttle the storage power further, the need for fossils fuels increases.

What if we just store energy for few days? If the storage is for 5 days peak production and we throttled its power like before, about 9% of consumption must be covered with reliables. Their capacity must be 70% of peak demand and the capacity factor is 8%. If we are to remove reliables entirely from the picture, the consumption must drop drastically to the average level of about 900MW. Naturally, this implies a drop in the winds capacity factor to less than 9%.

So far I have assumed that reliables can react instantaneously to changes in wind power production. Let us add a delay of 10-30 minutes to the scenario of Fig. 3, where most electricity was from wind. I.e. I assume that if the reliable source was turned off, it takes 10-30 minutes for it to start producing power again. In Figure 5 I show the resulting difference between production and demand. As is clear, even with only 10 minutes delay more than 600MW mismatch can appear. Smaller discrepancies appear regularly over the year and their frequency increases as the reliables response becomes more sluggish. These observations presumably set some constraints on the amount of reliable power plants which must either be constantly spinning no matter what the wind conditions are or be able to react very rapidly to changing wind conditions (hydro probably).

Kuva 5: Mismatch between delivered and needed power for few different delays.

It is of interested to check what did we actually gain by combining Irish, Australian, and BPA productions with the "super grid". If we only use the production data from Australia for the wind dominated scenario, 24% of the electricity would come from reliables (21% with the "supergrid") , required reliable capacity would be 92% (vs. 88%), and the reliables capacity factor would be 17% (vs. 15%). Therefore, it seems that distributing wind turbines over an area larger than around 1 million square kilometers provides only modest additional benefits. These benefits should naturally be balanced against the additional costs.

In all the above I have taken the consumption pattern to be fixed. In principle, using smart grids the consumption could change. However, not only does the required change have to be very rapid, but it also has to be potentially a very large fraction of the total demand. It is naturally partly a political and ideological question whether it is desirable to force the society to adapt to failures of the chosen technology rather than demanding that the technology adapts to way people behave. (The way I phrased it, makes it quite clear where I stand.) In fact it is curious how eagerly proponents of, for example, wind power wish to rely on smart grids even though the most obvious use of smart grids seems to be almost diametrically opposed to their vision.

Sending more detailed pricing signals to consumers, has the potential advantage of lowering peak demand and perhaps inversely increasing night time demand. Under such circumstances the difference between average and peak demand is reduced and the share of the baseload power actually increases. In the extreme limit we would end up with an electricity supply entirely made out of baseload power plants (coal or nuclear typically). Not only would this lower the cost of average kWh, but it would also seem to simplify the design and maintainance of the energy infrastructure. I.e. used in this way, a smart grid seems to be a really smart idea! However, the way proponents of unreliables intend to use smart grids is quite different. For them smart grid is a way to lower demand not when demand is necessarily high, but when their favored energy supply is failing. Smart grid is then transformed into a system of managing blackouts. Then it is about giving consumers the choice between very costly energy and a blackout. Managed blackout is certainly better than unmanaged one, but how is it exactly better than not having blackouts is unclear.

For the reasons above, I think it is clear that it is very difficult to base the electricity supply on erratic sources of energy. As soon as we start estimating the required storage capacity or the capacity of reliable backup power, we end up with massive figures, implying huge escalations in costs, or an unacceptable reliance on fossil fuels. Getting the production and demand to match each other becomes ever more complicated, and I cannot help myself thinking that the resulting device starts to, more and more, resemble a Rube Goldberg device.

Here is the scenario you end up with: If wind power is too variable, build a supergrid and then connect it to smart grid. Then combine everything to solar power on the other side of continent, which will be smoothed with wave power coupled to geothermal, and as an icing on the cake build large number of microlevel bio, natural gas,and hydro power plants across the continent. If the goal is to create a reliable voltage difference, is there no easier way? If the goal is to redistribute common resources to those who manufacture pieces of the device, however, then there is unarguably some internal logic. Also, if the real goal is to maintain de facto dependence on fossil fuels, this approach is eminently sensible.

Figure 6: Rube Goldberg device comes in handy when you need to brush your teeth.

Unfortunately, this kind of confusion makes it harder to understand how the whole system works (or doesn’t work) and also harder to understand the final costs and emission levels involved. (Sometimes I get the feeling that proponents for unreliables prefer it that way.) Such visions do not become more convincing when one observes the politics involved. Each part of the device is constructed with scant regard for other parts, with multitude of different national (especially in the European Union) subsidy schemes. Many parts of the device also seem to be more like rhetorical tools, to divert attention from the shortcomings of the activity under spotlight. For example, supergrids are often evoked as a tool that would make huge fluctuations of wind power at national level disappear. As we have seen from this analysis, not only is this assumption unjustified, but it also seems unclear who exactly is supposed to pay for such grids. It is certainly not included in the typical cost estimates for wind power. Also, how are the small nations around Germany, some of which have no need for wind power, supposed to balance the wind power of 80 million Germans? Would Germany pay for the construction of wind turbines in, and transmission cables from, another country? Not likely.

Only scenarios which are based on reliable energy sources from the beginning seem to avoid the problems discussed here. Scenarios based on unreliable sources become progressively harder as their share of electricity supply increase. Reducing GHG emissions sufficiently requires, in practice, total decarbonization of the electricity supply, and the emissions reductions achieved by the time erratic sources run into trouble are far too low. I cannot avoid the conclusion that approaches based on renewables will mainly, at a very large expense, end up delaying the real decisions we must eventually make to lower emissions to acceptable levels. The alternative zero-carbon baseload source seems rather obvious…

Tuulivoima, supergrid ja energian varastointi: osa 2

2011-10-20T18:34:00.002+02:00

Aikaisemmassa kirjoituksessani aloitin muodostamalla eri tuulivoimalaryppäiden todellisista tuotantotiedoista semifiktiivisen maan, jonka sähköntuotannosta merkittävä osa oli peräisin tuulivoimasta. Halusin ymmärtää kuinka paljon luotettavia (yleensä fossiilisia) energianlähteitä vielä tarvitaan ja kuinka tästä riippuvuudesta voisi päästä eroon energiaa varastoimalla. Jatkan nyt siitä mihin jäin.

Jos haluamme sähköntuotannon, joka on täysin vapaa fossiilisista vaadittava energiavaraston koko on herkästi liki 10% tuulivoiman vuosituotannosta. Koska näin massiivinen varasto vaikuttaa suhteellisen epärealistiselta, katsotaan mitä tapahtuu, jos varaston kokoa pienennetään ja puuttuva osa sähköntuotannosta yksinkertaisesti katetaan "luotettavilla" energianlähteillä. Jos varastoon mahtuu 5 päivän huipputuotanto ja sen in-out tehot rajataan aikaisemmin mainittuun 1000 MW:iin osoittautuu, että luotettavaa tuotantoa tarvitaan noin 9% kokonaiskulutuksesta. Laitosten teho olisi 70% maksimikulutuksesta ja kapasiteettikerroin 8%. Tuulivoiman kapasiteettikerroin laskisi nyt 25% tasolle. Jos taas haluamme poistaa nämä luotettavat energianlähteet kokonaan pois kuvioista, on kulutusta laskettava rajusti. 5 päivän varastolla keskikulutuksen on pudottava noin 870MW tasolle jotta riippuvuus katoaa. Tämä tarkoittaa luonnollisesti tuulivoimaloiden kapasiteettikertoimen laskua alle 9%.

Jos pienennämme varastoa entisestään ainoastaan 2 päivään (katso kuva 1) ja oletamme lisäksi, että varasto purkautuu 2 päivän puoliintumisajalla (ehkä realistista paineilmaan perustuvissa visioissa?), luotettavalla voimalla katetaan 12 %, niiden tehon on oltava 80% huipputehosta ja kapasiteettikerroin on 9%. Pienentämällä varastoa entisestään fossiilisten osuus nousee ja niiltä vaadittava huipputeho kasvaa.

Kuva 1: 2 päivän varasto joka purkautuu 2 päivän puoliintumisajassa.

Näissä skenaariossa olen olettanut, että luotettavat vaihtoehdot voivat seurata tuulivoiman tehon vaihteluita välittömästi. Koska näin ei useinkaan ole, niin tarkastellaan vielä sitä mitä viive varavoiman käynnistämisessä aiheuttaa. Kuvassa 2 esitän tuotannon ja kulutuksen erotuksen muutamalla eri viiveellä. Näissä esimerkeissä on siis tehty oletus, että mikäli varavoimalaitos on ollut poissa päältä kun tuuli tyyntyy, sen päälle saaminen kestää kuvassa mainitun ajan. Kuvasta huomaa, että kulutuksen ja tuotannon välille voi vuoden aikana syntyä jopa yli 600 MW:n ero (20% keskikulutuksesta) vaikka varavoiman käynnistys kestäisi vain 10 minuuttia. Pienempiä satojen megawattien heittoja tapahtuu toistuvasti ja niiden määrä kasvaa, kun varavoiman käynnistys hidastuu. Tämä antanee osviittaa siitä määrästä luotettavaa voimaa, joka on vaihtoehtoisesti koko ajan päällä tuulitilanteesta riippumatta tai mikä voidaan käynnistää välittömästi, kun tuulivoiman tuotanto muuttuu (ehkä vesivoima?).

Kuva 2: Tuotannon ja kulutuksen erotus, kun varavoiman käynnistyy vaatii 10-30 minuuttia.

On myös ehdotettu, että tuulivoimaa varastoitaisiin lyhyemmäksi aikaa esimerkiksi vauhtipyöriin (flywheels). Tämä ei voi poistaa riippuvuutta luotettavasta varavoimasta, mutta voisi auttaa tuottamalla energiaa sen aikaa, kun varavoimaloita käynnistetään. (Jos muuten kustannus on 10000$/kWh, niin varasto joka voi toimittaa 5000MW 30 minuutin ajan maksaisi enemmän kuin asennetut tuulivoimalat. Ellei teknologia tule rajusti halvemmaksi niin jopa akut ovat selvästi halvempia.) Tällaisissa skenaarioissa on kuitenkin syytä pitää mielessä se, että varaston on oltava aina käyttövalmiina. Jos nimittäin varastoa täytetään vain hyvien tuuliolosuhteiden vallitessa, on olemassa riski siitä, että tuuli ensin tyyntyy, aloitamme käynnistämään varavoimaa ja puramme varastoja. Varasto tyhjenee, mutta sitten tuuli taas voimistuu. Päätämme sammuttaa varavoimalat, mutta sitten tuuli taas tyyntyy ilman, että varastot voivat enää tuottaa mitään ja valot sammuvat. Toinen relevantti asia on se aika missä varasto purkautuu. Jos sinne varastoidaan energia E=Pt, niin se hukkuu teholla Pt*ln(2)/puoliintumisaika. Ainut tapa pitää tämä hukkateho pienenä on käyttää varastoa missä t/puoliintumisaika on hyvin pieni. Jos vauhtipyörät varastoivat energiaa vain esim. pariksi tunniksi ja haluamme varastoida energiaa vastaamaan 30 minuutin tarvetta, niin varaston hukkateho on jo huomattava osa kulutuksesta. Vauhtipyörät eivät tämän perusteella vaikuta kovin lupaavilta.

On myös kiinnostavaa tarkistaa mitä Irlannin, BPA:n ja Australian tuotantojen yhteenliittämisessä itse asiassa voitettiin. Mikäli tyydymme rakentamaan saman tuulivoimakapasiteetin kaakkois-Australiaan (silmämääräisesti noin miljoonan neliökilometrin alue) ja tuotamme tuulivoimalla kulutusta vastaavan sähkömäärän ilman varastointia, fossiilisilla tuotettaisiin 24% sähköstä ("supergrid" tulos oli 21%), tarvittava luotettava kapasiteetti olisi 92% huippukulutuksesta (supergridillä 88%) ja kapasiteettikerroin 17% (supergridillä 15%). Vaikuttaa siis siltä, että tuulivoimaloiden yhteenkytkeminen yli miljoonan neliökilometrin yli ei muuta tilannetta kovin olennaisesti. (Pohjoismaiden pinta-ala on enemmän kuin miljoona neliökilometriä.)

Aikaisempaa kirjoitustani kommentoitiin huomauttamalla vesivoiman roolista. Vesivoima on ylivoimaisesti merkittävin uusiutuva energianlähde. Skenaariot joissa tuulivoimaa varastoidaan joiksikin päiviksi ja jäljelle jäävää tarvetta katetaan luotettavilla energianlähteille voitaisiin osin pohjata myös nykyisten vesivoimaloiden käyttöön. Ongelma näissäkin vaihtoehdoissa on mm. vaadittava luotettavan huipputehon määrä mikä on merkittävä osa huippukulutuksesta ja sellaista tehoa olemassa olevista voimalaitoksista ei saa.

Kulutus voi myös periaatteessa joustaa, mutta semifiktiivisen valtiomme energiantuotanto oli niin satunnaista, että vuoden aikana tapahtuvien satunnaisten kulutusjoustojen tarve on merkittävä osa koko kulutuksesta. Vaadittava jouston määrä ei ole ainoastaan suuri vaan sen pitää myös tapahtua hyvin nopeasti, koska tuotantoteho vaihtelee merkittävästi jopa 5 minuutin aikana. Kulutusjoustojen toteuttaminen älykkäiden verkkojen avulla on varmasti monessa tapauksessa järkevää, mutta sen hyöty on suurempi melko hyvin ennustettavan kulutusprofiilin tasoittamisessa kuin tuotannon satunnaisuuden kompensoimisessa kulutuksen satunnaisuutta lisäämällä. Kulutuksen tasoittaminen pienentää tarvetta voimaloihin, jotka kytketään päälle vain kulutuspiikkejä varten. Tällöin suurempi osa tuotannosta voi olla jatkuvasti päällä olevaa halvempaa perusvoimaa. Tämä ei ainoastaan alenna keskimääräisen kWh:n suoria kustannuksia vaan tekee koko infrastruktuurin suunnittelun ja pyörittämisen helpommaksi (ja halvemmaksi).

Kun jousto kohdistuu nykyisen kulutusprofiiliin tasoittamiseen sekoittamisen sijaan, jouston ennustettavuus tekee myös kustannusten minimoimisen helpommaksi. (Kulutusjouston toteuttaminen esimerkiksi silloin, kun kaikki ovat töissä on varmasti vaikeaa. Sanotaanko silloin työntekijöille, että riippumatta lomasuunnitelmistanne nyt teillä onkin puolipäivää vapaata paitsi siinä tapauksessa, että tuotanto taas kasvaa, jolloin ryntäätte takaisin töihin? Ei tarvitse olla perheellinen todetakseen tuollaisen tilanteen sietämättömyyden.) Samoin moni tulevaisuudessa edessä oleva asia voi lisätä sähkönkulutusta öisin ja näin ollen pienentää kulutuspiikkien roolia. Äkkiseltään mieleeni tulevat sähköautojen akkujen lataus, vedyn valmistus, kenties liikennepolttoaineiden valmistus ja meriveden desalinointi. Kaikki nuo ovat prosesseja, joita voidaan pyörittää ihmisten nukkuessa.

Kulutusjoustoissa on myös kyse osin ideologisista mieltymyksistä. Itse en pääsääntöisesti usko ylhäältä tapahtuvan sosiaalisen manipuloinnin (social engineering) tehokkuuteen. Evoluutio tuottaa parempia tuloksia kuin revoluutio. On helpompaa ja oikeampaa saada tekniset ratkaisut mukautumaan ihmisten mieltymyksiin kuin pakottaa ihmiset mukautumaan valittuihin teknisiin ratkaisuihin. On vaikeaa nähdä mitä lisäarvoa epäluotettavasti toimivaan energiainfrastruktuurin mukautuminen ihmisille tuottaa.

Näissä kirjoituksissa käsitellyistä syistä johtuen minusta on ilmeistä, että sähköntuotantoa on hyvin vaikeaa saada pohjautumaan satunnaisiin uusiutuviin. Kun arvioimme vaadittavia varastointimääriä tai tarvittavaa luotettavan tehon määrää, päädymme hyvin herkästi massiivisiin lukuihin. Näissä visioissa kulutuksen ja tuotannon saaminen tasapainoon vaatii yhä eriskummallisempia virityksiä joille on englannin kielessä termi "Rube Goldberg device". Ts. laite joka tekee jotain todella yksinkertaista hyvin monimutkaisella tavalla. Jos tuulivoima on liian satunnaista, rakenna supergrid ja kytke se älykkääseen verkkoon. Sitten kytke koko järjestelmä aurinkovoimaan, jota tasoitetaan aaltovoimalla, joka kytketään geotermiseen lämpöön ja kaikki kruunataan paikallisilla mikrotasolla maanosan ylitse yhteen kytketyillä (lähi-demokraattisilla?) bio- maakaasu- ja vesivoimaloilla. Ta-daa! Valmista tuli ja töpselissä on jännite-ero! Jos tavoitteena on jännite-ero töpselissä, eikö tuota voi tehdä yhtään helpommin? (Jos tavoitteena on uudelleen ohjata yhteisiä resursseja tukiaisiin kutakin laitteen osaa valmistavalle yritykselle, visiossa on oma sisäinen logiikkansa. Samoin siinä on oma järkensä mikäli todellisena tavoitteena on ylläpitää fossiilisiin pohjaavaa energiantuotantoa.)

Kuva 3: Rube Goldberg laite avustaa hampaiden pesussa

Tällainen sekamelska ei ainoastaan hankaloita todellisen järjestelmän toiminnan ja kustannusten ymmärtämistä vaan myös järkevää keskustelua prioriteeteistä ja lopullisista kustannuksista. Visioiden uskottavuus ei myöskään parane siitä, kun tarkastelee kuinka tällaista energiainfrastruktuuria ajetaan politiikassa. Kutakin järjestelmän osaa näperrellään toisista irrallaan, voimaloita asennellaan minne sattuu lukemattomien erilaisten kansallisten tukiaisvirtojen innostamina. Monet laitteen osat tuntuvat vielä usein olevan pikemminkin retorisia keinoja johdattaa keskustelua pois kulloisenkin harrastuksen rajoituksista samalla, kun energiainfrastruktuurista tulee yhä pahempi tilkkutäkki, joka nojaa entistä voimakkaammin siihen osaan tuotantoa johon voi luottaa -- eli fossiilisiin.

Ainoat skenaariot, joista tämä eskaloituminen puuttuu ovat niitä, jotka nojaavat jo lähtökohtaisesti luotettaviin energianlähteisiin ja joiden rinnalla satunnaiset uusiutuvat ovat "pieni" tekijä. Haasteena on kuitenkin se, että mikäli ilmastonmuutokselle halutaan tehdä jotain on energiantuotanto muutettava liki täysin vapaaksi fossiilisista. Skenaariot joissa rakennetaan vaikkapa tuulivoimaa luottaen siihen, että sen satunnaisuus kompensoidaan fossiilisilla polttoaineilla johtavat meidät päästövähennysten ja kustannusten kannalta umpikujaan viimeistään siinä vaiheessa, kun tuulivoiman huipputeho alkaa merkittävä osa kaikesta tehonkulutuksesta. Itseäni fossiilisista riippuvat ratkaisut eivät suuremmin kiinnosta vaan pidän parempana keskittyä vaihtoehtoihin, jotka voivat uskottavasti skaalautua kattamaan 100% ihmiskunnan energiankulutuksesta ilman näissä kirjoituksissa mainittuja ongelmia. Kun meillä on uskottava tie tuonne 100% tasolle, niin voimme alkaa kinastelemaan siitä millä viimeiset 10-20% katetaan. Kestävä pitkän tähtäimen ratkaisu ei voi pohjata ongelmien lakaisemiseen maton alle tai toiveeseen siitä, että nykyinen riippuvuus fossiilisista haihtuu ilmaan kuin paha uni.

Pieni lisäys--- Financial Times lehdessä kerrottiin Euroopan komissiosta vuotaneesta raportissa, jossa yksi skenaario EU:n sähköntuotannosta vuonna 2050 pohjautui 50% tuuleen. Jos oletamme, että kulutus pysyy nykyisellä tasolla niin oheinen kuva simuloi mahdollista kulutusta ja tuulivoimatuotantoa. Osoittautuu, että ilman varastointia luotettavilla lähteillä on tällöin kyettävä kattamaan 92% huippukulutuksesta ja niiden kapasiteettikerroin olisi 35%.

Kuva 4: Simuloitu EU:n sähkönkulutus ja miten se suhtautuu simuloituun tuulivoiman tuotantoon, kun tuulivoimalla tuotetaan 50% sähköstä.

Tuulivoima, supergrid ja energian varastointi: osa 1

2011-10-16T08:56:00.005+02:00

Olen kirjoittanut aikaisemmin huomioistani Oregonin BPA:n tuulivoimatuotannosta ja tuulivoimasta Tanskassa ja Irlannissa perustuen todellisiin tuotantotietoihin. Näissä kirjoituksissa olen arvioinut kuinka paljon maantieteellinen hajauttaminen todellisuudessa tasoittaa tuulivoiman satunnaisuutta kuten myös sitä kuinka paljon voimme luottaa sääennusteiden paranemisen helpottavan tilannetta olennaisesti. Päätin nyt palata asiaan hiukan korkeammalla kunnianhimolla.

Seuraavissa kirjoituksissa aion analysoida hiukan tarkemmin todellisiin tuotantotietoihin perustuvaa fiktiivistä valtiota, jonka tarvitsemasta energiasta suuri osa tuotetaan tuulivoimalla, joka on jakautunut kolmelle mantereelle: Irlantiin, Oregoniin (USA) ja kaakkois-Australiaan. Valitsin nämä otokset osin naurettavan suurien välimatkojen vuoksi ja osin siksi, että näistä paikoista löysin tarkat tuulivoiman tuotantotiedot helposti. Koska kirjoituksesta näyttää tulevan melko pitkä, jaan sen kahteen osaan. Tässä ensimmäisessä osassa pohjustan tulevaa muodostamalla näistä kolmesta klusterista yhteenlasketun tuulivoimatehon. Tältä pohjalta arvioin vielä vaadittavaa fossiilisiin polttoaineisiin perustuvaa energiantuotantoa. En jää kuitenkaan tälle "supergrid" tasolle vaan jatkan arvioimalla tarvittavaa energianvarastoinnin määrää mikäli haluamme oikeasti luopua fossiilisista. Haluan myös ymmärtää mitä varaston rajoitukset (koossa ja tehoissa) aiheuttavat. Seuraavassa osassa seuraa mitä sylki suuhun tuo, koska aion jatkaa siitä mihin tässä jään ja mihin kiinnostukseni nyt silloin sattuukaan suuntautumaan.

No niin...ryhdytäänpä töihin. Irlannin, Bonneville Power Administrationin ja kaakkois-Australian tuulivoiman tuotantotiedot löytyvät netistä. BPA:n ja Irlannin tiedot ovat ajanjaksolta 1.7.2010-30.6.2011 ja kaakkois-Australian ajanjaksolta 1.8.2010-30.7.2011. Siinä missä muut antavat tietonsa 5 minuutin välein Irlannin tiedot onnetaan 15 minuutin välein ja jotta saan heidän datasettinsä samankokoiseksi BPA:n kanssa, teen lineaarisen interpolaation annettujen tietojen välille. Australian datan ajankohta poikkeaa myös hiukan muista ja sen vuoksi sen koko on hiukan BPA:n settiä lyhyempi. Taitan heidän datasettinsä lopusta takaisin päin ja generoin näin puuttuvat pisteet. Skaalaan kunkin klusterin kapasiteetin yhtäsuureksi niin, että yhteenlaskettu kapasiteetti on 10GW. Jos jotakin kiinnostaa leikkiä datalla, niin semifiktiivisen valtiomme tuotanto- ja kulutustiedot ovat tässä.

Ensimmäisessä kuvassa näytän todennäköisyysjakauman tuuliteholle. x-akselilla on teho suhteessa asennettuun kapasiteettiin. Jakaumat eri paikoissa näyttävät erilaisilta luultavasti lähinnä sen vuoksi, että alueiden sisällä tuulivoimalat on jaettu eri kokoisille alueille niin, että kaakkois-Australian kapasiteetti on selvästi hajautetuin. Parempi hajautus aikaansaataisiin, jos kaikkien tuulivoimalat olisivat yhtä levällään kuin kaakkois-Australiassa, mutta melko hyvin levitettynä tätäkin tuotantoa voitaneen pitää. Eri lähteiden yhteenlaskeminen alensi pienien tuotantotehojen todennäköisyyttä (alle 10% asennetusta kapasiteetista 7% todennäköisyydellä), mutta standardipoikkeama on vielä 14% ja jakauma on selvästi ei-normaali. Keskimääräinen tuotantoteho on melko korkea eli noin 30% asennetusta tehosta. Pitäen mielessä, että tämä tulos on laskettu tuhansien eri mantereilla olevien turbiinien todellisten tehojen summana uskon, että tuulivoimaloiden tuotannon yhdistäminen esim. EU:n kokoisella alueella tuskin tuottaa tässä nähtyä tasaisempaa tuotantoprofiilia. Käytännössähän jopa tällaisen yhteenliittämisen esteenä ovat toisaalta korkeat kustannukset sähköverkoista, jotka ovat suuren osan ajasta tyhjillään ja toisaalta voimaloiden jakautuminen epätasaisesti niin, että niiden sijoittelu seuraa enemmänkin kyseisen maan väkilukua, vaurautta ja tukiaisia kuin optimaalista tuotantotehojen tasaamista.


Kuva1: Tuulivoiman tuotantojakaumat

Seuraavat kuvat esittävät esimerkit tämän fiktiivisen maan tuulivoimatuotannosta yhdessä sähkön kulutuksen kanssa. Kulutuksen muodon otan BPA:n kulutustiedoista, mutta skaalaan sitä tarvittaessa ylös ja alas. (Esitän kuvissa vain yhden satunnaisesti valitun viikon tiedot.) Kuva 2 esittää tilanteen missä kulutus on mitoitettu niin, että tuulen maksimituotanto on aina alhaisempi kuin minimikulutus. Tämä takaa sen, että tuulivoimaa ei tarvitse varastoinnin puutteen vuoksi "hukata" tuotannon ollessa kulutusta korkeampi. Toisaalta tässä skenaariossa kulutuksen ja tuotannon erotus on katettava jollain luotettavalla energianlähteellä. Tämän tyyppinen tilanne on vallalla nyt, kun esim. tuulivoimatehot ovat selvästi alhaisempia kuin fossiilisten voimalaitosten tehot. (Jatkossa toimin niin, että tämä "luotettava energianlähde" on vain kiertoilmaus sanalle "fossiilinen".)

Kuva 2: Tuulivoimantuotanto aina kulutusta pienempi

Kuva 3 taas olettaa, että keskimääräinen kulutus on sama kuin tuulivoiman keskimääräinen tuotanto. Ts. vuoden aikana tuulivoimalat tuottavat tismalleen saman määrän sähköä kuin mitä ihmiset kuluttavat.

Kuva 3: Keskikulutus sama kuin tuotanto

Koska kysyntä ja tarjonta eivät kummassakaan tapauksessa (Kuvat 2-3) vastaa toisiaan emmekä elä yhteiskunnassa joka sietää yllättävää sammumista, tarvitaan erotuksen kattamiseen fossiilisia. Kuinka paljon? Teen rajun yksinkertaistuksen ja oletan, että fosiilisen kapasiteetin tehoa voidaan säätää välittömästi vastaamaan tuulivoiman ja kysynnän vaihteluja. Tämä ei tietenkään pidä paikkaansa, mutta olen blogia kirjoittava fyysikko ja teen mitä minua huvittaa. (On suotavaa, jos insinöörit tekevät tällaiset laskut kunnolla...ainakin töissä ollessaan.) Kuvan 2 tapauksessa fossiilisilla tuotetaan 74% sähköstä ja tarvittava fossiilinen huipputeho on 94% kulutushuipusta. Mieleni tekee kutsua tätä skenaariota viherpesuksi, koska yhteiskunta ja tuulivoima on siinä rakennettu toimimaan fossiilisten varassa ja tuulivoiman tuottaa lähinnä hyvää mieltä eikä niinkään energiaa. Missään nimessä sillä saatavat päästövähennykset eivät ole lähelläkään sitä mitä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi tarvitaan.

Kuvan 3 tapauksessa suurin osa energiasta tuotetaan jo tuulivoimalla. Fossiilisilla tuotetaan yhä 21% sähköstä ja tarvittava fossiilinen huipputeho on 88% maksimikulutuksesta. Tässä skenaariossa tuulivoiman kapasiteettikerroin on 24% (koska osa tehosta menee harakoille) ja fossiilisten 15%. Kustannukset aiheutuvat siis tuulivoimaloista, supergridistä ja fossiilisista voimalaitoksista, jotka voivat toimittaa melkein kaiken tarvittavan tehon. Vaihtoehtona voisi olla esimerkiksi nykytilanne, jossa on lähinnä pelkkiä fossiilisia polttavia voimalaitoksia. Laitokset itsessään maksaisivat suunnilleen yhtä paljon kuin tuossa yllä olevassa skenaariossa, mutta polttoainekustannukset olisivat korkeampia. Toisaalta aikaisemmin mainittu alhainen 15% kapasiteettikerroin tarkoittaa, että ollakseen kannattavia dominoivan tuulivoiman rinnalla on fossiilisesta energiasta pyydettävä markkinoilla merkittävästi nykyistä korkeampaa hintaa. (LCOE on ainakin kaksinkertainen, jos kapasiteettikerroin kaasuvoimalalla on 15% 70% sijaan.) Tällaisessa tilanteessa voimme joutua maksamaan fossiilisten voimalaitosten omistajille tukiaisia siitä, että he ylläpitävät infrastruktuuria johon tuulivoimalat nojaavat. Tästä on itseasiassa jo alettu keskustelemaan Saksassa heidän energia "vallankumouksensa" yhteydessä.

Nämä skenaariot kuitenkin nojaavat edelleen fossiilisiin mikä ei vaikuta järkevältä mikäli oikeasti pitää ilmastonmuutosta ongelmana. Tämä riippuvuus voidaan poistaa mikäli ylijäämä tuulivoimaa voitaisiin varastoida myöhempää käyttöä varten. Kuinka paljon varastoa vaaditaan? Oletan nyt optimistisesti, että varastoinnin ja purun yhteydessä 20% sähköstä hukkuu, että varasto ei vuoda, että varaston täytön ja purkamisen tehossa ei ole rajoituksia ja että varasto voi olla mielivaltaisen suuri. Ainut varastointitapa, joka edes hiukan saattaisi lähestyä näitä reunaehtoja on energian varastointi korkealla sijaitseviin vesialtaisiin. (Unohdetaan akut, koska niillä varastoinnin kustannukset ovat astronomisia ilman, että tarvitsee edes keskustella niiden materiaalivaatimuksista tai ympäristövaikutuksista.)

Kuvassa 4 näytän kuinka varaston energiasisältö käyttäytyy vuoden aikana tilanteessa missä energiankulutusta on alennettu niin, että loppuvuonna varasto on suunnilleen samalla tasolla kuin missä se oli vuoden alussa. Nyt koko energiankulutus voidaan kattaa tuulivoimalla ja varastoa tarvitaan noin 9% tuulivoiman vuosituotannosta eli 2.5 miljoonaa MWh. Käytännössä tuo energiamäärä voisi olla esim. 500 metrin (Norjan keskikorkeus) korkeudella olevassa 20 metrin syvyisessä 90km^2 kokoisessa järvessä. Jos yritämme tehdä vastaavan varaston Suomessa niin esimerkiksi Saimaan tyhjentäminen merenpinnan tasolle vapauttaa suunnilleen saman määrän energiaa. (Saimaan vesi pitäisi sitten varastoida jonnekin meren lähelle odottamaan takaisin pumppaamista vielä saman vuoden aikana, koska eihän järveen voi suolavettä pumpata.) Tässä skenaariossa keskikulutus on 95% keskimääräisestä tuotannosta (ei hullummin itse asiassa), mutta meidän olisi kyettävä pumppaamaan energiaa varastoon 5.1GW teholla ja purkamaan sitä 4.3GW teholla. Kun ottaa huomioon, että muun yhteiskunnan maksimikulutus on noin 4.7GW tämä vaikuttaa melko epärealistiselta.

Kuva 4: Tuotanto, kulutus ja varasto

Tämän vuoksi edetään seuraavaan ehkä hiukan realistisempaan skenaarioon, missä varaston syöttö- ja purkuteho rajataan yhteen gigawattiin. (Tämä on toki edelleen massiivinen luku, sillä tällöin vesipumput vaatisivat suhteessa saman sähkötehon kuin koko metsäteollisuus Suomessa.) Koska joudumme nyt rajaamaan osan tuulivoimaloiden tuotannosta ulos, tuulivoimaloiden kapasiteettikerroin laskee ja voimme tarvita fossiilisia voimalaitoksia kattamaan hetket jolloin tuulee vähän, kulutus on korkea ja varaston maksimiteho ei ole riittävän korkea. Osoittautuu, että nyt kulutuksen on oltava 89% keskituotannosta ja varastoa vaaditaan noin 5% tuulivoiman vuosituotannosta. Fossiilisilla katetaan 4.5% kulutuksesta ja vaadittava fossiilinen huipputeho on 63% huippukulutuksesta. Tämä tarkoittaa, että fossiilisten voimalaitosten kapasiteettikerroin on 5% (LCOE yli nelinkertainen) ja tuulivoiman kapasiteettitekijä on laskenut 26% tasolle. Mikäli kuristamme varaston tehoja vielä alemmas tarvittava fossiilinen kapasiteetti nousee ja tuulivoimaloiden kapasiteettikerroin laskee.

Tämä riittäköön tällä kertaa. Jatkan myöhemmin luultavasti keskustelemalla skenaarioista missä varastointi kapasiteetti on rajoitettu korkeintaan joihinkin päiviin. Samoin aion analysoida hiukan sitä mitä varaston vuotaminen aiheuttaa ja miten tulos riippuu siitä käytämmekö supergridillä yhteen liitettyjä voimaloita vai emme. Varaston vuotaminen vaikuttaa nimittäin relevantilta silloin, jos pitää ottaa kantaa energianvarastointiin esimerkiksi vauhtipyöriin tai paineistettuun ilmaan. Näissä molemmissa tapauksissa varastoitu energia hukkuu suhteellisen nopeasti tuntien tai päivien kuluessa. Itse asiassa tällöin voi osoittautua tarpeelliseksi lisätä realistisempi viive tuulivoiman muutoksen ja fossiillisen kapasiteetin reaktion välille. Stay tuned...

Seuraava osa on valmis ja luettavissa täällä.

Aurinkosähkön lähtölaskenta...toistaiseksi?

2011-09-07T18:47:00.001+02:00

Der Spiegelissä kerrottiin kuinka saksalaiset aurinkopaneelien valmistajat ovat ongelmissa kiinalaisten tultua markkinoille halvemmilla, mutta yhtä hyvillä tuotteillaan. Massiiviset tukiaiset joita on perusteltu työpaikoillla ja uuden kasvavan teollisuuden alan luomiseksi Saksaan valuvatkin nyt Kiinaan. Samaan aikaan Atlantin toisella puolella vain kaksi vuotta sitten yli puoli miljardia valtion lainatakuita saanut Solyndra on ajautunut konkurssiin, koska se osoittautui kyvyttömäksi kilpailemaan halvempien (kiinalaisten) tuottajien kanssa. Jos tämä ei ollut vielä tarpeeksi masentavaa, niin myös Kreikka on päättänyt panostaa aurinkosähköön! Se on kuulemma "next big thing". Olen yllättynyt mikäli vastaavia huonoja uutisia ei ole edessä vielä paljon.

Aurinkosähkön hinta on niin rajusti normaalin sähkön tuotantohinnan yläpuolella (Saksassa takuuhinta aurinkosähköstä on 34.05 senttiä/kWh, hiilivoiman tuotantokustannus on taas alle 5 senttiä/kWh), että koko teollisuus on perustettu tukiaisten varaan ilman, että näköpiirissä olisi se aika jolloin nämä tukiaiset voitaisiin poistaa ilman alan romahdusta. Koko alan kannattavuus on sen varassa, että poliittinen tahto tukiaisten maksamiseen säilyy vahvana. Ottaen huomioon valtioiden toiveet leikata velkaantumistaan ja voimistaa talouskasvuaan, tämä oletus on minusta aina ollut arvelluttava. Koska aurinkopaneelit ovat massatuotantoa, jota on helppo pakata kontteihin ja kuljettaa ympäri maailmaa, kiinalaisten kanssa on luonnollisesti vaikeaa kilpailla. Lännen maksamat tukiaiset ovat siis nopeasti muuttuneet tueksi kiinalaisille, mikä ei varmastikaan helpota tukiaisrulianssin jatkumista. Mikä se argumentti tukiaisten puolesta siis olisi? Sekö, että näin tuemme työpaikkojen luomista ja uuden innovatiivisen teollisuuden alan luomista Kiinaan? Sekö, että näin Kiinaan syntyy uusia Nokioita?

Itse en noiden tukiaisten perään itke, koska ne ovat olleet minusta hukkaan heitettyjä resursseja, jotka olisi voitu käyttää mm. ympäristön kannalta järkevämmin toisin. Niillä on lähinnä rahoitettu illuusiota ilmastoaktiviteetista ilman mitään mainitsemisen arvoista hyötyä. On jossain määrin perusteltua tukea tutkimusta ja tuotekehittelyä myös aurinkosähköön, mutta ei teollisuutta tule perustaa jatkuvien tuotantotukien varaan. Joku ne tukiaiset kuitenkin maksaa ja tämän tahon toiminta on oikeasti kannattavaa ja tuottaa verotuloja ja työllisyyttä ilman tukiaisia. Jos jonkun alan tuleva kannattavuus on järkevästi perusteltavissa, ei vuosikymmenien päähän ulottuvia tukiaisia tarvita. Pientä starttiavustusta ehkä tarvitaan ja kenties poliittinen sitoumus siitä, että pelisäännöt eivät sorsi uutta toimijaa. Tältä pohjalta pankkien luulisi olevan kiinnostuneita lainoittamaan lupaavia hankkeita. Sitä vartenhan ne ovat olemassa.

