Kirja-arvio: Tuhokehitys poikki

Vapaa kirjoittaja ja tutkija Olli Tammilehto on kirjoittanut kiinnostavan ja innostavan kirjan Tuhokehitys poikki - Yhteiskunnan olomuodon muutos.

Olli Tammilehto. Tuhokehitys poikki.
Yhteiskunnan olomuodon muutos. Into. 2017. 200 s.

Tavallisesti ajatellaan, että yhteiskunnalliset muutokset esimerkiksi kulutustavoissa tai tavassa organisoida taloutta eivät etene nopeasti. Tammilehto ei ota tätä annettuna vaan kuvaa yhteiskunnissa tapahtuvia muodonmuutoksia, joita hän kutsuu olomuodon muutoksiksi. Nämä olomuodon muutokset tarkoittavat olennaisesti uutta tapaa järjestyä ja toimia esimerkiksi osallistavan demokratian muodossa.

Yhteiskunnalliset muodonmuutokset kytevät kirjan mukaan esillä olevan talouden ja politiikan varjossa. Taloudesta tunnetusti suuri osa on palkatonta varjotaloutta työtunneissa mitattuna. Samalla tavoin politiikasta suuri osa tapahtuu varjossa. Moni meistä vaikuttaa vapaaehtoistyössä tai järjestöissä, joiden tavoitteena ei ole tietty politiikka vaan parempi maailma - suuressa tai pienessä mittakaavassa. Näin olemme osa politiikan varjoa, joka voi tulla enemmän esiin kun olosuhteet muuttuvat. Kirjoittajan mukaan näissä varjoissa piileekin tuhokehityksen katkaisu, joka voi sopivan tilaisuuden, kuten kriisin myötä, ottaa vallan katkaisten tuhokehityksen, joka on viemässä ihmiskunnan kohti ympäristökatastrofia.

Kirjoittaja kuvaa kirjassa lukuisia esimerkkejä siitä kuinka ruohonjuuridemokratiaan perustuvia rakenteita on ilmaantunut kun virallinen taho pettää tai valta on vaihtunut vallankumouksessa. Ruohonjuuridemokratian aika ei useinkaan ole valitettavasti kestänyt kovin kauaa, sillä vallan ottaa vallankumouksissa usein lopulta jokin epädemokraattinen taho. Kirjassa kuvataankin monet historiankirjoista tutut vallankumoukset totutusta poikkeavasta tulokulmasta, demokraattisen ruohonjuuritason liikehdinnän kannalta. Pidempiaikaisista ruohonjuuridemokratioistakin on toisaalta kokemusta, mistä erittäin kiinnostavana esimerkkinä kirjassa kuvataan Syyrian Kurdistan eli Rojava. Tämä on kirjassa erittäin mielenkiintoista antia.

Minulla on kirjasta kriittistäkin sanottavaa vaikka se ei varsinaisesti kirjan sanomaan liitykään. Kirjoittaja siirtää ydinvoiman roolin ilmastonmuutoksen torjunnassa marginaaliin minusta varsin kyseenalaisella argumentoinnilla.

Nykyisetkin ydinvoimalat tuottavat ydinpommeihin tarvittavaa plutoniumia, mutta ydinvoiman käytön laajentaminen vaatisi suurimittakaavaista plutoniumin tuotantoa hyötöreaktoreissa, sen erotusta jälleenkäsittelylaitoksissa ja käyttöä polttoaineena erilaisissa ydinvoimaloissa. Näin ydinpommimateriaalin varastointi ja kuljetus olisivat keskeinen osa taloutta, ja materiaalin vuotamista vääriin käsiin voitaisiin välttää yhtä vähän kuin öljyvuotoja nykyisin.

