Ihmettä etsimässä

26.11.2009 07:04

Energiantuotannon tulevaisuudessa on yksi merkittävä rajoite – “nettoenergiatekijä”, eli vaatimus siitä, että energiajärjestelmä tuottaa enemmän energiaa kuin sen rakentamiseen ja käyttöön kuluu.

Tässä artikkelissa esitellään lyhyesti Post Carbon Instituten julkaisema tutkimus “Searching for Miracle - Net Energy Limits & the Fate of Industrial Society”, joka kertoo tulevaisuuden energiantuotannon haasteista.

Post Carbon Instituten tutkimuksessa haetaan vastausta yksinkertaiseen kysymykseen: Voidaanko millään tunnetuilla energiavaroilla kattaa maailman energiantarve vuoteen 2100 asti? Lopulta olemme sen tosiasian edessä, että kaikki tunnetut energiavarat ovat rajallisia – tavalla tai toisella.

Perinteisten energiavarojen tuotantohuippu pian saavutettu

Perinteiset energiavarat kuten, öljy, kaasu, hiili ja ydinvoima ovat saavuttaneet, tai ovat saavuttamassa tuotantohuippunsa, ja tulevat vähentymään vuosikymmenten kuluessa. Ja joka tapauksessa kyseisten energiavarojen käyttö on haitallista ympäristölle.

Vastoin monien odotuksia, toistaiseksi ei ole selvää käytännön suunnitelmaa, miten aiomme korvata perinteiset energiantuotantomuodot riittävällä määrällä vaihtoehtoista energiaa, jolla voimme turvata teollisen yhteiskuntamme toiminnot nykyisellä tasolla. Jotta tämänkaltainen muutos voidaan saavuttaa, se tarkoittaisi joko erittäin suuria taloudellisia investointeja, jotka ylittäisivät käytännön mahdollisuudet, hyvin pitkän ajan tekniseen toteutukseen tai merkittäviä uhrauksia energian laadun ja toimitusvarmuuden suhteen.

Energiantuotannon tulevaisuudessa on yksi merkittävä rajoite – “nettoenergiatekijä”, eli vaatimus siitä, että energiajärjestelmä tuottaa enemmän energiaa kuin sen rakentamiseen ja käyttöön kuluu. Hyvin todennäköisesti tulevaisuuden energiajärjestelmillä, sekä perinteisillä että vaihtoehtoisilla, tulee olemaan korkeammat käyttökustannukset kuin viimeisen vuosisadan aikana käytetyllä energialla.

Post Carbon Instituten tekemä raportti käy läpi muutamia ehdotettuja skenaarioita energiajärjestelmien tulevaisuudesta. Raportti osoittaa, että monet niistä ovat liian optimistisia, eivätkä ota huomioon riittävästi todellisia rajoittavia tekijöitä liittyen vaihtoehtoisten energiavarojen hyödyntämiseen. Raportti esittää ratkaisuksi energiansäästöä yhdistettynä asteittaiseen väestön määrän vähenemiseen, jotta kestävyys voidaan saavuttaa.

Maailman energiankäyttö kestämätöntä

Maailman energiankäyttö on tällä hetkellä kestämätöntä. Tämä on kansainvälisen energiajärjestö IEA:n viimeisin täsmällinen johtopäätös, ja se on myös laajan yleisön mielipide. Toisaalta ollaan huolissaan ilmastonmuutoksesta ja muista ympäristövaikutuksista ja toisaalta fossiilisten polttoaineiden riittävyydestä tulevaisuudessa.

Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että nykyisenlainen energiantuotanto ja -käyttö eivät voi jatkua, ja se on korvattava jollain muulla. Modernien teollisuusyhteiskuntien energiajärjestelmien korvaaminen ei ole kuitenkaan yksinkertainen tehtävä. Öljyyn, hiileen ja kaasuun perustuvien järjestelmien rakentaminen on kestänyt vuosikymmeniä, ja tuhansia miljardeja euroja on käytetty investointeihin.

Ja mikäli energiajärjestelmien siirtymävaihe hoidetaan huonosti, seuraukset voivat olla vakavia: energiakulutuksen ja hyvinvoinnin välillä on kiistämätön yhteys. Mikäli energiaa ei voida tuottaa riittävästi tai riittävän laadukkaasti, uhkaa se tulevaisuuden ihmiskunnan hyvinvointia, ja toisaalta, mikäli fossiilista energiaa ei korvata pian, voi se vahingoittaa maailman ekosysteemiä vakavasti.

Yleinen olettamus on, että perinteisen fossiilisen energian korvaavia vaihtoehtoisia energiavaroja on jo käytettävissä. Sellaisia voivat olla uudet fossiiliset energiavarat, kuten öljyliuske tai tervahiekka, tai monet erilaiset uusiutuvat energiavarat. Tämän käsityksen mukaan tarvitaan vain riittävästi investointeja, ja elämä voi jatkua entiseen malliin.

Energialähteillä erilaiset ominaisuudet

Mutta onko asia todella näin? Jokaiselle energialähteellä on hyvin omanlaisensa ominaisuudet. Itse asiassa, on nykyisten energialähteiden (öljy, hiili, kaasu) ominaisuuksien ansiota, että meillä on ollut mahdollista rakentaa moderni ja asukasluvultaan suuri yhteiskunta, jossa on helppo liikkua ja talouskasvu on nopeaa. Voidaankin kysyä, voidaanko vaihtoehtoisilla energialähteillä säilyttää nykyisenkaltainen yhteiskunta. Raportin mukaan ei välttämättä.