Kiinalaisethan ovat tässä toimineet omalta kannaltaan taloudellisesti melko järkevästi. Heille riskit ovat suhteellisen pieniä, koska he ovat rakentaneet teollisuutensa lännen tukiasten pohjalta. Kiinassa valmistettavista aurinkopaneeleista lähes kaikki myydään länteen. He eivät käytä omia rahojaan tukiaisiin vaan rakentavat oman energiahuoltonsa paremmin toimivien ja paljon halvempien vaihtoehtojen varaan. Jonkin verran riskejä heilläkin varmasti on, mutta ne liittyvät varmaan lähinnä siihen ehtivätkö uudet tehtaat maksamaan itsensä takaisin ennen kuin tukiaisten leikkaukset lännessä romahduttavat kysynnän.

Talous pohdintoja :-(

2011-09-06T08:00:00.000+02:00

Paul Krugman on ihmetellyt jo pitkään kuinka on mahdollista, että kävelemme sokeina kohti samanlaisia hölmöyksiä mitä maailmalla tehtiin 30-luvun laman aikana. Voisi kuvitella, että historiasta opittaisiin jotain, mutta eihän se näin taida mennä. Esim. Italian maksamat korot ovat taas jyrkässä nousussa, mutta meillä keskustellaan Kreikan vakuuksista ikäänkuin niillä olisi tässä tilanteessa mitään merkitystä. Mistä seuraavaksi keskusteltaisiin? Keittiön kaapistojen väristä? Euro natisee liitoksissaan, mutta pitkän tähtäimen visiosta jolla tämä sotku selvitetään, poliitikot eivät uskalla puhua. On selvää, että euroalueen sisäiset jännitteet pitää purkaa tavalla tai toisella ja sen tekeviä mekanismeja ei ole. Nämä mekanismit olisi pitänyt luoda jo silloin, kun euro luotiin, mutta jälkiviisaus on eksakti tiede.

Niin kuin asian itse ymmärrän on euroalueen otettava (tavalla tai toisella) kollektiivinen vastuu osasta toistensa lainataakasta. Tämä on kuitenkin poliittisesti hirvittävän hankalaa ja jotta järjestelmällä on tulevaisuus pitää sen vastineena maiden suvereniteettiä rajoittaa ja varsinkin ongelmamaiden tulee aloittaa rajut muutostoimet joiden turvin ne voivat palata kasvu-uralle. (Tämä suvereniteetin rajoitus koskisi käytännössä Suomen kaltaisi vähemmän kuin esimerkiksi Italiaa, koska täällä on ollut tapana toimia "vastuullisemmin" jo muutenkin.) EKP:n setelirahoitusta ei tulisi myöskään sulkea pois vaihtoehtojen joukosta. Euroalue kuitenkin hallitsee omaa rahapolitiikkaansa eikä inflaatio näytä olevan lähitulevaisuuden ongelma. Ehkä ongelmamaiden vyönkiristystä kompensoimaan tarvitaan myös kysyntää ylläpitäviä elvytyspaketteja vakaammissa euromaissa (ja muualla). Suomen valtio saa markkinoilta kymmenen vuoden lainaa noin 2.5% korolla ja tämä ei viesti markkinoiden huolesta meidän velkataakastamme.

Toinen vaihtoehto on tietenkin se, että tällaista "rahansiirtoa" ongelmamaihin ei tehdä ja ne putoavat euron ulkopuolella. Niiden uudet valuutat romahtaisivat ja euromääräiset velat jätetään maksamatta. Sen lisäksi uuden übereuron arvo varmaankin kohoaisi rajusti ja iskisi euromaiden talouksiin rajusti. Siis tapahtui niin tai näin, niin velkoja joita ei voi maksaa takaisin ei makseta takaisin ja tappioita tulee sinne mistä lainoja on myönnetty...eli sinne missä kansantalous on ollut "hyveellisesti" ylijäämäinen.

Tämä moralisointi on rasittavaa. Esim. Irlannissa ja Espanjassa valtiontalous oli ylijäämäinen hyvinä vuosina ja ongelmat aiheutuivat yksityisen sektorin velkaantumisesta. Tätä kuplaa taas rahoittivat esim. säästäväiset saksalaiset, jotka nyt sitten moralisoivat irlantilaisten ja espanjalaisten selkärangattomuudesta. Kaikilla ei voi samaan aikaan olla ylijäämäinen talous ja jos esim. asuntokupla aiheuttaa ylivelkaantumista jossain päin euroaluetta, pitää meillä olla mekanismit tämän kuplan aiheuttamien ongelmien torjumiseksi. Esim. pankkien valvonnan ja talletusten takauksien tulisi varmaankin olla euroalueella yhteisiä.

Ongelmamaiden velkataakkaa täytyy keventää (tavalla tai toisella se tapahtuu kuitenkin), jotta niillä on mahdollisuus saada taloutensa kasvu-uralle. Tämä voi aiheuttaa monille pankeille ongelmia, mutta olkoon niin. Jos joku pankki pitää pelastaa, niin sitten pelastetaan. (Tämänkin täytyy varmaan olla osin yhteiseurooppalainen projekti, koska kuinka esim. Kreikka pelastaa kreikkalaiset pankit? Samalla tavalla kuin Irlanti pelasti irlantilaiset pankit?) Osakkeenomistajat pyyhkäistään pois, vanha johto pihalle ja tuettavat pankit valtiolle saneerattaviksi.

Krugman on ihmetellyt kuinka tähän tilanteeseen ajautuminen on mahdollista. Tavallaan se taitaa kuitenkin olla ymmärrettävää. Hyvinä vuosina paine säästää on vähäinen ja mm. vasemmisto on monessa maassa herkkä lisäämän julkisen sektorin menoja sen takia, koska nyt siihen on varaa. Oikeisto taas ei tätä halua, koska heidän intresseissään on tyypillisesti pitää talouskasvun hedelmät mahdollisimman pitkälti talouseliitin taskussa. Laskusuhdanteessa menot nousevat entisestään ja oikeanlaidan paniikki paisuvasta julkisesta sektorista voimistuu. Syntyy paine prosykliseen talouspolitiikkaan mistä maailmalla on paljon esimerkkejä. Valtion tulisi kuitenkin olla se taho, joka pystyy harjoittamaan pitkäjänteistä politiikkaa syklien yli. Kuplan aikaan se painaisi jarrua ja laskusuhdanteessa kaasua. Valitettavasti tuollainen toiminta on hankalaa yltiöideologien lyhytnäköisyyden vuoksi. Oikeisto vastustaa valtion roolia periaatteesta ja vasemmisto haluaa kaikissa tilanteissa sitä kasvattaa. Jos olisin oikeistolainen, en itsekään luottaisi vasemmiston haluun (varsinkaan muualla kuin Suomessa) tasapainottaa valtion menot hyvinä vuosina. Jos taas vasemmistolainen, niin en luottaisi oikeiston valmiuteen tukea kysyntää ja työllisyyttä laskusuhdanteen ajan.

Päivitys 7.9.2011: Samoista teemoista kirjoittaa asioista ymmärtävä Martin Wolf Financial Times lehdessä.

Vihollisten oltava lähellä

2011-09-04T16:11:00.001+02:00

Olikohan se Kekkonen, joka väänti Kummisetä II sitaatin "Keep your friends close, and your enemies closer." muotoon: ”Pitää olla ystävät läheltä ja viholliset kaukana.”? (Luulin itsekin sitä Machiavelli-sitaatiksi. Aina oppii uutta.) Jotenkin tämä tuli tragikoomisella tavalla mieleen selaillessani Jared Diamondin mainiota kirjaa "Collapse". Ennen vanhaan joku maya-kuningas tuskin olisi nimittäin ymmärtänyt tuota lausahdusta. Ensinnäkin rajallinen tiedonsiirtokyky olisi tehnyt mahdottomaksi kaukaiset viholliset. Mikä vihollinen se sellainen on, jonka kanssa ei ole lainkaan tekemisissä? Toisekseen kuljetuskapasiteetin puute rajoitti sotatoimia rajusti. Koska edes hevosia ei ollut, oli sotajoukkion ruoka kuljetettava kantajien selässä. Koska kantajat taas söivät samaa ruokaa kuin sotilaat, ei joukkio voinut päästä kovin kauas pelloiltaan ennen kuin oli käännyttävä takaisin kotiin syömään. Tuossa tilanteessa viholliset oli pakko hankkia läheltä, koska muuten heitä vastaan ei olisi voinut rettelöidä. Näinhän siinä sitten kävikin ja yhtenäistä laajaa Maya valtiota ei koskaan syntynyt. Syntyi vain joukko toisiaan vastaan sotivia pieniä kuningaskuntia.

Hyvinvointia ilman kasvua (?)

2011-09-01T18:45:00.003+02:00

George Monbiot linkitti äskettäin englantilaisen kestävän kehityksen komission (Sustainable development commision) raportiin, jossa pohditaan niitä haasteita mitä liittyy siirtymisessä talouteen joka ei kasva. Raportin on kirjoittanut Prof. Tim Jackson ja suurelta osin hänen pohdiskelunsa oli minusta virkistävän järkevää ja poikkesi positiivisella tavalla monista Degrowth-keskustelun postmodernin retromarxismin kyllästämistä ulostuloista.

Yleensä kasvun kauhistelu latistuu hyvinvoivien ihmisten latteuksiin siitä kuinka meillä on jo kaikkea ihan tarpeeksi tai siihen kuinka meidän vain pitäisi olla vähemmän materialistisia. Mikäli kasvun tyrehtymisen sosiaalisia (tai ekologisia) haittavaikutuksia edes mainitaan, niin ne ratkaistaan kasvattamalla valtion osuutta kansantaloudesta. Koska talouden kutistuminen alentaa vielä verotuloja ja nykyisetkin tulonsiirrot halutaan säilyttää, lopputuloksena näyttää väistämättä olevan täysin valtion käsissä oleva kansantalous. Poliittisen kartan äärivasemmalla laidalla tässä ei varmastikaan (huolimatta monista epäonnistuneista kokeista) nähdä mitään ongelmaa, mutta me muut emme ole yhtä vakuuttuneita siitä, että kommunismi on optimaalinen järjestelmä ihmisten hyvinvoinnin maksimointiin. ("Karl Marx was right, socialism works, it is just that he had the wrong species": E. O. Wilson.) Valtiolla on oma tärkeä roolinsa, mutta minuun ei vetoa argumentointi, jossa yksityistä sektoria pidetään lähtökohtaisesti ongelmana ja valtiota ratkaisuna. Meidän pitää pystyä keskittymään tavoitteisiin keinojen takana.

Kuten Jackson kertoo tasapainotilanteen aikaansaaminen on nykyisessä talousjärjestelmässä hyvin vaikeaa, koska mm. velkojen ja eläkkeiden maksaminen tai työllisyyden ylläpitäminen edellyttävät jatkuvasti kasvavaa kansantaloutta. Samoin mm. statuskilpailun ja hyperbolisen diskonttauksen psykologiset painolastit ajavat meitä tavoittelemaan enemmän myös tilanteessa, jossa perustarpeet ovat jo tulleet tyydytetyiksi. Jackson analysoi näitä rakenteellisia haasteita hyvin. Hän myös toteaa kuinka olemme kehittäneet mekanismeja, jotka auttavat meitä sitoutumaan kaukokatseisempaan toimintaan (mm. sosiaaliset normit, avioliitto, säästötilit, yhteiskunnalliset kannusteet) ja kuinka vastaavia mekanismeja tarvitaan mikäli talous aiotaan ohjata ekologisesti kestävämmälle pohjalle.

Kaikesta en kuitenkaan voi olla hänen kanssaan samaa mieltä ja paikka paikoin hänen analyysinsä oli minusta huolimatonta. Monin paikoin hän tuntui vain allekirjoittavan konventionaalisen viisauden ilman sen kummempaa perustelua. Esimerkiksi energiankulutus ja ekologiset ongelmat ovat hänen (ja monen muun) retoriikassa samoja asioita. Näinhän ei ole. Energiankulutus voi olla ekologinen ongelma mikäli energia tuotetaan ekologisesti tuhoisalla tavalla tai mikäli se käytetään ekologisesti tuhoisalla tavalla, mutta mikäli kasvava energiankulutus ohjaa ihmisen toimintaa ekosysteemin ulkopuolelle, se on ekologisesti hyvä asia. Konventionaalisessa viisaudessa tämä yleensä sivuutetaan olettamalla, että vähän energiaa kuluttavat ihmiset aiheuttavat myös vähän haittaa ympäristössään. Tämä on kuitenkin arvelluttava oletus, koska siellä missä huokeaa energiaa on vähän saatavana ihmisten taloudellinen toiminta suuntautuu voimakkaammin heitä ympäröivään ekosysteemiin, koska sen hyväksikäyttö vaatii vähemmän energiaa kuin esimerkiksi elottomien mineraaliresurssien hyväksikäyttö. Mikäli töpselistä ei tule huokeaa sähköä, ihmiset tyydyttävät energiantarpeensa ympäröivistä metsistä. Mikäli lannoitteita, jääkaappeja ja kuljetuskapasiteettia ei ole, harjoitetaan tehotonta maanviljelystä omiin tarpeisiin. Kun meitä on yli seitsemän miljardia, tämä on tuhoisaa sekä ekologisesti, että sosiaalisesti.

Oletus siitä, että energiankäyttö tuottaa vääjäämättä ympäristöongelmia, ajaa hänet myös ratkaisuihin joita ei ole paḱko hyväksyä. Hän esimerkiksi selittää kuinka alati paraneva tuottavuus johtaa työttömyyteen ja kuinka tämä voidaan välttää jakamalla työ uudelleen. (En muuten ihan heti näe kuinka esimerkiksi minun tekemäni tutkijan työ voitaisiin jakaa.) Konventionaalinen vastaus olisi se, että työttömät voidaan työllistää uusiin ammatteihin ei hänelle kelpaa, koska esimerkiksi palveluammateissakin kulutetaan energiaa ja se on tehtyjen oletusten perusteella haitallista. Mikäli energiaa tuotetaan ilman mainitsemisen arvoista ympäristöhaittaa ei ole mitään periaatteellista syytä siihen miksi suurempi osa työvoimasta ei voisi työllistyä uusiin ammatteihin ja samalla Jacksonin perustelu työnjakamisen välttämättömyydelle murenee.

Jackson myös olettaa, että tulevaisuuden energiantuotannon pitää nojata "uusiutuviin energianlähteisiin" ilman, että edes mainitsee ydinvoimaa. Tämä on ilmiselvä ideologisin perustein kyhätty reunaehto, joka vain hankaloittaa todellisten ongelmien ratkaisemista. Vastassamme on todellisia ympäristöongelmia ja reunoja, joita ihmiskunnan ei ole syytä ylittää. Näiden rajojen sisäpuolella pysyminen on riittävän vaikeaa jo ilman ylimääräisiä ideologisia reunaehtojakin. Uskon (ja toivon), että ihmiskunnan talous tulee kasvamaan merkittävästi erityisesti köyhemmissä maissa ja pysyäksemme siitä huolimatta ekologisten reunaehtojen sisäpuolella tarvitsemme harkintaa ja kannusteita siihen, että kasvua luodaan siellä missä sen aiheuttama ekologinen vahinko on pienintä. Emme voi hakea kasvua hakkaamalla lisää metsiä nurin, istuttamalla lisää peltoja tai kalastamalla enemmän, mutta esim. elottomien resurssien hyväksikäyttöä ihmiskunta voi lisätä rajustikin. Se tapahtuuko näin riippuu suurelta osin kannusteista ja energianhinnasta, joista molemmat taas riippuvat tehtävistä poliittisista valinnoista.

Paikoin Jacksonin kannanotot viestivät myös konservatiivisista arvostuksista joita en jaa. Esimerkiksi:

s98: "When technologies, infrastructures, institutions, social norms reward selfenhancement and novelty, then selfish sensation seeking behaviours prevail over more considered, altruistic ones. Where social structures favour altruism and tradition, self-transcending behaviours are rewarded and selfish behaviour may even be penalised."
p104: "But relentless novelty seeds social anxiety and weakens our ability to protect long-term social goals."
p107: "...reduce geographical labour mobility." (Toimenpide-ehdotus)

Noista lausahduksista saan tunteen, että Jackson jotenkin haikailee takaisin pieniä staattisia yhteisöjä ja olettaa, että se on parasta ihmisten hyvinvoinnille. En kykene näkemään kuinka altruismi ja muutoksesta iloitseminen olisivat toistensa kanssa ristiriidassa. Ainakin itse suhtaudun hyvin positiivisesti tieteelliseen, teknologiseen ja sosiaaliseen kehitykseen, mutta pidän siitä huolimatta (tai sen takia) tärkeänä huolehtia muista ihmisistä ja elinympäristöstämme. Lisäksi en näe kuinka toiveeni siitä, että esim. uusi puhelimeni on teknisesti edistyneempi kuin vanha, on ristiriidassa ekologisen tai sosiaalisen hyvinvoinnin kanssa. Vai onko ideana määritellä joku tietty teknisen kehityksen taso "riittäväksi" ja tyytyä siihen? Jos näin, niin kuka sen riittävän tason määrittelee ja kuka ihmiset siihen pakottaa? Sakkoja parempaa teknologiaa käyttäville ja tukiaisia vanhaa teknologiaa käyttäville?

Voihan olla, että sosiaaliset siteemme lähellä eläviin ihmisiin olisivat tiiviimpiä, jos eläisimme pienissä kyläyhteisöissä, joista ei muuteta pois. On kuitenkin hyvä muistaa, että näissä yhteisöissä ollaan kiinnostuneita tekemisistäsi sekä hyvässä, että pahassa. Niissä ei suvaita erilaisuutta ja raja oman yhteisön jäseniin kohdistuvasta "altruismista" ksenofobiaan on hiuksen hieno. Lisäksi yhteisön tuputtama konventionaalinen viisaus tukahduttaa muutoksen myös silloin, kun sitä tarvittaisiin. Nykyisessä maailmassa yhä useampi varmastikin löytää itselleen paremmin sopivia yhteisöjä verkosta kuin fyysisistä naapureistaan ja mikäli muuttoliike tuottaa pienemmän ekologisen jalanjäljen jättäviä kaupunkeja tai aikaansaa alueiden erikoistumista asioihin mitä siellä tehdään parhaiten, miksi se olisi lähtökohtaisesti paha asia? No comprendo.

Pähkinä purtavaksi

2011-08-18T10:54:00.003+02:00

Paljon on kohinaa ruuantuotannon ympäristövaikutuksista: maan- ja vedenkäytöstä, torjunta-aineista, lannoitevalumista,typpisyklin häiriintymisestä, energiankulutuksesta yms. Olisi kiinnostavaa tietää millainen energiankulutus vaaditaan teoriassa suljettuun tuotantosykliin? Tällä tarkoitan sykliä missä esim. lannoitteet valmistetaan, levitetään pelloille, kasvit kasvavat ja prosessoidaan syötäviksi, kuljetetaan kuluttajille, pellolta menetetyt ravinteet kerätään talteen ja prosessoidaan takaisin sellaisiksi lannoitteiksi mitä kasvit voivat käyttää hyväkseen. Auringonvalo kasvattaa kasvit, mutta kaiken muun tekemiseen vaaditaan meidän omaa energiantuotantoa. Kuinkakohan paljon esimerkiksi tuotettua vehnäkiloa kohden?

Miksi kasvisruokavalio on vaikeaa?

2011-08-17T09:51:00.001+02:00

Luin (vihdoin) Peter Singerin "Animal liberation" kirjan ja jäin sen myötä taas miettimään miksi kasvissyöjäksi ryhtyminen on niin hankalaa. Mitään järkevää argumenttia lihan ympärillä pyörivälle ruokavaliolle en ole kuullut. Kaikki lihan sisältämät ravintoaineet saa myös riittävän monipuolisesta kasvisruokavaliosta (B12 vitamiinia saa pillerillä, jos sitä kaipaa) ja varsinkin lännessä liiallinen lihan syöminen aiheuttaa pikemminkin tarpeettomia terveyshaittoja. Suuri osa siitä monien peräänkuuluttamasta lihaproteiinistakin päätyy vessanpönttöön tai muuntuu hiilihydraateiksi. Lihan tuotanto on myös ekologisesti tuhlaavaa ja sama määrä proteiinia voidaan tuottaa huomattavasti pienemmällä luonnon raiskaamisella kasveja viljelemällä. Lihan syömisen vähentäminen olisi siis suotavaa ei ainoastaan eläinten tarpeettoman kärsimisen vähentämiseksi vaan myös ekologisesti ja terveydellisesti. Miksi siis silti syön lihaa?

Tottumus, laiskuus ja helppous. Siinä varmaankin ne kolme keskeisintä lihansyömistäni ylläpitävää tekijää. Kun on tottunut tietynlaiseen ruokavalioon ja oppinut tietyt reseptit ja ostosrutiinit, vaatii niiden muuttaminen työtä. Lisäksi lihansyöminen on usein helpompaa etenkin kodin ulkopuolella. Hyviä kasvisruokavaihtoehtoja on vähemmän ja harvemmin tarjolla. Lisäksi vegaanina jäisin kaipaamaan juustoa. Juusto vain maistuu suussani niin hyvältä.

Millaisia keppejä ja porkanoita kaipaan? Liha voitaisiin tehdä kalliimaksi esim. verottamalla rajummin tuotantoa, joka aiheuttaa enemmän kärsimystä eläimille tai suurempia ympäristöhaittoja. Lisäksi pahimmat tuotantotavat voitaisiin kieltää kokonaan. Lounaspaikkoihin enemmän kasvisruokavaihtoehtoja ja ehkä niitä voisi myös suosia verotuksellisesti. Kouluissa ja päiväkodeissa tulisi tarjota enemmän kasvisruokaa niin, että seuraava sukupolvi ei kangistu samoihin kaavoihin kuin me. Kokkien koulutusta voisi myös muokata siihen suuntaan, että he osaavat valmistaa hyvää ja terveellistä kasvisruokaa. Muita ideoita? Eilen otin pienen askeleen. Reseptissä ehdotettiin naudansuikaleita, mutta korvasin sen tofulla. Hyvin onnistui.

Mark Lyman: God species... suosittelen!

2011-08-05T10:34:00.001+02:00

The God Species: How the Planet Can Survive the Age of Humans by Mark Lynas

My rating: 4 of 5 stars

Great book about various planetary boundaries that mankind faces. Provides a more multifaceted and rational discussion of our environmental challenges than the usual narrative which (nowadays) focuses almost exclusively on climate change and ignores (for example) land use and biodiversity boundaries.

View all my reviews

Huomioita "Energy [r]evolution" skenaariosta

2011-07-20T06:24:00.008+02:00

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.

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.
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?
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.)
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.
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.
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.)
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.
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.

Huolestuttava kuvaaja

2011-07-14T14:33:00.001+02:00

Nettiä selaillessani törmäsin USA:n kansallisen energianteknologian laboratorion esitykseen hiilivoimaloiden rakentamisesta USA:ssa. Siellä mm. oheinen kuvaaja hyppäsi silmille. Jos hiilivoimalan tyypillinen elinikä on noin 40 vuotta, niin 70-luvulla rakennetut voimalat saapuvat käyttöikänsä päähän tällä vuosikymmenellä. Näemmekö datassa alun suurelle hiilivoimaloiden rakennusaallolle? Olisi kiinnostavaa löytää vastaava kuvaaja Euroopan tilanteesta.

Päivitys: Ts. 2008 tilanne oli se, että USA:ssa oli rakenteilla yli 64GW hiilivoimaa. Pelkästään tuolla uudella hiilivoimalla yhdessä maassa tuotetaan suunnilleen saman verran sähköä kuin tähän asti koko maailmassa rakennetulla tuulivoimalla.

Miksi uusiutuva energia tulee aina maksamaan hiiltä enemmän

2011-06-28T13:01:00.017+02:00

Pohjustan tämän blogikirjoituksen toteamalla keskeisen tosiasian, jonka ympärillä monet sitä seuraavat huomiot pyörivät. Yhden gigawatin hiilivoimala maksaa runsaat miljardi euroa. Tähän päälle tulevat vielä polttoaine yms. kustannukset, mutta tämä luku pohjustaa sitä mihin ei-fossiilisten vaihtoehtojen tulee tähdätä mikäli aikovat vakasti kilpailla hiilellä tuotetun energian kustannusten kanssa.Vähän tarkemmin...mikäli valitsemme 5% diskonttokoron, hiilivoimalan hinnaksi 1.2 miljardia euroa/GW, 70% kapasiteettitekijän ja eliniäksi 50 vuotta, hiilivoiman kustannus asettuu välille 3-4 senttiä/kWh. Samalla eliniällä ja kapasiteettitekijällä varustettu hiiletön voimalaitos, jonka polttoaine ja huoltokustannukset ovat häviävän pieniä, ei saisi maksaa enemmän kuin 4 miljardia/GW. Mikäli hiilettömän vaihtoehdon kapasiteettitekijä on 90% ja elinikä 60-vuotta (uusi ydinvoima), voi voimalaitoksen hinta olla lähempänä viittä miljardia ennen kuin kilpailukyky hiiltä vastaan katoaa. Uusiutuvilla sekä kapasiteettitekijä, että elinikä ovat merkittävästi lyhyempiä, joten paljon miljardia enempää ne eivät saisi maksaa. Miksi en usko, että uusiutuvan energian hinta koskaan putoaa tälle tasolle?

Alhainen energiatiheys: Uusiutuvilla energianlähteillä energiatiheys on hyvin alhainen mikä tarkoittaa, että tietyn tehon tuottamiseksi vaaditaan suuri pinta-ala. Kun rakennusurakka leviää laajalle, sekä materiaali-, että työvoimakustannukset nousevat. Suurempi määrä betonia ja terästä maksaa enemmän kuin pieni määrä ja suuremman betoni- ja teräsmäärän käsittely vaatii enemmän työtä. Lisäksi materiaalien ripottelu laajalle alueelle on työläämpää kuin sen kasaaminen yhteen läjään ja huollon järjestäminen moneen pieneen yksikköön on hankalampaa kuin yhteen suureen. Tekninen kehitys voi alussa alentaa kustannuksia merkittävästi, mutta ennemmin tai myöhemmin tämä perustavaa laatua oleva rajoitus tulee väistämättä vastaan. Tavallaan tässä on kyse samasta asiasta kuin siinä, että puolen litran maitotölkissä pakkauksen osuus on suurempi suhteessa sisältöön kuin litran tölkissä.
Tuotanto, joka ei vastaa kulutusta: Se, että aurinko ja etenkin tuulivoima on satunnaista aiheuttaa rajuja lisäkustannuksia, kun yhteiskunnalle tuotetaan sellaista energiaa mitä se oikeasti käyttää. Tuotannon satunnaisuus pakottaa joko kapasiteetin rakentamiseen kahteen kertaan (tyypillisesti kerran uusiutuvilla ja toisen kerran fossiilisilla) tai energian varastointiin. Nykyään uusiutuvat nojaavat fossiilisiin, koska sähkön varastointi on hyvin kallista eikä tähän ole odotettavissa suuria muutoksia. Esimerkkinä energianvarastoinnista mainitsen Andasolin keskittävän aurinkovoimalaitoksen, jossa energiaa varastoidaan 7.5 tunniksi suliin suoloihin. Tämä siis riittää illaksi, mutta ei yöksi saati sitten seuraavaksi aamuksi. Suoloja tarvitaan noin 700 m^3/MW ja niiden markkinahinnat ovat sen suuntaisia, että pelkkä materiaalikustannus suoloista yhden gigawatin laitoksessa on yli miljardin. Koska aineen kemialliset ominaisuudet määräävät varastointikapasiteetin, noihin materiaalivaatimuksiin tuskin on luvassa suuria muutoksia.
Uusiutuvat voimalaitokset ovat alttiina säälle: Tämä on sekä tuuli- ja aurinkovoiman yhteinen ominaisuus. Tavalliset voimalaitokset sijaitsevat sisällä ja niiden toimintaympäristö on vakio. Uusiutuvat voimalaitokset ovat taas määritelmänsä nojalla alttiina kuivuudelle, sateelle, kuumuudelle, kylmyydelle, hiekalle, suoloille, tuulenpuuskille ja myrskyille. Osin tämän vuoksi niiden elinikää on varmasti hankala saada vertailukelpoiseksi suojassa oleviin voimanlähteisiin verrattuna. Mahdotonta se ei ole, mutta se vaatii enemmän työtä ja rahaa.
Aurinkosähkö tuottaa tasavirtaa, mutta verkossa kulkee vaihtovirtaa. Ts. aurinkosähkö tarvitsee muuntajia ja nämä taas voivat maksaa 500 miljoonaa asennettua gigawattia kohden ja niiden elinikä on 5-10 vuotta. Pieniä edistysaskelia muuntajissa voidaan varmasti tehdä, mutta edes alan teollisuus ei lupaa mitään suurta läpimurtoa.
Aurinkosähkö ja tuulivoima eivät tuota lämpöä, jota yhteiskunta kuitenkin tarvitsee. Fossiilisilla ja ydinvoimalla tätä ongelmaa ei ole.
Uusiutuvilla verkkokustannukset ovat korkeampia: Tämä johtuu monesta syystä joista ei päästä teknisellä kehityksellä eroon. Ensinnäkin monta siellä täällä sijaitsevaa pientä yksikköä vaatii kilometreinä enemmän kaapelia kuin yksi suuri yksikkö (vrt. kohta 1.). Toiseksi, koska tuotantoteho vaihtelee nollan ja maksimikapasiteetin välillä satunnaisesti, kaapeli on suuren osan ajasta tyhjillään. Kolmanneksi, parhaat paikat aurinko- ja tuulivoimalle eivät yleensä sijaitse siellä missä ihmiset asuvat. Periaatteessa toinen tässä mainituista syistä voisi kadota mikäli energiaa varastoidaan voimalaitoksen yhteyteen. Ensimmäinen ja kolmas kuitenkin jäävät. (Esimerkki: Rakennetaan 1GW toimittava tuulivoimapuisto 100 km päähän Helsingistä. 2MW:n voimaloita tarvitaan noin 1500, kun oletetaan korkeahko 30% kapasiteettitekijä ja puiston pinta-ala olisi noin 40x40km^2. 3GW:n siirtävää kaapelia tarvitaan siis 100 km, itse puistossa 2MW:n kaapeleita noin 30000km. Tanskan ja Norjan välisen Skagerrak 4:n kustannuksista arvioin hintaluokaksi noin 2200 euroa/(km MW). Kustannus voisi olla siis suunnilleen 700 miljoonaa euroa. Vastaavalla etäisyydellä oleva tavallinen voimalaitos voi toimia noin kolme kertaa korkeammalla kapasiteettitekijällä ja sille riittää 1GW:n kaapeli. Ylimääräistä kustannusta siis ehkä noin 500 miljoonaa toimitettua GW:a kohden. Super-grid visioissa siirtoetäisyys voi olla yli tuhat kilometriä. Esimerkki lisätty 3.7.2011)

Nämä kaikki tekijät ovat ylimääräisiä kustannuksia aiheuttavia tekijöitä, joista fossiiliset energianlähteet (tai ydinvoima) eivät kärsi. Nämä kaikki ovat myös tekijöitä, jotka eivät poistu teknisellä kehityksellä. Periaatteessa voisi olla mahdollista, että korkea fossiilisen polttoaineen hinta kompensoisi nämä haitat, mutta valitettavasti hiiltä on maailmassa aivan liikaa sellaiseen hintapiikkiin. Itse vedän tästä pohdiskelusta sen johtopäätöksen, että vaihtelevien ja alhaisen energiatiheyden uusiutuvien kustannukset tulevat teknisestä kehityksestä huolimatta jäämään merkittävästi hiilivoiman kustannuksia korkeammiksi.

Onko tällä väliä? On. Uusiutuviin pohjaavat päästövähennysskenaariot nojaavat tyypillisesti oletukseen siitä, että uusiutuvien hinnat tulevat kilpailukykyisiksi hiilen kanssa. Massiivisia tukiaisia nyt motivoidaan lupauksella siitä, että tämän seurauksena uusiutuvan energian hinta putoaa kilpailukykyiseksi fossiilisten kanssa. Tuulivoiman kohdalla tässä kirjoituksessa keskusteltuihin rajoituksiin on jo törmätty. Maalle asennetun tuulivoiman kustannukset ovat nykyään korkeammat kuin vuonna 2004. Vuonna 2004 tuulivoimateollisuuden lobbausjärjestö EWEA (European wind energy association) lupasi fakta paperissaan (sivu 10) seuraavaa:

"With a doubling of total installed capacity, the cost of production per kWh on new wind turbines will fall by between 9% and 17%. Assuming that this doubling occurs over a five year period, as projected by EWEA, the cost of production from a coastal turbine could be as low as 3.1 c€/kWh by 2010."

Tämän lupauksen jälkeen tuulikapasiteetti lähes kolminkertaistui viidessä vuodessa, mutta kustannukset ovat nouseet 40% tai enemmän. Tällä hetkellä EWEA lupaa sivuillaan, että "Looking ahead, by 2010 the cost of production from a medium-sized turbine (up to 1.5 MW) at a coastal site could be as low as 5 to 6.5 € cents/kWh." (Tuo kustannusarvio ei muuten pidä sisällään niitä investointeja joita vaaditaan tuulivoiman satunnaisuuden kompensoimiseen. EWEA olettaa, että ne maksaa joku muu.) Tämän esimerkin perusteella on vaikeaa uskoa siihen, että teollisuus itse tunnistaisi (tunnustaisi?) saavuttaneensa sen kustannustason mistä kustannusten alentaminen entisestään on vaikeaa.

Mitä teemme, jos uusiutuvan energian kustannukset eivät putoa hiilen alle? Uskooko joku, että ihmiskunnan enemmistö maksaa energiastaan korkeampaa hintaa ihan vain sen vuoksi, että se tuotetaan tavalla, joka on ideologisesti hyväksyttyä toisille? Tähän ei ole suurta intoa edes rikkaissa maissa ja suuri osa ihmiskuntaa elää maissa missä ihmiset tuskin tietävät millä ruokkivat lapsensa seuraavana päivänä. He elävät maissa missä puhdas vesi, koulut, terveydenhuolto, eläkkeet jne. eivät ole itsestään selvyyksiä. Heillä on paljon kiireellisempiäkin ongelmia kuin vuosikymmenien aikana etenevä ilmastonmuutos. Oletus siitä ettei kustannuksilla ole väliä tulee vieläkin epärealistisemmaksi, kun huomaamme, että rikkaiden maiden oma energiantuotanto nojaa nykyisillä trendeillä fossiilisiin niin pitkälle kuin silmä kantaa. Ts. vaadimmeko oikeasti vakavalla naamalla köyhiä maita nojaamaan satunnaisiin, hankaliin ja kalliisiin energianlähteisiin samalla, kun itse ylläpidämme omaa vaurauttamme fossiilisilla energianlähteillä?

Olisiko kuviteltavissa, että rikkaat maat maksavat köyhemmille maille tukiaisia, jotka kattavat erotuksen uusiutuvan energian ja hiilienergian välillä? Ihmiskunnan energiankulutus nyt on noin 500 EJ vuodessa. Tästä alle puolet kulutetaan OECD:ssa (rikkaiden maiden klubi). Tukiaisia tarvittaisiin siis pönkittämään vähintään 100 EJ kulutusta köyhemmissä maissa. Tällä tasolla kukin sentti kilowattitunnin hinnassa maksaa 280 miljardia euroa/vuosi. Tämä on moninkertaisesti OECD maiden kehitysavun suuruus tai esimerkiksi Kreikan viime vuotisen pelastuspaketin suuruus. (Suomi muuten kuluttaa vuodessa noin 400 TWh energiaa joten yhden sentin energianhinnannousu, maksaa kansantaloudessa noin 4 miljardia eli enemmän kuin ne säästöt mistä äsken päättyneissä hallitusneuvotteluissa kinasteltiin.) Ilmastopolitiikan rakentaminen tällaisten skenaarioiden varaan on minusta vastuutonta ajan haaskaamista elleivät visionäärit perustele huolellisemmin uskoaan siihen, että uusiutuvien kustannukset putoavat fossiilisten alle. Eksponentiaalisten hinnanalennusten ekstrapoloiminen niin pitkälle tulevaisuuteen kunnes haluttu kustannustaso on saavutettu, ei ole järkevä argumentti.

Entä voimmeko nostaa hiilen hintaa poliittisin päätöksin? Tämä on varmasti periaatteessa mahdollista ja kannatan toki haittaveroja kasvihuonekaasupäästöille, mutta kuinka siihen vaadittava globaalikonsensus aikaan saadaan? Ilman globaalia konsensusta vaarana on vain päästöjen siirtely paikasta toiseen ilman mainittavaa ilmastohyötyä. Lisäksi kuinka vakaa tällainen järjestelmä olisi? Mikäli energianhinta nousee sen seurauksena merkittävästi, poliitikoille tulee rajut paineet vesittää järjestelmää ja keskittyä kosmeettisiin ilmastostuntteihin. Lisäksi mitä korkeammaksi haittaverot nousevat sitä voimakkaammaksi käy houkutus niiden kiertämiseen ja sitä enemmän systeemi vuotaa. En siis jaksa uskoa, että haittaverot olisivat riittävän luotettava keino ilmastonmuutoksen jarruttamiseksi. Nähdäkseni ainut keino kiertää nämä kustannusten aiheuttamat poliittiset ongelmat on tähdätä energianlähteisiin, jotka pystyvät tuottamaan kaiken sen energian mitä ihmiskunta kuluttaa ja tekemään sen hiiltä halvemmalla.Tällä hetkellä on vain yksi energianlähde, jolla tämän saavuttaminen on realistista.