Tuossa on aika monta väittämää, joihin mieleni tekee puuttua. Keskityn kuitenkin vain kahteen vasta-argumenttiin. Ensiksi, uraanin erottaminen merivedestä on ottanut suuria teknologisia harppauksia viime aikoina. Varsin yleistä on ajatella, että vain uudet energiateknologiat kehittyvät vaikka kilpailun koventuessa tai olosuhteiden muuttuessa vanhatkin teknologiat voivat hyvin kehittyä. Uraanin merivesierotuksen kustannus on pudonnut neljäsosaansa eli puoliintunut kaksi kertaa vain muutamassa vuodessa ja on yhden puoliintumisen päässä kannattavuudesta. Näin on aivan mahdollista, että uraanivarat ovat teknis-taloudellisessakin mielessä käytännössä rajattomat ilmastonmuutoksen hillinnän näkökulmasta eikä plutoniumia missään vaiheessa tulla tarvitsemaan sähköntuotantoon. Toiseksi, itse plutoniumin valmistamiseen tarkoitettu laitos on paljon edullisempi ja helpompi rakentaa kuin valmistaa ydinaseplutoniumia sähköntuotantoon tarkoitetulla ydinvoimalalla. Kirjassa Musta hevonen - Ydinvoima ja ilmastonmuutos (Kosmos, 2016) käytetään noin 10 sivua ydinvoiman ja ydinaseiden suhteen pohtimiseen. eikä sen sanoma lainkaan tue Tammilehdon näkemystä ydinvoiman ja ydinaseiden kytkystä.

Tammilehdon kirja on hyvä kyseenalaistus ainakin omalle käsitykselleni, että yhteisöt eivät kykene nopeisiin korjausliikkeisiin nykyisen, katastrofiin johtavan kehityksen katkaisemiseksi. Toisaalta kirjoittaja itsekin pohtii, että nähtäväksi jää onko korjausliike lopulta tarpeeksi laaja, sillä toistaiseksi yhteiskunnalliset olomuodon muutokset ovat olleet varsin paikallisia. Näin esimerkiksi pääomia omistava eliitti on voinut pakata kimpsunsa ja siirtyä pääomineen toisaalle eikä heidän ole tarvinnut osallistua olomuodon muutokseen. Kattava yhteiskunnallisen olomuodon muutos ympäri globaalia pohjoista olisi iso apu katasrofaalisten trendien katkaisemisessa.

Vielä kerran nettoenergialaskennan sudenkuopista

Nettoenergiakeskustelu on käynyt vilkkaana. Olen käynyt Esa Tommilan kanssa debattia energiapanoksen tuottokertoimen eli EROEI-luvun laskemisesta Tekniikka&Talous-lehdessä. Tässä kirjoituksessa avaan käytännönläheisen esimerkin avulla, että missä EROEI-laskennassa mennään tyypillisesti harhaan ja mikä merkitys sillä on.

Esa Tommila on kirjoittanut Tekniikka&Talous-lehden puheenvuoro-palstalla useasti, että Kaidin prosessikonsepti, jossa uusiutuvaa dieseliä kaavaillaan valmistettavaksi metsäbiomassoista, on energian nettokuluttaja. Tämä päätelmä perustuu virhearvioon, kuten jäljempänä ilmenee. Energiapanoksen tuottokerroin EROEI vastaa siihen urbaaniin legendaan, että energiantuotantomuoto X ei ikinä tuota siihen investoitua energiaa takaisin. Jos siemenperunaa kohti saadaan satona keskimäärin alle 1 perunaa, ollaan nettoenergiamielessä miinuksen puolella ja "EROEI" on alle 1. Vain hölmöläiset istuttavat perunaa, jos 100 siemenperunaa kohti joka vuosi saadaan satona vain 90 perunaa. Suurimmalle osalle energiantuotannosta tämä urbaani legenda ei onneksi pidä paikkaansa. Jos EROEI on 1, niin sijoitettu energia saadaan täsmälleen takaisin. Jos EROEI on 10, saadaan yhden yksikön energiapanoksella nettona 9 yksikköä energiaa yhteiskunnan käyttöön. Osa nykyisinkin käytössä olevista energiantuottoprosesseista on siinä hilkulla (ks. edellinen nettoenergiakirjoitukseni täällä), että niissä energiaa kulutetaan enemmän kuin sitä saadaan tuotettua, mutta suurin osa on onneksi reilusti nettoenergiapositiivista. Moderni yhteiskunta ei voi toimia liian alhaisen EROEI-luvun kokonaisenergian varassa aivan samoin kuin perunanviljelijäkään ei voi elää laveaa elämää jos perunantuotanto on lähellä siemenperunoiden uusintamista (EROEI ~1).