Vaikka maailmasta löytyy lukemattomia onnistuneita vaihtoehtoisen energian järjestelmiä (lähtien pienistä aurinkopaneeleista suuriin tuulipuistoihin), ei voida osoittaa, että mikään kokonainen moderni yhteiskunta ei tuottaisi suurinta osan energiastaan muuten kuin öljyllä, hiilellä tai kaasulla. Yksi harvoista esimerkeistä on Ruotsi, joka saa suurimman osan energiastaan ydinvoimasta ja vesivoimasta. Toinen on Islanti, jossa voidaan hyödyntää geotermistä energiaa, mitä ei useimmissa maissa ole saatavilla. Jopa näissä kahdessa maassa tilanne on huomattavasti hankalampi kuin miltä se näyttää.

Näidenkin voimalaitosten rakentaminen on perustunut suurimmaksi osaksi fossiilisten polttoaineiden käyttöön esimerkiksi, kun voimalaitosten raaka-aineita on louhittu, materiaaleja on käsitelty, kuljetettu, laitosten komponentteja valmistettu, energiaa tarvittu rakennustöihin ja niin edelleen. Näin ollen suurimmassa osassa maailmaa todellinen siirtyminen uudenlaisen energian käyttöön on edelleen enemmän teoriaa kuin käytäntöä. Mutta jos nykyisten energianlähteiden käyttö ei ole kestävää, on edessä merkittävä ongelma. Siirtyminen vaihtoehtoisiin energialähteisiin on tapahduttava, jotta voidaan varmistaa peruspalvelut maailman 6,8 miljardille ihmiselle.

Siksi on erittäin tärkeää, että eri energiavaihtoehdot tutkitaan huolella laadittujen kriteerien avulla, ja että tehdään suunnitelma kuinka siirrytään pois öljyn, hiilen ja kaasun käytöstä kohti niitä vaihtoehtoisia energialähteitä, joiden uskotaan oleva sopivimpia varmistamaan samanlaiset taloushyödyt, kuin mihin olemme tottuneet käyttäessämme periteisiä fossiilisia polttoaineita.

Erilaisia selvityksiä tehty hyllymetreittäin

Tähän mennessä on ollut mahdollista täyttää kirjahylly erilaisilla ympäristöjärjestöjen ja energia-analyytikkojen raporteilla, joita on tuotettu 1970-luvun alusta lähtien. Kaikki nämä yrittävät valaista polkuja vaihtoehtoiselle energialle. Näiden suunnitelmien ja ehdotusten kirjo vaihtelee niin laajuudessa kuin laadussa, erityisesti sen suhteen kuinka huomioidaan tekijöitä, jotka rajoittavat tiettyjen vaihtoehtoisten energianlähteiden käyttämistä fossiilisten polttoaineiden korvaamiseen.

Raportin keskeinen pyrkimys on arvioida systemaattisesti tärkeimpiä rajoittavia tekijöitä, jotka ovat usein jätetty pois näistä analyyseistä. Menemme myös syvemmälle keskeisimpään kriteeriin: nettoenergiaan, tai suhdelukuun ”saatu energia/investoitu energia” (EROEI). Tämä mittari keskittyy olennaiseen: kaikki tekijät huomioiden, kuinka paljon enemmän energiaa systeemi tuottaa kuin tarvitaan systeemin kehittämiseen ja käyttöön? Mikä on sijoitetun energian suhde tuotettuun energiaan? Jotkin ”energialähteet” eivät tuota lainkaan nettoenergiaa. Monet ovat vain minimaalisesti positiivisia.

Valitettavasti EROEI –tutkimus kärsii standardien puutteesta ja siitä, että johtopäätökset tulkitaan usein väärin. Joka tapauksessa nettoenergia voi olla tärkein kriteeri suuren mittakaavan ja pitkän aikavälin suunnittelussa, kun arvioidaan eri energialähteitä, koska se paljastaa selvästi, mitä kompromisseja liittyy uusien energialähteiden käyttöön siirtymiseen.

Post Carbon Instituten raportti ei ole tarkoitettu olemaan kaikenkattava analyysi käytettävissä olevista energiavaroista, eikä kansallinen tai globaali suunnitelma, jolla siirrytään fossiilisista polttoaineista vaihtoehtoiseen energiaan. Kun tämänkaltaisia analyysejä tai suunnitelmia tehdään, ne vaativat institutionaalisia resursseja ja jatkuvaa uudelleenarviointia ollakseen ajan tasalla.

Raportin tarkoitus selittää perusasiat

Raportin tavoite on yksilöidä ja selittää peruskriteerit, joita tulisi käyttää analyysien ja suunnitelmien teossa, painottaen nettoenergiaa, ja tarjota ylimalkainen arvio tällä hetkellä käytettävissä olevista energialähteistä käyttäen kyseisiä kriteereitä. Tämä tarjoaa yleisen, alustavan käsityksen siitä, onko vaihtoehtoisista energialähteistä fossiilisen energian korvaajaksi. Mikäli ei ole, täytyy alkaa selvittää vaihtoehtoista suunnitelmaa hallituksille ja muille nykyisestä modernista yhteiskunnasta vastaaville tahoille.

Kuten voidaan nähdä, raportin ikävä johtopäätös on, että vain hyvin pienellä todennäköisyydellä perinteiset fossiiliset tai vaihtoehtoiset ratkaisut voisivat tarjota riittävästi laadukasta energiaa, jota tarvitaan talouskasvun ylläpitämiseen – tai edes nykyisen talouden ylläpitämiseen - tämän vuosisadan loppuun saakka.

Raportin johtopäätöksessä korostetaan ennen kaikkea energian säästöä. Raportti herättää myös kysymyksiä väestön ja talouden kasvun kestävyydestä.

Artikkeli on johdatus Post Carbon Instituten raporttiin “Searching for a Miracle - Net Energy Limits & the Fate of Industrial Society