Vasemmalla oleva pala toriumia voi tuottaa saman energiamäärän kuin oikealla olevat 600 aurinkopaneelia 20 vuodessa (korkealla 20% kapasiteettitekijällä). Hökötys painaa 120 tonnia ja materiaalivaatimukset ovat monta kymmentä kertaa korkeammat kuin vanhassa kevytvesireaktorissa.

Lisää eri energiamuotojen rajoituksista mm. seuraavilta sivuilta:

Huolimattomuutta IPCCssä?

2011-06-16T14:29:00.003+02:00

Itseäni kummastutti IPCC:n tapa julkistaa lehdistötiedote uusiutuvan energian erikoisraportistaan ilman, että itse raportti oli saatavilla kuin yli kuukautta myöhemmin. Koko raportti on muhkea lukupaketti ja siinä on paljon hyvääkin asiaa. Se ei ole tietenkään kattava esitys ilmastonmuutoksen aiheuttamista teknisistä haasteista, koska esim. ydinvoima ja CCS on rajattu tarkastelun ulkopuolelle sivulla -1. Koko erikoisraportin tarve on luultavimmin siinä, että toiset haluavat raportin josta ideologisesti väärät vastaukset on siivottu pois. Aikaisemmissa raporteissaan IPCC on käsitellyt myös ydinvoimaa ja todennut sen halvimmaksi tavaksi alentaa CO2 päästöjä. (Ihan purematta näitäkään raportteja ei voi lukea.Niissä mm. siteerataan Storm van Leeuwenin ja Smithin tuloksia ydinvoiman elinkaaripäästöistä, mikä on naurettavaa asiaa tunteville. Tokihan siellä siteerataan myös asiallisempia lähteitä.)
Nyt kun koko raportti on julkistettu, on paljastunut (luin tästä Mark Lynasin blogista), että lehdistötiedotteessa mainittu skenaario perustuu nähtävästi Greenpeace aktivisti Sven Tesken työhön yhdessä euroopalaisen uusiutuvia edistävän teollisuudenlobbausjärjestön kanssa. Teske on myös IPCC raportin pääkirjoittajia joten hän on ollut itse arvioimassa oman työnsä uskottavuutta ja siis edistämässä omaa työtään IPCC:n varjossa. Tällainen ei valitettavasti edistä IPCC:n uskottavuutta mainittavasti. Sääli... Kun tiede politikoituu, tuloksena on huonoa tiedettä. Kun huonoa tiedettä käytetään politiikassa, tuloksena on huonoa politiikkaa. Kaikki kärsivät.
Lisättäköön vielä, että en ole sitä mieltä, että Greenpeacen, muiden järjestöjen tai teollisuuden lobbaajien kontribuutiot pitäisi sysätä automaattisesti syrjään.Mikäli niiden tieteellinen taso on riittävä,ne tulee hyväksyä harkittavaksi siinä missä akateemisetkin tutkimukset. Mutta se, että raportin pääkirjoittajana on ilmeisen sitoutunut taho, ei ole hyväksyttävää. Samoin se, että tiedotustilaisuudessa raportoitiin suureen ääneen juuri Tesken skenaariota kymmenien muiden sijasta, ei osoittanut hyvää harkintaa. Tämä skenaario on kuitenkin "outlier" ja suurin osa muista skenaarioista päätyy huomattavasti alhaisempaan uusiutuvan energian potentiaaliin. Kun tiedoitus hoidettiin näin, monelle jäi varmasti käsitys, että IPCCn mielestä 80% ihmiskunnan energiantarpeesta voidaan tuottaa uusiutuvilla vuoteen 2050 mennessä. Suurin osa skenaarioista ei päätynyt tähän lopputulokseen. Konsensus oli, että uusiutuvilla voi olla huomattavasti nykyistä suurempi rooli, mutta yksin niillä ei päästä vaadittaviin päästövähennyksiin.Yli puolet tarkastelluista 164:stä skenaariosta päätyi siihen, että ei-uusiutuvilla katetaan vuonna 2050 yli 70 prosenttia ihmiskunnan energiantarpeesta.

Navarren alueen päästökehitys :-(

2011-06-03T05:37:00.007+02:00

Janne Korhosen mainio blogi kirjoitus, josta kannattaa kiinnittää huomiota erityisesti Espanjan Navarren alueen päästökehitykseen. Jos Euroopan johtava uusiutuvien energianlähteiden alue on kasvattanut päästöjään yli 80% vuodesta 1990, mitä syytä on suhtautua kovin positiivisesti uusiutuvien energianlähteiden päästövähennyspotentiaaliin?
Tämän kaltaiset huomiot ovat erityisen tärkeitä, koska kontrasti lupausten ja todellisuuden välillä on tulossa yhä räikeämmäksi. Esimerkiksi Saksassa ympäristöministeriö raportoi pokkana kuinka Saksassa uusiutuviin pohjaava energiantuotanto välttää vuosittain 120 miljoonaa tonnia CO2 päästöjä. Jotain on pielessä, koska Saksan CO2 päästöt olivat vuonna 2010 jokseenkin samalla tasolla kuin 10 vuotta aikaisemmin eli runsaat 800 miljoonaa tonnia. Samaan aikaan Saksan energiankulutus on kuitenkin pysynyt jokseenkin vakiona. 120 miljoonan tonnin päästövähennyksen pitäisi jo näkyä selvästi, jos se olisi siellä. Samanlainen ongelma on Tanskan kohdalla, jonka todellisissa CO2 päästöissä ei näy 1990 alusta vahvaa asennetun tuulivoimakapasiteetin kanssa korreloivaa signaalia. Rutiininomaisesti väitetyt päästövähennykset ovat niin suuria, että kyllä niiden pitäisi Tanskassakin näkyä. (Huom. puhun todellisista CO2 päästöistä en "adjusted" luvuista joita Tanskalaiset mielellään itse siteeraavat. Ilmastonmuutos aiheutuu kuitenkin oikeista CO2 molekyyleistä eikä poliittisesti miellyttävimmistä adjusted-CO2 molekyyleistä. 1990-2007 "adjusted" luku oli todellista korkeampi vain viitenä vuotena,mutta erityisen raju ylöspäin justeeraus tapahtuu Kioton sopimuksen referenssivuonna 1990.)

Oma arvaukseni Saksan päästöjen kehityksestä

2011-06-01T12:56:00.001+02:00

Saksassa ollaan suuressa viisaudessa päätetty sammuttaa kaikki maan ydinreaktorit vuoteen 2022 mennessä. Tämä poistaa heiltä hiiletöntä energiantuotantokapasiteettia jolla on tuotettu noin 150TWh sähköä vuosittain. Mitä tämä tarkoittaa Saksan CO2 päästöjen kannalta? Tässä oma arvaukseni.

Saksassa on maaliskuussa sammutettu arviolta noin 8GW edestä ydinvoimatehoa. Normaalisti Saksa on ollut keski-Euroopassa sähkönviejä (keskimäärin n. 1.4GW:n teholla vuonna 2007), mutta ydinvoimaloiden sammutus teki siitä sähköntuojan. Nyt Saksa tuo sähköä noin 2 GW teholla. Tuon osuuden CO2 päästöt lasketaan nyt muiden synniksi, mutta noin 6GW:n edestä ydinvoimaa korvataan muilla lähteillä. Oma arvaukseni on, että korvaava energianlähde on ensisijaisesti hiili. Oli miten oli käytän nyt korvaavan energianlähteen päästöarviona hiukan alhaisempaa 800g CO2/kWh arvoa. Jos energiankulutus pysyy vakaana (Saksassa se on ollut melko vakaa viimeiset 10 vuotta), tänä vuonna Saksa siis tuottaa ydinvoimaa korvaavaa tuotantoa noin 40TWh edestä mikä tarkoittaa noin 32 miljoonaa tonnia CO2:a. Prosentteina tuo tarkoittaa CO2 päästöjen nousua noin 4% vuoden 2010 tasosta. Jos sähköntuonti pysyy ensi vuonna samalla tasolla, päästöt nousevat noin 5% vuoden 2010 tasosta tämän päätöksen seurauksena. Mikäli Saksa käynnistää uutta kapasiteettia niin, että he palaavat omavaraiseksi puhutaan ehkä uusista noin 56 miljoonan tonnin päästöistä eli 6-7% noususta vuoteen 2010 verrattuna.

Jos loputkin ydinvoimalat suljetaan, päästönousu Saksassa voi olla 120 miljoonan CO2 tonnin luokkaa eli noin 15% Saksan tämän hetkisistä päästöistä. Vertailun vuoksi mainitsen, että vuonna 2000 Saksan päästöt olivat noin 835 miljoonaa tonnia, kun ne viime vuonna olivat 826.5 miljoonaa tonnia. Ts. edessä oleva päästöjen nousu on massiivisempi kuin ne kosmeettiset päästövähennykset mitä Saksa on viimeisen 10 vuoden aikana saavuttanut.

Monia asioita voi tietenkin tapahtua, jotka sotkevat näitä arvioita. Jos esim. finanssikriisi sotkee maailmantalouden uudelleen, voivat Saksan vientikoneen päästöt pudota samalla tavalla kuin mitä nähtiin vuonna 2009 jolloin Saksan bruttokansantuote laski melkein 5%. Ilman uutta kriisiä Saksan BKT ylittänee tänä vuonna finassikriisiä edeltäneen tason. Viime vuoden liki neljän prosentin BKT:n kasvu nosti Saksan päästöjä melkein 5%, joten suotuisa talouskasvu voi nostaa päästöjä vielä tässäkin blogikirjoituksessa arvioitua enemmän.

Suodattavat silmälasit

2011-05-23T13:07:00.003+02:00

Eli Pariser kirjoitti melko kiinnostavan kolumnin siitä kuinka hakupalvelimet mukauttavat suodattimensa vastaamaan sinun aikaisempaa profiiliasi ja siitä millaisia ongelmia tämä voi tuoda mukanaan. Vaikka suodatus voi toisaalta helpottaa sinua löytämään itseäsi kiinnostavaa tietoa (tai huhua, huuhaata, uskomuksia...) tekniikalla voi olla ongelmallisia seurauksia sen luodessa sinulle oman pikku karsinasi, jonne sopimattomat tarinat suodatetaan pois. Järkevä julkinen keskustelu kuitenkin edellyttää itsensä altistamista erilaisille näkökannoille.

Kirjoitus on minusta mielenkiintoinen, mutta siinä vastuuta sysätään liikaa palveluntuottajien harteille. Ihmismieli ei ole objektiivinen tosiasioiden rationaalinen käsittelijä vaan edellyttää toimiakseen valtavan määrän tiedon suodattamista jo ennen kuin asiat edes päätyvät tietoisen harkinnan tasolle. Monet tekemämme asiat eivät päätyneet sinne koskaan. Jos tekoja harkitaan ensinkään, niin sitten lähinnä jälkikäteen, kun teot pitää jollain tavalla rationalisoida. On varmasti hyvä ajoittain altistaa mielensä "vääräoppisille" ajatuksille, mutta se kuinka usein tähän pystyy on varmasti yksilökohtaista. Ainakin itse käytän aivojani lähinnä omien kantojeni selittämiseksi parhain päin. On tavallaan huvittavaa kuinka omat kantani ovat kehittyneet ajan kuluessa, mutta aina olen ollut silti vakuuttunut oikeassa olemisestani. Aikaisempi väärässä oleminen tai asioiden hölmö priorisointi unohtuu ja mieli keskittyy aina huoletta itsensä ihailuun ja muiden hölmöyden kummeksumiseen. Jos minulta kysyy esimerkkiä jostain asiasta jossa olisin ollut väärässä, minun olisi vaikeaa löytää sellaista. Toivon, että sellaisiakin esimerkkejä on :-)

Silloinkin kun itsensä asettaa alttiiksi "väärille" näkökannoille, voi harrastaa ovelaa suodattamista valitsemalla väärän näkökannan esittäjän huolellisesti. Jos olet vasemmistolainen, luet mieluiten jonkun oikean laidan kokoomuslaisen kannanottoja. Jos olet poliittisen kartan oikealla reunalla, joku änkyrä kommunisti edustaa hyvin vasemmistoa. Sekuläärille arvoliberaalille taas joidenkin kiilusilmäisten kristillisdemokraattien kirjoitusten lukeminen voi muistuttaa omasta oikeassa olemisesta ja niiden jakaminen kavereiden kesken luo kaivattua yhteenkuuluvuuden tunnetta.

Ne jotka hakevat puhdasta uskoa, löytävät sen hakupalvelimien sekamelskastakin ja haun kustomoinnin välttäminen vain tekee prosessin työläämmäksi. Tämä ohjaa käyttäjiä käyttämään muita työkaluja saman lopputuloksen aikaansaamiseksi. Ehkä tällaiseen "objektiiviseen" hakupalvelimeen kyllästyvät viettävät enemmän aikaa esimerkiksi oikeaoppisten keskustelupalstoilla tai käyttävät kirjanmerkkejä ahkerammin. Teen tätä itsekin ja jos tarkastelen vaikkapa syötteenlukijani tilauksia, niin huomaan melko huolellisen suodattamisen. Sieltä löytyy sivuja joista löydän usein itseäni kiinnostavia linkkejä, on sivuja joista koen löytäväni luotettavaa tietoa itseäni kiinnostavista aiheista ja on sivuja joiden kirjoittajien kanssa olen samalla aallonpituudella ja/tai joiden argumentointitavasta pidän.

Hakupalvelimen tekemä suodatus on toki hiukan ongelmallisempaa, koska sen toiminta tapahtuu meiltä piilossa. Ehkä tärkeämpää kuin suodattamisen välttäminen on sen olemassaolon tiedostaminen niin, että me hallitsemme suodattamista eikä se meitä.

Kritiikki: "Uusiutuvilla energianlähteillä voitaisiin turvata koko Suomen energian tarve"

2011-04-21T18:45:00.036+02:00

Vaasan yliopiston Levón-instituutin ja Vaasan energiainstituutin tutkijat Pekka Peura ja Timo Hyttinen saivat mediassa runsasta ja tutun kritiikitöntä huomiota lehdistötiedotteelle, jossa he hypettivät omaa tutkimustaan. He väittivät, että "uusiutuvilla energianlähteillä voitaisiin turvata koko Suomen energian tarve" ja kuinka "pelkästään bioenergian määrä ylittää energian tarpeen suuria asutuskeskuksia ja energiaintensiivistä teollisuutta lukuun ottamatta. Kun mukaan lasketaan muut uusiutuvan energian varannot, tuuli- ja aurinkovoima sekä maaperään ja veteen sitoutuneet energiat, on energiaa yli tarpeen." Lehdistötiedote levisi monen fanittamana Facebookissa ja mm. Satu Hassi siteerasi sitä hyväksyvästi blogissaan. Koska asiasta raportoineet toimittajat eivät joko jaksaneet tai ehtineet tehdä töitään, niin kahlasin tutkimuksen läpi itse. Journal of Cleaner Production, Volume 19, Issues 9-10, June-July 2011, Pages 927-945 .

Paperi on nähtävästi yhteenveto artikkeli neljästä aikaisemmasta tutkimuksesta (osaa ei ole julkaistu) ilman olennaisesti uutta sisältöä. Siinä käsitellään lähinnä Pohjanmaan ja syrjäseutujen metsäteollisuuden ulkopuolista bioenergiapotentiaalia. Fyysikon hömppähälytin alkaa vilkkumaan punaisena jo paperin johdannossa. Siellä pohjustetaan tulevaa toteamalla mm. "...new social contract for science has been seen necessary" ja "... this may even predict a wider scientific paradigm shift". Tällaisista lausahduksista minulle tulee tunne siitä, että kirjoittajat pyrkivät kirjoittamaan normaalin tieteellisen argumentoinnin ja menetelmän säännöt uusiksi. Lisäksi paradigmat toki muuttuvat joskus, mutta eivät niiden toimesta, jotka näin väittävät tekevänsä. No tällaiset asiat ovat ehkä pieniä. Entä se itse sisältö?

Artikkelin väittämä energiankulutus on rajussa ristiriidassa oikean Suomen energiankulutuksen kanssa: Tilastokeskuksen mukaan Suomen primäärienergiankulutus vuonna 2010 oli 402TWh ts. noin 75000 kWh/henkilö. Peura ja Hyttinen arvioivat energiantarvetta (ilman liikennepolttoaineita) monissa kunnissa ja heidän tuloksistaan voimme arvioida, että esim. Lapinlahdella tarve on 9600 kWh/henkilö, Ilomantsissa 8500 kWh ja Nurmijärvellä 7600 kWh. Nämä arviot ovat noin kahdeksasosa todellisesta primäärienergian tarpeesta. (Minulle ei ollut aivan selvää kuinka kirjoittajat muunsivat sähkö kWh:n primäärienergiaksi. Paikka paikoin minulle tuli sellainen olo, että arvioitu lämmön- ja sähköntarve on vain laskettu yhteen. Tämä ei kuitenkaan selitä tekijän kahdeksan eroa.)
Käyttämällä paperin omia väittämiä bioenergiapotentiaalista voimme todeta, että metsäteollisuuden ulkopuolinen potentiaali on maksimissaan 10-20% Suomen primäärienergiankulutuksesta.: Paperissa arvioidaan bioenergian potentiaali eri kunnissa. Googlaamalla kuntien koon sen voi helposti muuntaa hehtaarikohtaiseksi potentiaaliksi. (Vielä helpompaa on lukea Hyttisen aikaisempaa paperia, mutta huomasin sen vasta myöhemmin.) Lapinlahdella potentiaali on noin 2800kWh/ha, Ilomantsissa 633kWh/ha ja Nurmijärvellä 4900 kWh/ha. Käyttämällä arvioita 2000 kWh/ha tyypillisenä arvona voimme extrapoloida koko Suomen potentiaaliksi noin 60TWh/vuosi eli noin 15% todellisesta primäärienergiankulutuksesta. Ottaen huomioon, että kirjoittajat väittävät bioenergiapotentiaalin riittävän helposti myös nestemäisiin polttoaineisiin, heidän väitteensä ovat ristiriidassa myös heidän omien tulostensa kanssa.
Peura ja Hyttinen väittävät, että bioenergiapotentiaali riittää helposti myös liikennepolttoaineisiin:"In Finland the share of traffic fuels in the total primary energy is about one quarter. The material in this article suggests that the total RES potential would easily cover traffic fuels as well." Tätä ei sen kummemmin perustella eikä biomassan muuntamista nestemäiseksi polttoaineeksi analysoida. Suomessa öljyä kuluu vuodessa noin 10 miljoonaa tonnia ja siinä on noin 100TWh energiaa. Jos biodieseliä valmistetaan puusta, vaaditaan (nykyään) kuhunkin polttoainetonniin nähtävästi 10-23 kuutiota puuta. Ts. Suomessa kuluvan öljymäärän korvaaminen biodieselillä vaatii vähintään 100 miljoonaa kuutiota puuta. Tämä on sama määrä kuin koko Suomen metsien vuosikasvu.
Tutkijat väittävät bioenergiaa nollapäästöiseksi: Bioenergia ei tietenkään ole nollapäästöistä. Joitain uusia tutkimuksia ja kommentteja voitte lukea mm. täältä ja täältä.
Siteeraavat hyväksyvästi lähteitä joiden mukaan bioenergia riittäisi kattamaan koko ihmiskunnan energiantarpeen ilman ympäristöhaittaa tai muutoksia nykyisessä metsien käytössä: Ottaen huomioon, että tutkijoiden visio ei riitä edes metsäisessä ja harvaan asutussa Suomessa, on absurdia väittää sen riittävän siellä missä ihmiskunta asuu. Manneralueiden koko primäärituotanto on noin 56.4 Gt hiiltä vuodessa ja mikäli tuo muutettaisiin energiaksi 100% hyötysuhteella saamme 1350 EJ/vuosi. Tästä primäärituotannosta leijonanosa on tropiikissa ja ihminen käyttää siitä ehkä noin 30% omiin tarkoituksiinsa jo nyt. Ottaen huomioon, että ihmiskunnan nykyinen energiankulutus on noin 500EJ jää epäselväksi kuinka bioenergiavisio voidaan toteuttaa ja vieläpä ilman mainitsemisen arvoista ympäristöhaittaa.
Bioenergian ekologisia haittavaikutuksia ei mainita lainkaan.
Tuuli- ja aurinkoenergiasta kirjoittajilla ei ole mitään todellista sanottavaa: Jos oletit, että lehdistötiedotteessa mainittuja tuuli- ja aurinkoenergiaa analysoitaisiin enemmän itse paperissa, oletit väärin. He sanovat vain: "There are also regional differences in the exploitability of wind and solar power in Finland. Solar energy potential is largest in the south of Finland, while the best wind energy potential is available off-shore, in coastal areas and fells in Lapland (The Finnish Wind Atlas web site, 2009). As they are practically inexhaustible, they could be utilised all over the country, and would make an important addition to the RES potential." Ts. minkäänlaisia teknisiä tai taloudellisia rajoituksia ei huomioida kunhan vain todetaan, että ympärillä on energiaa vaikka kuinka. Samalla logiikalla voin todeta, että aamutortuistani voi tuottaa energiaa satojen megawattien teholla. (Biopökäle koostuu lähinnä rautaa kevyemmistä alkuaineista joiden ydinten sidosenergiat ovat rautaa alhaisempia. Siispä ne voidaan fuusioida kohti rautaa ja tässä prosessissa vapautuu valtavasti energiaa.) Onko tämän tiellä teknisiä tai taloudellisia esteitä? Ehkä on, mutta kuten tutkijat sanovat "...it is necessary to remember that the prevailing energy infrastructure has always been constructed by public support, and the public interest has traditionally been central in developing energy management in Finland." Minä en näitä argumentoinnin sääntöjä valinnut. Sivumennen totean, että USA:n hallitus on aikeissa myöntää Kaliforniaan rakennettavalle aurinkovoimalaitokselle lainatakauksia. Numeroita katsomalla voi huomata, että toimitetun GW:n kustannus on siellä noin 25 miljardia dollaria (ilman energian varastointia) laitoksessa, jonka elinikä on ehkä noin 25 vuotta. Etelä-Suomessa aurinkovoiman kustannukset olisivat vielä tuotakin rajusti korkeampia ja Peura&Hyttinen pitävät sitä toimivana vaihtoehtona kaikkialla maassa. Hmmm...
Jopa Pohjanmaalla kirjoittajat joutuvat toteamaan paikallisen energiantuotannon riittämättömäksi osissa kunnista. Sellaisia megacityjä, jotka rajataan vision ulkopuolelle ovat Vaasan lisäksi mm. Pietarsaari ja Kaskinen.
Väite siitä, että koko Suomen energian tarve voitaisiin kattaa bioenergialla seuraa Pohjanmaan tuloksista toteamalla (annan nyt taas puheenvuoron tutkijoille)..."As Ostrobothnia is a representative sample of Finland, the same can be applied to the whole country." Luitte aivan oikein.

Artikkelissa hypetetään siellä täällä sitä kuinka innovatiivista paikallinen bioenergiantuotanto on. Toivon, että joku perustelisi joskus minulle sen miksi puunpoltto on innovatiivista. Se varmasti oli suuri innovaatio, kun Homo erectus keksi sen satoja tuhansia vuosia sitten, mutta tänään? Ihmiskunta on myös ollut sidottu paikalliseen energiantuotantoon liki koko historiansa ajan. Tästä on voitu poiketa vasta teollistumisen myötä ja sen teollistumisen käynnistymisessä keskeinen rooli oli nimenomaan bioenergian riittämättömyydellä Englannissa. Hiileen siirtyminen oli yksi tärkeistä tekijöistä, jolla Englanti vältti ajautumisen Malthuksen ansaan.

Peuran ja Hyttisen artikkelissa on myös monia kuvia, jotka saavat minut irvistämään. Osa kuvista ei itse asiassa tuo mitään mainittavaa sisältöä itse paperiin vaan ovat Powerpoint-esitykseen tarkoitettuja kuvioita, joiden olennaisempi käyttötarkoitus on esittää toivotut avainsanat samalla kalvolla ja kätkeä (niin pelkään) varsinaisen sisällön puute. Ohessa yksi esimerkki siitä mitä tarkoitan. Sama kuva suomeksi löytyy myös Hyttisen toisesta paperista (kiinnostavampi minusta!) sivulta 64. Jos voin ehdottaa, niin tähän operatiiviseen konseptiin kannattaa vielä lisätä sanat "Seksi" ja "Keskusta-puolue". Se olisi minusta innovatiivista ja muuttaisi paradigmoja tehokkaammin.

Jos uusiutuvia energianlähteitä ajavien tutkimusten argumentointi on tällaista, niin onko ihme, jos suhtaudun niihin skeptisesti? Onko liikaa toivottu, että näitä tutkimuksia hurraavat lukisivat ne edes ensin itse (pienellä kriittisyydellä, kiitos)? Avoin mieli on hyvä asia, mutta ei sen niin avoin tule olla, että aivot putoavat päästä.

Vaasan Yliopistossa muuten sanottiin "Journal of Clean production":in olevan kansainvälisesti arvostettu julkaisu. Kyseisen julkaisun Impact Factor on 1.867. On julkaisuja joiden Impact Factor on tuota alhaisempi, mutta ei tuollainen luku ole järin korkea. Oman alani perusjulkaisuna on esimerkiksi Physical Review A, jonka Impact Factor on 2.866. Arvostetumman Physical Review Lettersin Impact Factor on 7.328. Physical Review A:ssa julkaistaan lisäksi paljon tylsiä hömppäpapereita (mm. omia tutkimuksiani) joten "kansainvälinen arvostus" ei ole kummoinen laadun tae ;-)

Sorensenin puhe toriumvoimaloista

2011-04-04T12:44:00.010+02:00

Kirk Sorensen on puhunut Calgaryssa nestemäisiin suoloihin perustuvista toriumreaktoreista. Puhe on pitkä eikä kalvoista saa selvää, mutta kannattaa kuunnella kokonaan. Hän puhuu hauskasti ja selvästi niin, ettei kalvojen epäselvyys haitannut ainakaan minua juuri lainkaan. Minusta nämä reaktorityypit vaikuttavat hyvin lupaavilta ja monessa mielessä jopa ns. "No brainer" tapauksilta. (Sorensenin lyhyempi TED-puhe on täällä ja Youtubessa on myös toinen hänen puheensa, jossa hän markkinoi toriumreaktoria. Kalvot ovat selvempiä siellä.)

Jäin kuin pohtimaan poliittisia ja taloudellisia edellytyksiä näiden reaktoreiden tulemiselle markkinoille. Nestemäisiin suoliin perustuvat reaktorit ovat rakenteeltaan niin erilaisia kuin olemassa olevat reaktorit, että on vaikeaa nähdä nykyisten ydinvoima-alan yritysten satsaavan niiden kehitykseen. Monet nykyisistä firmoista tekevät tuloksensa polttoainetta myymällä ja, koska nämä reaktorit eivät tarvitse monimutkaista polttoaineen valmistusta, niiden tulo markkinoille söisi yritysten nykyistä liiketoimintaa. Jotta nämä lähtevät oikeasti lentoon, tarvitaan luultavasti myös valtion mukana oloa. Jos nyt ei suoraan tutkimuksen rahoittajana, niin ainakin sen takaamiseen, että säätelevät viranomaiset (ja poliitikot) ymmärtävät sen mitä säätelevät eivätkä torpedoi näiden reaktorityyppien markkinoille tulemista säätelemällä ne markkinoilta pois (esim. säätelemällä niitä ikäänkuin ne olisivat kevytvesireaktoreita). Nykyisten valvojien pätevyys kohdistuu kuitenkin lähinnä kevytvesireaktoreihin.

Missä vakavaa kehitystyötä todennäköisimmin tapahtuisi? En luota tässä asiassa Eurooppaan. Täältä löytyy varmasti riittävästi teknistä tietotaitoa, mutta se politiikka... Ranska on laittanut niin paljon munia kevytvesireaktorikoriin, että tuskin haluaa riskeerata niitä investointeja. Saksa soutaa ja huopaa ja lähitulevaisuudessa huopaa. Onko Iso-Britannia tehnyt mitään tämänkaltaista pitkään aikaan? Pienempien maiden hartiat taas ovat liian kapeita. Suomen kaltaiset maat voivat varmasti tehdä yhtä sun toista hyödyllistä, mutta lähinnä tukiessaan jotain laajempaa projektia.

USA voisi halutessaan kehittää nämä reaktorit varmasti nopeastikin. Heillä on tarvittava tutkimusinfrastruktuuri valmiina (kuten myös ilmeisesti maailman ainut U233 varasto) ja siellä kyse on ennen kaikkea poliittisesta tahtotilasta. Fossiilien lobbaajat varmasti vastustavat kuten myös osa heidän "liberaalista" ympäristöliikkeestään, mutta ehkä järkevien demokraattien ja republikaanien yhteinen tahtotila ei ole aivan mahdoton (?). Varsinkin jos ulkoinen "uhka" ilmestyy, jonkun asiassa nopeasti edistyvän maan muodossa.

Entä Japani? Siellä tämän alan tutkimusta on ollut aikaisemminkin ja tekninen valmius on varmasti olemassa. Fukushiman jälkeen moni läntinen taho on ennustanut ydinvoiman loppua Japanissa, mutta itse olisin tästä lopputuloksesta yllättynyt. Ensinnäkin Japanilla ei ole juuri kotimaisia energianlähteitä ja he tuskin haluavat lisätä riippuvuuttaan ulkopuolelta tulevasta fossiilisesta energista. Tämä olisi hullua sekä taloudellisesti, että strategisesti. Noiden kahden yhdistelmä on niin vahva, että se varmasti taivuttaa monet päät ydinvoiman kannalle vaikka nenää nyrpistäen. Fukushima tulee varmasti tarkoittamaan uudenlaisen turvallisuustietoisuuden heräämistä Japanissa ja se voi olla positiivista nestemäisiä suolia käyttäviä reaktoreita silmällä pitäen. Saas nähdä... Lisäksi minulla on sellainen vaikutelma, että luddiitiset vaistot ovat huomattavasti herkempiä Euroopassa kuin muualla. Ihmisten panikointi ja halu kieltää uusia tekniikoita täällä, ei tarkoita, että esim. Japanissa vaistot ovat samanlaisia. Euroopassa esim. kinastellaan vieläkin geenimuunnelluista-tuotteista samalla kuin melkein koko muu maailma on jo mennyt asiassa menojaan.

Kiina on ehkä tällä hetkellä se, joka todennäköisimmin vie asiaa eteenpäin. He ovat äskettäin ilmoittaneet aloittaneensa projektin LFTR:en (Liquid Fluiride Thorium Reactor = "lifter") kehittämiseksi. Intia voi ehkä seurata, mutta toisaalta he ovat ymmärtääkseni satsanneet paljon kiinteää polttoainetta käyttäviin toriumreaktoreihin. Ehkä aurinko nousee kuin nouseekin idästä.

Monbiot edelleen järjissään...

2011-03-31T16:09:00.002+02:00

Monbiot:n uusin kolumni. Enpä jää kinastelemaan paljostakaan. Tosin itselläni ei ole ideologista kiintymystä uusiutuviin. Töpselien jännite-erot ovat pragmaattinen kysymys, ei arvokysymys.

Fukushima ja mitä johtopäätöksiä siitä vedän

2011-03-28T13:00:00.027+02:00

Nyt maanjäristyksestä ja tsunamista on kulunut kohta kolme viikkoa. Luonnonkatastrofi tappoi kymmeniätuhansia ihmisiä ja on sotkenut miljoonien elämän perinpohjaisesti. Varsinkin läntisen median mieleenkiinto on keskittynyt kuitenkin lähinnä Fukushiman ydinvoimaloiden tilanteeseen ja niillä pelotteluun. Asiallistakin tietoa on ollut saatavilla, mutta yleensä sitä on joutunut hakemaan ja monin paikoin yksi asiallinen juttu hukutetaan pian asiattomien juttujen tsunamin alle. Ydinvoimaloiden tilanne on aiheuttanut ne omistavalle yhtiölle mittavia taloudellisia menetyksiä, mutta entä se inhimillinen kärsimys mistä varmastikin suurin osa meistä on enemmän kiinnostunut?

Kun onnettomuudesta oli kulunut kaksi viikkoa, yksi työntekijä oli kuollut nosturionnettomuudessa ja 17 työntekijää oli saanut yli 100 mSv ylimääräisen säteilyannoksen. Koska vasta usean Sievertin annos aiheuttaa akuutin kuoleman vaaran, tuo tarkoittaa sitä, että kukaan ei ole kuollut säteilyyn eikä luultavasti ole edes saanut säteilysairauden oireita. On aivan realistista olettaa, että tämä tilanne ei tule olennaisilta osin jatkossakaan muuttumaan. Entä vaikutukset pidemmällä ajalla? 1Sv annos nopeasti saatuna kasvattaa syöpäkuolleisuutta noin 5%. Jos extrapoloimme pessimistisesti tulevaisuuteen ja oletamme, että 300 pelastustyöntekijää saa kukin 250mSv ylimääräisen annoksen ja että syöpäkuolleisuus on lineaarinen funktio annoksesta (alle 100mSv vuosiannoksesta ei ole huomattu olevan haittaa, joten lineaariaarisuus oletus on tältä osin turhan pessimistinen), voin arvioida, että ylimääräisiä syöpäkuolemia tulee pelastustyöntekijöiden joukossa esiintymään korkeintaan noin 4 kappaletta. Samalla ajanjaksolla heistä syöpään kuolee, joka tapauksessa noin 60 joten edes tuota terveysvaikutusta on vaikeaa havaita tilastollisten epävarmuuksien alta.
Muiden japanilaisten kohdalla annokset jäävät niin pieniksi, että mitään säteilyn terveysvaikutuksia ei tulla havaitsemaan. (Jos esim. kaikki Fukushiman prefektuurin asukkaat saavat tänä vuonna noin 1mSv lisän vuosiannokseensa, ylimääräisiä syöpäkuolemia olisi korkeintaan 100 samalla, kun "normaaleja" syöpäkuolemia on noin 500000. Tietoa annosnopeuksista Fukushiman prefektuurista löytyy esim. täältä.)

Säteilyn pelon aiheuttama tarpeeton stressi aiheuttaa varmasti (taas) suuremman terveysongelman kuin itse säteily. Paniikissa ihmiset ajavat myös autoa huolimattomammin ja tukkivat teitä, joita tarvitaan avun saamiseksi niille, jotka sitä oikeasti tarvitsevat. Onneksi japanilaiset ovat käyttäytyneet tilanteessa maltillisemmin kuin mitä länsimainen media on heiltä odottanut (joskus suorastaan vaatinut?). Tätä silmällä pitäen esimerkiksi kirjanpidon ja verotuksen konsultti Günther Oettinger:in (aka EU:n energiakomissaari) lausunnot eivät mainittavasti edistäneet yleistä turvallisuutta.

Tämä siis seurasi siitä, että yksi suurimmista rekisteröidyistä maanjäristyksistä yhdistettynä korkeaan tsunamiin iski 70-luvun alussa rakennettuun ydinvoimalaan. Verkkovirta katosi, voimalan kaikki varavoiman lähteet tuhoutuivat ja ulkoisia voiman lähteitä ei voitu kytkeä kiinni ilmeisesti sen vuoksi, että tilat joissa sen olisi voinut tehdä olivat täytttyneet vedellä. Laitoksen ulkopuolella infrastruktuuri oli suurelta osin säpäleinä mikä vaikeutti pelastustöitä entisestään. Jos uskoi ydinvoiman tulisieluisimpia vastustajia (moni on selvästi uskonut), Japanin sairaaloiden tulisi olla täynnä säteilysairauteen kuolevia ihmisiä ja iso osa maata olisi säteilyn vuoksi asuinkelvoton ikuisiksi ajoiksi. Näin ei käynyt edes tässä tapauksessa ja koska uudemmat reaktorit ovat huomattavasti turvallisempia kuin vanhat, niiden riskit ovat vielä rajusti Fukushimaa pienempiä.

Olen pannut tyytyväisyydellä merkille, että kaikki ympäristöasioista kiinnostuneet aktivistit eivät ole menettäneet harkintakykyään ja esim. George Monbiot on ilmaissut hyvin selvästi uusiutuvan "vaihtoehdon" rajat ja puutteet sekä fossiilisten polttoaineiden valtavasti ydinvoimaa suuremmat vaarat. Luin myös juuri, että sen enempää Kiina kuin Etelä-Koreakaan eivät aio muuttaa ydinvoima suunnitelmiaan onnettomuuden vuoksi. Hienoa! Sen sijaan esimerkiksi Saksan Greenpeace haluaa ajaa ydinvoimalat alas ja lisätä "toistaiseksi" hiilen ja maakaasun käyttöä. Valitettavasti paleovihreät ovat seuranneet tätä fossiilisiin "toistaiseksi" nojaavaa strategiaa jo yli kolme vuosikymmentä eikä tähän ihmiskunnalla ole enää varaa. Ei ole mitään syytä uskoa, että lähitulevaisuudessa odottaa teknologinen ihme, joka poistaa uusiutuvien riippuvuuden fossiilisista polttoaineista tai muuttaa fossiiliset polttoaineet "vihreiksi".