Tässä alla on vastineeksi Tommilan kirjoitukseen (20.1.) kirjoittamani kirjoitus 3.2. ilmestyneessä Tekniikka&Talous-lehdessä.

Tommilan EROEI-laskelma (T&T 20.1.) Kaidin puudieselille ei noudata alan tutkimusten käytäntöä. Tommilan omaperäinen EROEI-laskenta paljastuu perunanviljelyesimerkillä. Oletetaan, että perunasato on 10 perunaa per siemenperuna, joista markkinoille asti saadaan 6 perunaa. Viljelijän on syötävä osa sadosta. Tommilan tavalla laskettuna perunanviljelyn EROEI on 0,6 (6/10) kun elinkaarilaskijan tulos on 6 (6/1). Tommilan laskutavalla peruna kannattaisi jättää viljelemättä, kun elinkaarilaskennan mukaan perunanviljely vaikuttaa esimerkissä järkevältä. 

Puudieselin energiapanoksia EROEI-mielessä ovat mm. metsänhoito ja puunkorjuu, mutta ei puun energiasisältö. Fossiilisen dieselinkin ”EROEI” olisi aina <1, mikäli öljyn energia laskettaisiin energiapanokseksi, kuten Tommila tekee puun energialle (oikeasti se on globaalisti noin 10). Fossiilisen dieselin energiapanokset ovat öljyn löytämiseen, pumppaamiseen, kuljettamiseen ja jalostamiseen käytetyt energiapanokset, mutta ei öljy itsessään. Metsien puut (metsänhoidon ja korjuun kuluttamaa energiaa lukuun ottamatta), öljy, tuuli ja auringon säteily ovat olemassa ihmisestä riippumatta. Ne sisältävät energiaa, jota voidaan hyödyntää, mutta niiden energia ei ole energiapanos EROEI-laskennassa. Jos oletamme puun, öljyn, auringon tai tuulen energian EROEI-laskelmassa panokseksi, on aina tuloksena EROEI < 1. Näin ei kuitenkaan ole, vaan näiden EROEI on monesti yli 10. Prosessissa ei ole järkeä, jos EROEI-luku on oikeaoppisesti laskien alle 1. Ainakin jos energian laatua ei huomioida. EROEI-tunnusluku olettaa kaiken energian samanarvoiseksi, vaikka esimerkiksi öljyn markkinahinta voi olla nelinkertainen maakaasuun nähden.  

Tommilan huoli puuraaka-aineen kestävyyskysymyksistä on aito, mutta EROEI-laskenta ei vastaa oleellisiin kysymyksiin. Tärkeämpiä mittareita ovat biomassasta tuotetun dieselin CO2-päästöt (vaihtoehtoihin verrattuna) ja vaikutukset luonnon monimuotoisuuteen. Raaka-aineen konversiotehokkuuskaan ei ole kaikki kaikessa, koska lähtöaineella (puu) ja lopputuotteella (diesel) on laadullinen ero. Voidaan myös kysyä, että onko raaka-aineelle mahdollisesti saatavissa korkeampi jalostusarvo jossain toisessa käytössä.

Tommilan tekemä virhe nettoenergian laskennassa on valitettavan yleinen. Esimerkiksi Aalto yliopiston teknillisen fysiikan professori Peter Lund on soveltanut tai lainannut jostakin lähteestä omaperäistä EROEI-laskentaa dieselille, bensiinille ja liuskeöljylle (kolme alinta kuvassa alla) biopolttoaine-kurssin luentomonisteessaan. (Näin hän pääsee öljyjalosteille lukemiin EROEI on alle 1, kun oikeasti globaali keskiarvo näille on luokkaa 10). Lund selvästi laskee öljyn sisältämän energian fossiilisten polttoainejalosteiden energiapanokseksi EROEI-laskennassa, mikä on käytännössä sama virhe, jonka Tommila teki Kaidin prosessista kirjoittaessaan. Luentomoniste on päivätty vuodelle 2015, joten kyse ei ole mistään kauan sitten vanhentuneesta monisteesta vaan virheellistä EROEI-laskentaa lienee opetettu teekkareille todennäköisesti viime vuosinakin.