Suomessa taas Vihreät haluavat luottaa metsien polttoon ja siihen, että tulevaisuudessa hiilen talteenottoon mahdollistaa fossiilisten käytön hamaan tulevaisuuteen. Ilmeisesti kannanoton kirjoittanut Oras Tynkkynen ei huomannut kirjoitukseen sisältynyttä ironiaa: "Riski=todennäköisyys x vaikutus". Todennäköisyys tiedettiin pieneksi jo aikaisemmin ja nyt pieneksi voidaan todeta myös vaikutus. Pieni numero x pieni numero= vieläkin pienempi numero. Lisäksi hän toteaa, että "Vaikka muillakin energiamuodoilla tuulivoimaa myöten on omat haittansa, millään muulla ei edes teoriassa voi saada aikaan laajamittaista onnettomuutta - ehkä nyt suuren patoaltaan murtumista lukuun ottamatta.", ilmeisesti tietämättömänä siitä, että Fukushimassa pato oli murtunut ja pyyhkäissyt asuntoja mennessään. Toivon, että kaikki asukkaat ehdittiin evakuoida. Jos ei ehditty, tuossa onnettomuudessa kuoli helposti enemmän ihmisiä kuin Fukushiman ydinvoimaonnettomuudessa.

Samoin kannanoton riskianalyysi oli kovin valikoivaa, koska siinä esitetyn vaihtoehdon riski oletetaan lähtökohtaisesti nollaksi. Näinhän ei ole. Ensinnäkin uusiutuvat vaihtoehdot nojaavat suurelta osin fossiilisten polttoaineiden tarjoamaan tukeen, joten niiden riskejä ei voida irrottaa fossiilisten polttoaineiden aiheuttamista ongelmista. Lisäksi Vihreät ovat esittäneet, että metsähaketta tulisi polttaa 30TWh edestä vuosittain. Tämän vaihtoehdon aiheuttamat ekologiset ongelmat esiintyvät todennäköisyydellä yksi ja bioenergia aiheuttaa EUssa noin 10 kuolonuhria/TWh. (Tähän arvioon ei muuten taida sisältyä bioenergian polton karsinogeeniset riskit.) Suomessa kuolonuhreja on tätä vähemmän (noin 2/TWh), mutta se ei vaikuta peruspointtiin mitenkään. Lisäksi tästä mieleen tulee rallatus: "Mutta millään muilla mailla. Kuin Suomella bioenergia ei oo riskiä vailla...". (Ydinvoiman kohdalla luku on noin 0.04 kuollutta/TWh.)Toisin sanoen Vihreät pitävät hyväksyttävänä ja suorastaan eettisesti oikeana energiavaihtoehtoa, joka suoran ekologisen haitan lisäksi tappaa pelkästään Suomessa 60-300 ihmistä joka ikinen vuosi! Onneksi jopa Vihreissä ydinvoimakannoissa esiintyy variaatiota ja järkevämpiäkin ulostuloja on tehty esim. Osmo Soininvaaran taholta.

Tokihan onnettomuudesta voi aina oppia ja maallikkona ainakin seuraavat opit vaikuttavat itsestäänselviltä. (Asiantuntijat varmasti antavat parempaa ohjeistusta, kunhan saavat loppuraporttinsa kirjoitettua. Odotan niitä kiinnostuneena.)

Jos ydinvoimala rakennetaan tsunami/maanjäristys alueelle, on sen kestettävä pahimmat eteen tulevat iskut. Fukushiman mitoitus oli pielessä ja en ymmärrä miksi laitosta ei oltu rakennettu korkeampia tsunameja silmällä pitäen. Niitä on kuitenkin esiintynyt Japanin historiassa. Turvamarginaali oli liian alhainen. Reaktorit (ilmeisesti) kestivät maanjäristyksen, mutta itse asiassa maanjäristys oli merkittävästi voimakkaampi kuin mitä laitos oli suunniteltu kestämään!
Varavoiman lähteet eivät saa kaikki tuhoutua samassa onnettomuudessa. Ei ollut mitään järkeä parkkeerata kaikkia generaattoreita paikkaan, jossa ne tuhoutuivat kerralla, kun tsunami iski. Jos virheiden annetaan tuolla tavalla eskaloitua, ei auttaisi vaikka varageneraattoreita olisi 1000.
Kun varageneraattorit olivat menneet, ulkoisen generaattorin kytkennessä oli jotain ongelmia. Jostain luin, että tämä johtui siitä, että "töpseli"-tila oli tsunamiveden alla. Ei tuossa ole mitään järkeä.
Japani on varmaan yksi edistyneimpiä maita automaatiossa ja en ymmärrä miksi heillä ei ollut robotteja, jotka voisivat tehdä joitain riskialttiita tehtäviä reaktorin lähellä ihmisten sijaan. Koneiden pitäisi tehdä säteilymittaukset, veden suihkuttamiset yms. tehtävät. Nähtävästi Ranskalla tällainen järjestelmä on, mutta suotavaa olisi, että sellainen on kaikilla. Standardisointi voisi myös olla järkevää niin, että laitteet toimivat myös toisessa maassa mikäli niitä sinne joskus lainataan.
Vetyräjähdykset olivat ikävää katseltavaa ja aiheuttivat turhaa vahinkoa työntekijöille. Vedyn poistaminen voidaan varmaankin tehdä kontrolloidusti.
Vetyräjähdys viereisessä voimalassa ilmeisesti aiheutti ongelmia viereisessä. Tämä on hölmöä suunnittelua ja laitokset tulee asetella niin, ettei tällaisia "ketjureaktioita" pääse syntymään.
Viranomaistiedotus on paikoin sekavaa ja tätä tulee (aina) parantaa. Hienostihan tämä tosin on hoitunut, jos sitä vertaa Tshernobyliin, mutta demokratialta tulee odottaa enemmän kuin Neuvostoliitolta.
Median pitäisi harrastaa itsekritiikkiä (...ja lehmät lentää): Onko media toimittanut ihmisille tarkkaa tietoa siitä mitä oli tapahtunut/tapahtumassa? Minusta jakauma on ollut otsikoiden perusteella 90% sensaationhakuista soopaa ja 10% asiaa. Tämä tietenkin riippuu siitä mitä mediaa seuraa. (Niissä mitä itse luen aktiivisesti, asian osuus oli korkeampi.)

Lisäksi minusta ihmiskunnan on korkea aika alkaa siirtymään eteenpäin kevytvesireaktoreista ja ottaa käyttöön uusia (vieläkin) turvallisempia reaktoritekniikoita. Tällä tarkoitan ennen kaikkea passiivisiin turvajärjestelmiin perustuvia hyötyreaktoreita. Omana suosikkina ovat nestemäisiin suoloihin perustuvat toriumia käyttävät reaktorit, mutta monia muitakin hyviä vaihtoehtoja on ja kaikki kukat kukkikoon. Näillä reaktoreilla on myös mahdollista pudottaa kustannuksia merkittävästi niin, että ydinsähkö olisi kaikkialla hiilivoiman kustannuksia alhaisempi. Kun tämä tapahtuu, ilmaston muutoksen vastaisessa taistelussa aletaan oikeasti edistymään.

"Uusiutuvat" eivät ole minusta ilmastonmuutoksesta huolestuneelle todellinen vaihtoehto (ainakaan omana elinaikanani). Ilman massiivista energianvarastointia tuuli- ja aurinkovoima nojaavat ennen kaikkea fossiilisiin polttoaineisiin, koska niiden vaihtelevuus takaa sen, etteivät ne vastaa kuin vahingossa kysyntään. Sellaista energianvarastointi- ja verkkokapasiteettia mitä tähän vaadittaisiin ei Euroopassa ole, eikä tule näköpiirissä olevassa tulevaisuudessa olemaankaan. Kysyntä voi osin joustaa, mutta mikäli esim. tuulivoima olisi merkittävä osa sähköntuotantoa koko yhteiskunnan olisi käännettävä itsensä pois päältä tyynellä säällä. (Suomi kuluttaa keskellä yötäkin yli 9000MW.) Kysyntäjoustolla voi olla merkitystä kulutuspiikkien tasaamisessa, mutta se tarkoittaa aina päällä olevan perusvoiman osuuden kasvua energiapaletissa eikä siis sovi yhteen satunnaisten "uusiutuvien" kanssa. Tuulivoiman vaihteluja voidaan jonkin verran vähentää valtavalla supergridillä, mutta vaikka siihen jollain olisikin varaa (ei ole) edes se ei poistaisi fossiilisten polttoaineiden tarvetta. (Lisäksi odotan mielenkiinnolla, koska osa supergridiin ja paikalliseen energiantuotantoon samaan aikaan uskovista tunnistaa kognitiivisen dissonanssin itsessään.) Vesivoima on suurelta osin jo valjastettu ja siihen liittyy omia ympäristöongelmiaan. Aaltoenergia kuulostaa hauskalta, mutta ei riitä pitkälle, koska se skaalautuu väärin.

Moni uusiutuvia vaihtoehtoja kannattava on joko täysin tietämätön niiden riippuvuudesta fossiilisista polttoaineista tai mikäli on ongelmasta tietoinen, puhuu lämpimikseen energianvarastoinnista ja supergridistä ilman, että tarkistaa mihinkä asti niillä ratkaisuilla päästään ja minkälaisin kustannuksin. Ajatus tuntuu olevan se, että rakennetaan nyt vain näitä vaihtoehtoja ja supergridejä yms. ja kyllä tekniset ongelmat ratkaisevat ajan kuluessa itse itsensä. Tämä on minusta väärin, koska keinojen toimivuus tulee perustella ennen kuin niistä maksetaan ja väärin suunnatut investoinnit viivyttävät todellisia toimia ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Varsinkaan julkisia investointeja ei tule tehdä toiveajattelun pohjalta uppoavan ideologian pelastamiseksi. (Miksi näitä vaihtoehtoja ajaneet eivät muuten ole aina ajaneet energianvarastointia ja supergridiä? Vaikuttaa siltä, että näistä ei puhuta joko puutteellisen asiantuntemuksen vuoksi tai sen vuoksi, että vaihtoehtojen kustannukset halutaan esittää todellisuutta pienempinä. Rakennetaan ensin tuulivoimala... Ai niin! Sitten vielä voimalinjat...anteeksi että unohtui...Ai niin! Sitten supergid...sorry.. Ai niin! Sitten vielä energian varastointi...mitenkä se nyt pääsikään unohtumaan...Ai niin! Sitten rakennetaan tuulivoimala uudelleen 20v kuluttua...et tiennyt vai...luulin kyllä kertoneeni...Ai niin! Lämpöähän nämä laitokset eivät tuota...kait sinä nyt sen tiesit...)

Uusiutuvat eivät myöskään sovi hyvin lämmöntuotantoon (Saharan aurinkolämpö ei ole siellä missä sen pitäisi olla), joten ne eivät tämänkään vuoksi kattaisi merkittävää osaa primäärienergian kulutuksesta. Geoterminen lämpö on aina päällä, mutta lähes kaikkialla siinä maaperästä poistetaan lämpöä nopeammin kuin mitä sitä kertyy takaisin. Reikä siis jäähtyy. Maankuoren läpi virtaava lämpövuo on samaa suuruusluokkaa kuin ihmiskunnan energiankulutus.

Uusiutuvat ovat tavallaan kuin huulipunaa porsaalle. Monelle tämä porsaan meikkaaminen on lohdullista, luo mielikuvan hyvän tekemisestä ja herättää toiveen jostain kauniista. Valitettavasti ei ole perusteltua uskoa, että tämän prosessin päässä olisi jotain kaunista, pissikseltä näyttävän porsaan sijaan. Samoin kuin huulipuna ne ovat myös ylellisyystuote, joita köyhät eivät käytä ennen kuin tärkeämmät tarpeet ovat tulleet tyydytetyiksi. Köyhempien maiden päästökehitys on kuitenkin ensi arvoisen tärkeää globaalien päästöjen kuriin saamiseksi. Tämän vuoksi tärkeää tähdätä ydinvoimaan (tai muuhun hiilivapaaseen energiaan), jonka kustannukset ovat hiiltä alhaisemmat. Niin kuin minä asian näen, ydinvoima on ainut nyt käytettävissä oleva energianlähde, joka voi skaalautua kattamaan koko ihmiskunnan energiankulutuksen. Valinta on siis sen ja ilmastonmuutoksen välillä.

Fukushima :-(

2011-03-12T10:43:00.003+01:00

Fukushimassa on tapahtunut vakava ydinvoimaonnettomuus. Tilanne kehittyy, mutta Laaksonen epäilee reaktorin ytimen päätyvän asfaltille laitoksen ulkopuolelle. Itse olen tilanteesta monessakin mielessä huolissani. En usko, että tämä tulee ihmisuhrien määrän suhteen olemaan suuri katastrofi (verratuna siihen mitä Japanissa jo tapahtui tai siihen miten paljon fossiiliset polttoaineet tappavat ihmisiä), mutta se osoittaa pahoja teknisiä heikkouksia, jotka koskevat ainakin näitä vanhempia laitoksia (Fukushima 1 käynnistettiin vuonna 1971) ja jos STUK:n Laaksosta oikein ymmärsin myös joitain Amerikkalaisia vanhoja reaktoreita. Lisäksi onnettomuudella voi olla suuret poliittiset seuraukset ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa. Tämä voi edesauttaa sitä, että maailmassa ei tehdä energian tuotannon päästöille muita kuin kosmeettisia vähennyksiä, jos edes niitä, seuraavan sukupolven aikana. Ydinvoiman vaihtoehdot kuitenkin rakennetaan fossiilisten polttoaineiden varaan eivätkä niistä irralleen.

Tasa-arvo ei toteudu aina edes silloin, kun tietoista syrjintää ei ole

2011-03-10T09:34:00.032+01:00

Olen lukenut useita ärsyttävän sovinistisia artikkeleita ja blogeja siitä kuinka naisia ei oikeasti syrjitä esim. työelemässä ja kuinka heidän alhaisemmat tulonsa ovat ihan heidän omaa syytään. Mitäs tekevät vääriä uravalintoja tai liian vähän töitä! Yleensä kirjoittajat eivät edes huomaa kivikautisia asenteitaan vaan saattavat esiintyä järjen tai tieteen taakse piiloutuneina. (Kuinka moni rasisti muuten myöntää olevansa rasisti? Ainahan he ovat vain rohkeasti, avoimesti, skeptisesti ja järkevästi ajattelevia mallikansalaisia.)

Usein nämä naisia syyllistävät argumentit nojaavat joko biologiaan ("naisilla ei ole y-kromosomia, jonka vuoksi he eivät voi niin hyvin romauttaa koko maailman pankkijärjestelmää ja ansaita sitä tekemällä suuria summia.") tai sitten siihen, että kaikki ovat vapaita tekemään omia päätöksiään ja naiset vain nyt tekevät keskimäärin tyhmempiä päätöksiä. Mutta ovatko mahdollisuudet oikeasti samat ja ovatko päätöksemme oikeasti vapaita?

Slate:ssa on ollut äskettäin asiasta parikin kiinnostavaa juttua. Ensimmäisessä kerrottiin siitä kuinka alitajuinenkin ennakkoasenne vaikuttaa vahvasti siihen kuinka naiset putovat pois matematiikan opinnoista. He pärjäävät yhtä hyvin kuin miehet koulun alemmilla asteilla, mutta heidän määränsä harvenee nopeasti yliopistotasolle tultaessa. Jutussa kerrottiin mm:

"...In a more ambitious experiment organized with the university's math department, the psychologists evaluated how undergraduates performed when they had male or female math professors.

They measured, for instance, how often each student responded to questions posed by professors to the classroom as a whole. At the start of the semester, 11 percent of the female students attempted to answer questions posed to the entire class when the professor was male, and 7 percent of the female students attempted to answer questions posed to the entire class when the professor was female. By the end of the semester, the number of female students who attempted to answer questions posed by a male professor had not changed significantly: Only 7 percent of the women tried to answer such questions. But when classes were taught by a woman, the percentage of female students who attempted to answer questions by the semester's end rose to 46.

The researchers also measured how often students approached professors for help after class. Around 12 percent of the female students approached both male and female professors for help at the start of the semester. The number of female students approaching female professors was 14 percent at the end of the semester. But the number of female students asking for help from a male professor dropped to zero.

Finally, when Stout and Dasgupta evaluated how much the students identified with mathematics, they found that women ended up with less confidence in their mathematical abilities when their teachers were men rather than women. This happened even when women outperformed men on actual tests of math performance. ..."

Naiset siis kiinnostuvat matematiikasta enemmän, kun opettajana on nainen tai kun he voivat muuten identifioitua vaikka vanhempaan naisopiskelijaan.Tämä siis ei edes vaadi sovinismia miesopettajalta. Alitajuiset viestit ja signaalit naisen ja miehen "oikeista" rooleista riittävät ja ne signaalit vääristävät valintamme kaikkea muuta kuin "vapaaksi".

Toisessa jutussa kritisoitiin Tierney:n aiempaa kolumnia missä hän vähätteli seksismin aiheuttamia ongelmia siteeraamalla tutkimusta, jonka viestiä hän ei selvästikään ollut ymmärtänyt. Tutkimus mihin tässä viitattiin totesi, että kun naisilla on (tieteessä) samat resurssit kuin miehillä, heidän artikkelinsa, apuraha- ja työpaikkahakemuksensa hyväksytään samalla todennäköisyydellä. Tierney kuitenkin unohti sen reitin mitä kautta nainen päätyy sellaiseen asemaan missä hänellä ON samat resurssit kuin miehellä.

Me elämme yhteiskunnassa missä perheen ja työn yhteensovittamisen ongelma kaadetaan liki täysin naisten niskaan. Miesten ei oleteta pitävän vanhempainvapaita eikä riskiä lapsista tai lasten hoidon aiheuttamista hankaluuksista huomioida heitä palkattaessa. Työnantajallehan vanhampainvapaista ja lastenhoidosta ei aiheudu vain suoria kustannuksia vaan myös epäsuoria kustannuksia. Korvaava työntekijä pitää löytää ja perehdyttää tehtäviinsä. Se voi vaatia paljonkin resursseja ja olla hankalaa aloilla joissa on valmiiksi työvoimapulaa. (Kuinka moni haluaa lyhyen sijaisuuden, jos parempaa on tarjolla?) Jos lapsi sairastuu, kun deadlinet yms. pukkaavat päälle, vanhemman on jäätävä kotiin lasta hoitamaan. Tämä ei varmastikaan aiheuta riemunkiljahduksia työnantajan puolelta.

Nämä tekijät varmasti vaikuttavat monien perhettä haluavien naisten urakehitykseen kuten myös uravalintoihin. Mielletään, usein varmasti perustellusti, että perhe ja työ on helpompi sovittaa yhteen naisvaltaisilla (julkisen sektorin) aloilla kuin muualla. Näiltä aloilta on kuitenkin paljon esimerkkejä siitä kuinka tämä temppu tehdään ja siitä, että työnantajat tämän suvaitsevat. Mitä taas miesvaltaisiin aloihin tulee niin naiset ovat omassa elämässään nähneet, että isät yms. eivät ole jääneet vanhempainvapaille. Näin ollen oletus siitä, että miesvaltaisilta aloilta on vaikea jäädä vapaalle on luonteva. Miesvaltaisten alojen työnantajien negatiiviset asenteet esim. vanhempainvapaiden kustannusten jakamiseen, eivät varmasti näitä ennakkoasenteita hälvennä. Naisella voi olla likipitäen samanlaiset tulot ja urakehitys kuin miehellä, mutta usein tämä nainen on lapseton. Miehet eivät joudu samaa valintaa tekemään, koska heidän ei oleteta pitävän jälkikasvustaan huolta (...siis oikeasti). Kuinka vapaita olemme oikeasti valitsemaan haluammeko perheen vai emme?

On tavallaan ironista, että naisia syyttelevät, yleensä poliittisen kartan oikealla laidalla kököttävät, miehet usein omassa elämässään altistavat esimerkiksi omat lapsensa juuri niille vaikutteille, jotka ohjaavat naisten valinnat niille urille mitä miehet sitten myöhemmin paheksuvat. He voivat olla perheellisiä, mutta tuskin jäävät vanhempainvapaalle tai kotihoidontuelle. Moni ei varmaan pidä edes isyyslomaa. Näillä esimerkeillä he pönkittävät stereotypioita äidin roolista lasten ainoana todellisena hoitajana ja isän vapaudesta rakentaa uraansa tarvittaessa perheenkin kustannuksella. Sitten kun tämä aiheuttaa tasa-arvo-ongelmia, he pesevät kätensä syyttämällä naisia tai kenties jopa biologiaa. Tokihan naisilla voi olla keskimäärin suurempi taipumus lasten hoivaamiseen aivan kuin miehillä voi olla keskimäärin suurempi taipumus raiskaukseen ja tappamiseen. Näistä keskimääräisistä taipumuksista ei voi vetää johtopäätöstä siitä miten meidän tulee toimia. Jos äiti oppii vaikkapa lastenhoitoa helpommin kuin isä, ei se tarkoita sitä, että isä tulee vapauttaa vastuusta vaan ehkä sitä, että isän tulee harjoitella asiaa äitiä enemmän.

Työmaailman pelisäännöt ovat myös usein miestä suosivia. Esimerkiksi miehen parempaa soveliaisuutta toimitusjohtajaksi on perusteltu sillä, että miehet ovat valmiita tekemään pidempää päivää. Ottamatta kantaa sihen kuinka paljon nainen on halukas tekemään töitä, en voi kuin spekuloida sillä, että mikäli keskiajalla toimitusjohtajaksi pääsi vaikkapa ratsastamalla haarniska päällä ja käyttämällä taitavasti peistä, niin kyseinen toimitusjohtaja aivan varmasti määritteli nämät avut erityisen tärkeiksi hyvää toimitusjohtajaa valittaessa. Minusta on kuitenkin selvää, että moderneissa yrityksissä johtajan pääavut ovat toisaalla. Pätevät nuoret alaiset arvostavat varmasti usein enemmän pomon sosiaalisia taitoja, kykyä tukea heitä rakentavasti ja ymmärrystä perheen ja työn yhteensovittamiseen. Pomo joka arvottaa sinut kehityskeskustelussa sen perusteella kuinka paljon olet ollut valmis uhraamaan perheesi esim. ylitöiden alttarille, miellettäisiin varmasti yleisesti p...pääksi ja yritystä vaihdetaan parempaan silloin, kun siihen tulee mahdollisuus.

Miehiä suosivista säännöistä voin poimia esiin myös oman alani eli fysiikan perustutkimuksen. Tyypillinen urakehitys voi alkaa opiskelulla, joka kulminoituu väitökseen. Sen jälkeen sinun oletetaan lähtevän tutkijatohtoriksi maailmalle epämääräiseksi ajaksi. Tutkijatohtorina kirjoitetuilla julkaisuilla saat meriittejä joilla saat uuden postdocin jne. Jos putoat kyydistä, on leikkiin hankalaa päästä enään takaisin mukaan. Toisilla on silloin nimittäin enemmän papereita ja näyttöjä ja... olethan jo vähän vanhakin. On kuitenkin niin, että se ikä jonka fyysikot viettävät tutkijatohtorina maailmalla on se sama ikä jolloin lapsia haluavan naisen on syytä alkaa pohtimaan niiden hankkimista. Kuten Slate:n jutussa sanottiin:"You could say that universities don't discriminate against women, they just discriminate against people whose fertility declines rapidly after 35." Pätevyyttähän tämä järjestelmä ei juurikaan mittaa vaan valmiutta viivästyttää perheen perustamista tai ehkä sitä onko sinulla puoliso, joka on valmis jättäytymään työelämän ulkopuolelle sinun urasi vuoksi. Miksi niitä tutkimusnäyttöjä ei voi alkaa antaa pari vuotta myöhemmin sen jälkeen, kun lapset on tehty?

Kirjoitin muuten reilu vuosi sitten asiaa sivuten kommentin myös Economist lehteen. Kun kirjoitan tätä, kuopus nukkuu tuhisten sylissä. Aivan kuten se keskiaikainen ritaritoimitusjohtaja piti itseään mallitoimitusjohtajana, minäkin toivon, että useampi isä tekee saman valinnan kuin minä. Minulle valinta oli työnantajani puolelta helppo ja toivotan rohkeutta ja peukkuja niille, jotka päättävät näyttää kenties nihkeästi vanhempainvapaisiin suhtautuvalle työnantajalle takalistoaan.

Lisäys 11.3.2011: Hesarissa Jukka Relander huomauttaa aivan oikein, että "Perinteisesti naiset ovat olleet töissä enimmäkseen julkisella sektorilla, miehet enimmäkseen yksityisellä. Vanhemmuuden kustannusten kohdistuminen naisvaltaisiin aloihin on näin ollut rahan siirtoa veronmaksajilta vientiteollisuudelle. Tämä systeemi olisi jo aika purkaa. " Koska perheitä joissa äiti on joko vanhempainvapaalla tai kotihoidontuella on vuosittain ilmeisesti 150000-200000, tämä tukiainen ei ole mitätön. Jos hoitovastuut jaettaisiin tasan, miesvaltaisten alojen tulisi vuosittain pyörittää 75000-100000 työntekijän sijaisrumbaa.

Murinaa matkapuhelimen dataliittymästä

2011-03-06T12:45:00.001+01:00

Sattuneista syistä johtuen olen viettänyt viikonloppua Jorvissa. Testasin matkapuhelimeni dataliittymää ja totesin operaattorin toimittavan sunnuntaina 340kiloa/s Leppävaaran asemalla (suunnilleen se mitä luvattiin), kun taas 8 kilometrin päässä Jorvissa nopeus on vain 40kiloa/s. Minusta se,että liittymiä myydään vain teoreettisella maksiminopeudella on huonoa palvelua,koska palvelun luotettavuudella on merkitystä. En halua maksaa lisää liittymästä, joka toimittaa kaupungin keskellä nopeamman yhteyden kuin mitä tarvitsen, mutta etanayhteyden toisaalla. Kaipaan sopimusta, joka lupaa minimipalvelutason ja jos jossain palvelua ei voida luvata,nämä paikat voi tarkistaa kartasta. Operaattoreilla on tiedot toteutuneista yhteysnopeuksista ja on ihmeellistä ettei näitä jaeta automaattisesti asiakkaille.Itse olen valmis maksamaan enemmän luotettavasta palvelusta jota käytän kuin teoreettisesta palvelusta jota en käytä tai tarvitse. Kilo tuoreita omenia on arvokkaampaa kuin monta kiloa mätiä.

Tanskan koko sähkönkulutus tuulivoimalla ja energian varastoinnilla?

2011-03-02T18:25:00.009+01:00

Jatkona aikaisempaan Tanskan ja Irlannin tuulivoiman tuotantoa vuonna 2010 käsitellesseen blogiin jatkan nyt samalla teemalla, mutta nyt teen ajatuskokeen, jossa koko Tanskan sähköntuotanto tuotetaan tuulivoimalla, joka kytketty riittävään suureen sähkönvarastointi kapasiteettiin sen takaamiseksi, että sähköntuotanto vastaa sen kulutusta.
Kysymyksiä joihin halusin saada selvyyden olivat:

Kuinka paljon tuulivoimakapasiteettia tässä skenaariossa tarvitaan?
Kuinka paljon varastointikapasiteettia vaaditaan?
Kuinka nopeasti energiaa on kyettävä varastoimaan ja purkamaan?

Käytän lähtötietoina tunnin välein päivitettyä Tanskan tuulivoimatuotantoa ja sähkönkulutusta vuonna 2010. Oletan, että 20% tuulisähköstä hukkuu varastoitaessa ja 10% hukkuu purettaessa varastoa takaisin sähköksi. Kun tuuliteho ylittää keskimääräisen kapasiteetin tai kulutuksen, ylimäärä sähkö varastoidaan, kun taas muussa tapauksessa varaston sisältämää energiaa puretaan sähköksi kulutuksen kattamiseksi. Vaadin, että vuoden lopussa varastoidun energian määrän on oltava (summittaisesti..tämä on blogi) sama kuin vuoden alussa, jotta järjestelmä toimisi "kestävästi". Seuraavassa kuvassa näytän skenaarion tuulivoiman tuotannon, Tanskan kulutuksen sekä vaadittavan varastoinnin tarpeen (Negatiiviset arvot tarkoittavat, että energiaa on purettu suhteessa lähtötasoon, joka on valittu nollaksi.)

Käytännössä tämä tarkoittaa, että:

Vaadittava tuulivoimakapasiteetti on noin 2.7 kertaa maksimikulutuksen verran eli noin 17 GW.
Sähköä on kyettävä varastoimaan 3.4 TWh (noin 10% Tanskan vuosikulutuksesta)
Energiaa on kyettävä varastoimaan 10 GW ja purkamaan 6.7 GW:n teholla.

(Tein huvin vuoksi saman harjoituksen kuvitteelliselle Direway:n valtiolle, jossa puolet tuulikapasiteetista seurasi Tanskan tuotantoa, kun taas toinen puoli Irlannin. Kulutus oli molemmissa segmenteissä sama paitsi, että fiktiivisen "Irlannin" kulutus tapahtui tuntia aikaisemmin kuin Tanskan. Tämä skenaario ei poikennut vaatimuksiltaan olennaisesti aikaisemmasta puhtaasti Tanskaa koskevasta leikistä paitsi, että siinä molempien segmenttien väliin tarvittaan suuri sähkönsiirtokapasiteetti.)

Miten realistinen tämä skenaario olisi? Tuulivoimakapasiteetin osalta se tarkottaisi Tanskan nykyisen tuulivoimakapasiteetin kasvattamista noin 5-6 kertaiseksi. Norjan altaisiin voidaan nimellisesti varmasti varastoida vaadittava energiamäärä. Luin jostain, että 85 TWh nimellinen kapasiteetti olisi olemassa. Sen sijaan vaadittavat tehot vaikuttavat muhkeilta. Varastoihin on kyettävä syöttämään energiaa noin 10 GW:n teholla ja purkamaan noin 7 GW:n teholla. Realistisin tuulivoiman varastointi vaihtoehto on varmastikin veden pumppaaminen vesivoimaloiden taakse ja pääosa Länsi-Euroopan vesivoimasta on Norjassa (28GW) ja Ruotsissa (16GW). Tämä tarkoittaa, että yksi pieni Länsi-Euroopan maa tarvitsisi yksin olemassa olevasta kapasiteetista (jolla on muutakin käyttöä) merkittävän osan. Tuuli+vesi ratkaisu ei siis voi skaalautua merkittäväksi osaksi koko EU:n energiataloutta. Lisäksi skenaario vaatisi noin 10 GW sähkönsiirtokapasiteetin pelkästään Tanskan ja Norjan välille. Lukijoiden kotiharjoitukseksi jätän sen arvioimisen kuinka paljon tuo maksaa :-)

Eli vaikka tällainen ratkaisu olisi teoreettisesti mahdollinen pienelle Länsi-Euroopan maalle, niin kustannukset olisivat valtavia ja sähköntuotantokapasiteetti pitäisi rakentaa massiivisesti
suuremmaksi kuin sähkönkulutus. Ennustan, että sikäli kun tätä tietä tullaan seuraamaan, jäävät varastointiratkaisut kosmeettiseksi viherpesuksi ja pääosa rakennettavasta tuulivoimasta jää nojaamaan kulissien takana tupruttaviin fossiilisia polttoaineita polttaviin voimaloihin.

Peter Lang huomautti muuten Brave new Climate:ssa, että varastoinnissa voi olla enemmän järkeä silloin, kun sitä käytettään kulutushuippujen sähköntuotantoon tilanteessa missä perusvoimaa tuotetaan halvalla ydin- (tai hiili) voimalla. Mikäli esim. ydinvoima kapasiteetti mitoitetaan kattamaan keskimääräinen kulutus ja tuotettu sähkö varastoidaan kulutuksen ollessa tätä alempi, voi energianvarastointi olla halvempi vaihtoehto kuin "ylirakentaa" ydinvoimaloita kattamaan myös kulutushuiput. Tanskan tapauksessa tarvittaisiin siis noin 5GW ydinvoimaa ja 1GW vesivoimaa kulutushuippuja varten. Tällä voi säästää, koska 1GW vesivarastointia voi maksaa vähemmän kuin 1GW ydinvoimaa. Tähän tarvittava sähkönsiirtokapasiteetti Tanskan ja Norjan välillä on jo olemassa.

Ei-orgaanisen energian siunauksellisuus

2011-02-23T18:39:00.008+01:00

Luin Kenneth Pomeranzin kirjaa "The great divergence", jossa pohdittiin syitä sille miksi Eurooppa (Englannin johdolla) teollistui ennen Aasiaa. Kirjassa argumentointiin mielestäni vakuuttavasti, että Euroopan etumatka johtui toisaalta ylimääräisestä ekologisesta ja sosiaalisesta jättipotista nimeltä Amerikka ja toisaalta hiilen käytön yleistymisestä Englannin energiantuotannossa. Jälkimmäinen tekijä oli kriittinen, koska muut energiantuotannon vaihtoehdot (puu) olisivat kilpailleet maasta joko ruuan-, rakennusmateriaalin- tai kuiduntuotannon kanssa. Kun tätä pohtii pidemmälle, on helppo todeta monia teollistumisen ja ei-orgaanisen energiantuotannon HYVIÄ ekologisia ja sosiaalisia seurannaisvaikutuksia.

Ihmisen välttämättömiin perustarpeisiin kuuluvat ruoka, polttoaine, rakennusmateriaali ja kuidut (vaatteiden tekemistä varten). Ihmiskunta on ennen teollistumistaan tuottanut nämä kaikki ohjaamalla luonnon primäärituotantoa omaan käyttöönsä. Teollistumisen myötä energiamme on vain pieneltä osin peräisin ekosysteemistä (fossiilisilla polttoaineilla toki on orgaaniset juuret miljoonien vuosien päässä), rakennuksia voidaan rakentaa halvalla muistakin materiaaleista kuin puusta ja synteettiset kuidut ovat vähentäneet riippuvuutta orgaanisista kuiduista. Kaikki nämä muutokset ovat vähentäneet ekologista painetta, joka olisi muussa tapauksessa käynyt kestämättömäksi jo kauan aikaa sitten. Samoin ne ovat mahdollistaneet ruuantuotannon suuremmalla alueella kuin mihin muuten olisi ollut mahdollisuuksia.

Usein ilmastonmuutos keskeisessä keskustelussa unohtuu, että maankäyttö ja luonnonprimäärituotannon ohjaaminen ihmisten käyttöön (HANPP) ovat keskeisimmät lajien sukupuuttoja ajavat tekijät. Jos maailman maapinta-ala jaetaan tasan kasvavan ihmiskunnan kesken, on meistä kunkin tultava toimeen noin 1.5 hehtaarin alueella. Tästä alasta huomattava osa on vielä autiomaita, vuoristoja, jäätiköitä yms. Tuon pinta-alan tuotannon on siis riitettävä kaikkeen meitä ylläpitävään toimintaan (ruoka, asuminen, energia, työ, luonto...).

Luonnolle aiheutuva paine ei ole aina peräisin ensisijaisesti teollistumisesta. Länsi-Euroopan metsiä tuhottiin hurjaa tahtia jo esiteollisella ajalla ja esim. Saksassa ja Ranskassa on tänä päivänä huomattavasti enemmän metsiä kuin vuonna 1800. Sama pätee Japaniin. Jos kukaan epäilee esiteollisten (luomu)yhteiskuntien kykyä ympäristön tuhoamiseen, tarvitsee vain vilkaista ympärilleen esim. lähi-idässä, Välimeren ympärillä tai Pääsiäissaarilla. Eivät ne seudut ole aina olleet puuttomia. Nykyään esimerkiksi Ruandassa metsiä tuhotaan parin prosentin vuosi vauhtia niin, että alle 20% maan pinta-alasta on enään metsien peitossa. Tätä tuhoa ajavat väestönkasvu, tehoton maanviljelys (lähinnä paikallista luomua...ilmeisesti alle 4kg lannoitetta/hehtaari ja ei-orgaanista lannoitetta on levitetty vain parille prosentille pelloista!) ja bioenergian keskeinen rooli ihmisten energiataloudessa.

Seuraavassa muutamia ilmeisiä seikkoja, jotka puhuvat korkeamman ei-orgaanisen energian ja mineraalien käytön puolesta ekologiselta (ja sosiaaliselta) kannalta:

Ihmiselle kypsennetyn ruuan ravintoarvo on korkeampi kuin raa'an. Olemme kypsentäneet ruokamme jo ennen kuin olimme lajina olemassa ja pääosan historiaamme se on mahdollistanut ruuaksi kelpaamattoman biomassan polttamisen, jotta saamme ravinnostamme enemmän energiaa irti. Lisäksi se on mahdollistanut lämmityksen, joka on omalta osaltaan alentanut vartalomme energiantarvetta. Tänään tuo kypsennykseen ja lämmitykseen käytettävä energia voi olla peräisin ekosysteemin ulkopuolelta...kalliosta. Tämä tarjoaa mahdollisuuden pienentää ekosysteemiin aiheutuvaa painetta.
Käyttämällä energiaa voimme tuottaa ei-orgaanisia lannoitteita ja muita aineita joiden avulla peltojen hehtaarikohtaiset sadot (ja primäärituotanto) ovat rajusti korkeampia kuin mihin ne luonnontilassa pystyvät. Tämä tarjoaa mahdollisuuden tuottaa enemmän elintarvikkeita ilman tarvetta kasvattaa viljelyalaa. Taas tähän käytetty energia voi olla (ja toivottavasti on) peräisin ekosysteemin ulkopuolelta.
Käyttämällä ei-orgaanista energiaa voimme luoda synteettisiä kuituja ja rakennusaineita, joten metsiä ei tarvitse hakata niiden saamiseksi.
Käyttämällä energiaa voimme nostaa maanviljelyksen tuottavuutta ja vapauttaa ihmiset pelloilta talikoimasta tekemään jotain mielekkäämpää ja arvokkaampaa. En halua elää maassa, jossa suurin osa ihmisistä on sidottu pelloille ruuantuotantoon. Tämä työvoiman vapautuminen antaa myös mahdollisuuden kaupunkien kasvuun. Ihmisten maankäyttö on kaupungissa paljon maaseutua tehokkaampaa. Kaupungit ja niissä asuvien ihmisten työpaikat vaativat toki energiaa, mutta tämä energia voi olla peräisin elottomasta kalliosta eikä sellaisenaan aiheuta automaattisesti suuria ekologisia ongelmia.
Käyttämällä energiaa voimme kuljettaa ruokaa kauemmas (tiet,laivat, kuorma-autot...) ja säilyttää sitä paremmin (pakastimet, säilöntäaineet). Tämä oli välttämätöntä ruuantuotannon vapautumisessa paikallisuuden pakkopaidasta eikä ainoastaan pienennä hukkaan päätyvän ruuan määrää vaan pienentää myös paikallisesta katovuodesta aiheutuvia riskejä.
Lämmitys ja lämmin vesi alentavat kehomme energiantarvetta ja näin ollen vaadittavan ruuan määrää. Lisäksi niillä on ilmeisen positiivinen vaikutus ihmisten elämänlaatuun ja terveyteen.
Käyttämällä energiaa voimme siirtää monia fyysisesti vaativia tehtäviä koneille ja mahdollistaa monia muita hankkeita joihin lihasvoivamme eivät yksinkertaisesti riittäisi riippumatta siitä kuinka monta miljoonaa työläistä on käytössämme. Fyysisesti vähemmän vaativa elintapa alentaa ruuan tarvetta ja näin ollen painetta ekosysteemille. (Liikunta kasvattaa elimistömme energiankulutustamme, mutta toki sillä on omat hyvätkin puolensa terveydelle ja jaksamiselle.)

Energiankulutuksella voimme siis vähentää aiheuttamaamme ekologista painetta halutessamme merkittävästi. Tällä hetkellä vain ruuantuotanto nojaa välttämättä yhteyttämiseen auringonvalolla. Tästäkin voidaan periaatteessa luopua, koska pellot voitaisiin pinota kerroksiksi joita valaistaisiin ja lämmitettäisiin kalliosta hankitulla energialla. Sanon periaatteessa, koska tässä ei olisi mitään järkeä valtavien energiakustannusten vuoksi. Toisin sanoen juuri nyt on vaikea kuvitella ihmiskunnan ruokkimista ilman luonnonvaraisen luonnon syrjäyttämistä.

Osin näiden syiden takia suhtaudun suurin varauksin joihinkin paleovihreän konsensuksen perusväittämiin. Energiankulutus ei ole puhtaasti pahasta. Ei-orgaaninen energia ei ole automaattisesti pahasta. Bioenergia ei ole hyvää. Luomutuotanto ei ole ekologista/eettistä silloin, kun sen maankäyttö on tehotonta (Suomessa luomuviljojen hehtaarisadot ovat 50-60% normaaleista) tai silloin, kun se nojaa karjankasvatuksesta saatavaan lantaan tai silloin, kun se käyttää uusiutumattomia fosfaattivaroja tehottomasti tai silloin, kun se on merkittävästi tavallista ruokaa kallimpaa.

Kun keskustelemme energiankäytön ympäristövaikutuksista, pitää pohtia sitä kuinka energia tuotetaan, miten sitä käytetään ja millaiset ympäristö- tai sosiaaliset vaikutukset tarjottavassa vaihtoehtoisessa alhaisen energian visiossa on? Usein kaikki nämä tekijät jäävät hämäriksi ja asioita leimataan hyviksi ja pahoiksi tunteellisin/yltiöideologisin tai perustein. Niin kuin itse asian näen, ei-orgaaninen energia on avannut ihmiskunnalle uuden ulottuvuuden. Aikaisemmin kaikki tekemisemme oli rajoittunut maan kaksiulotteiselle pinnalle. Se kuinka paljon resursseja meillä oli käytössämme riippui hallitsemastamme maa-alasta ja siitä kuinka paljon auringonvaloa siihen osui. Nykyään tämä verrannollisuus on osin murtunut ja ihmiskunnalla on käytössään kolmas ulottuvuus...alas ja ylös. Toisin kuin muut lajit, me voimme käyttää elottomasta kalliosta saatavia resursseja itsemme ylläpitämiseen ja niitä resursseja on kolmessa ulottuvuudessa aina enemmän kuin kahdessa. Olisi suotavaa, että ihmiskunta käyttäisi tätä vapausastetta itsensä elättämiseen mahdollisimman paljon sen sijaan, että syö niiden lajien elintilaa, joilla ei ole muuta vaihtoehtoa kuin elättää itsensä kaksiulotteisen ekosysteemin primäärituotannosta.

Mielenkiintoinen lukulista...

2011-02-09T16:55:00.002+01:00

...ajan kuluksi. "Alvin Weinberg, the History of Molten Salt Reactors, and the Future of Nuclear Power"

Tiedejournalismi ja Tshernobyl

2011-02-08T12:25:00.019+01:00

Joskus tiedejournalismia seurattaessa tulee olo, että sen ainut varma ominaisuus on kutakin uutta journalistista pohjanoteerausta pian seuraava uusi pohjanoteeraus. Perussuomalaisten Soinia pilkattiin (aiheellisesti) mediassa siitä kuinka hän oli työstänyt puolitoista vuotta ilmastokannanottoa, joka perustui kopioi ja liitä toimintoon. Tiedeuutisoinnissa törmää jatkuvasti siihen, että toimittajien ainut kontribuutio on "kopioi ja liitä" ja kenties Suomessa englanninkielisen jutun kääntäminen suomeksi.

Äskettäin Hesarissa uutisoitiin "Tutkimus: Linnuilla pienemmät aivot Tšernobylin alueella". Sama juttu pyöri medioissa ympäri maailmaa ja kaikissa sieerattiin ilman pienintäkään kriittisyyttä tutkimuksen senioriparia Timothy Mousseauta ja Anders Pape Mølleria. (Linkki alkuperäiseen tutkimukseen on tässä.) Minusta lukijan olisi ollut tärkeää tietää, että Møller on jäänyt aikaisemmin kiinni tulosten väärentämisestä ja että hänen ammattietiikkansa on kyseenalainen (kannattaa muuten lukea myös kommentit, koska osa asianosaisista ja asiaa seuranneista kommentoi tilannetta melko valaisevasti). Asiasta nousi muutava vuosi sitten tiedepiireissä suuri kohu ja skandaalista löytyy kommentaaria myös mm. Nature:ssa ja Science:ssa. Møllerin kyvyttömyys puolustaa itseään asia-argumentein käy myös selväksi Richard Palmerin julkistamasta kirjeenvaihdosta.

Jos tutkija on epärehellisyyden vuoksi menettänyt kolleegojensa luottamuksen, voi selviytymisstrategiana hyvinkin toimia sellaisten tutkimusten tehtailu, jotka vetoavat maallikoihin. Ts. silloin kannattaa valita mediaseksikäs tutkimuskohde, josta ihmisillä on vahvat ennakkoluulot ja tehtailla tutkimuksia, jotka vahvistavat näitä oletuksia (Tshernobyl, geenimanipulaatio, kemikaalit, luomuruoka, globalisaatio, terrorismi...ehkä jopa ilmastonmuutos?). Tutkijat ovat usein kaikkein innostuneimpia tuloksista, jotka poikkeavat naiiveista oletuksista (niistä oppii eniten), kun taas maallikot lukevat mieluiten tuloksista, jotka pönkittävät heidän maailmankuvaansa. Tällaista maallikoihin vetoavaa strategiaa Møller näyttää seuraavan.

Asia ei olisi ehkä muuta kuin pieni journalistinen möhläys mikäli tämä ei olisi toistuvaa. BBC:ltä löydän sarjan saman teemaisia "uutisia" joissa tietolähteenä on....voitteko arvata?... Timothy Mousseau ja Anders Møller (tässä, tässä, tässä, tässä ja tässä). Missään näistä uutisissa ei ole merkkejä kriittisyydestä ja missään ei mainita sitä savua mitä Møller on tieteellisellä epärehellisyydellään aikaisemmin nostattanut. BBC:n sivuilla pitää selata vuoteen 2007 ennen kuin läytää saman teemaisen, mutta edes hiukan tasapainoisemman uutisen vaikka siinäkin pääpuheenvuoro oli Mousseaulla ja Møllerilla. Minulla on muistikuva, että Møllerin auktoriteettiin on luotettu myös hesarissa lähimenneisyydessä, mutta en nyt löydä hesarista muistikuvaani vahvistavaa juttua (ehkä muistan väärin). YLE kylläkin on siteerannut hänen tutkimuksiaan kritiikittä 18.03.2009.

Se, että henkilö on aiemmin jäänyt kiinni tulosten vääristelystä ei tietenkään automaattisesti tarkoita, että hänen uusi tutkimuksensa on mätä, mutta sen on minusta toimittava syynä tarkempaan taustoittamiseen etenkin, kun tulokset ovat mediaseksikkäitä ja monin paikoin ristiriidassa muiden tutkijoiden saamien tulosten kanssa. Samoin se on asia, josta on kerrottava lukijalle. Kun itse luin median siteeraaman artikkelin läpi, sain vahvan tunteen siitä, että artikkeli haisee (en ole ekologi, joten en nyt puutu yksityiskohtiin, jotka he tuntevat varmasti minua paremmin). Joitain syitä tähän tunnelmaani ovat esim.

Møller et al. siteeraavat lähinnä omia aikaisempia tutkimuksiaan sekä tutkimuksia, jotka pönkittävät heidän väitteitään. Säteilyn ekologisista- ja terveysvaikutuksista on kuitenkin tehty valtavasti tutkimuksia ja se, ettei muita kuin samanmielisiä siteerata haiskahtaa kilometrin päähän. Vaikuttaa siltä, että kirjoittajat uskovat vasta-argumenttien katoavan, kunhan ne vain jätetään mainitsematta. Valtamedian tiedejournalismin kohdalla tämä strategia varmasti toimiikin.
Mitattuja lintuja oli reilu 500 noin 50:stä eri lajista ja mittauspisteitä oli 8. Toisin sanoen kussakin mittauspisteessä lintuja ei ole kovin montaa. Jos noin pienistä näytteistä lasketaan keskiarvoja, on tilastollinen virhe niin suuri, että havaittu korrelaatio voi olla tilastollinen harha. (Jos haluat tietää aiheuttaako BB:n katsominen tautia X, niin voit muodostaa joistain BB:n katsojista joukon ja tarkistaa heidän terveystietonsa. Sitten katso poikkeaako taudin esiintymismäärä tilastollisesti merkitsevällä tavalla muusta väestöstä. Jos ei poikkea, valitse uusi tauti Y ja toista harjoitus sille. Ei tarvitse käydä kovin montaa tautia läpi ennen kuin löydät tilastollisesti merkittävän korrelaation sinne missä kausaliteettia ei oikeasti ole.) Lisäksi silmämääräisesti näyttää siltä, että heidän kuvassa 2 alaspäin viettävä suora saadaan suhteellisen harvojen datapisteiden (noin 10) ansiosta. Nämä datapisteet ovat toisaalta pienillä annosnopeuksilla ja sitten toinen rypäs suurilla annosnopeuksilla. Pääosassa dataa (550 datapistettä) ei ole rakennetta, josta voi vetää mitään muuta johtopäätöstä kuin, että mitatulla annosnopeudella ei ole mitään tekemistä aivojen koon kanssa.
APM on tehnyt lintujen mittaukset käsin. Koska hänen ennakkoasenteensa tuloksiin on ilmeistä, voivat tulokset vääristyä (jopa hänen tiedostamattaan) siitä, että mittanauhaan katselee korkeamman aktiivisuuden alueella hiukan eri tavalla kuin muualla. Raportoitu efekti on niin pieni, että hyvinkin vähäinen ennakkoasenne voi vaikuttaa vahvasti. Lisäksi APM on osoittautunut täysin kykeneväksi myös tietoiseen vääristelyyn. (Sanon tämän puhtaalla näppituntumalla katsomalla kuvaajia, joissa data näyttää lähinnä haulikolla ammutulta. Tutkijoiden olisi itse pitänyt keskustella heidän tulostensa herkkyydestä tilastollisille virheille, mutta sitä he eivät tehneet. Virherajojakaan ei muuten raportoida vaikka kyseessä on kokeellinen paperi. Toivottavasti tämä on vain tämän paperin ominaisuus eikä koko alan normaalikäytäntö.) Mikäli ennakkoasenteen aiheuttaman ongelman haluaa poistaa, linnut tulisi antaa joko koneen mitattaviksi tai sellaisen henkilön mitattavaksi joka ei tiedä miltä alueelta lintu on pyydystetty. Huolellinen tutkija olisi ottanut tämän huomioon jo projektia suunnitellessa.
Nähtävästi Møller et al. käyttävät linnun säteilyaltistumisen mittarina sitä mittarin lukemaa minkä he saavat mittarista silloin, kun lintu on pyydystetty. En oikein ymmärrä tätä. He olettavat nähtävästi, että lintu kasvaa munasta lentokykyiseksi samassa paikassa kuin missä se vielä elää ja pesii aikuisena. Heidän mittauspisteensä korkeimman aktiivisuuden alueella sijaitsevat noin 20 km^2 sisällä (,jonka sisällä aktiivisuus vaihtelee käsittääkseni muuten huomattavasti riippuen siitä missä ollaan,) ja jotenkin maallikkona kuvittelisin, että lentokykyiset linnut lentelevät, jos nyt eivät ihan mihin sattuu, niin kuitenkin kohtuu laajalla alueella. Jos halutaan tietää minkä annoksen lintu on saanut, sitä pitää seurata munasta lähtien. Oletus siitä, että kiinniottohetkellä juuri siinä paikassa mitattu taustasäteilymäärä kertoo jotain linnunpoikasen altistumisesta, on raju. Vähintäänkin pitäisi tarkistaa mikä vaikutus tuollaisella oletuksella on väitettyihin johtopäätöksiin. (Jos pahasti saastuneella alueella syntynyt lintu lentää pois, se hukkuu suuren ympäristön lintumassoihin. Sen sijaan ulkopuolelta saastuneelle alueelle muuttava vaikuttaa paikalliseen populaatioon huomattavasti voimakkaammin. Näin ollen Møller et al.:lla suuria annoksia saaneita lintuja olisi vähemmän ja heidän kuvan 2 oikean laidan pisteet siirtyvät vasemmalle. Tämä on muutos, jolla on taipumus pyyhkäistä väitetty korrelaatio pois.)
Olettaen, että dataa on riittävästi ja se on riittävän tarkkaa, Møller et al. postuloivat kausaalisen yhteyden aivojen koon ja taustasäteilyn määrän välille. Tämä on aikamoinen oletus. Jos tämä pitäisi paikkaansa, niin saman asian pitäisi näkyä myös alueilla missä normaali luonnontaustasäteilytaso on korkea. Tekijät eivät edes mainitse tätä mahdollisuutta eivätkä selitä miksi he eivät ole lisänneet mittauspisteittensä joukkoon pisteitä, jotka ovat jossain aivan muualla. He eivät myöskään mainitse sitä mahdollisuutta, että aivojen koko voisi olla pienempi jostain muusta syystä...kuten esim. siitä syystä, että riski petoeläinten saaliiksi joutumisesta voi olla pienempi Tshernobylin lähellä kuin kauempana. Turvallinen elinympäristö tyhmistää. Se, että raportoidaan ainoastaan omaa väitettä tukevia argumentteja ja muista vaietaan, löyhkää.

Lopuksi vielä vastapainoksi joitain asiallisen tiedon lähteitä:

WHO: Health Effects of the Chernobyl Accident and Special Health Care Programs
UNSCEAR 2000 REPORT Vol. I Sources and effects of ionizing radiation
Chernobyl’s Legacy: Health, Environmental and Socio-Economic Impacts
"Cancer incidence in areas with elevated levels of natural radiation", tästä artikkelista en lukenut kuin abstraktin enkä osaa arvioida kunnolla sen luotettavuutta, mutta siinä käsitellään Iranilaisen Ramsarin kaupungin asukkaiden terveydentilaa. Siellä ihmiset saavat luonnosta yli 100mSv annoksia vuodessa. (Suomessa saamme keskimäärin 3.7mSv.) Tekijät kertovat abstraktissa mm. seuraavaa: "...It has been reported that 3–8% of all cancers are caused by current levels of ionising radiation. If this estimation were true, all the inhabitants of such an area with extraordinary elevated levels of natural radiation would have died of cancer. Our cytogenetic studies show no significant differences between people in the high background area compared to people in normal background areas. As there was no increased level of chromosome aberrations, it may be predicted that the cancer incidence is not higher than in the neighbouring areas with a normal background radiation level. Although there is not yet solid epidemiological information, most local physicians in Ramsar report anecdotally that there is no increase in the incidence rates of cancer or leukemia in their area. There are no data to indicate a significant increase of cancer incidence in other high background radiation areas (HBRAs). Furthermore, several studies show a significant decrease of cancer death rates in areas with high backgrounds. It can be concluded that prolonged exposure to high levels of natural radiation possibly triggers processes such as the production of antioxidants and repair enzymes, which decreases the frequency of chromosome aberrations and the cancer incidence rate."

Uraanista, hiilestä ja kullasta

2011-02-01T12:31:00.015+01:00

Gaiassa oli taas hyvin konkreettinen ja hauska vertailu polttoainemääristä toisaalta hiilivoimaloissa ja toisaalta ydinvoimaloissa. Pelkiä määriä vertailemalla saa jo hyvän tuntuman siitä minkä louhimisen ympäristövaikutukset ovat suurempia. Samoin siellä huomautettiin aivan oikein, että hiilivoimala voi "polttaa" itseasiassa enemmän uraania kuin ydinvoimala. Tämä voi kuulostaa yllättävältä, mutta tulos on aika itsestään selvä, jos tietää minkälaisia määriä uraania ympäristössämme tyypillisesti esiintyy.

Kysymys: Voisimmeko käyttää ydinvoimalan polttoaineena satunnaista kiveä?

Minua eivät nyt kiinnosta tarkat laskut vaan suuruusluokat. Unohdetaan siis tekijöiden kaksi virheet yms. yhdentekevyydet. Nykyisissä uraanikaivoksissa louhitaan uraania paljon korkeamman pitoisuuden kivistä kuin se 3ppm pitoisuus mitä maankuoressa keskimäärin on. Olemassa olevien kaivosten energian käytöstä löytyy tietoja, mutta en ainakaan samantien löydä tietoa siitä kuinka energiankulutus nousee, kun uraaninpitoisuus laskee. Lisäksi joissain kaivoksissa uraania louhitaan toisen malmin sivutuotteena mikä hankaloittaa sen louhinnan energiakustannusten laskemista. Suurin osa kustannuksista olisi nimittäin tapahtunut joka tapauksessa päämalmia louhittaessa.

Käytän siis kiertotietä. Ihmiset nimittäin louhivat kultaa 1...2ppm pitoisuuksista joten sen louhimisen energiakustannukset ovat luultavasti suuntaa antavia myös uraanin tapauksessa. (Miksi ne poikkeaisivat paljon?) Kulta kilon louhimiseen käytetään tyypillisesti noin 143 GJ energiaa. Hyötyreaktorissa uraanista voi saada irti energiaa noin 83 TJ/kg mikä on melkein 600 kertaa enemmän kuin arvio siitä energiasta mitä uraanin louhimiseen käytettiin. (Mikäli käytämme kevytvesi reaktoria ei ero ole noin valtava, mutta silläkin energiaa näytetään saavan irti enemmän kuin mitä louhimisessa käytetään. Silloin on tosin loppusaldoon vielä lisättävä rikastukseen käytettävä energia. Lisäksi kaikki kiven uraani ja torium, joka myös kelpaa polttoaineeksi, ei ehkä ole helposti irroitettavissa, joten tätä leikkiä pitäisi toki parannella. Toisaalta toriumia on 3-4 kertaa uraania enemmän, joten tuo 3ppm on vahvasti alakanttiin joka tapauksessa.)

Entä kustannukset? Kulta kilon hinta heittelehtii sinne tänne, mutta 10000 euroa/kg on oikea suuruusluokka. Jos energia maksaa 5 senttiä/kwh, on sen osuus kultakilon hinnasta 2000 euroa eli noin 20%. Tuolla energian hinnalla uraanikilo tuottaa energiaa yli miljoonan arvosta eli polttoaineen hinta olisi joitain tuhannesosia tuotetun energian arvosta. (On kuitenkin syytä pitää mielessä, että mikäli uraanin hinta koskaan nousisi tuollaiselle tasolle sitä kannattaisi seuloa merivedestä kallioiden sijaan.)

Entä volyymit? Kultaa tuotetaan vuodessa noin 2300 tonnia ja tämä määrä mahtuisi meidän kerrostaloasunnon olohuoneeseemme (kullan ja uraanin tiheys on melkein sama). Jos uraania tuotettaisiin sama määrä, hyötyreaktoreissa siitä voisi saada energiaa noin 200 EJ (E=10^18). Vuonna 2008 ihmiskunnan energiankulutus oli 474 EJ! Toisin sanoen mikäli koko maailman energiankulutus katetaan ydinvoimalla (hyötyreaktoreilla), tarvittava uraaninlouhinnan voluumi on samaa suuruusluokkaa kuin kullanlouhinnan volyymi tänään. (Yksi maailman suurimmista uraanikaivoksista on Olympic Dam kupari-uraani kaivos Australiassa, joka tuottaa yli 4000 tonnia uraania vuodessa.)

Kuriositeettina täytyy muuten mainita, että nähtävästi ihmiskunta on koko historiansa aikana tuottanut kultaa noin 150000 tonnia. Tämä mahtuisi 50mx50m kokoiseen uima-altaaseen, jonka syvyys on 3m....ja lopuksi vielä pieni disclaimer. Toki tiesin vastauksen asettamaani kysymykseen jo ennen kuin aloin arvioimaan suuruusluokkia. Mahdollisuus kivien polttamiseen energiaksi on ymmärretty jo vuosikymmeniä. (Tuo Weinbergin artikkeli sisältää muitakin hauskoja spekulaatioita ihmiskunnan tulevaisuudesta. Vuonna 1959 hän oletti ihmiskunnan väkiluvun stabiloituvan noin seitsemään miljardiin...ts. nykyiseen väkilukuun. Se meni pieleen. Tällaisen ihmiskunnan hän oletti tarvitsevan noin 2000EJ energiaa vuosittain. Nykyinen kulutus on nähtävästi noin neljäsosa tästä, mutta toisaalta suuri osa ihmiskuntaa elää yhä kurjuudessa. )

Mitään järkeähän "satunnaisten kivien polttamisessa" tuskin kuitenkaan on ennen kuin rikkaammat uraanin ja toriumin esiintymät on käytetty, mutta periaatteellinen mahdollisuus tähän on olemassa.

Tuloeroista

2011-01-24T13:38:00.009+01:00

Tuomas Enbuske kirjoitti äsken blogissaan sen puolesta, että tuloerojen on kasvettava. Minusta hänen analyysinsä oli monin paikoin aivan liian sinisilmäisen simplistinen. (Lähihistoriaa tarkastellassa voi välittömästi epäillä, että ovatko esim. Enbusken mainitsemien investointipankkiirien astronomiset tulot johtuneet siitä, että he ovat tehneet työnsä erityisen hyvin.) Siitä olen samaa mieltä, että paremmin työnsä tekevälle kuuluu maksaa korkeampaa palkkaa. Se koskee niitä opettajia, kätilöitä kuin myös investointipankkkiireja, mutta mutta...

Ensinnäkin ihmiset eivät arvioi hyvinvointiaan käyttäen jotain absoluuttista hyvinvoinnin mittaria. He eivät pohdi, että voin hyvin koska minulla on leipää, vettä ja lämpöä. Me arvioimme hyvinvointiamme ennen kaikkea suhteessa ympäristöömme joten sillä mikä elintaso on ollut vaikkapa vuosikymmeniä sitten ei ole paljoakaan tekemistä sen kanssa miten hyvinvoivaksi ihmiset itsensä nyt kokevat. Jos ihmiset ympärillä rikastuvat ja sinä et, sinusta tuntuu kehnolta, koska olet matkalla yhteisön luuseriksi. Koska olemme sosiaalisia eläimiä, tällä on konkreettisia vaikutuksia myös ihmisten terveyteen. Korkean statuksen omaavat yksilöt elävät terveemmin kuin nokkimisjärjestyksessä alemmalla olevat. Se minkälaiset tuloerot yhteiskunnassa on ei siis ole yhdentekevää. Jos tavoitteena on maksimoida pienen vähemmistön hyvinvointi, niin se voidaan varmasti aikaansaada kasaamalla yhä suurempi ja suurempi osa yhteiskunnan resursseista heille, mutta mikäli tavoitteena on edes jossain määrin tyytyväinen elämä melkein kaikille, niin tuloeroihin voi olla syytä puuttua.

Toiseksi, kaikki tuloerot eivät suinkaan ole merkkejä siitä kuinka hyvin tai huonosti työt on tehty. Esimerkiksi perinnöt ovat täysin "ansaitsematonta" tuloa, joka sopii huonosti meritokratian ihanteeseen. Itse voisin hyvinkin kannattaa vaikkapa perintöveron nostamista 99 prosenttiin ja palkkaverotuksen alentamista uusia tuloja vastaavalla summalla. Lisäksi korkeat tulot voivat johtua puhtaasti henkilön asemasta. Jos olet vaikkapa suureen eläkesijoitusfirman johdossa, istut miljardien päällä. Jos sitten saat sijoitusten vuosituotosta, tietyn prosenttiosuuden tulosi ovat nopeasti valtavia huolimatta siitä, että työsi ei olennaisilta osin poikkea sellaisen sijoittajan työstä joka istuu vain miljoonan päällä. Itse asiassa suuremmalla toimijalla voi olla jopa helpompaa, koska se mielletään turvallisemmaksi valtion implisiittisen takuun vuoksi ja koska suuret yritykset tai julkinen sektori hakevat mieluummin palvelun yhdeltä tiskiltä kuluja säästääkseen.

Jonkun on istuttava eläkefirman johdossa, mutta niitä jotka tämän työn voivat tehdä on varmasti enemmän kuin on yrityksiä. Sattumallakin on suuri rooli siinä ketkä päätyvät sellaiseen asemaan, että voivat kaapia miljardeista oman mukavan kokoisen siivunsa. Suurituloinen ei tätä tosin itse helposti hyväksy, koska luonnollisesti kaikki hyvät asiat mitä hänelle on tapahtunut ovat tapahtuneet hänen ansiostaan, kun taas pahat asiat ovat tapahtuneet sattumalta. (Muiden kohdalla tilanne on toisin päin.) Kukaan ei oikeasti tee työtään esim. 10000 kertaa toista paremmin. Asemasta johtuvia tuloeroja ei ole minusta pakko sietää.

Lisäksi on tuttu fakta, että usein yritysjohtajien tuloilla on melko vähän tekemistä heidän johtamansa yrityksen tuloksen kanssa. Viimeisten vuosikymmenien aikana yritysten johtajien tulot ovat nousseet rajusti yritysten työntekijöiden palkkoja nopeammin ja tämä ei ole heijastellut niinkään johtajien parantanutta suoritusta suhteessa muihin työntekijöihin vaan heidän parantunutta neuvotteluasemaansa suhteessa muihin. Tämä on taas johtunut monista syistä osin aktiivisista muutoksista harjoitetussa politiikassa ja osin esimerkiksi Kiinan noususta. Huomattavaa kuitenkin on, että tästä parantuneesta neuvotteluasemasta hyötyvät KAIKKI johtajat pätevyydestä riippumatta. Mikäli keskitymme vain palkkaeroihin saman työn tekijöiden välillä, jää tämä suurempi tuloeroja ajanut tekijä huomaamatta.

Kolmanneksi, palkitsemisjärjestelmistä puhuttaessa on hyvin likinäköistä puhua vain rahatuloista. Kuvitelma siitä, että suurin osa ihmisistä arvioi rahallisen korvauksen merkityksen yhtä suureksi kuin vaikka se investointipankkiiri, on varmasti väärä. Palkalla on merkitystä, mutta kun perustoimeentulo suhteessa ympäristöön on riittävä niin muut motivaatiotekijät vaikuttamaan yhä enemmän. Tämä ei KUITENKAAN tarkoita sitä, että vain rahasta kiinnostunut investointipankkiiri on oikeutettu haalimaan kaikki rahat itselleen.Muu kansa on minusta oikeutettu verottamaan näitä tuloja mielensä mukaan pyrkiessään rakentamaan sellaista yhteiskuntaa, joka paremmin vastaa heidän toiveitaan. Esim. paremmat perhe-etuudet, enemmän vapaata kaikille, parannukset terveydenhuollossa yms. Suurin osa ihmisistä ei ole pelkästään omaan napaan tuijottavia tulojen maksimoijia ja he voivat aivan järkevin perustein päätyä verottamaan niitä, jotka ovat. Muut voivat olla (ainakin välillä) toisilleen mukavia ihan muuten vain, mutta superitsekkään sosiaalinen hyöty lähestyy nollaa mikäli edes hänen tulojaan ei veroteta.

Summa summarum, tuloerot ovat paikallaan, kunhan niistä on korjattu pois rakenteista johtuvat tekijät, jotka eivät liity siihen kuinka hyvin henkilö työnsä tekee.

Tiedemaailmassa on muuten ilmiöitä, jotka ovat samalla tavalla todellista hyötyä vääristäviä kuin esim. pankkiirien valtavat palkat. Esimerkiksi:

Rahaa haettaessa vaikkapa julkaisuluettelolla on usein merkitystä, mutta se kuinka monta julkaisua sinulla on voi riippua ei vain omista ominaisuuksistasi vaan siitä kuinka monta jatko-opiskelijaa tai postdocia alaisuudessasi on aikaisemmin työskennellyt, koska pomon nimi päätyy yleensä tekijäluetteloon. Se kuinka paljon alaisia on ollut taas riippuu siitä kuinka hyvin olet pärjännyt aikaisemmissa hauissa. (On toki poikkeuksia ja joskus jatko-opiskelijasta voi olla tutkimuksessa enemmän haittaa kuin hyötyä, mutta korrelaatio lienee silti olemassa.) Joskushan tämä tarkoittaa sitä, että aikaisemmin pärjänneen tutkijan rahoitus on ehkä hiukan jatkuvampaa kuin muiden ja tämä ei ole pelkästään huono asia. Toisaalta, olisiko syytä erottaa pitkäjänteinen tutkimusrahoitus muutaman vuoden välein toistuvasta arpapelistä mikäli nopat ovat kovin eri tavalla painotetut?
Suuri osa viittauksista ei perustu paperin todelliseen merkitykeen. En usko olevani ainut, joka usein lisää viitaukset vasta paperia kirjoitettaessa ja silloin ajatuksena on viitata mahdollisemman moneen sellaiseen, jonka työ nyt jossain määrin liittyy työn alla olevaan tutkimukseen. Usein olen lukenut viittaamistani papereista vain pienen osan kunnolla ja ne ovat niitä, jotka olivat minulle "oikeasti" tärkeitä. Muut viittaukset voivat usein löytyä sen seuraksena, että joku toinen paperi viittaa niihin. Näin ollen aikaisemmat viittaukset paperiin ruokkivat uusia viittauksia ja helposti saatavilla oleviin julkaisuihin viitataan herkemmin kuin muihin. Lisäksi toiset kalastelevat viittauksia röyhkeämmin kuin muut lähettämällä esim. kerjuu sähköposteja. On ikävää, jos järjestelmä ehdoin tahdoin palkitsee röyhkeydestä, koska röyhkeimmät eivät suinkaan ole yleensä niitä organisaation arvokkaimpia yksilöitä.

Lisäksi, kuinka moni tutkija tekee vaikkapa 25% enemmän tutkimusta (mitä se edes tarkoittaa?), jos palkka nousee vaikka 20%? Palkan suuruus ei ole aivan yhdentekevää, mutta kyllä sen motivaation on tultava muualta. On kummallista seurata keskustelua, jossa väitetään etteivät esim. huippututkijat halua tulla Suomeen huonojen palkkojen takia. Voihan se olla yksi syy, mutta luultavasti vielä suurempi syy on työympäristö. Terävä pää haluaa olla ennen kaikkea siellä missä on muita teräviä päitä ja missä saa tehdä päätä kiinnostavia töitä. (Tietenkin kannatan tutkijoiden palkkojen nostoa ja jos suomalaisten tutkijoiden palkkoja nostetaan sillä argumentilla, että tämä parantaa mahdollisuuksia houkutella uusia tutkijoita tänne, niin mikäs siinä.)

Tuulivoimavuosi 2010: Tanska ja Irlanti

2011-01-18T18:02:00.023+01:00

Gaia-blogissa kommentoitiin äsken Englannin tuulivoiman puuttuvia tehoja viime vuoden lopun pakkasten aikaan. Tästä motivoituneena päätin tarkistaa millainen tuulivoiman tuotanto oli vuonna 2010 Tanskassa ja Irlannissa joiden tiedot pystyin helposti onkimaan esille. Irlannin tapauksessa löysin 15 minuutin välein päivitetyt tuotantotiedot sekä vastaavat ennusteet, kun taas Tanskan tapauksessa tuulivoiman tuotantotiedot olivat ilmeisesti tunnin yli keskiarvoistettuja ja ennustetiedot puuttuivat.

Tanska:
Tanskassa oli vuoden 2010 lopussa asennettua tuulitehoa 3733MW. Kuvassa 1 näytän näiden turbiinien kokonaistuotannon vuoden ajalta. Keskimääräinen kapasiteettitekijä oli noin 24% ts. keskimääräinen tuulivoimateho oli 890MW. Tuulivoiman teho kuitenkin vaihteli voimakkaasti niin, että sen standardi poikkeama oli 740MW eli melkein saman verran kuin keskimääräinen teho. Kuvassa 1 näytän myös Tanskan sähkön kokonaiskulutuksen vuodelta 2010. Kuvaajasta näkyy kesän alhaisempi sähkönkulutus kuten myös sähköntarpeen vaihtelu viikon sykleissä (sunnuntaina tarve on alhaisempi kuin arkena). Zoomaamalla voisimme havaita myös normaalin päivävaihtelun, mutta se jääköön nyt tässä esittämättä.

Kuvassa 2 analysoin raakadataa hieman pidemmälle laskemalle todennäköisyysjakauman tuuliteholle sekä jakauman tuulitehon muutoksista tunnin välein. Tehojakauma on leveä ja piikittynyt pienille tehoille. Todennäköisyys sille, että teho jää alle 10% asennetusta kapasiteetista on noin 1/3. Kuvan 2 alaosa näyttää kuinka tuulitehon muutokset tunnista tuntiin eivät ole kovin hyvin kuvattavissa normaalijakaumalla (katkoviiva), jonka keskiarvo ja varianssi ovat samoja kuin oikeassa datassa. Todellisessa jakaumassa "hännät" ulottuvat pidemmälle.

Irlanti:
Irlannissa oli vuonna 2010 asennettua tuulitehoa 1260 MW edestä. Kapasiteettitekijä oli 23% ja tuulitehon standardi poikkeama oli taas melkein yhtä suuri kuin keskimääräinen teho. Kuvassa 3 näytän tuulitehon jakauman kuten myös jakauman ennusteen virheelle. Todennäköisyys sille, että teho jäi alle 10% asennetusta tehosta, oli noin 30% eli likipitäen saman suuruinen kuin Tanskassa. On silmiinpistävää, että ennusteen virhe ei ole normaalijakautunut (katkoviiva). Irlannissa siis toistuu sama kuin mistä olen kirjoittanut aikaisemmin kokemuksista USA:ssa. Jos siis joku puhuu tuulivoiman vaihteluista olettaen normaalijakauman jota karakterisoi vain keskiarvo ja varianssi, on aika poistaa varmistin ja tarkistaa että henkilö oikeasti tietää mistä puhuu.

Seuraavassa kuvassa näytän miksi tämä on tärkeää. Kuva näyttää sen todennäköisyyden, että ennustevirhe on suurempi kuin joku kynnysarvo. x-akselilla arvot alkavat tuulivoiman keskitehosta ja päättyvät 80% asennetusta tehosta. Sininen käyrä näyttää oikeasta datasta lasketun todennäköisyyden, kun taas katkoviiva näyttää tuloksen joka perustuu oletukseen ennustevirheen normaalijakaumasta. Näemme esimerkiksi, että ennuste poikkesi enemmän kuin keskitehon verran noin 160h/vuosi, kun taas oletus normaalijakaumasta olisi antanut arvion 53 tuntia/vuosi. Ero on siis noin kolminkertainen. Jos siirrymme vähän suurempiin poikkeamiin, ero räjähtää käsiin. Ennuste poikkesi enemmän kuin 40% kapasitettista 30 tuntia/vuosi, mutta normaalioletus antaa yli tuhat kertaa pienemmän todennäköisyyden (alle 2min/vuosi). Mikäli normaalioletusta käytetään tällaisten todennäköisyyksien arvioimiseen, tehdään helposti samanluonteisia virheitä kuin mihinkä Wall Streetin talous "nerot" syyllistyivät arvioidessaan (normaalijakaumia käyttäen) erilaisten intrumenttien riskit hurjasti todellisuutta pienemmiksi.