Lähde: Peter Lundin luentomoniste vuodelta 2015. Taulukko löytyy monisteelta sivulta 20.

Olisi hyvä, että ettoenergiasta kirjoittavat ja opettavat perehtyvät aiheeseen, sillä kyseessä on tärkeä, mutta virhepäätelmille altis mittari. Kun ymmärtää EROEI-mittarin luonteen ja mittaustavan periaatteet, on helpompi ymmärtää myös sen rajoitukset. Täällä on hyvä yleisluontoinen kirjoitus aiheesta, joskin englanniksi.

Energian aika -kirjan esipuhe (Alf Rehn)

Olen toisena kirjoittajana talouden, yhteiskunnan ja energian keskinäisiä riippuvuussuhteita valottavassa kirjassa Energian aika - Avain talouskasvuun, hyvinvointiin ja ilmastonmuutokseen. Kirjan kustantaa WSOY ja se julkaistaan 14.2. 

Kustantajan (WSOY) sanoin kirja on "uusi, äärimmäisen tärkeä näkökulma länsimaisen yhteiskuntajärjestyksen ja elämäntavan perustuksiin."

Kirjan aihepiireistä saa hyvän kuvan alla olevasta kirjan esipuheesta, jonka on kirjoittanut professori Alf Rehn.

*********

Yllättävän suuren osan maailman kaikista talousajattelijoista voi jakaa kahteen leiriin – materialisteihin ja immaterialisteihin. Näitä käsitteitä ei tietenkään käytetä, eivätkä kaikki talousajattelijat ja -kommentoijat niitä välttämättä edes tunnistaisi. Talousajattelussa on varsin kiintoisa rajapyykki aineellisen ja aineettoman välillä ja täten myös mitattavan ja mittaamattoman, rajallisen ja rajattoman välillä.

Viime vuosikymmeninä on etenkin rajaton ja aineeton ollut talousajattelun kaikkein muodikkain ja rakastetuin osa. Suitsutamme ideoita, yrittäjyyttä, innovaatiota. Puhumme tietoyhteiskunnasta ja datasta uutena öljynä. Viittaamme käsitteisiin, kuten teknologiaan, kehitykseen ja globalisaatioon, jotka kuulostavat aineellisilta mutta jotka ajatellaan rajattomiksi ja aineettomiksi. Niin, ja sitten tietenkin puhutaan »digitalisaatiosta», joka keskustelun perusteella mitä ilmeisimmin on ääretön, rajaton ja ihan kaiken muuttava pysäyttämätön voima.

Tähän kenttään kuuluvat myös heppoiset heitot, joissa vain todetaan »luovuudella Suomi nousuun» tai »digitalisaatio rikkoo vanhat mallit» ja jotka sinänsä ovat varsin rajallisia. Vaikka ideat ja digitalisaatio ovat tärkeitä ja kannatettavia asioita, nekin vaativat aineellisia asioita, rajallisia resursseja ja energiaa.

Tämä kirja ottaa kantaa juuri tähän. Se huomioi tärkeän mutta usein unohdetun tosiasian, nimittäin sen, että vaikka kuinka ihannoimme innovaation kaltaisia asioita, talous palaa aina juurilleen. Ja nämä juuret ovat riippuvaisia esimerkiksi raaka-aineista ja kenties ennen kaikkea energiasta. Yrittäjyys ilman toimivaa energiainfrastruktuuria on mahdottomuus, ja vaikka luovuutta voi löytää keskeltä korpeakin, ideoiden luominen kehittämisestä puhumattakaan helpottuu ihmeellisesti, jos voi nauttia myös sähköstä ja lämmöstä. 