Tanska+Irlanti:
Tehdään lopuksi vielä pieni leikki ja katsotaan millainen tuulitehon jakauma olisi mikäli Irlannin ja Tanskan tuulitehot lyötäisiin yhteen. Skaalaan Irlannin tuuli kapasiteetin yhtä suureksi kuin Tanskan ja lasken Irlannin tuulitehon tunnista tuntiin ottamalla keskiarvon 15 minuutin välein annetusta datasta. Viimeinen kuva näyttää tuloksen. Nyt jakauman maksimi ei ainakaan ole enää nollassa, mutta todennäköisyys sille, että teho olisi jäänyt alle 10% asennetusta tehosta on vieläkin noin 18%. Ts. kaksi toisistaan likipitäen riippumatonta (tämä pitäisi muuten vielä osoittaa) massiivista turbiinirypästä joiden välillä on reilut 1000km, parantaisi tuulivoiman tilastollisia ominaisuuksia hiukan, mutta ei edes tekijällä 2.

Jos muuten oletamme, että Tanskan ja Irlannin tuulivoimalat kytkettäisiin yhteen noin 3GW HVDC kaapeleilla, niin kustannus voisi ilmeisesti olla suuruusluokaltaan yli 10 miljardia. (Tämä arvio perustuu 2GW 64 km kaapelin hintaan Ranskan ja Espanjan välillä, olettamalla kustannusten skaalautuvan lineaarisesti etäisyyden mukana ja olettamalla hatusta noin 40% hinnan alennus nykytilanteeseen verrattuna.) Tuolla hinnalla molempiin maihin rakennettaisiin ydinvoimalat, jotka tuottaísivat enemmän energiaa kuin tuulivoimalat ja tuottaisivat energiaa silloin, kun sitä tarvitaan. Joku asiaa paremmin hallitseva, voi vapaasti korjata tässä esitettyjä suuruusluokka-arvioita.

Likainen huora

2010-12-30T11:18:00.003+01:00

Kaarina Hazard kirjoitti hyvin osuvasti Iltalehdessä hiv-positiiviselle stripparille langetetusta neljän vuoden ja 6 kuukauden vankeusrangaistuksesta. 16 miestä, joista ainutkaan ei ollut hiv:iä saanut, esiintyivät suljettujen ovien takana asianosaisina. Suojaamaton seksi useiden kumppanien kanssa on varmasti tautien leviämisen kannalta riskialtista ja joku tuomio on ymmärrettävää, mutta silti noin raju tuomio ihmetyttää minua. Raiskauksesta täällä tuomitaan tyypillisesti ehdolliseen tai alle kahden vuoden vankeuteen. Äskettäin poliisi selvisi ehdollisella 16-vuotiaan tytön raiskauksesta. Törkeästä rattijuopumuksesta saat muutaman kuukauden linnaa huolimatta siitä, että silloin asettat kaikkien hengen alttiiksi, ei ainoastaan niiden, jotka omasta halustaan heittäytyvät autosi tielle mikä olisi jossain määrin vertailukelpoinen tilanne tuon hiv tapauksen kanssa.

Lisäksi riskikäyttäytymisen kaksinaismoralismi on silmiinpistävää. Jos nainen raiskataan, syy on lähtökohtaisesti naisen, joka käyttäytyi tai pukeutui väärin. Jos taas miehen seksikäyttäytyminen on typerää siitäkin siis vastaa nainen, jonka tulisi tarjota miehelle turvallista kondoomitonta seksiä (kenties korvausta vastaan). Missä on se raju vankeustuomio sille miehelle (?), joka tartutti hivin tälle stripparille? Entä kuinka moni näistä 16 "asianosaisesta" harrasti suojaamatonta seksiä uudestaan jonkin toisen kanssa ja kuinka montaa aiotaan tästä riskialttiista käytöksestä rangaista? Arvauksia?

Äkkiseltään tulee mieleen kolme ihmisryhmää, jotka harrastavat paljon suojaamatonta seksiä useiden eri kumppanien kanssa:

Miehet, joilla käy "flaksi" (naisetkin, mutta heitä on vähemmän),
miehet, jotka ostavat seksiä ja
naiset, jotka myyvät seksiä.

Retorisia kysymyksiä: Mitkä ihmisryhmät toimivat näin omasta halustaan? Mikä ihmisryhmä on se, jota rangaistaan? Kun yhdistät vastaukset edellisiin kysymyksiin, onko tilanteessa mitään järkeä? Tilanne voi sopia ainoastaan sellaisten ihmisten oikeudentajuun, joiden oikeudentajua ohjaa joko ajattelematon tottumus ("asiat ovat oikein, koska näin on aina ennenkin tehty") tai, jotka syystä tai toisesta identifioituvat ryhmien 1 ja/tai 2 kanssa. Omat teot tai haluthan eivät koskaan voi olla väärin. Jos omien tekojen arvellettavuuden myöntää, voivat aivot räjähtää ja siltä suojaa vain itsepetos ja riittävän korkea vuori lieventäviä asianhaaroja.

Joulun vietosta ja yhdenvertaisuudesta

2010-12-19T10:28:00.005+01:00

Joulun lähestyessä on suomalaiseen keskusteluun ilmestynyt (taas) huolestuttavia piirteitä. Siinä missä Ruotsissa Aftonbladet kerää nimiä rasismin vastaiseen "Vi gillar olika" addressiin niin täällä Iltasanomat kerää nimiä "perinteisen joulun puolesta" millä he tarkoittavat tässä tapauksessa kristinuskon jatkuvaa harjoittamista julkisissa kouluisssa ja päiväkodeissa (siksi koska se on kuulemma kaunis ja vuosisatoja vanha tapa). Maan valtiovarainministerikin katsoi tarpeelliseksi julistaa, ettei esimerkiksi joulukirkko tai muut kristilliset jouluperinteet ole uskonnonharjoittamista ensinkään. Siis mitä?!

Ymmärtääkseni asun sekulaarissa demokratiassa missä on uskonvapaus ja missä kansalaisia tulee lain mukaan kohdella yhdenvertaisesti. Se, että julkisia kouluja ja päiväkoteja pyöritetään yhden uskontokunnan ehdoilla joihin uskonnottomien ja eri-uskoisten on sopeuduttava, asettaa ihmiset eriarvoiseen asemaan riippuen heidän vakaumuksestaan. Nykytilanteessa toisten uskonnonharjoittamisen kustantaa valtio ja muilla on vapaus häipyä tai tulla eristetyksi ryhmästä uskonnonharjoittamisen ajaksi. Minusta koulun ja päiväkotien juhlat tulee suunnitella kaikkia lapsia varten, ei vain enemmistöä varten.

Valkoisena hetero miehenä en yleensä törmää omakohtaisesti vähemmistökysymyksiin, mutta tässä asiassa tapahtuu masentava, mutta tavallaan kiinnostavakin poikkeus. On silmiinpistävää kuinka hutera vähemmistöjen suoja monessa mielessä täällä on. Mikäli vähemmistön edustaja kehtaa peräänkuuluuttaa oikeuksiaan, yksi jos toinen enemmistöön kuuluva pillastuu. On aivan kuin vähemmistön kuuluisi olla kiitollinen siitä, että heitä ei ole poltettu roviolla. Väitetään, että vähemmistön tulisi olla "suvaitsevampi", ikään kuin vähemmistöt eivät eläisi joka tapauksessa enemmistön seassa koko elämäänsä. Väitetään, että enemmistön oikeuksia loukataan mikäli ihmisiä kohdellaan valtion taholta yhdenvertaisesti. Nämä mekanismit ovat muuten yhteisiä riippumatta siitä poljetaanko uskonnottomien, eri-uskoisten, kasvissyöjien, homojen tai esim. maahanmuuttajien oikeuksia. "Enemmistöstä" löytyy aina huolestuttavan suuri määrä niitä, jotka stimuloivat itsensä "loukatuiksi" mikäli vähemmistön olemassaolo ja oikeudet pitää ylipäätään tunnustaa. Tämä loukatuksi tulemisen tunne toimii sen jälkeen oikeutuksena sille, ettei vähemmistöjen oikeuksia edelleenkään huomioida. Myöhemmin, kun tunteet ovat vähän rauhoittuneet, oikeudet jätetään vanhaan tuttuun tapaan huomioimatta ajatuksella, että kaikillahan on kaikki hyvin eikä mitään korjattavaa ylipäätään ole...kunnes joku uskomaton kehtaa taas muistuttaa, ettei uskontoa tulisi harjoittaa julkisissa kouluissa tai päiväkodeissa, jolloin taas tuohdutaan moisesta suvaitsemattomuudesta ja...

Mitä joulun viettoon tulee, niin moni näistä perinteiden puolustajista ei näytä kykenevän tunnistamaan tai ääneen lausumaan vaihtoehtoa, että esimerkiksi koulun joulujuhla olisi kaikille lapsille yhteinen lukukauden päättäjäisjuhla ja uskontoa perheet voivat harjoittaa koulun ulkopuolella ilman valtion tukea.

Loppukaneetti:Jumalaa tuskin on olemassa. Lopeta siis murehtiminen ja nauti joulusta!

Singeristä vanhempainvapaaseen

2010-11-29T09:15:00.003+01:00

Olen lukemassa Peter Singerin kirjaa "The life you can save" antamisen tärkeydestä maailman kaikkein köyhimmille ihmisille. Kirja on todella hyvä ja Singer auttaa meitä tunnistamaan monia meidän "luonnollisista" heikkouksistamme, jotka usein estävät meitä auttamasta silloinkin, kun siihen pystyisimme ja tiedämme sen olevan oikein. Sen lisäksi hän antaa vinkkejä siitä millä voimme kasvaa rajoitustemme yli paremmiksi ihmisiksi. Yksi mielenkiintoinen huomio oli esimerkiksi oletusasetusten rooli ihmisten käytöksessä. Mikäli ihmisten pitää erikseen liittyä elintenluovuttajaksi, elintenluovuttajia on paljon vähemmän kuin silloin, kun kaikki ovat elintenluovuttajia elleivät he toisin ilmoita. Tämänkaltaisilla oletusasetuksilla ihmisiä voidaan kannustaa käytökseen, jonka he usein itsekin jollain tasolla tietävät paremmaksi.

Olen juuri jäämässä vanhempainvapaalle ja mietin sitä voisiko tätä soveltaa myös vanhempainvapaiden tasaisempaan jakoon vanhempien kesken? Entä jos nykyisen järjestelmän puitteissa lähettämme automaattisesti esim. isän työnanajalle (ja muualle) ilmoitukset isyysvapaasta ja 3kk vanhempainvapaasta vanhempainvapaakauden lopussa? Jos tätä oletusta haluaa muuttaa, niin pitäisi tehdä erikseen töitä. Olen aika varma, että tämä lisäisi isien vanhempainvapaiden käyttöä merkittävästi. Tosin vielä parempi vaihtoehto on keskustelun alla ollut 6+6+6 malli (tai jopa 4+4+4 tms.), missä molemmille vanhemmille on korvamerkitty 6kk ja lopun 6kk käytöstä voidaan sopia vanhempien kesken. Tämä on toki vielä lähinnä rikkaiden maiden ongelma, joka ei ole missään suhteessa niihin ongelmiin joista Singer puhuu.

Talous ja moraali

2010-10-28T13:28:00.004+02:00

Paul Krugman kirjoitti äskettäin blogissaan siitä milloin velkaantuminen on ongelma ja milloin ei. Pidän Krugmania yleensä hyvin järkevänä ihmisenä, mutta nyt hän sanoi jotain mikä on minusta arvelluttavaa: "...What can be done? One answer is inflation, if you can get it, which will do two things: it will make it possible to have a negative real interest rate, and it will in itself erode the debt of the Sams. Yes, that will in a way be rewarding their past excesses – but economics is not a morality play."

Toisin sanoen hänestä on viisasta syödä ylivelkaantuneiden velkataakka pois korkeammalla inflaatiolla, jonka maksajina ovat ne, jotka eivät ole velkaantuneet (esim. velattomat palkansaajat tai säästäjät). Ymmärrän toki, että lyhyellä tähtäimellä tämä voi olla rationaalista joidenkin taloustieteen mallien perspektiivistä, mutta väite siitä, ettei talous ole moraalipeliä on ilmeisen väärä. Yhteisen talouden olemassaolo nojaa kuitenkin luottamukseen ja oikeudenmukaisuuden tunteeseen ja mikäli vastuuttomasti toimineet pitävät lyhytnäköisyytensä mukanaan tuomat palkinnot ilman, että maksavat sen kustannuksia, murenee ihmisten luottamus talousjärjestelmän oikeudenmukaisuuteen ja sillä on haitallisia taloudellisia seuraamuksia. Lisäksi tämä luo kannustimen toimia lyhytnäköisesti niin, että pitkänäköisten osuus väestöstä laskee.

Ongelma on nähdäkseni sama kuin ongelma altruismin evoluutiosta. Yhteistyö olisi kaikkien etujen mukaista, mutta kunkin yksilön intresseissä on haalia yhteistyön mukanaan tuomat hyödyt ilman, että osallistuu sen kustannuksiin (ts. loisia). Ilman ylimääräisiä mekanismeja joilla huijaajat havaitaan ja joilla heitä rangaistaan, ei yhteistyötä tekevä populaatio ole stabiili vaan huijarien osuus populaatiossa kasvaa vääjäämättä. Kiinnostavaa on, että tämän "tarpeen" rangaista pitääkin olla osin "irrationaalinen", koska muuten se ei ole uskottava. Väärintekijä voi muuten luottaa siihen, että rangaistuksesta luovutaan, koska rationaalisesti katsoen "vahinkohan on jo tapahtunut ja meidän kaikkien on syytä katsoa tulevaisuuteen". Sama ilmiö taitaa esiintyä myös rakkaudenevoluutiossa. Jotta parin saa houkuteltua pysymään yhdessä silloinkin, kun molemmat ovat (rationaalisesti) alttiita houkutuksille, tarvitaan joku "irrationaalinen" tunne, joka saa toisen näyttämään maailman tärkeimmältä ja ihanimmalta. Siinä lienee syy sille, että olemme välillä "hulluna rakkaudesta".

Krugmanin ajatus siitä ettei taloustiede oli moraalipeliä on siis kestämätön. Ihmisten toiminnalle moraali on tärkeää eivätkä he kytke moraalivaistojaan päälle ja pois päältä sen mukaan kuinka taloustieteen yksinkertaistetut mallit käskevät. On varmasti tapoja joilla ylivelkaantuneita voidaan auttaa ilman, että tehdään vahinkoa niille kannustimille joita yhteisö pidemmällä tähtäimellä tarvitsee. Armeliaisuus velkaantuneita kohtaan pitää kuitenkin tällöin kytkeä yhteen suurempiin palkintoihin niille, jotka ovat olleet ja tulevat olemaan harkitsevia. Muuten tasapaino järkkyy ja pitkän tähtäimen kehityssuunta on huono.

Lämpöpumput Helsingissä

2010-08-27T11:12:00.006+02:00

Helsingissä on ilmeisesti mielenkiintoa kieltää maalämpökaivojen rakentaminen. Ymmärrettävästi kilpailuvirasto ei ole asiasta innoissaan. Itse en ole myöskään vakuuttunut suunnitelman järkevyydestä. Sen toki ymmärrän, että maalämpöä käyttävät talot kuluttavat enemmän sähköä ja näin ollen syövät sähkön ja lämmön yhteistuotannon hyötysuhteita. Mikäli maalämpöä käyttävät talot saavat sähkönsä esimerkiksi Helsingin energian yhteistuotantolaitoksista, ei päästövähennyksiä luultavasti synny. (Toisaalta jos nämä talot saavat sähkönsä hiilivapaasta lähteestä, päästövähennykset ovat oikeita.)

Mikäli huoli ilmastonmuutoksesta on aito meidän on joka tapauksessa tähdättävä energiantuotantoon, joka on hiilivapaata sekä sähköntuotannon, että lämmityksen osalta. Lyhyellä tähtäimellä tämä on Helsingin kaltaisessa kaupungissa varmasti yksinkertaisinta korvaamalla nykyiset yhteistuotannon voimalaitokset yhteistuotantoon suunnitellulla ydinvoimalalla (tai voimaloilla...riippuen siitä mikä on kustannusten ja huoltovarmuuden kannalta järkevintä). Sen sijaan pidemmällä tähtäimellä voi hyvinkin olla järkevämpää siirtyä lämmöntuotannossa lämpöpumppujen suuntaan ja maksimoida voimalaitosten sähköteho, lämpötehon kustannuksella. Tämä siksi, koska sähkö on energian muotona lämpöä arvokkaampaa ja lämpöpumput mahdollistavat yli 100% hyötysuhteet, mikä on yhteistuotannon laitoksilla mahdotonta. Minusta vaikuttaa lyhytnäköiseltä lukita energiantuotanto nykyisen kaltaiselle pohjalle vain siksi, että tavoitteena on suojata monopolia ja minimoida nykyisen kaltaisen energiantuotannon kustannuksia ja ympäristövaikutuksia. Järkevämpi tavoite on pyrkiä pois lokaalista minimista globaalin minimiin. Uskon, että tähän toimivin keino on yhteistuotantoon rakennetut ydinvoimalat joiden sähkötehoa voidaan tulevaisuudessa nostaa lämpötehon kustannuksella vastaamaan sähkön ja lämmön muuttuvaa suhteellista kysyntää.

Tällä hetkellä kuluttuja maksaa Helsingin energialle lämmöstään noin 5 snt/kWh, kun sähkönhinta on 7,05 snt/kWh. (Ero ei ole suuren suuri ja jos lämpöpumppu tuottaa esimerkiksi 3kWh lämpöä kutakin sähkö kWh kohden...) Lämpöpumpun taloudellinen kannattavuus varmasti riippuu keskeisesti sen eliniästä ja asennuksen ja huollon kustannuksista. Mielenkiintoinen tilanne voi syntyä mikäli kotitalouksilla on mahdollisuus ostaa sähköä spotti-hintaan, joka vaihtelee rajusti. Oletetaan esimerkiksi, että verkossa on huomattava määrä tuulivoimaa keskellä yötä milloin kulutus on alhainen. Tämä voisi ajaa spotti-hinnan hyvin alas. Tällaisessa tilanteessa toisille energiantuottajille voi olla kannattavaa pumpata vettä vesivoimaloidensa taakse, jotta vesivoimaa riittää myytäväksi myöhemmin hintojen ollessa korkeampia. Jos kotitalouksilla olisi mahdollisuus samaan, ne voisivat lämmittää talonsa sähköllä/lämpöpumpuilla yöllä sähkön ollessa halpaa ja talon eristys pitäisi lämmön sisällä seuravaa hintaminimiä odotellessa. Tämä voisi olla yksityisille kannattava strategia. Kokonaisedun kannalta se tuskin on kuitenkaan järkevää, koska sitä halpaa sähköä oli verkossa alunperin vain kaikkien yhdessä maksamien tukiasten vuoksi.

Ydinvoima vastaiset argumentit (ja miksi ne eivät minua vakuuta)

2010-06-16T11:35:00.069+02:00

Olen itse ydinvoiman kannattaja ja näin ennen kaikkea ekologisin perustein. Ohessa kokoelma ydinvoiman vastustamiseen käytettyjä väitteitä joihin törmään usein ja syitä miksi ne eivät minua vakuuta.

Ydinvoimaa ei tarvita:Itse pidän voimistuvaa ilmastonmuutosta riskinä jota ei kannata ottaa. Tämän riskin poistaminen edellyttää ei ainoastaan CO2 päästöjen pientä vähentämistä vaan käytännössä polttamiseen perustuvan energiantuotannon lopettamista. Tämä on erityisen ilmeistä, kun pidetään mielessä kehittyvien maiden nopeasti nousevat päästöt. Ainoa keino saada päästöt kuriin on rakentaa paljon hiiletöntä energiantuotantoa, joka on lisäksi kustannuksiltaan kilpailukykyistä hiilenpolton kanssa. Itselleni pohjoismaisen hyvinvointivaltion ylläpitäminen on myös tärkeää. Tämä tarkoittaa sitä, että sen rahoituspohjasta, eli viime kädessä yksityisen sektorin kilpailukyvystä, on pidettävä huolta. Elän paljon mieluummin maassa missä palkat ovat korkeita suhteessa energian hintaan kuin maassa, jossa energianhinta on tuottavuutta rajoittava tekijä. Tämä on arvovalinta ja olisi selkeämpää, jos valinta tehdään selvästi sen sijaan, että se lakaistaan maton alle. Argumentointi, jossa julistetaan ettei ydinvoimaloita tarvita ja saman tien vaaditaan jonkun toisen tyyppisen voimalan rakentamista ei ole minusta loogisesti vakuuttavaa.
Ydinvoima ei vähennä päästöjä paljoa: Siellä missä ydinvoimaa on merkittävästi rakennettu CO2 päästöt ovat pudonneet selvästi ja tyypillisesti määrällä, joka seuraa melko tarkasti ydinvoiman osuutta primäärienergiantuotannossa. Maita joissa CO2 päästöt putosivat selvästi ja nopeasti ydinvoiman rakentamisen seurauksena ovat mm. Ranska, Ruotsi ja (yllätys yllätys) Suomi (tosin Suomen päästöt nousivat pian takaisin entiselle tasolle). Asiasta löytyy huolellisesti tehty yhteenveto mm. Gaia blogista.

Sen sijaan toisten mallimaassa Tanskassa rakennetulla tuulivoimalla on ollut häviävän pieni vaikutus Tanskan todellisiin kasvihuonekaasupäästöihin. Minusta voi asiallisesti kysyä mitä ilmastohyötyä Tanskalaiset ovat saavuttaneet noilla investoinneilla? Imagohyötyä he ovat varmasti saavuttaneet sellaisten keskuudessa, jotka eivät jaksa rapsuttaa pintaa syvemmälle vaan tyytyvät mielikuviin ilmastoystävällisyydestä, mutta missä ovat ne oikeat päästövähennykset joita investointien varmaankin piti ostaa?

Kun eri tahot esittävät arvioita siitä kuinka suuria päästövähennykset ovat, on myös syytä olla tarkkana ja lukea tehdyt oletukset. Kun eri energianlähteitä verrataan toisiinsa, on tehtävien oletusten oltava myös samoja. Jos esimerkkisi oletetaan, että uusi kapasiteetti korvaa sähköntuontia, se ei siltä osin alenna Suomen Co2 päästöjä (vaikka saattaakin alentaa niitä muualla, mikäli tuontisähkö oli fossiilisilla polttoaineilla tuotettua). On hölmöä olettaa, että esim. ydinvoima vain vähentää tuontia, mutta esim. tuulivoima ei näin tee vaan vaikkapa vähentää hiilivoiman käyttöä. Yksi ydinvoimala vastaa noin 10% Suomen sähköntuotannosta ja koska sähköntuotanto on vain osa Suomen primäärienergiankulutusta, yhden sähköntuotantoon rakennetun reaktorin päästöjä vähentävä vaikutus ei voi olla paria prosenttia suurempi. Tämä sama pätee KAIKILLE hiilettömille energian lähteille ja kertoo edessä olevan päästövähennyssavotan suuruudesta.

Jos ydinvoimala rakennetaan sähkön ja lämmön yhteistuotantoon, yhdellä yksiköllä voidaan Suomessa saavuttaa suuremmat päästövähennykset. Esim. yksi näin rakennettu ydinreaktori tekisi Helsingistä hiilivapaan sekä sähkön, että lämmöntuoannon osalta ja leikkaisi päästöjä noin 3.5 miljoonaa tonnia eli Helsingin energian päästöjä vastaavan määrän mikä on noin 5% Suomen kaikista päästöistä. Mikäli reaktori on riittävän suuri korvaamaan myös Vantaan ja Espoon päästöt, vähennys on luultavasti viiden miljoonan tonnin nurkilla.
Ydinvoima on kallista: Ydinvoimalla tuotetun sähkön hinta kilowattituntia kohden on alhainen. Tarkka hinta voi vaihdella eri reaktoreiden välillä, mutta suurin osa maailman noin 400:sta reaktorista tuottaa sähköä kilpailukykyisesti vaihtoehtoihin (ennen kaikkea hiileen) verrattuna. Näissä ydinvoima vastaisissa hinta-argumenteissa mainitaan tyypillisesti esimerkiksi OL3:n myöhästyminen ja uusi hinta-arvio joka on x miljardia euroa ilman, että kyseistä lukua suhteutetaan siihen mitä se vaihtoehdoilla on. Tämä on erityisen hölmöä siksi, koska tyypillisesti vastustaja asettuu ydinvoiman hintaa kauhisteltuaan kannattamaan vaihtoehtoja (tuuli ja bioenergia esim.) joiden kustannukset ovat vielä rajusti korkeampia. Näiden vaihtoehtojen kustannuksista ei tosin normaalisti puhuta.

Hölmöyttä ei myöskään vähennä keskittyminen juuri sellaisen reaktoriprojektin (esim. prototyypin rakentaminen) kustannuksiin, jotka ovat erityisen korkeita. Rehellisempää on vertailla monia eri projekteja ja vetää niistä johtopäätöksiä siitä millaisia tyypilliset kustannukset ovat ja minkälaiset epävarmuudet projektien kustannuksiin liittyy. (Toisin kuin vastustajien kommenteista voisi luulla, OL3 ei ole ainut uusi ydinvoimala maailmalla. 2000-luvulla on rakennettu useita ydinreaktoreita ja mm. Etelä-Koreaan viime aikoina rakennetut reaktorit on rakennettu yhä nopeammin ja yhä alhaisemmin kustannuksin sitä mukaa, kun kokemusta on kertynyt. Yonggwang 3& 4 rakennettiin 64 kuukaudessa ja pian valmistuvat Shin-Kori 1 and 2 rakennetaan noin 53:ssa kuukaudessa. Hinta on taas pudonnut 37% prosenttia prototyypin kustannuksista.)
Ydinvoimaa voidaan rakentaa vain hitaasti: Se kuinka nopeasti uutta hiiletöntä kapasiteettia voidaan rakentaa on tärkeää hiilipäästöjen nopean vähentämisen kannalta, mutta mitä tarkoitetaan hitaalla? Vuosina 1980-1990 maailmaan rakennettiin noin 200GW ydinvoimaa eli noin 20GW vuodessa. Yksittäisten projektien rakennusajat ovat sen suuntaisia, että rakennetava teho on alhaisimmillaan 200MW/vuosi (arvio OL3:lle) ja korkeimmillaan reilu 300MW/vuosi. Suomen ensimmäiset neljä reaktoria rakennettiin noin 250MW/vuosi vauhdilla. Tämä argumentti muuttuu nopeasti hölmöksi, kun ydinvoimaa vertaa sille tavallisesti annettuihin vaihtoehtoihin.

Suurin osa Tanskan tuulivoimakapasiteetista rakennettiin vuosien 1993 (500MW) ja 2003 (3110MW) välillä ja 25% kapasiteettitekijällä tuo tarkoittaa 60MW/vuosi uutta tehoa eli rakentamistahti on noin neljännes Suomessa ydinvoimalla saavutetusta. Lisäksi tuulivoimaloiden sunniteltu elinikä on noin 20 vuotta, kun ydinvoimaloilla se on 60. Toisin sanoen nyt rakennettavat tuulivoimalat tulevat käyttöikänsä päähän 2030-luvun alussa, jolloin saadaksemme nettolisäyksen rakennettavasta uudesta hiilettömästä kapasiteetistä on vähennettävä verkosta poistuvat tuulivoimalat. Globaalilla tasolla vuosina 2007-2008 tuulivoimaa asennettiin 30GW maksimitehon verran ts. noin 7.5 GW/vuodessa. Tämäkin on noin neljännes siitä mitä ydinvoimalla demonstroitiin jo vuosikymmeniä sitten aikana jolloin globaali bruttokansantuote oli noin puolet nykyisestä. Yksittäisenä projektina voin mainita vaikkapa Horns Rev 2:n, jossa asennettiin 209 MW tehoa noin 16 kk aikana... ts. noin 40MW/vuosi mikä on noin viidennes esimerkiksi OL3:n rakennusvauhdista, joka vastustajan mukaan etenee siis aivan liian hitaasti. Enemmän ydinvoimaloiden rakennusajoista löytyy mm. IAEA:n sivuilta.
Ydinjäte on suuri ongelma: Ydinjätettä syntyy hyvin vähän verrattuna melkein mihin tahansa jätemäärään ja se on helppo eristää ihmisistä. Ydinjäte on ennen kaikkea poliittinen ongelma. Jätteet voidaan aivan hyvin haudata kallioperään ilman, että ne aiheuttavat siellä kenellekään ongelmia nyt tai tulevaisuudessa. En ole nähnyt ainuttakaan skenaariota, jossa kukaan saisi ydinjätteestä annoksen, joka poikkeaa merkittävästi normaalista vuosiannoksesta. Odotan mielenkiinnolla, koska vuosikymmenien odottamisen jälkeen joku vastustaja voisi tällaisen skenaarion esittää. Se, että vaikkapa tuhat vuotta vanhaan jätekapseliin tehdään reikä ja se laitetaan veteen ei tähän alkuunkaan riitä. Ydinjätteessä on vaaransa ja sitä pitää käsitellä asiallisesti, mutta se ei ole supervaarallista supermyrkkyä kymmeniä tuhansia vuosia. Sitä ei kannata syödä ja 1000 vuotta vanhan suojaamattoman käytetyn polttoainesauvan päälle ei kannata jäädä asumaan, mutta ei sen näkeminen aiheuta välitöntä syöpää/kuolemaa. Lisäksi nykyisten reaktoreiden tuottama käytetty polttoaine voidaan myös polttaa energiaksi, jos niin halutaan. Jäljelle jäävän jätteen aktiivisuus putoaa luonnonuraanin tasolle sadoissa vuosissa (ei niin, että luonnonuraanin aktiivisuustasolla on mitään tekemistä vaarallisuuden kanssa). Tämä tie on itse asiassa minusta ehkä se kaikkein järkevin luultavasti jo parinkymmenen vuoden päästä. (Asia joka vastustajilta myös unohtuu on se, että sen jälkeen, kun jätteen aktiivisuus on pudonnut luonnonuraanin tasolle, aktiivisuus on lähtötilannetta alhaisempi maailmanloppuun saakka. Ts. sillä aikaskaalalla ydinenergia on vähentänyt maan radioaktiivisuutta. Mikäli olet oikeasti huolissasi radioaktiivisesta säteilystä maapallolla, eikö tämän pitäisi olla sinusta hyvä asia? Vai oletko kiinnostunut tulevista sukupolvista vaikkapa vain Tc99:n puoliintumisajan verran? Kuinka vastuutonta!)

Ydinjäteongelmaa kauhistellaan usein myös saman tyyppisellä argumentoinnilla kuin millä kreationistit vastustavat evoluutiota. Esimerkiksi argumentti aloitetaan kuvailemalla asiaa hivenen teknisesti mainitsemalla isotoopeja yms. yms. ja tästä sitten ilman sen kummempaa perustelua hypätään johtopäätökseen, että vaara on suuri eikä sitä voi välttää (miksi ei?). Toinen hupaisa esimerkki on Greenpeace:n kannanotto OL3 ydinjätteen statuksesta "superydinjätteenä" missä he sujuvasti käyttivät jodi-129:n korkeampaa määrää vaarallisuuden mittarina (wikipedia opastaa, että jodi-129 beta hajoaa noin 16 miljoonan vuoden puoliintumisajalla stabiiliksi Xenoniksi). Kreationisteilla analoginen argumentti on kuvailla jotain luonnonihmettä ja sitten hypätä johtopäätökseen, että tätä evoluutio ei ole voinut tehdä...siispä Jumala on sen luonut. Logiikka on siis omata joku uskomus, nostattaa savua ilmaan ja jättää toisten tehtäväksi osoittaa tämä uskomus vääräksi. Sitten kun sen joku muilta töiltään viitsii tekemään, nostetaan lisää savua jne. jne. Jos tavoitteena on pelon lietsominen ja sen käyttäminen politiikan välineenä, taktiikka on järkevää, koska se luo mielikuvaa "tulesta", joka on tämän savun synnyttänyt.

Analogioita kreationistien kanssa on enemmänkin. Kreationistithan usein vaativat fossiileita lajien välimuodoista, koska muuten evoluutioon ei voi "uskoa". Sitten jos tällainen välimuoto esitetään, ongelma siirretään siihen, että missäs nyt ovat ne välimuodot tämän lajin ja niiden kahden aikaisemman lajin välillä. Toisin sanoen syitä olla "uskomatta" evoluutioon onkin nyt enemmän. Ydinjäteongelmaa kauhisteleva taas saattaa heittää ilmaan huolensa niin suurista geologisista mullistuksia ettei niihin uskomisessa ole järkeä, mutta koska emme voi olla katsomassa maailmaa 100000 vuoden päästä, ei mikään järkiargumentti voi tätä uskoa horjuttaa. Jos osoitamme, että kallioperä on liikkunut tällä ja tällä tavalla viimeisen 100000 vuoden aikana, hän hyppää johtopäätökseen, että kallioperä on vaarallisen dynaaminen ja hänen huolensa on nyt entistäkin relevantimpi. Hän voi heittää ilmaan huolen vaikkapa loppusijoituskapselin korroosio-ominaisuuksista ja jos huoli osoitetaan aiheettomaksi, tekee korroosio-huoleensa pienen variaation (muutetaan vaikka kemiallista ympäristöä hiukan tai lämpötilaa, tai tehdään kapseliin pieni naarmu...tai vähän suurempi) ja jatkaa tämän huolen ylläpitämistä ikään kuin mitään ei olisi tapahtunutkaan. Minusta tämä on typerää ja merkki tosiasioille suljetusta mielestä.
Säteilyn vaarat:Ydinvoimalat eivät ole merkittävä säteilyannoksen lähde.Pidän kummallisena sitä kuinka helppoa ihmisten, joilla ei ole minkäänlaista koulutusta esimerkiksi säteilysuojelusta, on esittää ehdottomia kannanottoja siitä millaiset riskit ja vaarat säteilyyn liittyy. Tokihan tätä esiintyy laajasti muissakin terveyteen liittyvissä asioissa, mutta silti sen yleisyys ihmetyttää minua. Argumentoidessaan ydinvoiman säteilyriskeistä ydinvoiman vastustajat siteeravat yleensä esim. uraanin määriä vaikkapa mikrogrammoina jossain maaperässä tai Bq määriä ilman kontekstia. Tällä he luovat mielikuvaa siitä, että ikään kuin aktiivisuuden yksikkö Bq olisi terveydenkannalta relevantti mittari (sama kuin ostaisi metrin maitoa) tai, että mikä tahansa määrä esim. uraania on mielivaltaisen suuri terveysongelma. Tämä toimii varmastikin silloin mikäli tavoitteena on ruokkia asiasta ymmärtämättömien pelkotiloja ja saada heidät tällä tavoin kannattamaan omia poliittisia tavoitteita (a'la Bushin hallinto), mutta mikäli tavoitteena on asiallinen keskustelu ja järkevä tosiasioihin perustuva päätöksenteko, lähestymistapa on epäeettinen.

Kun puhutaan terveysvaikutuksista, Sievert on relevantti yksikkö. Kun taas keskustellaan ihmisten aiheuttamista säteilynlähteistä, on annosta verrattava normaalisti luonnosta saatavaan noin 4mSv annokseen. (Kyllä, asumme radioaktiivisella planeetalla. Jos tästä ei pidä, on syytä muuttaa muualle.) Jos vuosittainen säteilyannos jää alle noin 100mSv, on terveyshaitta liian alhaisella tasolla havaittavaksi. Se voi edelleenkin olla olemassa (tai olla olematta), mutta on luonteeltaan tilastollinen ja hukkuu muiden terveyshaittojen vaikutusten alle.

Säteilyn terveysvaikutukset ovat konkreettisia oikeita vaikutuksia, eivätkä jonkinlaisia postmoderneja käsitteitä joita voidaan paisutella sitä mukaa kuin oma pelkotila voimistuu. Näiden riskien arviointiin on olemassa valtavat määrät oikeata asiantuntijatietoa (katso vaikka UNSCEAR:n raporttia), mutta riskeille on helppoa järkeillä ylärajoja ilman syvällistä paneutumista asiaan. Esimerkiksi: googletus paljastaa, että Suomessa vuonna 2001 kasvaimiin kuoli 10608 ihmistä, suomalainen saa keskimäärin 3.7 mSv säteilyannoksen vuodessa ja suomalaisia on noin 5300000. Jos oletamme, että KAIKKI kasvaimiin kuolleet ovat saaneet syöpänsä radioaktiivisen säteilyn seurauksena, tämä tarkoittaa noin 1800mSv/syöpään kuollut tai noin 6% todennäköisyyttä saada kuolemaan johtava syöpä 100mSv annoksesta. Ylläolevassa vielä oletin todennäköisyydelle lineaarisen käytöksen. Minusta vaikuttaa todennäköisemmältä, että pienillä annoksilla riski putoaa tätä nopeammin, koska solut kykenevät korjaamaan kopiointivirheitä tiettyyn rajaan asti itse. Koska ylivoimaisesti suurin osa syövistä johtuu muista ympäristön karsinogeeneistä (tupakka, alkoholi, kemikaalit, liikenteen ja puunpolton hiukkaspäästöt...), tämä arvio on varmasti yläkanttiin ja todellinen luku on selvästi alhaisempi. Usein törmää ydinvoiman vastustajien apokalyptisiin pelotteluihin, joissa selvästi oletetaan dramaattisesti korkeammat riskit kuin mitä todellisuudessa havaitaan. Välillä argumentointi tuntuu suorastaan viittavan siihen, että alhaisempi säteilyannos tuottaa suuremman vaaran kuin korkeampi.
Ydinvoimaa ei kannata rakentaa, koska "EU:n päästökauppa määrittää sitovan kiintiön päästökauppasektorin päästöille. Ydinvoiman rakentaminen ei alenna EU:n päästökauppasektorin yhteistä päästökiintiötä. Vaikka suomalainen lisäydinvoima vähentäisi päästöjä jossakin päästökauppa-alueella, päästökaupan oloissa päästöt todennäköisesti lisääntyisivät muualla EU:ssa.": Tämä oli argumentti jota Vihreät käyttivät äskettäin. Aikaisemmin olen törmännyt samaan argumenttiin tuulivoiman ilmastovaikutuksia vähäteltäessä ja on kiinnostavaa, että Vihreät pitävät tätä argumenttia validina. Sehän ei ole mitenkään spesifinen ydinvoimaa koskeva argumentti vaan viestii kaiken hiilettömän kapasiteetin rakentamisen turhuudesta. Itsestäni argumentti ei ole vakuuttava, koska kaikki energia maksaa käyttäjälleen eikä sitä kannata turhanpäiten käyttää ihan vain sen takia, että on "päästöoikeus". Sikäli kuin tuo argumentti on validi (ei se ihan puuta heinää tietenkään ole), se kertoo enemmänkin virheestä päästökauppajärjestelmässä ja tämä virhe pitää korjata.
Ydinvoima heikentää uusiutuvien kilpailukykyä: Tulkitsen tämän argumentin tarkoittavan sitä, että ydinvoima on halpaa. Jos näin on, niin sen käyttäminen yhdessä aikaisemman "ydinvoima on kallista"-argumentin kanssa on kummallista. Yleensä on kuitenkin niin, että kilpailun puute heikentää kilpailukykyä, kun taas kilpailu pakottaa tekemään asioita paremmin ja näin ollen parantaa kilpailukykyä. Sen, joka tätä argumenttiä käyttää, todellinen ongelma lienee enemmänkin siinä, että ydinvoiman olemassaolo tuo vaihtoehtojen kilpailukyvyttömyyden selkeämmin esiin ja on pahasta, koska vaihtoehdot on ideologisin perustein määritelty hyviksi.