Startup-yrittäjien kannettavat tarvitsevat energiaa puhumattakaan digitalisaation vaatimista jättimäisistä konesaleista. Biotalous ja clean tech ovat luonnollisesti osa energiataloutta mutta eivät itsessään sen valmiita ratkaisuja eivätkä siitä erillään olevia osia. Vaikka on kovin helppoa viitata epämääräisiin lupauksiin siitä, että kehitys, teknologia tai tiede ratkaisee energiatalouden ongelmat ja rikkoo sen nykyiset rajat, olisi varsin vaarallista vain luottaa siihen. 

Aki Suokko ja Rauli Partanen ovat heittäytyneet tämän ongelman kimppuun, ja heidän kirjansa on tärkeä ja laaja-alainen katsaus talouden, yhteiskunnan ja energian keskinäisiin riippuvuussuhteisiin. Se ei rakenna olkinukkeja vaan analysoi niitä monia tapoja, joilla energiasta ja sen taloudesta puhutaan tai ollaan puhumatta, ja esittää vakuuttavan kuvan niistä haasteista, jotka meillä on edessämme. 

Tämä ei tarkoita, etteivätkö Suokko ja Partanen myös ottaisi kantaa. He esittävät väkevän argumentin sokean kasvunpalvonnan kyseenalaistamisen puolesta ja pyrkivät osoittamaan energian todelliset kustannukset eivätkä vain sen hetkellistä hintaa. Nämä ovat vaikeita kysymyksiä, joita ei vieläkään tajuta tarpeeksi hyvin yhteiskunnassamme, ja olisikin hienoa, jos ainakin pari päättäjää kirjan luettuaan oivaltaisi hieman paremmin, mitä talous- ja energiapolitiikkaa tehtäessä tulisi ymmärtää. 

Ennen kaikkea olisi toivottavaa, että kirja herättäisi laajemman keskustelun siitä, mitä uskomme tietävämme ja mitä tiedämme uskovamme – taloudesta, energiasta ja siitä, miten siirrymme tulevaisuuteen. Kenelläkään ei ole varaa olla tietämätön energiataloutemme kustannuksista ja niistä haasteista, joiden edessä yhteiskuntamme on. 

Joten puhutaan vain aineettomista asioista. Puhutaan innovaation voimasta ja innostuksen tärkeydestä. Puhutaan ideoista ja fiiliksestä, eikä usko kehitykseen ole sekään huono asia. Mutta tätä ei tulisi tehdä yksisilmäisesti vaan ymmärtäen, miten tärkeitä energia, energiatalous ja energiapolitiikka ovat rakentaessamme uutta, uljasta talouttamme.

Turussa 30.11.2016
Professori Alf Rehn

*********

Nettoenergiakirjoitus Tekniikka&Talous-lehdessä

Biopolttoaineiden nettoenergiasta on keskusteltu paljon. Nettoenergia on energia joka jää jäljelle, kun tuotetun energian energiakustannukset on huomioitu.

Nettoenergiaa mitataan energiapanoksen tuottokertoimella eli EROEI-luvulla. Jos EROEI-luku on 10, saadaan yhtä energiayksikköä kohti energiaa nettona 10-1=9 yksikköä. EROEI on karkea mittari, jota käytetään usein väärin. Bioenergiakeskustelu ei ole ollut poikkeus tästä.

Yleinen virhe EROEI-mittarin suhteen on laskea energiapanoksiksi sellaisia energiasisältöjä, joita ei käytetä varsinaisena energiapanoksena. Tässä mennään helposti rajusti pieleen lopputuloksessa. Energiapanoksia bioenergian tuotannossa ovat metsänhoidon ja korjuun kuluttama energia, mutta ei puun sisältämä energia. Vastaavasti raakaöljyperäisen dieselin EROEI-luvussa öljyä ei lasketa energiapanokseksi, vaan energia, joka on kulunut öljyn etsintään ja poraamiseen, kuljettamiseen jalostamolle, dieselin jalostamiseen raakaöljystä. Konversio raaka-aineesta lopputuotteeksi on aina epätäydellistä. Tämä ei tarkoita, että polttoainejalosteiden EROEI olisi väistämättä alle 1.

Öljyjalosteiden EROEI on globaalisti luokkaa 10-15, mutta on laskussa, koska 80 prosenttia maailman öljystä tuotetaan laskuun kääntyneillä kentillä ja uusi öljy tulee suuremman energiapanoksen vaativista esiintymistä. Kaasutusprosessilla tuotetun puudieselin EROEI on ~20. Käymisreittiä pitkin tuotettujen biopolttoaineiden EROEI on tyypillisesti huomattavasti alempi. Maissietanolin EROEI on noin 1, jolloin fossiilista energiaa on kierrätetty pellon kautta liki yksi yhteen etanoliksi ja samalla ruuan hinta on noussut. Oljesta ja muista agrotähteistä fermentoitu etanoli tai butanoli on Yhdysvalloissa lievästi nettoenergiapositiivinen (EROEI=2-4) ja Suomen oloissa kenties nettoenergiasyöppö.

Perinteinen EROEI-mittari ei huomioi energian aika- ja laatukysymyksiä. Muita kestävyyskriteerejä ovat mm. CO₂-päästövähennykset, tuotannon vaatima pinta-ala ja vaikutus luonnon monimuotoisuuteen.

Tämä kirjoitus julkaistiin Tekniikka&Talous-lehden Puheenvuoro-palstalla 13.1.2017

Kirja-arvio: Olipa kerran työ

Olemme rakentaneet hyvinvointivaltion, johon meillä ei enää tunnu olevan varaa. Olipa kerran työ -kirja antaa hyviä eväitä keskusteluun hyvinvointivaltion tulevaisuudesta ja ehdottaa monia reformistisia toimia, joita ainakin itse pidän hyvin perusteltuina.

Tulimme rakentaneeksi hyvinvointivaltion, jonka ylläpitoon ei ainakaan nykyisillä rakenteilla ole enää varaa. Juuso Pesälä ja Lilja Tamminen ovat käyneet haasteen kimppuun. Tuloksena on kirja Olipa kerran työ.

Kirja on kokonaisuutena ansiokas katsaus moniin aikamme megatrendeihin - tärkeimpänä työn korvautuminen automaateilla, roboteilla ja digitaalisilla järjestelmillä. Tätä on tapahtunut jo aiemminkin, mutta samalla on pystytty luomaan uutta, tuottavampaa työtä tilalle. Tällä kertaa ei ole ollenkaan varmaa, että koneiden syrjäyttämät työntekijät löytävät vähintään yhtä tuottavaa työtä tilalle pitkälläkään tähtäimellä.

Kirjan ehkä merkittävin puute on sen kapeahko lähestymistapa. Taloussosiologinen tulevaisuudentarkastelu ei ota aineellisia reunaehtoja kovin hyvin huomioon. Tämä johtaa onneksi vain harvoin selkeisiin virhearviointeihin ja toisaalta mahdollistaa monien asioiden syvällisen käsittelyn. Esimerkiksi kirjoittajat pohtivat, että olisi ollut ilmastonmuutoksen kannalta hyvä jos bensiini ei olisi syrjäyttänyt aikanaan etanolia polttoaineen lähteenä. Näin ei kuitenkaan ole, vaikka etanoli on muodollisesti uusiutuva polttoaine. Esimerkiksi maissietanolin palaminen polttomoottorissa vapauttaa suunnilleen saman määrän energiaa kuin sen valmistamiseen on kulunut (fossiilista) energiaa. Maissietanoli ei siis juurikaan tarjoa nettoenergiaa eikä vähennä CO2-päästöjä. Samalla ruuan hinta on noussut ja/tai viljelyalaa jouduttu kasvattamaan luonnon monimuotoisuuden kustannuksella. Kooste maissietanolin energiapanoksen tuottokerrointa (EROEI) selvittäneistä tutkimuksista on kuvassa alla. Agrobiomassoista, kuten oljista, valmistetun etanolin EROEI on 2-3 Yhdysvalloissa, jossa satoisuus on korkea eli sekin on liian alhainen ollakseen merkittävä bensiinin korvaaja. Edes moderni biotekniikka ei siis väistämättä tarjoa olennaisesti kestävämpää etanolin valmistamista. Kirjassa puhutaan niukkuuden jälkeisestä ajasta sitä määrittelemättä. Oma näkemykseni on, että aineelliset reunaehdot eivät ole kadonneet mihinkään vaan niiden merkitys on nyt jopa suurempi kuin 1900-luvulla. Ville Lähteen kirja Niukkuuden maailmassa on hyvä katsaus aineellisiin niukkuuksiin.