Töpseleiden jännite-eroista ei pitäisi minusta muodostaa suuria ideologisia jakolinjoja. Tämä voi aivan hyvin olla pragmaattinen ja teknillisluonteinen asia ja ideologiset kiistat voimme rauhassa säästää asioihin joilla on oikeaa merkitystä ihmisten hyvinvoinnille.
Uraanikaivokset aiheuttavat suuria ympäristöongelmia:Uraanikaivosten aiheuttamat ympäristöongelmat ovat samanlaisia kuin kaivostoiminnassa yleensäkin. Mikäli kaivosta pyöritetään asiattomasti voidaan ympäristöongelmia varmasti saada aikaan, mutta miksi kaivosta pitäisi pyörittää asiattomasti? Toki työturvallisuudesta ja ympäristöasioista pitää pitää asiallisesti huolta ja niiden kunnossaoloa pitää viranomaisten valvoa. Ydinvoiman riippuvaisuus kaivannaisteollisuudesta on lisäksi alhaisempi kuin monella sen uusiutuvalla "vaihtoehdolla". Australia ja Kanada ovat maailman suurimpia uraanintuottajia ja heidän kaivostensa työntekijöiden terveydentila ei poikkea muiden Australialaisten ja Kanadalaisten terveydentilasta. Kun kaivos sulkeutuu, alueella on vähemmän radioaktiivisia aineita kuin ennen sen avaamista.
Ydinvoima on proliferaatioriski: Atomipommin tekemiseen ei tarvita ydinreaktoria ensinkään, koska pommiin kelvollinen materiaali voidaan rikastaa suoraan luonnonuraanista. Plutoniumin valmistukseen tarvitaan ydinreaktoria, mutta sähköntuotantoon erikoistuneen voimalaitoksen tuottama plutonium ei ole sellaisenaan pommikelpoista vaan edellyttää uudelleen rikastuksen. Tämä on teoriassa mahdollista, mutta aseisiin kelpaavan plutoniumin tuotanto tätä reittiä käyttäen on hankalaa ja kallista. Ydinasevallat ovat valinneet pommien tekemiseen toiset reitit ja he kuitenkin tietänevät mitä tekevät.

Reaktori tulee suunnitella niin, että pommin tekeminen sähkölaitoksen avulla on hankalampaa ja kalliimpaa kuin muuten ja tämä voidaan varmistaa teknisin ratkaisuin. Mahdottomaksi proliferaatiota ei voi tehdä, mutta kuten sanoin jo alussa pommin rakentamiseen ei tarvitse reaktoria ensinkään. Taito rikastaa ja sähkö sentrifugeja varten riittää. Siitä miksi käytettty polttoaine ei ole kelvollista pommien tekemiseen keskustellaan järkevästi mm. Depleted Cranium blogissa.
Tarvitaan energian säästöä:
Mikäs siinä...säästetään vain,suuri osa energiantuotannosta on silti korvattava hillettömällä tuotannolla, jos ilmastohuoli on aito. Toiseksi, investoinnit energiansäästöönkin maksavat ja se milloin on järkevää rakentaa uutta hiiletöntä kapasiteetia ja milloin säästää, riippuu kustannuksista. Mitä alhaisemmat kustannukset ovat sitä suurempia hiilipäästöjen vähennyksiä voidaan saada samalla hinnalla. Kolmanneksi energiankulutuksen tehostaminen ei tarkoita automaattisesti energian kulutuksen laskua vaan se voi tarkoittaa sen nousua. Ilmiö on nähtävästi taloustieteissä hyvin tunnettu ja kulkee Jevonsin paradoksin nimellä.
Onnettomuusriski on hurja: Asiallisten turvanormien mukaan rakennetut ydinvoimalat ovat toimineet jo pitkälle yli 10000 reaktorivuotta ilman kuolonuhreja. Näissä laitoksissa ei ole ollut ainuttakaan onnettomuutta, joka olisi rikkonut reaktorin suojarakennuksen. Apokalyptinen pelottelu, jossa maalaillaan koko maan tuhoutumista ikiajoiksi, kaikkien kuolevan ja kaikkien loppujen saavan syövän ja muutoksia perimään ei ole sen enempää asiallista kuin paikkaansa pitävääkään. Radioaktiivisuus ei estä ihmisiä asumasta edes Tshernobylin voimalan välittömässä läheisyydessä ja siinä onnettomuudessa radioaktiivisia aineita levisi sentään palon mukana sinne tänne.

Terveysvaikutukset olivat myös dramaattisesti alhaisemmat kuin pelottelijat antavat ymmärtää, kuten useiden kansainvälisten asiantuntijajärjestöjen muodostama Chernobyl forum tiivistää asiasta tehdut lukemattomat tutkimukset. Asiasta lisää vaikkapa WHO:n sivuilta. Siellä huomautetaan myös, että "Persistent myths and misperceptions about the threat of radiation have resulted in “paralyzing fatalism” among residents of affected areas." Ts. epäasiallisella tiedottamisella ja pelottelulla on omat haittavaikutuksensa ihmisten hyvinvointiin.
Yhteiskunta antaa suuret piilotuet vakuutuksen muodossa: Tämä on argumentti, joka jätetään vihjailun varaan ilman, että yritettäisiin oikeasti tarkistaa väitetyn "tukiaisen" suuruus. Tehdään se nyt hyvin pessimistisen oletuksin. Käytetään onnettomuusriskinä yksi reaktorin suojarakennuksen rikkova onnettomuus 10000 reaktorivuotta kohden. Todellisuus on jo osoittanut tämän arvion olevan rajusti yläkanttiin, mutta käytetään tuota arviota silti. Arvoidaan tämän hypoteettisen onnettomuuden kustannuksiksi 100 miljardia. Tämäkin on hurjasti yläkanttiin ja tarkoittaisi esimerkiksi Tshernobylin tapauksessa 25 miljoonaa euroa korvauksia kutakin onnettomuuden laskennallista kuolonuhria kohden. (Selvästi tunnistettavia uhreja Tshernobyl aiheutti alle 50.) Näillä oletuksilla meidän pitäisi kerätä noin 10 miljoonaa euroa jokaista reaktorivuotta kohden rahastoon, josta vahingot korvattaisiin. Jos sähkön hinta on 6 senttiä/kWh, yhden GW voimala tuottaa vuodessa sähköä noin 500 miljoonan euron edestä. Ts. huolimatta hurjan pessimistisistä oletuksista, ne summat joita vuosittain pitäisi kerätä vakuutusten muodossa ovat pieniä. Totta kai vastuulaki pitää saada kansainvälisesti ratifioitua (eiköhän näin tapahdukin), mutta asiat pitäisi pystyä pitämään järkevissä mittasuhteissa.
Uraani loppuu kohta:Tämä on usein esitettävä väite ja joskus väitteen yhteydessä annetaan jopa viite OECD:n punaiseen kirjaan, jossa asiaa käsitellään. Harva sen sijaan oikeasti vaivautuu lukemaan itse tekstin niin, että ymmärtäisi mistä siinä puhutaan. (Samoin väitettä ei yleensä vaivauduta päivittämään muuttuvaa todellisuutta vastaavaksi vaan jatkuvasti siteerataan vanhempia punaisia kirjoja vaikka uudempiakin on olemassa.) Malmilla tarkoitetaan taloudellisesti kiinnostavaa esiintymää. Toisin sanoen resurssin määrä nousee silloin, kun geologinen tuntemus kasvaa, kun kehittyvä tekniikka tuo uusia resursseja käytettäväksi ja kun resurssin hinta nousee. Itse riittävyys taas riippuu kulutuksesta ja se taas riippuu ydinvoiman kohdalla siitä minkälaista reaktorityyppiä käytetään. Vuoden 2005 punainen kirja raportoi, että 130 dollarin kilohintaan nykyisin jo tunnetut (konventionaaliset) resurssit riittävät nykyisen mallisiin reaktoreihin 85 vuodeksi. Jos reaktorityyppiä muutetaan, riittävyys nousee tuolla samalla hinnalla tuhansiin vuosiin. Kaksi vuotta myöhemmin sama taho raportoi, että samalla hinnalla uraania riittää vähintään 100 vuodeksi. Se tekijä mikä nosti arviota 20 vuotta oli 1.5 miljardia USD, joka investointiin korkeampien uraaninhintojen siivittämänä uraanin etsintään.

Jotta saamme tuon luvun oikeisiin mittasuhteisiin, voimme verrata sitä nykyisen noin 400 ydinreaktorin tuottaman sähkön arvoon 20 vuoden aikana. Jos sähkön hinta on noin 5 US senttiä/kWh, tuotetun ydinsähkön hinta on noin 4000 miljardia USD. Eli tarvittavan uraanin etsintään piti käyttää alle promille tuotetun sähkön arvosta. Uraanin riittävyys ei ole ydinvoiman lisärakentamista missään määrin rajoittava tekijä. Ylipäätään minua ihmetyttää tätä argumenttia käyttävien ydinvoiman vastustajien ihmiskuva. Luulevatko he oikeasti, että ydinvoimaloita rakentavat ja pyörittävät tahot eivät olisi selvillä uraanin riittävyydestä vaan investoivat suuria summia omia rahojaan hankkeisiin, jotka yhtäkkiä sammuvat polttoaineen loppuessa?

Lisäksi punaisen kirjan olettamassa 130 dollarin kilohinnassa ei ole mitään sen suurempaa mystiikkaa. Malmin hinta on ydinvoiman tuotantokustannuksista muistaakseni prosentin luokkaa. Uraanin hinta voidaan siis vaikka kymmenkertaistaa ilman, että ydinsähkönhinta muuttuisi vahvasti ja sillä hinnalla uraanin riittävyys on käytännössä rajaton. (Silloin sen haaliminen jopa merivedestä tulee kannattavaksi.) Hinnalla on suurempi merkitys siihen minkä typpistä reaktoria on edullisinta käyttää. Korkea uraanin hinta suosii hyötyreaktoreita, jotka käyttävät polttoaineen ehkä 50-100 kertaa nykyisiä kevytvesireaktoreita tehokkaammin. Siirtyminen näihin kasvattaa uraaniresurssien riittävyyttä tuolla samalla tekijällä.

Lopuksi täytyy vielä lisätä, että ydinvoimala voidaan myös rakentaa toriumia käyttäväksi ja toriumia maankuoressa on paljon uraania enemmän. Kyse on tekniikasta, jota on jo demonstroitu ei siis scifistä. Nestemäisiin suoloihin perustuvissa torium-reaktoreissa on lisäksi monia muita hyviä puolia, jotka suosivat niiden käyttöönottoa lähitulevaisuudessa. Ne mm. tuottavat vain pieniä määriä lyhytikäistä ydinjätettä, ne sopivat hyvin myös lämmöntuotantoon, toimivat ilmakehän paineessa (ei siis syytä massiiviselle painekattilalle), sammuvat itsestään, jos lämpötila nousee liian korkeaksi...
Ydinvoimaan liittyy suuria kätkettyjä CO2 päästöjä: Ydinvoimasta on tehty useita elinkaarianalyysejä ja ydinvoiman päästöt ovat samaa suuruusluokkaa tuulivoiman kanssa (, kun tuulivoiman riippuvuutta fossiilisesta säätövoimasta ei oteta huomioon). On vain noloa, jos ydinvoiman vastustaja siteeraa esim. Storm&Smith paperia päästöjen yhteydessä. Asiasta lisää mm. nuclearinfo sivustolta, jossa yllä olevaa paperia on käsitelty. He antavat ystävällisesti myös Storm&Smithin responssit, joista käy hyvin selväksi se kuka tietää mistä puhuu ja kuka ei.
Ydinvoima ei työllistä: Energiantuotannon suurin työllistävä vaikutus on siinä kuinka paljon taloudellista aktiviteettia se mahdollistaa energiaa käyttävissä yrityksissä. Voimalaitosten rakentamisen ja pyörittämisen työllistävä vaikutus on tämän rinnalla mitätön. Toki ydinvoimalan rakennustyömaa työllistää siinä missä kaikki muutkin rakennustyömaat. Työllistävätkö ne aina juuri vain ja ainoastaan suomalaisia? Ehkä ei, mutta miksi pitäisi? Olennaista ei ole se minkä maan passia työntekijä kantaa vaan se, että hän tekee työnsä kunnolla, saa siitä asiallisen korvauksen ja maksaa veronsa normaalisti Suomeen. Sama pätee kaikkiin muihinkin työpaikkoihin. En ainakaan minä halua nähdä uusiutuvan energiantuotannon rakentamistakaan jonkinlaisena xenofobisena Suomi-paita projektina.
Ydinvoimaa ei tarvita, koska uusiutuvat ovat niin hyvä vaihtoehto: Tässä argumentoinnissa uusiutuvien energianlähteiden ekologiset, taloudelliset ja riittävyys ongelmat sivuutetaan. (Laitoin muuten termin "uusiutuva" lainausmerkkeihin, koska minulle on välillä epäselvää mitä sillä milloinkin tarkoitetaan. Esimerkiksi ei ole vahvaa näyttöä siitä, että esimerkiksi metsistä voidaan poistaa merkittävä osa niiden primäärituotannosta "uusiutuvasti", siis niin, että tämä ei aiheuttaisi metsän köyhtymistä vuosikymmenien kuluessa. Geotermisen lämmön käyttö taas yleensä poistaisi porausreiän ympäriltä energiaa nopeammin kuin mitä maansisältä siihen siirtyy. Toisin sanoen kallio reiän ympäriltä jäähtyy käyttökelvottomaksi ja "uusiutuminen" kestää kauan.) Maailmassa jossa elintilan kapeneminen on suurin sukupuuttoja aiheuttava tekijä, bioenergia on minusta lähtökohtaisesti epäekologista. Vesivoimaloihin liittyvät omat ekologiset ongelmansa ja maailmassa nyt rakennettava tuulivoima rakennetaan lähinnä fossiilisten voimalaitosten varaan, ei siitä irralliseksi. Maailmassa ei ole sellaista luonnon primäärituotantontoa, joka riittäisi edes teoriassa kattamaan merkittävää osaa ihmiskunnan energiantarpeesta.

Kustannuksista puhuttaessa keskustelussa harhaan johtavat väitteet seuraavat taas toinen toistaan. Esimerkiksi tuulivoiman kohdalla väitetään ettei tuulivoima tarvitse rinnalleen uutta säätövoimaa. Väite nojaa siihen oletukseen, että nykyisiä (lähinnä fossiilisia) voimalaitoksia käytetään tuulivoiman säätövoimana ja siksi uudesta säätövoimasta ei tarvitse maksaa. Toisin sanoen kustannukset taiotaan pois (tai jonkun muun maksettavaksi) vaikka ne on todellisuudessa siirretty siihen aikaan, kun nykyiset voimalaitokset tulevat käyttöikänsä päähän ja uuteen (tuulivoiman vaatimaan) säätövoimaan on investoitava.

Tuulivoiman sanotaan alentavan sähkön hintaa sillä perusteella, että jos esim. keskellä yötä tuulee kovasti ja energiaa ei tarvita, verkossa oleva tuulivoima on halpaa. Tässä taas unohdetaan se, että tuulivoiman hinta on se mitä tuulivoiman tuottajan on siitä saatava, jotta investointi olisi kannattava. Koska tuulivoima rakennetaan tukiaisten varaan, joissa tuulivoimalla tuotetulle sähkölle taataan selvästi mm. ydinvoiman tuotantokustannuksia korkeampi hinta, ei kukaan täysjärkinen kutsu sitä "halvaksi". Tässä ensin tuhlataan ämpärillä, sen jälkeen säästetään teelusikalla ja luotetaan, että kuulija on riittävän tyhmä uskoakseen tämän olevan taloudellista.

Kustannuksista jätetään pois aina myös verkkokustannukset, jotka ovat siellä täällä sijaitsevilla tuulivoimaloilla selvästi muita energianlähteitä korkeammat. Tämä ei liity pelkästään tuulivoiman maantieteelliseen hajontaan vaan myös siihen, että voimaloista tulevat voimalinjat ovat suuren osan ajasta tyhjiä. Lisäksi keskustelussa yleensä vaietaan tyystin se, että tuulivoimalan suunniteltu elinikä on noin 20-vuotta, kun se ydinvoimalalla on 60. Toisin sanoen nyt rakennettava tuulivoimala on korvattava uudella 2030 luvun alussa, jolloin hiilivapauden tavoittelussa on vasta päästy (niin toivon) alkuun.

Tuulivoiman satunnaisuutta osin laimennetaan heittämällä ilmaan väite, että se ongelma katoaa kunhan tuulivoimaloita vain on paljon eri paikoissa, koska "jossain aina tuulee". Tämä argumentti on hyvin heppoinen ja sen ilmaan heittävien pitäisi laskea mitä sen toimimaan saattaminen oikeasti tarkoittaa. Tuulivoimatehon ennustevirhe (24h aikaisemmin ) on helposti samaa suuruusluokkaa kuin sen keskimääräinen teho. Tästä kukin voi arvioida kuinka monta tilastollisesti riippumatonta tuulipuistoa vaaditaan, jotta todennäköisyys sille, että tuuliteho yllättäen poikkeaa enemmän kuin keskitehon verran on yhtä pieni kuin esimerkiksi fossiilisia polttavalla voimalaitoksella. Tämän jälkeen voi sitten alkaa etsimään kartalta paikkoja, jotka ovat tuulivoimalle sopivia ja jotka ovat keskenään riippumattomia. Itse tiedän mihin lopputulokseen tuo analyysi johtaa. Tuulivoiman tehon vaihtelut voidaan tasata varastoimalla merkittävä osa tuulivoimalla tuotetusta tehosta käytettäväksi tyyninä hetkinä. Valitettavasti tämä lisää jo nyt korkeita kustannuksia merkittävästi. Ehkä tulevaisuudessa tilanne on erilainen.

Uusiutuviin liittyy myös toisenlaista harhaanjohtavaa argumentointia. Esimerkisi Greenpeace (monet muut ydinvoimaa vastustavat tahot argumentoivat samaan tapaan) toteaa ydinvoimaa vastustaessaan "Uusiutuvat energiamuodot ovat maailman nopeinten kasvavia teollisuuden aloja, joihin sijoitettiin vuonna 2008 yli 150 miljardia euroa(18), enemmän kuin fossiilisiin tai ydinvoimaan." Kuulostaa melkein lupaavalta, kunnes huomaat, että tässä puhutaan investoinneista eikä itse rakennetusta hiilettömästä kapasiteetista, mikä on kuitenkin se ilmaston kannalta keskeinen tekijä. Tämä on ovela hämäys, koska se mahdollistaa pienen efektin (uusi hiiletön kapasiteetti) kertomisen
suurella numerolla (hinta), jotta saadaan markkinointiin paremmin soveltuva suuri luku. (Vielä suuremmaksi luvun saisi siirtymällä homeopaattiseen ilmastopolitiikkaan, jossa ilmastohyöty on sitä suurempi mitä alhaisempi rakennettava kapasiteetti on.) GP:n siteeraamassa lähteessä kerrotaan myös, että tämä investointi (raportissa puhutaan muuten dollareista ei euroista) tuotti 40GW asennettua sähkötehoa ja tästä suurin osa oli tuulivoimaa, jonka tyypillinen kapasiteetti tekijä on alle 25% . Ts. noin 10GW tehosta
maksettiin summa, joka vastaa noin 12 miljardia USD/GW. (Jos raporttia tutkii huolellisemmin huomaa, että aurinkovoimaan käytetään summa, joka on lähempänä 50 miljardia dollaria toimitettua GW kohden!) Samaan aikaan lähinnä fossiilisia polttavia voimalaitoksia asennettiin nähtävästi noin 100GW:n edestä eli kymmenkertainen määrä uusiutuviin verrattuna ja koska investointien taso oli nähtävästi suunnilleen sama, investointien kustannuksissa on tuo sama noin 10 kertainen ero.

Viimeisen 10 vuoden aikana ydinvoimaloita on rakennettu 35 eli ydinsähkötehoa on lisätty noin 30GW verran. Jos kustannus on ollut noin 4 miljardia USD/GW, on ydinvoimaan siis investoitu reilut 100 miljardia USD viimeisen kymmenen vuoden aikana. Globaalit (tukiaisten varaan rakennetut) investoinnit uusiutuviin, ovat olleet pitkälle yli 500 miljardia USD ja tämä on tuottanut noin 160GW asennettua tuulitehoa ja pienempiä määriä muita uusiutuvia...sanotaan 200GW kaikkea yhteensä, joka 25% kapasiteettitekijällä tarkoittaa 50GW toimitettua tehoa. Määrä on siis samaa suuruusluokkaa kuin ydinvoiman lisäys, mutta kustannukset 5 kertaa korkeampia. Koska tuulivoimaloiden suunniteltu elinikä on vain 20-vuotta, todelliset lopulliset kustannuserot ovat vielä rajusti tätä suurempia.

Tällainen investointi määrän juhliminen on vielä kummallisempaa, kun pitää mielessä sen, että koko lysti on rakennettu nopeasti velkaantuvien maiden tukiaisten varaan. Jos Kreikka nostaisi kaikkien virkamiesten palkkoja 50%, voitaisiin samaan tapaan sanoa, että investoinnit virkamiehiin ovat nousseet hurjasti ja siksi virkamieskunta muodostaa avaimen tulevaisuuden menestykseen. Joku toinen voisi sanoa, että silloin tuhlataan rahoja joita ei ole olemassa. Vastuullisen ilmastopolitiikan on otettava huomioon julkisen sektorin leikkauspaineet eikä fantasioida, että rahaa tulee ovista ja ikkunoista. Jälkimmäinen tapa tuottaa kuplan, joka tuhlaa resursseja ja josta toipuminen vie aikaa ja syö entistäkin enemmän resursseja.

Tukevaisuuden skenaarioita on tehnyt moni ja mm. IEA:n world energy outlook 2009 sisältää hyödyllisiä tietoja keskustelun pohjaksi. He eivät erikseen vedä huomiota kustannuksiin, mutta antavat kuitenkin taulukoissaan myös arviot vaadittavien investontien suuruudesta. Esimerkiksi heidän 450 skenaariossa EU:ssa uusiutuvat ja ydinvoima vähentävät vuoteen 2030 mennessä hiilipäästöjä jokseenkin saman verran. Uusiutuviin vaaditaan kuitenkin investointeja melkein 400 miljardia samaan aikaan, kun ydinvoimaan investoidaan 88 miljardia. Toisin sanoen saman ilmastohyödyn saaminen 2030 mennessä maksaa EU:ssa uusiutuvilla yli nelinkertaisesti. (Olisi hauska tietä mitä näille arvioille tapahtuu vuoden 2030 jälkeen, kun nyt rakennettavia tuulivoimaloita on korvattava uusilla.) Mikäli ilmastonmuutos olisi pikku asia, jonka voimme korjata mitättömin kustannuksin, hinnalla ei ehkä olisi suurtakaan merkitystä. Valitettavasti ongelma ei ole pieni ja sen korjaamiseen vaadittavat investoinnit ovat valtavia. Tämän vuoksi käytettävän työkalun hinta ei ole yhdentekevää. Meidän on tähdättävä investoinneillamme mahdollisimman suureen ilmastohyötyyn ja se tarkoittaa ei ainoastaan investointien määrän lisäystä (osoittaja) vaan myös kustannusten alentamista (nimittäjä).

Ylipäätään uusiutuvuuden nostaminen ideologiseksi kysymykseksi on minusta hassua, koska olennaisempaa on se onko joku resurssi riittävä sellaisessa aikaskaalassa, jolla on ihmisille merkitystä. Me emme voi ennustaa ihmiskunnan teknistä kehitystä edes sataa vuotta eteenpäin ja esimerkiksi uraaninriittävyys ei ole todellinen ongelma edes puhuttaessa kymmenistä tuhansista vuosista. Joskus keskustelusta tulee sellainen mielikuva, että ikään kuin me päättäisimme siitä millaisia energianlähteitä esimerkiksi lapsen lapsemme käyttävät. Tulevat sukupolvet tekevät omat ratkaisunsa ja harkitsevat itse mitkä ratkaisut ovat heille käyttökelpoisimpia. Minusta meidän on lähinnä pidettävä huoli siitä, että emme kohtuuttomasti rajoita heidän vapauttaan päättää omista asioistaan. Jos tulevat sukupolvet haluavat käyttää ydinvoimaa, he voivat niin tehdä ilman, että meidän ydinvoiman käyttömme tätä mahdollisuutta rajottaisi. Sen sijaan luonnon elintilan kapeneminen lisää sukupuuttoon kuolevien lajian määrää ja sitä biodiversiteetin köyhtymistä ei korvaa mikään. Tämän vuoksi energiantuotannon (ja muun taloudellisen aktiviteetin) on parempi keskittyä elottomien resurssien käyttöön biosfäärin sijaan.
Ydinvoima ei voi tuottaa kaukolämpöä: Totta kai voi. Kyse on valinnasta.
Ydinvoima ei sovellu säätövoimaksi: Ydinvoimaa ei yleensä käytetä säätövoimana kustannussyistä, mutta kyllä sitä voidaan säätövoimana käyttää, jos niin halutaan. Asiasta enemmän mm. Pouretin ja Nuttalin artikkelista. Lisäksi toiset reaktorityypit sopivat toisia paremmin säätövoiman lähteiksi. Kyse on siis ennen kaikkea teknisista valinnoista.
Hitler ja lastemme tulevaisuus: Huokaus. Mistä näitä tarkkanäköisiä ihmisiä löytyykään? Tunnustan siis olevani natsi, joka ei halua jättää lapsilleen elinkelpoista maailmaa. Siitähän tässä on juuri kyse...eikö niin?

Torium polttoaineena

2010-06-07T18:10:00.003+02:00

kiinnostava populäärijuttu toriumreaktoreista. Aiheesta löytyy paljon enemmän asiallista tietoa mm. blogista Nuclear Green Revolution.

Moraalikannanotot ja kannattavuus?

2010-05-18T18:20:00.008+02:00

Voikohan muuten olla sattumaa, että esim. lapsityövoima tuli moraalittomaksi samoihin aikoihin, kun siitä tuli taloudellisesti kannattamatonta varakkaamman väestönosan keskuudessa? Ts. silloin kun koulutuksen arvo nousi suhteessa ylimääräisten käsien arvoon pelloilla. En pysty uskomaan, että samanaikaisuus oli sattumaa. Se kuinka (kyyniset) taloudelliset intressit sekoittuvat moraalisten kantojen kanssa on kiinnostavampi kysymys. Harvassa ovat sellaiset ihmiset, jotka oikeasti ajattelevat kuin klassisen talousteorian itsekkäät toimijat ja varmasti kaikki meistä tuntevat sydämmessään arvojensa aitouden. Mutta siitä huolimatta lähes kaikki päätyvät lähes aina kantoihin, jotka nyt vain sattuvat edistämään selkeimmin juuri heidän omaa tai lähipiirinsä hyvinvointia.

Yksi mekanismi jolla taloudellinen intressi saattoi vaikuttaa uuden normiin syntymiseen vaikkapa suhtautumisessa lapsityövoimaan oli se, että yhteiskunnan menestyvät ovat niitä joiden mielipiteillä on suhteettoman suuri arvo normeja määritettäessä. Toisaalta teollistumisen muuttamassa ympäristössä juuri niillä perheillä, jotka kouluttivat lapsensa, oli taipumus menestyä. Koska oma käytös selitetään aina moraalisesti parhain päin (muiden ei niinkään), tästä varmasti helposti syntyi moraalinen närkästys lapsityövoiman käyttöä kohtaan ja tämä levisi ajan myötä eliitistä koko kansan uudeksi normiksi.

Olisi hienoa, jos voisin sanoa, että olisin esimerkiksi 400 vuotta sitten pitänyt lapsityövoimaa samalla tavalla moraalittomana kuin nykyään, mutta en ole varma, että näin on. Ehkä siinä ympäristössä olisin löytänyt toinen toistaan vakuuttavampia argumentteja tukemaan lapsityövoimaa. (Läheisemmät suhteet vanhempiin, lapsi oppii vastuullisuutta, läheisempi luontosuhde...) Tapaamme kuitenkin aliarvioida kykymme itsepetokseen silloin, kun se on omien etujemme mukaista.

Olenko nyt sitä mieltä, että tällaiset moraalikysymykset ovat täysin suhteellisia? Itse asiassa en... olen kuitenkin tätä idealistisempi ja uskon, että on moraalikantoja joita on helpompi järkevästi puolustaa kuin toisia. Toisaalta näiden kantojen tunnistaminen voi olla paljon hankalampaa kuin haluamme uskoa. Se voi edellyttää kykyä nousta oman itsepetokseen taipuvaisen sydämmemme ulkopuolelle ja tarkkailla itseämme ja motiivejamme ulkopuolisen silmin. En usko, että voimme näitä kantoja luotettavasti paikantaa seuraamalla vain omaa "sydäntämme", koska siihen evoluutio on suunnitellut myös taidon vakuuttaa itsensä ja muut omasta erinomaisuudestaan oli tälle uskomukselle sitten pohjaa tai ei.

Geenimuunneltu puuvilla ei pelota

2010-05-18T08:49:00.007+02:00

Eilen Helsingin Sanomissa otsikoitiin pelottavasti "Geenimuunneltu puuvilla teki luteesta ison tuholaisen". Kun itse jutun luki, niin kävi ilmeiseksi ettei kyseessä ollut geenimuuntelun aiheuttama ongelma vaan se, että torjunta-aineiden käytöstä luovuttiin, kun puuvilla oli geenimuunneltu vastustuskykyiseksi toiselle tuholaiselle. Koska molempia tuholaisia ei enää tapettu, toisen populaatio saattoi kasvaa. Tuollaiset prosessit eivät varmasti ole mitenkään poikkeuksellisia luonnossa ja ilmiön otsikoiminen geenimuuntelusta johtuvaksi on hölmöä. Sama asia olisi tapahtunut myös esimerkiksi mikäli toinen laji olisi kehittänyt immuniteetin aikaisemmalle torjunta-aineelle tai mikäli torjunta-aine olisi vaihdettu vähemmän myrkylliseen, joka tappaa vain toisen tuholaisen. Ongelma on siis yhteinen kaikelle maanviljelykselle eikä GM spesifinen. Evoluutiota tapahtuu, ympäristö muuttuu ja siihen on ihmisten sopeuduttava. Kyse on nähdäkseni enemmänkin siitä mitä työkaluja käyttäen ihmisten on helpompaa ja nopeampaa sopeutua muutoksiin. Jos esimerkiksi kuivuus tai korkeammat lämpötilat uhkaavat, onko helpompaa ja nopeampaa kehittää paremmin kuivuutta ja kuumuutta kestäviä lajikkeita geenimuuntelulla vaiko perinteisellä jalostuksella? Alan asiantuntijat näyttävät asettuvan melko vahvasti GM myönteiselle puolelle ja heitä seuraten asetan sinne myös itseni. Luddiitit voisivat jarruttelun ja vastustuksen sijaan alkaa itse jalostaa kasveja omalla tavallaan ja osoittaa, että he voivat näin tehokkaasti vastata ihmiskunnan tarpeisiin. Ei tämän osoittaminen ole kenenkään muun tehtävä.

Tuholaisiin ja muihin uhkatekijöihin sopeutuminen on joka tapauksessa ikuisesti jatkuva prosessi. En usko, että tulemme saavuttamaan sellaista teknologiaa tai yhteiskuntaa, jonka saavutettuamme voisimme nostaa jalat pöydälle ja rehellisesti kuvitella, ettei mihinkään muutoksiin tule enää koskaan olemaan tarvetta. Tästä olen kiitollinen. Muuttuva, mukautuva ja monisyinen maailma on ongelmistaan huolimatta paljon hauskempi paikka elää kuin staattinen utopia.

Lainoja Kreikalle

2010-05-06T12:20:00.004+02:00

Ymmärrän tarpeen estää Kreikan velkaongelmien leviäminen ja mahdollisen pankkituen sellaisille tärkeille laitoksille, jotka kärsivät tässä rytäkässä pahoja tappioita. Sitä mitä en ymmärrä on miksi muiden euromaiden ja IMF:n antama rahoitus on tällä kertaa nähtävästi junioria. Yleensä IMF:n lainat ymmärtääkseni maksetaan ennen kuin muut velkojat voivat karhuta saataviaan, mutta nyt julkinen sektori Kreikan ulkopuolella asetetaan nokkimisjärjestyksessä viimeiseksi ts. sen asemaan, jolle kaikki tappiot kaatuvat. Jos pankit ovat huolimattomasti lainanneet rahaa Kreikalle, heidän osakkeenomistajiensa kuuluu olla niitä, jotka kärsivät ensin. Mikäli pankkijärjestelmän vakaus kärsii jonkun laitoksen pääomien huvetessa, tälle laitokselle voidaan antaa suoraa pankkitukea ja vastineeksi tästä laitos siirtyy valtion haltuun samassa suhteessa, kuin mitä tukea myönnetään. Tällöin veronmaksajilla on ainakin mahdollisuus hyötyä heidän anteliaisuutensa hedelmistä tulevaisuudessa. Nyt valtiot ovat (taas) pelastamassa osakkeenomistajia ja näin ollen kannustamassa heitä entistäkin holtittomampaan riskinottoon. Lisäksi kätkemällä töppäilyt tällainen tuki estää markkinoitakin tunnistamasta huonosti johdettuja pankkeja. Ilmeisesti tätä hulluutta jatketaan siihen saakka kunnes riskinotto paisuu niin suureksi, että valtioidenkin selkä lopulta katkeaa. Loppukevennyksenä sitä mitä uskon saavamme Kreikalta vastineeksi vielä pitkällä tulevaisuussa...huonoa musiikkia .

Suomen liikenteen sähköistys?

2010-04-28T14:47:00.007+02:00

Pitkällä tähtäimellä maaliikenteen sähköistys vaikuttaa minusta luontevalta tavoitteelta, mutta mitä tämä vaatisi sähköntuotannolta? Tässä hutiloiden tehtyjä arviota tarvittavasti sähkötehosta ja siitä mitä muutoksia liikenteen sähköistys voisi vaatia sähköverkon rakenteessa. Tekijän kaksi virheet ovat varmasti mahdollisia, mutta viis niistä. Tässä on nyt kyse lähinnä suuruusluokista. Käytän lähtötietoina nykyisiä liikennemääriä ja en oleta tilanteeseen muita dramaattisia muutoksia tulevaisuudessa kuin sen, että liikenteen tarvitsema energia tuotetaan jatkossa sähköllä. Nykyään Suomessa on noin 3 miljoonaa ajoneuvoa. Arvioidaan tyypillisen auton vaativan 5 litraa polttoainetta 100km kohti mikä on suunnilleen 44kWh/100km. Polttoainetta Suomessa kuluu nähtävästi noin 5 miljardia litraa vuodessa joten kukin auto ajaa (maantieajoa) keskimäärin noin 90km päivässä. Jos sähköauton kulutus on noin 20kWh/100km, kukin auto kuluttaa päivässä noin 18kWh ja kokonaisvuosikulutus olisi noin 54 000000 kWh/päivä. Jos tämä energia jaetaan 12 tunnin ajalle jolloin suurin osa kilometreistä varmasti ajettaisiin, tehontarve on noin 4.5GW.

19.4.2010 Suomen huippukulutus oli noin 10300MWh/h ja minimikulutus noin 8700 MWh/h. Näiden erotus on siis suuruusluokaltaan 2GW. Jos autot ladataan sen "toisen"12 tunnin aikana, tarvittava 4.5GW teho antaa ymmärtää, että lisätehon tarve on vähintään noin 2.5GW mikäli nykyisiä vain huipputehon aikana päällä olevia voimalaitoksia ajettaisiin 24h vuorokaudessa. Mikäli tämä varavoiman ajo perusvoimana ei ole järkevää joko esim. taloudellisesti tai ympäristösyistä, uuden sähkötehon tarve olisi lähempänä aikaisempaa 4.5GW arviota.