Kirjassa toisaalta käsitellään ilmastonmuutoksen hillinnän haastetta erittäin hyvin eli kirja on tässä tärkeässä mielessä tukevasti kiinni aineellisessa maailmassa. Ilmastonmuutoksen käsittelystä kirjoittajat ansaitsevat ison kiitoksen. Vaikka kirjassa ei muuten huomioida aineellisia reunaehtoja kovinkaan selvästi, ei se lopulta juurikaan syö kirjan arvoa. Monet kirjassa esitetyt muutokset esimerkiksi verotuksen rakenteeseen ovat sellaisia, jotka ovat hyvin perusteltuja myös esimerkiksi tilanteessa, jossa halpojen luonnonvarojen ehtyminen aiheuttaa talouskasvua hidastavia ja/tai tuloeroja kasvattavia kytkentöjä.

Vaikka kirjaa edellä kritisoinkin, on kirja oikeasti todella hyvää luettavaa ja tarjoaa paljon ahaa-elämyksiä hyvinvointikysymyksistä kiinnostuneille. Vaikka aineellinen puoli jää ilmastonmuutosta lukuun ottamatta vähälle, kirjassa toisaalta paneudutaan syvällisesti moniin tärkeisiin kysymyksiin. Kirjassa on punnittua pohdintaa esimerkiksi demokratian ja sosiaalisen median kytkeytymisestä toisiinsa. Kirjoittajien käyttämä metodi tavoittaa hyvin esimerkiksi sen, miksi hyvinvoinnin ja vakauden narratiivi on korvautunut dystooppisella kuvalla hajanaisesta tulevasta. Kirjassa on myös hyvää historiallista katsausta Suomen talouden nykyisin omituiselta näyttäviin rakenteisiin esimerkiksi kaupungin ja maaseudun painottumisen suhteen. Kirjan verotuksen painopisteen muutosehdotukset ovat järjestään hyvin perusteltuja. Kuten kirjoittajat hyvin perustelevat, on eturyhmäpolitiikka ollut aikanaan paikallaan, mutta on nyt käynyt taakaksi. Tarvitsemme rakennemuutosta. "Rakennemuutosta" käytetään usein peitesanana näivettämiselle ja alasajolle. Tämä kirja muistuttaa, että rakennemuutos voi tarkoittaa myös visiota ja reformia.

Kirjan voi tilata esimerkiksi täältä. Kirjan henkeen sopii, että sen voi tilata vain (lähes) aineettomana eli sähköisenä [edit klo 21.43: kirjaa saa sittenkin myös sidottuna].

Lehmänlanta, olki ja ruoho voivat korvata öljyä?

Kansallisen energia- ja ilmastostrategian suuri biopolttoaineiden sekoitevelvoite on innostanut energiakeskustelijoita visioimaan polttoaineita maatalouden sivuvirroista. Voidaanko lehmän lannasta, oljesta ja ruohoista mädätetyllä biokaasulla korvata öljyä? Lehmänlannan maksimaalinen potentiaali öljyn syrjäyttämisessä on suhteellisen helposti laskettavissa. Suuri se ei ole. Oljelle ja ruoholle pätee sama johtopäätös. 