Toisin sanoen pidemmällä tähtäimellä sähköautot vaatisivat melko huomattavasti lisää sähköntuotantoa ja sellaista tuotantoa joka on päällä myös yöllä (perusvoimaa siis). Numerot ovat sen suuntaisia, että jos kaikki autot ladattaisiin keskellä yötä (2400-0600), niin vaadittava teho on samaa suuruusluokkaa kuin nykyinen huipputeho. Toisaalta osa autoista ladattaisiin keskellä päivää jne. joten todellisuudessa tuskin tilanne menisi siihen, että yöllä kulutus olisi päivää korkeampi. Liikenteen sähköistyminen näyttäisi siis ajavan energiantuotantoa siihen suuntaan, että suurempi osa energiantuotannosta on perusvoimaa ja pienempi osa varavoimaa. Tämä oletettavasti voi niin halutessamme alentaa sähköntuotannon kustannuksia. Lisätehon tarve pienenee mikäli ihmiset käyttävät enemmän julkisia liikennevälineitä, mutta nollaan se ei putoa.

Sähköautojen käyttö esim. tuulivoiman varastoimiseen tyyniä jaksoja varten on mielenkiintoinen ehdotus, mutta en pidä realistisena oletuksena ainakaan sitä, että ihmiset eivät nousisi autoihinsa esim. aamulla töihin lähtiessään tai illalla töistä palatessaan mikäli on tyyntä. Tämän vuoksi tuulivoima näyttäisi tarvitsevan sen (yleensä fossiilisen) tukivoiman joka tapauksessa. Toisaalta huomattava sähkönvarastointi voisi auttaa tuulivoiman ennustevirheiden aiheuttamien päästöjen pienentämisessä, koska voimme yleensä luottaa siihen, että keskellä arkipäivää suurin osa henkilöautoista on parkkeerattuna työpaikkojen lähistölle. Näiden akkujen tuottama teho voi mahdollistaa backupin alasajoa täksi ajaksi. Toisaalta autoilijoiden on myös kyettävä luottamaan siihen, että sähköä on saatavilla silloin kun autojen akut ladataan ja tähän tarpeeseen tuulivoima vastaisi satunnaisesti.

CHP vs. sähkö+lämpöpumput?

2010-04-28T14:00:00.006+02:00

Sain kahlattua MacKayn "Sustainable energy -- without hot air" opuksen läpi ja suosittelen sitä yhä vielä lämpimästi asiasta kiinnostuneille. (Voin tosin tunnustaa, että hyppäsin lopun fysiikan ylitse. Kuka sitä nyt jaksaa...) Kirja ei juurikaan käsittele energiantuotannon taloutta ja varsinkaan sen vaikutuksia ympäristöön, mutta käsittelee hyvin selkein ottein luonnon ja tekniikan asettamia rajoituksia energiantuotannossa. MacKay suosittelee muuten lämmitykseen sähkön ja lämpöpumppujen yhdistelmää. Tämä oli minulle yllättävä suositus, mutta ymmärrän hänen argumentin periaatteessa. Sähkö on lämpöä arvokkaampi energianmuoto ja sen käyttö yhdessä lämpöpumpun kanssa voi mahdollistaa yli 100% hyötysuhteita, mikä on mahdotonta sähkön- ja lämmönyhteistuotannossa. Olen sen sijaan skeptisempi tämän ohjeen järkevyydestä lyhyen tähtäimen maalina Suomen kaltaisessa maassa, jossa sähkön- ja lämmönyhteistuotannon infrastruktuuri on jo monessa paikassa valmiina. Tällöin on varmasti helpompaa, nopeampaa ja halvempaa hävittää kaupungin hiilipäästöt korvaamalla CHP-laitos hiilettömällä vaihtoehdolla kuin tehdä sähköntuotanto hiilivapaaksi JA asentaa kaikkialle lämpöpumput (...ja kaupungeissa kenties myös kylmäpumput kesäksi). Pitkän tähtäimen maalina tuo MacKayn visio vaikuttaa tosin järkeenkäyvältä ja on ehkä järkevä lyhyelläkin tähtäimellä siellä missä sähkön- ja lämmönyhteistuotantoa ei tällä hetkellä tehdä.

Great source about "Sustainable energy"

2010-04-23T13:30:00.003+02:00

David MacKay has written a fantastically readable book about "Sustainable energy -- without hot air". Rather than dwelling in a ideological dreamland, the book is firmly focused on the real world and real numbers. Some discussion is specific to UK, but most of it applies equally well elsewhere since the author wisely focuses on per capita quantities. While reading it I noticed that it is easier to delude one-self about some supposedly sustainable energy solutions, in the (nearly) uninhabited north (where I am from) than in the more densely populated south. If such computations are done independently for each country, for example, the amount of biomass per capita is much higher in Sweden and Finland than in UK. Consequently, if one ignores the ecological damage caused by the bioenergy, in the north one might be tempted to imagine bioenergy as more sustainable solution than it really is. (The forest growth in Finland/capita/year is around 20m^3.) Marketing such absurdities as global solutions reminds me of Marie-Therese's notorious outburst to the hungry peasants: "Let them eat brioche!"

Vihreiden Suomi ilman ydinvoimaa

2010-03-25T16:30:00.028+01:00

Vihreiden suunnitelma Suomelle ilman uutta ydinvoimaa sisältää ne jo kuluneet väitteet, joiden vuoksi en voi vihreiden energia- ja ilmastopoliittisia linjauksia suurelta osin allekirjoittaa. Ydinvoimaa vastustetaan kyseenalaistaen sähkönkulutuksen tarve tulevaisuudessa ja vaihtoehdot ovat näpertelyä nykyisen kaltaisen energiainfrastruktuurin laidoilla. Suomen primäärienergian tuotannosta suurin osa kuitenkin nojaa fossiilisiin polttoaineisiin ja jos huoli ilmastonmuutoksesta on aito, pitää realiteetiksi hyväksyä se, että suurin osa nykyisestä energiantuotannosta pitää korvata hiilettömillä vaihtoehdoilla aivan riippumatta siitä mitä energian kulutukselle tapahtuu. Vihreiden uutta ydinvoimaa vastustava suunnitelma on tästä suuremmasta kuviosta hiljaa ja eikä ydinvoiman roolia hiilipäästöjen vähentäjänä edes mainita. Niissä maissa missä ydinvoimaa on kuitenkin merkittävästi rakennettu, CO2 päästöt putosivat merkittävästi lyhyessä ajassa ilman, että ihmisten piti tinkiä elintasostaan. (80-luvun alussa Suomen päästöt taisivat pudota yli 20% samaan aikaan, kun ensimmäiset ydinvoimalat käynnistyivät, Ruotsin päästöt putosivat 80-luvulla noin 30% ja Ranskan suunnilleen saman verran. Kaikissa näissä esimerkeissä vähennys vastaa hyvin sitä osuutta mihin ydinvoiman osuus primäärienergian tuotannosta näissä maissa nousi. Nämä tiedot on helppo tarkistaa vaikka suurin osa netissä esitettävistä päästötiedoista alkaakin vuodesta 1990 eli sen jälkeen kun suurin osa nykyisestä ydinvoimakapasiteetista oli jo rakennettu.)

Entä ne vihreiden suunnitelman vaihtoehdot? Säästöt ovat toki tieyissä tilanteissa järkeviä, mutta sen esittäminen patenttiratkaisuna kaikkiin tilanteisiin on hölmöä. Investoinnit säästöihinkin maksavat rahaa ja jossain vaiheessa on halvempaa ja helpompaa rakentaa uutta hiiletöntä tuotantokapasiteettia kuin väkipakolla ajaa säästöjä. Suunnitelma sisältää myös tukiaisia sähkölämmitteisten pientalojen omistajille, joka vaikuttaa regressiiviseltä tulonsiirrolta rikkaammalle väestönosalle. Miksi ihmeessä muiden pitää maksaa omakotitalojen omistajille investoinneista, jotka pienentävät heidän sähkölaskuaan ja nostavat heidän asuntonsa arvoa? Lisäksi ihmisten kontribuutio ilmastonmuutokseen aiheutuu kasvihuonekaasuista eikä sähkön- tai energiankulutuksesta sinänsä. Se mitä nyt tarvitaan on riittävän korkea ja tasasuuri hiilivero, joka koskee kaikkea energiantuotantoa (ja muita hiilipäästöjä aiheuttavia toimintoja) ei vain sähköntuotantoa. Jos energiantuotanto on hiilivapaata, on pyrkimyksillä energiankäytön vähentämiseen enään hyvin vähän tekemistä ilmastonmuutoksen hillitsemisen kanssa. Jos olen esim. sähkölämmitteisen pientalon omistaja, joka päättää ostaa vain ydin- ja vesisähköä, mitä ilmastohyötyä saavutetaan minulle annettavilla valtion tukiaisilla sähkönsäästöön?

Sähkön kulutuspiikkien tasaaminen on myös aika ajoin viisasta ja jo olemassa olevat markkinamekanismit kannustavat tähän hinnoittelemalla esimerkiksi yösähkön muuta sähköä halvemmaksi. Tässäkin rajat tulevat kuitenkin nopeasti vastaan. Ihmisillä on kuitenkin päivärytminsä ja tämän vuoksi energiankulutus vaihtelee vuorokauden aikana. Hellaa ei käytetä yöllä, saunassa ei luultavasti käydä keskellä päivää, työpaikoilla tehdään suurin osa töistä virka-aikaan jne. jne. Energiantuotannon on palveltava ihmisten tarpeita eikä ihmisten energiantuotannon. Ei ole viisasta olettaa, että toimistoissa sammutetaan virka-aikaan valot ja tietokoneet tai että tehtaissa sammutettaisiin koneet riippuen siitä mitä hetkittäinen sähkön markkinahinta on.

Tuulivoiman mainitseminen ydinvoiman vaihtoehtona on minusta hölmöä ja harhaanjohtavaa. Mm. aikaisemin blogissani esitin tältä planeetalta peräisin olevia oikeita tietoja tuulivoiman tuotantojakaumista. (Monista muista paremmin asiaa tuntevista lähteistä voi löytää vastaavia tietoja. Eon Netz:n tuuliraportti mm.) Se tapa millä tuulivoimaa nykyään (ja lähitulevaisuudessa) rakennetaan on sellainen, ettei tuulivoiman tuottaman tehon olemassaoloon voi koskaan luottaa ja systeemi on mitoitettava sillä oletuksella ettei verkossa ole tuulivoimaa. Vihreiden suunitelmassa tämä tuulivoiman epäluotettavuus sivuutetaan ja siteerataan (hyvin optimistisella kapasiteettioletuksella muuten!) vuosittain keskimäärin tuotettavia kilowattitunteja. Tämä on kätevä harhautus. Jos sinulla on joku ominaisuus, jossa on liikaa kohinaa, integroi se ja yritä ohjata keskustelu integroituihin suureisiin joiden kohina on paljon alhaisempi. Jos ominaisuus on taas retorisiin tarpeisiisi nähden liian pieni tai luotettava, ota siitä derivaatta, koska se voimistaa kohinaa tai antaa suuren kasvuprosentin. Jos haluat kuitenkin keskustella oikeista asioista, sinun on parasta jättää nämä temput väliin.

Bioenergiaa vihreiden suunnitelmassa tuputetaan totuttuun tapaan ilman pienintäkään analyysiä tehtävästä ekologisesta vahingosta. (Vihreiden ilmasto- ja energiaohjelma käsitteli asiaa muutaman lauseen verran ja näistä tuli ilmi käsitys, että metsien ekologinen arvo on keskittynyt niiden lahopuihin. Vaikka epävarmuuksien olemassa olo tunnustettiin, luottamus oli suuri, että "ei hakkuutähteen käyttö välttämättä ole ongelma luonnon monimuotoisuudelle".) Vahvana uskona ilmeisesti on oikeasti, että Suomen metsien vuosikasvusta voidaan polttaa merkittävä osa ilman ekologista vahinkoa tai CO2 päästöjä. Kumpikin oletus on puutaheinää. Metsien polton lähtökohtainen epäekologisuus on ilmeistä, kun sen rinnalle asetetaan metsä, jonka annetaan olla rauhassa. Tosin tämäkään asia ei ole nähtävästi ilmeistä kaikille. Suomen metsät ovat nuoria ja jos niiden vain annetaan vanheta, ne rikastuvat ekologisesti ja toimivat hiilinieluina pitkälle tulevaisuuteen. Bioenergian kutsuminen päästöttömäksi on taas sopimusteknistä sanahelinää. Kioton sopimuksessa metsienpoltto on kait määritelty hiilivapaaksi, mutta tämä ei pidä sen enempää paikkaansa kuin vaikkapa turpeen kutsuminen uusiutuvaksi luonnonvaraksi. (Tästäkin olen kirjoittanut aiemmin.).

Suunnitelman vaikutukset työllisyyteen ovat myös epäuskottavia, koska ainoat työpaikat joista siinä ollaan kiinnostuneita ovat tukiaisten varassa luotuja työpaikkoja. Mitään yritystä arvioida menetettyjä työpaikkoja energiaa käyttävissä yrityksissä on turha etsiä. Lisäksi jos valtio maksaa esim. metsän poltosta tukiaisia, niin nämä rahat ovat pois muusta valtion kulutuksesta. Kuinka monta apurahatutkijaa esim. menettää apurahansa tai moniko virkamies jää palkkaamatta, kun valtio ohjaa resursseja enemmän energian tuotannon tukiaisiin? Vastauksia on turha hakea tästä suunnitelmasta.

Lopuksi minulle jäi vielä sellainen vaikutelma etteivät suunnitelman laatijat pitäneet yhdistetyn sähkön ja lämmöntuotannon päästöjä erityisen kiireellisenä ongelmana. Suomen muuttaminen hiilivapaaksi kuitenkin edellyttää myös puuttumista lämmityksen hiilipäästöhin ja sen tekemistä ekologisesti kestävällä tavalla. Tätä ei voida tehdä bioenergialla, joka taitaa olla säästöjen ohella ainut vihreiden markkinoima konsti vähentää lämmityksen päästöjä. Ydinvoima voi kuitenkin niin halutessamme tuottaa sekä sähköä, että lämpöä. (Lämpöähän se itseasiassa ensisijaisesti tuottaa.) Minusta olisi hienoa mikäli vihreät (ja muut) lopettaisivat ideologisen ydinvoimavastaisuutensa ja keskittyisivät siihen, että maahan rakennetaan turvallista ydinvoimaa tavalla, joka pienentää hiilipäästöjä mahdollisimman tehokkaasti.

Tuulivoima "case study": Bonneville power administration

2010-03-23T19:43:00.013+01:00

Olen jo pidemmän aikaa halunnut saada käsiini mutu-väitteiden ja pehmeiden puheiden tilalle oikeaa tietoa tuulivoiman tuotantoluvuista. Bonneville power administration (BPA) on ystävällisesti laittanut verkkoon heidän tuotantolukunsa (luoteis USA:ssa) viiden minuutin välein päivitettyinä. Heinäkuusta 2008 eteenpäin he myös esittävät ennustetun tuulivoimatehon (en tiedä mitä se tarkkaan ottaen tarkoittaa), joka on luonnollisesti keskeinen tekijä arvioitaessa sitä kuinka paljon toisaalta tuulivoimaan voi heidän kaltaisessaan tilanteessa luottaa, ja toisaalta kuinka suuria Co2 päästövähennyksiä sillä voi saavuttaa. En ole tyytyväinen suurimpaan osaan julkisuudessa esitetyistä päästövähennysväitteistä, koska niissä tuulivoimaa käsitellään muusta infrastruktuurista irrallisena palana, jonka tuottama sähköteho automaattisesti implikoisi alhaisempia päästöjä jossain toisessa voimalaitoksessa. Näinhän ei välttämättä ole.

BPA:lla oli vuoden 2009 loppuun mennessä tuulivoimaloita asennettuna noin 2500 MW:n edestä. Karttaa katselemalla vaikuttaa siltä, että heidän tuulipuistonsa sijoittuvat noin 40000 km^2 alueelle. Vuonna 2009 BVA saavutti noin 25%:n kapasiteetin tuulivoimaloistaan. Tutkitaanpa nyt heidän antamiaan tuotantotietoja vuodelle 2009.

Ensimmäisessä kuvassa näytän toteutuneen tuulivoimatehon yhdessä BPA:n kokonaistehon kanssa, sekä (kuvan alin osa) erotuksen toteutuneen ja ennustetun tuulitehon välillä. Se ettei tuulivoiman tuotanto vastaa sähkön kulutusta on tietenkin itsestään selvää, mutta näkyy myös tuotantoluvuista ja erityisen selvästi osassa, jossa näytän tarkemmin vuoden 2009 lopun tuotannon. Kokonaistuotanto selvästi seuraa päivärytmiä ja nousee olosuhteiden muuttuessa (oliko siellä erityisen kylmää tuohon aikaan?), mutta tuulivoiman tuotanto pikemminkin katosi silloin, kun kulutus oli korkeimmillaan. Tuulitehon ennustevirhe taas näyttää olevan suuruudeltaan merkittävä osa asennetusta tuulitehosta ja yli 500 Mw:n ennustevirheitä esiintyy vuoden aikana usein.

Toisessa kuvassa tarkastelen hiukan huolellisemmin BPA:n tuulivoimatuotannon ominaisuuksia. Ylempi kuva näyttää tuotetun tehon jakauman ja alempi ennustevirheen jakauman. Muutamat asiat hyppäävät heti silmään (... tai no, ehkä tuo kolmas pointti ei varsinaisesti hyppää silmille, mutta on ilmeistä joka tapauksessa).

1) Kumpikaan jakaumista ei ole normaalijakauma. Tämä on erityisen selvää tuotantotehossa, mutta on ilmeistä myös ennustevirheen jakaumassa. (Piirsin kuvaan katkoviivalla normaalijakauman, jonka keskiarvo ja varianssi olivat samoja kuin oikeassa datasetissä.) Tästä voimme oppia sen, että lähteet, jotka antavat arvioita tuulivoiman toimintavarmuudesta olettaen normaalijakauman ilman perusteluja, ovat todennäköisyysarvioissaan epäluotettavia. (Suomessa julkisessa keskustelussa usein siteeratut esim. VTT lähteet tekevät paikka paikoin liian hätäisen normaalijakauma oletuksen.) Ennustevirheiden jakaumassa on "häntä", joka ulottuu huomattavasti normaalijakaumaa kauemmas ja oletus normaalijakaumasta antaa dramaattisesti pienempiä todennäköisyyksiä äärimmäisille tapahtumille kuin todellisuus.

2) Tuotantotehon jakauma on piikittynyt alhaisille tehoille. Tuotantoteho on alle 5% asennetusta tehosta noin 35% ajasta! Keskimääräinen noin 25% kapasiteetti kertoo siis hyvin vähän todellisesta tehosta kullakin ajan hetkellä. Jos meillä olisi käytössä toinen vastaava, mutta tilastollisesti riippumaton tuulivoiman lähde jossain kauempana, tässä kombinaatiossa olisi vielä noin 10% todennäköisyys sille, että teho jää alle 5 prosenttiin asennetusta tehosta. Tuulivoima nyky tavalla rakennettuna tarvitsee siis rinnalleen aina luotettavan voimanlähteen, jonka teho on liki sama kuin tuulivoiman asennettu teho. (Moni tuntuu muuten uskovan, että näin ei ole ja siteeraavat mm. VTT:n tutkimuksia asiasta. VTT:n tulokset eivät kuitenkaan ole tältä osin ristiriidassa yllä olevan kanssa, koska niissä oletetaan, että tuulivoiman rinnalla toimii massiivinen nykyisen kaltainen energiainfrastruktuuri, jonka voimalat voivat taata tuulivoiman teknisen toimivuuden. Ei se infrastruktuuri ole olemassa ilman siihen tehtäviä investointeja.)

3) Ennustevirhe tuotantotehossa oli yli 20% asennetusta tehosta noin 0.6% ajasta (2 päivää), yli 15% 2% ajasta ja yli 10% noin 8.5% ajasta. Suurin negatiivinen ennustevirhe oli -790 MW eli noin 30% asennetusta tehosta. Tämä antanee jonkinlaista karkeaa viitettä sen tehon suuruudesta, jonka täytyy olla valmiudessa (spinning mode on ehkä termi tälle?) tuulitilanteesta riippumatta, koska ennusteisiin ei voi tämän enempää luottaa. Jos tuulee, tämä teho on tyhjäkäynnillä (ja tupruttaa CO2:sta siitä huolimatta). Jos ei tuule, se tuottaa tuulivoimaloilta tuottamatta jääneen tehon.

Olisi kiva oppia kaikki ne asiat, joissa yllä oleva analyysini menee pieleen. Varmasti sellaisiakin kohtia on.

Monbiot and the difficulty of communication

2010-03-09T10:33:00.003+01:00

I have nothing more to add to Monbiot's musings about the difficulty of communicating scientific understanding.

Interesting ponderings on a just society

2010-03-01T10:57:00.001+01:00

I probably should find time to read Rawls sometimes. He seems to have an interesting way of looking at the problem of just society.

Case Caster Semenya and IOC

2010-01-21T09:15:00.006+01:00

IOC panel of medical experts apparently recommends that people who are somehow different from the standard rough categories of "male" and "female" should be allowed to compete, but be treated for their disorders. Setting aside the problematics of defining deviations from the norm as disorders requiring treatment I am left wondering what the true motivations are behind the thinking that one type of genetic advantage is "fair" while some other is "unfair". After all, I am pretty sure that Usain Bolton has more favorable genes for running fast than I have, but few would consider this as an unfair advantage. Personally, I would not miss anything if competitive sports would disappear from the face of the earth tomorrow and the Semenya case has revealed the inherent absurdity of splitting the sports into two groups, one for men and the other for women.

One quotation in the NYT article is revealing: "If you start to do this you are making a joke of the fact that there are two classifications — male and female,” said Doriane Coleman, a law professor at Duke University". A thinking person would conclude that since there ARE plenty of people who are hard to categorize either as male or woman, "the fact that there are two classifications — male and female" is no fact at all, but at best a statistical statement about probability distributions! However, this doesn't seem to have crossed Colemans mind whose "facts" are apparently independent of the reality around her.

I read somewhere speculations that the fundamental motivation for sports-like activities, is that success in them would be an "honest signal" about competitors worth (strength, perseverance, health etc.)... a bit like a peacocks tail, for example. In sports competitors can display themselves and the audience can rank and judge who are the "most worthy". For this to work, however, the rules of the game should be such that persons with those qualities we value, should rise to the top. Otherwise the signal is no longer "honest". Maybe this is why so many people feel that allowing women with unusually high testosterone level (for example) to compete, is unfair. It is not what they admire in a woman and consequently such women should not win. On the other hand, few seem to have a problem with men having unusually high levels of testosterone. This makes sense, if these people admire "masculine" guys.

The medical experts recommend "treatment" for those women who have unusually high testosterone levels, to get these levels closer to the average. I wonder if they would recommend the same for men and maybe even recommend allowing the use of hormones for those male athletes who have unusually low levels of them "naturally". I am afraid that is not what they would have in mind, since that would be "unfair".

We did it! Comment on the Economist issue on women in the job market (Jan. 2nd 2010)

2010-01-17T11:18:00.016+01:00

I send a Letter to the Economist pointing out what I think as an absurdity of them discussing womens difficulty in combining family and careers without mentioning the the role of the "other" parent at all. Perhaps unsurprisingly the letter was heavily edited so I post the full comment here.

"Sir, In your January 2nd issue you remarkably managed to discuss the challenges women face in combining family and career without ever mentioning the role of fathers. To make your purge of fathers complete, you even chose to call the parental leave as a maternity leave. How strange! Rather than coming up with new ways by which we can continue to make the unreasonable demand of combined career and lone responsibility for the family on women, maybe we should try to ensure that the declining role of men in the labor market is matched by their increasing responsibilities at home. More equal sharing of parenthood would not only give both parents a better chance in forming a close relationship with their children and make it easier for women to build their careers, but would also share the costs of parenthood more equally between parents employers.

In fact, under such circumstances an employer might consider twice before hiring a male high-flier. After all, while his female colleaque has most likely finished making babies after few years, he just might keep having them throughout his career! The fact that employers do not share the costs of parenthood, acts as an affirmative action policy for men. Surely, we can survive without such a handout.

Jani-Petri Martikainen
father
Stockholm, Sweden"

Selection at work....

2009-12-29T10:31:00.009+01:00

I was reading a book by Jonathan Glover about ethics of reproductive technologies. The discussion was mostly interesting and nuanced , but I was left wondering why the discussion was restricted only to the new technologies (genetic screenings, treatments etc.) with almost no attempt to put these issues into the context of the present day reality in the absence of these techniques. At times I got a feeling that this omission was deliberate and provided a convenient way to ring-fence discussion into a "safe zone" where most of the readers would not feel uncomfortable. I find it strange how we can easily judge a selection for blue eyes or intelligence (for example) as "bad" when it happens consciously by technological means, but treat it as "good" (or at least neutral) when we do the same thing "naturally" while falling in love while being influenced by the very same preferences. It is as if we are carrying a free get out of jail card, which makes the moral judgment different depending on whether the act was done consciously or unconsciously (from the "heart"). After all the preferences that people have for their partners are very often shared by others and those traits that we find attractive are often at least partly influenced by genes. It is not as if one prefers a partner with mental problems and the other a one without. It is more like the most in the society rejecting certain people with thousands of individual acts of rejection. Such collective behavior dooms some people into genetic oblivion.

Now, I would not say that those rejecting people they do not fancy are acting immorally. Quite the contrary. I think everyone is responsible for their happiness and should not pick someone (or a life that) they do not desire as an act of sacrifice. However, in my opinion one should not jump to the conclusion, that just because something was done "from the heart", it would be by default more moral than the conscious choice. Call me an idealist if you want, but I think that proper ethics and morality transcends the feelings/vibes of some individual.

Isä rakentaa

2009-12-29T10:26:00.002+01:00

Selailin Mikkelin kirjastossa lastenosaston kirjoja. Silmiin pisti kirja "Isä rakentaa". Oletin, että tässä on ehkä vaihteeksi kirja, jossa isä leikkii lasten kanssa, vaikkakin vähän stereotyyppisesti "miesten leikkejä". Sisältö oli kuitenkin erilainen. Ensimmäisellä sivulla isä häipyi kotoa rakentamaan perheen uutta kotia. Sen jälkeen lapset leikkivät keskenään, kunnes isä taas tuli takaisin kirjan viimeisellä sivulla viedäkseen perheen uuteen kotiin. Jäin ihmettelemään mitä tämän kirjan oli tarkoitus opettaa? Sitäkö, että isät nyt vain katoavat ja sitä ei pidä ihmetellä?

Soininvaara työttömyysturvasta

2009-12-10T15:52:00.005+01:00

Soininvaaralla oli minusta aika aika osuva blogi-kirjoitus työttömyysturvasta ja siitä kuinka AY-liike ajaa työelämässä hyvin menestyvien sisäpiiriläisten etua. Olen asiasta aika pitkälle samaa mieltä. Paleovasemmiston retoriikka köyhien/heikkojen/"työläisten"/ties kenen puolustamisesta kuulostaa sitä epäuskottavammalta mitä vahvemmin työmarkkinat jakautuvat turvalliset työsuhteet omaaviin sisäpiiriläisiin ja niihin muihin, jotka toimivat työnantajille helppona joustona huonoina aikoina. Pitäisi pitää mielessä, että "työläiset" (sen enempää kuin työnantajat) eivät ole monoliittinen luokka, jossa yksilöillä olisi keskenään samat intressit.

Energian hinnalla on väliä

2009-12-07T14:33:00.028+01:00

Suhtaudun nykytilanteessa epäillen moniin energianlähteisiin, joita ympäristön tilasta huolestuneet laajalti kuitenkin kannattavat. Yksi näistä on tuulivoima. Minulla on pari keskeistä syytä skeptisyyteeni

Nykyinen tuulivoima kapasiteetti rakennetaan fossiilisten voimalaitosten varaan eikä siitä irralleen. Tuulivoima on "stand-alone" ratkaisu vasta silloin sen tuottamaa energiaa varastoidaan niin paljon, että se voi itse toimia omana reservinään. Tällaista varastointia ei (ymmärtääkseni) kukaan laitoksia pystyttävä aio rakentaa.
Tuulivoima ei edes periaatteessa tuota lämpöä ja näin ollen se ei tee mitään lämmityksestä aiheutuvien Co2 päästöjen pienentämiseksi
Hinta

Keskityn nyt tässä tuohon viimeiseen kohtaan antamalla joitain suuruusluokka-arvoita siitä kuinka paljon ylimääräistä ihmiskunta maksaa siitä ilosta, että nykytekniikalla tuotetaan jännite-eroja töpseliin ehdoin tahdoin tavalla, josta tulee toisille kosherolo. Nämä arviot eivät ole sinänsä tuulivoima spesifisiä vaan pätevät toki muihinkin energianlähteisiin joiden korkeampaa hintaa puolusteellaan ideologisella puhtaudella.

Arvoidaan, että koshersähkön ja ydinvoiman hintaero on 4 senttiä/kwh. Tämä on nykyään varmasti alakanttiin, varsinkin kun verkkoinvestoinnit ja varavoima lasketaan koshersähkön kustannuksiin mukaan. (Suomessa: "Hallinnollisesti määrättävä tuulivoiman tavoitehinta olisi 8,35 senttiä/kWh". Kun OL3:n rakentaminen aloitettiin, arviot tuotetun sähkön hinnasta taisivat olivat alle 3 senttiä/kWh. Myöskin jo toimivat reaktorit ovat omistajilleen selvästi voitollisia, joten tuo 4 senttiä kWh tuskin on alakanttiin)

Maailman sähkönkulutus on 17.48 biljoonaa kWh. Jos siis (laskennallisesti) korvaamme tuosta 15 biljoonaa kWh kalliimmalla kosher-valinnalla halvemman vaihtoehdon sijaan, kuinka paljon ihmiskunta joutuu tästä valinnasta itseasiassa maksamaan?

Mikäli sähkönkulutus ei kasva seuraavan 40 vuoden aikana ihmiskunta kuluttaisi siis noin 15.00 biljoonaa kWh*40= 600 biljoonaa kWh. Vaihtoehtojen välinen hintaero vastaa siis 24000 miljardin euron summaa. Jos tämä jaetaan tasaisesti 40 vuoden ajalle (unohdetaan kaikki korot yms.), tämä tarkoittaa 600 miljardia euroa vuodessa (ja noin 20000 euroa sekunnissa). Tämä olisi siis se meno, joka on maksettu ideologisin perustein halvempien vaihtoehtojen kustannusten päällä. Koska luku ei ehkä itsessään kerro paljoakaan, niin suhteutetaan sitä rahoitukseen mitä ihmiskunta on onnistunut suuntaamaan tai harkitsee suuntaavansa muihin hankkeisiin.

Vuonna 2007 OECDn jäsenmaat antoivat julkista kehitysapua yhteensä 66 miljardia euroa.
1/3 tonni viljaa kaikille ihmiselle (vehnän hinta 200 dollaria/tonni) maksaa noin 300 miljardia.
Terveydenhuoltoon käytetyt menot köyhimmissä maissa missä asuu yli 50% ihmiskunnasta ovat suuruusluokaltaan 200 miljardia (50 dollaria henkeä kohden)
Metsiensuojeluun käytetyt resurssit "REDD" skenaarioissa ovat joitain kymmeniä miljardeja vuodessa.
IEA mukaan ilmastonmuutoksen torjunta vaatii vuoteen 2030 mennessä 7000 miljardin investoinnit ts. noin 350 miljardia/vuosi.Tämä summa kasvaa vuosittain 500 miljardilla niin kauan, kun massiivisiin päästövähennystoimiin ei ole ryhdytty.(ts. "Viivyttely ilmastoasioissa maksaa yli 10 000 euroa sekunnissa")
600 miljardia on noin prosentti globaalista bruttokansantuotteesta.

Vaikka summa ei sinänsä ole valtava maailman BKT:n rinnalla niin silti ottaen huomioon kuinka hankalaa resurssien saaminen on edes näille yllä listatuille asioille, minusta on käsittämätöntä kuinka toiset ovat ideologisin perustein valmiita tuhlaamaan selvästi suurempia summia töpselien jännite-eroihin ja vielä ilmeisesti kuvittelevat, että varsinkin köyhemmissä maissa prioriteetit olisivat samoja. Parempia kohteita noille miljardeille on pilvin pimein.

Teen nyt vielä summittaisen arvion sille mitä vastaavan ydinvoima kapasiteetin rakentaminen maksaisi. Arvioidaan, että yksi GW ydinvoimala maksaa 4 miljardia euroa ja toimii 90% ajasta. Tämä arvio on hinnan suhteen yläkanttiin, mutta koska tässä skeenariossa myös rikastuskapasiteettia olisi nostettava rajusti, annetaan tämän nyt olla. (OL3 hinnan nousuineen maksaisi noin 5.1 miljardia eli 3.2 miljardia/GW). Jotta 15 biljoonaa kWh voitaisiin tuottaa ydinvoimalla vuonna 2050 vaaditaan noin 47 reaktoria vuodessa ja tämä maksaisi siis noin 200 miljardia vuodessa. (Mielenkiintoista, että tämä hutiloiden tehty arvio on samaa suuruusluokkaan kuin IEA:n arviot ilmaston muutoksen torjumiseen tarvittavista investoinneista.)

Kuinka epärealistista tämä itse asiassa on? Toiset ovat tyytyneet toteamaan sen kummemmin perustelematta, että koska 47 vuodessa tarkoittaa yhtä reaktoria viikossa, niin skenaario on epärealistinen, mutta onko se? Katsotaan mihin ihmiskunta on kyennyt aikaisemmin. Vuosina 1980-1990 maailmaan rakennettiin noin 200GW ydinvoimaa eli noin 20GW vuodessa. Ts. aikana jolloin ilmastonmuutos ei kiinnostanut ketään ja jolloin globaali bruttokansantuote oli noin kolmannes nykyisestä, kyettiin ydinvoimaa rakentamaan tahdilla, joka oli noin puolet nyt vaaditusta mikäli tähtäisimme "nuclear only" vaihtoehtoon. Tämä vaihtoehto ei siis ole mahdoton siksi, "koska tämä numero on selvästi tosi iso". Haaste on ennen kaikkea poliittinen.

Tuuliatlas: Miksi rima ei ollut korkeammalla?

2009-11-27T09:36:00.006+01:00

Suuren julkisuuden saattelema Tuuliatlas on siis nyt julkaistu. Atlas näyttää kuitenkin sisältävän vain tuulen kuukausikeskiarvon eri paikoissa. Miksiköhän rima on asetettu näin alas? Tokihan keskiarvo kertoo jotain, mutta olennaista tuulivoiman tekniselle toimivuudelle on myös jakauman ominaisuudet tarkemmin. Olisi kiva tietää tarkemmin esim.

Mikä todennäköisyys on sille, että tuulivoima ei tuota mitään?
Mikä on tuulennopeuden muutosnopeuksien jakauma? (Tällä on varmasti suuri merkitys siihen millaisia voimaloita tarvitaan taustalla tehon vaihteluita tasaamaan.)
Kuinka tuulennopeudet eripaikoissa korreloivat keskenään? (Tämän voi varmasti laskea kuukausikeskiarvoista, mutta onko tulos sama lyhyemmällä aikavälillä?)
Mikä on ennusteisten virheiden jakauma eri aikaväleillä? (Tästä löytyy jotain Eon Netzin raportista ja myös Hannele Holttisen väitöskirjasta.)

Vähän ihmetyttää miksei tätä dataa ole annettu, koska sinänsä se luultavasti on kuitenkin laskettu simulaatioissa joiden dt on paljon kuukautta pienempi. Pelkkä kuukausikeskiarvo ei kerro sitä mitä infrastrukturia tuulivoima tarvitsee rinnalleen, jotta sen sähköntuotanto saadaan vastaamaan kulutusta. Tämä on kuitenkin keskeinen kysymys arvioitaessa toisaalta hankkeiden kokonaiskustannuksia yhteiskunnalle ja toisaalta todellisia ilmastovaikutuksia. Minusta ei ole nimittäin ilmaston kannalta järkevää rakentaa nimellisesti "hiilivapaata" tuotantokapasiteettia, mikäli tämä kapasiteetti rakennetaan fossiilisten voimalaitosten varaan. Tämä on kuitenkin ymmärtääkseni tilanne likipitäen kaikkialla missä tuulivoimaa on tähän asti rakennettu. Nyt monen retoriikassa tuulivoimaa käsitellään ikään kuin irrallisena "ekologisena" palana ilman, että tehdään selväksi mitä se edellyttää taustalla olevalta energiainfrastruktuurilta.

Financial news and markets...

2009-11-16T18:50:00.006+01:00

Today apparently US retail sales were better than expected.Bloomberg reported that "Purchases increased 1.4 percent in October after a 2.3 percent drop in September that was larger than the previously estimated." and continues that "...Retail sales were projected to rise 0.9 percent after an originally reported 1.5 percent decline in September". Now, if before september sales were x, my logic says that the expectation for current sales was supposed to be x*0.985*1.009=0.994*x,
i.e. a decline of 0.6%. After the surprise news that figure was x*0.977*1.014=0.991*x, i.e. a decline of 0.9%. Despite the fact that sales were consequently down by around 30% MORE than expected (supposedly), these news were used to justify a stock market rally. I wonder if the only way this makes any sense is by assuming that greed shortens the memory of market participants. In this way earlier incorrect information (which was probably used to justify another rally then) has no relevance today.

Nice response to "Superfreakonomics"

2009-11-12T09:16:00.002+01:00

The book "Superfreakonomics" has apparently some idiotic statements about climate change. I liked
this response by Raymond T. Pierrehumbert about the albedo effect of solar panels. It also demonstrates nicely the power of simple arithmetics combined with internet search. I wish people would bother to do more of it. Not just climate sceptics, but also the rest of us. "Superfreakonomics" style nonsense is in no way restricted to climate change deniers.