Muutama päivä sittten julkistetun kansallisen energia- ja ilmastostrategian suuri biopolttoaineiden sekoitevelvoite moottoripolttoaineissa (30 prosenttia vuonna 2030) on innostanut energiakeskustelijoita visioimaan polttoaineita maatalouden sivuvirroista. Innokkaimmat ovat hahmotelleet nautojen suoliston tuottaman metaanin käyttämistä polttoaineena, Tässä kirjoituksessa kartoitan maatalouden sivuvirtojen tai tuotteiden, kuten naudanlanta, olki ja ruohot, mahdollisuuksia korvata öljyä polttoaineiden raaka-aineena. Suomessa on noin 900 000 nautaa, joista lypsylehmiä on vajaa kolmannes. Nauta tuottaa useamman lähteen mukaan lantaa noin 50 kg päivässä. Metaania nauta tuottaa 180-360 grammaa päivässä (käytin laskennassa keskiarvoa tästä). Suurin osa metaanista päätyy ilmakehään uloshengityksen mukana, joten mahdollisessa metaanin keräämisessä on keskityttävä eri ja hankalampaan päähän nautaa kuin moni arvaisi. Kun naudanlanta mädätetään biokaasuksi, saadaan lannan märkäpainosta noin prosentti metaaniksi. [Motivan mukaan saanto on 15-25 litraa per kg märkää lantaa. Syntyneestä kaasusta on metaania 60 %. Oletin saannoksi tuon ylärajan eli 25 litraa/kg.]

Naudasta syntyvät "sivutuotteet" eli lannasta mädättämällä saatu ja suolistosta ilmaan päätyvä metaani ovat samaa suuruusluokkaa. Jos oletamme, että saisimme kaiken lehmän lannan ja suolistosta karkaavan metaanin talteen ja lannasta saataisiin hyvällä hyötysuhteella metaania, olisi noin 3,5 prosenttia Suomen öljynkulutuksesta korvattavissa lehmän "sivutuotteilla". Tämä on eräänlainen teoreettistakin suurempi potentiaali eli yläraja, sillä siinä ei ole huomioitu lannan ja metaanin keräyskaluston öljyriippuvuutta, rikkivedyn puhdistamisen tarvetta jne.

Suolistosta karkaavaa metaania ei nautojen laiduntaessa ulkona voi kerätä oikein millään? Navetastakin sen kerääminen olisi haastavaa ja kerääminen kuluttaisi osan metaanin sisältämästä energiasta. Pelkästään lannasta voisi saada teoriassa (epärealistisen suotuisilla oletuksilla) 2 prosenttia Suomen öljynkulutuksesta korvattua. Käytetäänkö lehmänrehun tuotannossa lannoitteita? Jos käytetään, on nekin on pitkälti tuotettu fossiilisella energialla. Lantaa ja mädätysjäännöstä liikutetaan traktorilla, joten osa säästetystä öljystä kuluu biokaasun tuotannossa. Tuo 2,0-3,5 prosenttia on siis aivan liian suuri arvo jopa teoreettiseksi potentiaaliksi, mutta en lähde arvioimaan, että kuinka paljon liian suuri. Aalborgin yliopiston tutkijat päätyivät arvioon, että EU:ssa vuonna 2030 on mahdollista tuottaa biokaasua 6-11 prosenttia siitä energiasta mitä öljynä nyt käytetään. Tässä analyysissä oli mukana lanta, oljet ja ruohot. Oljista ja ruohoista ei voida ottaa energiakäyttöön kuin pieni osa kestävyyssyistä (ravinteita poistuu oljen mukana, eläinten pahnoina käytetään osa jne.), mikä on huomioitu edellisissä luvuissa. Ecofys sai vielä alhaisemmat luvut EU:n biopolttoainepotentiaaliksi, noin 3 prosenttia nykyisestä öljynkulutuksesta vaikka se huomioi edellä mainittujen lisäksi vielä metsätähteetkin raaka-aineiksi. Suomessa metsätähteitä syntyy enemmän kuin EU:ssa keskimäärin.

Öljynkulutus on mittakaavaltaan niin suurta, että sitä on vaikea korvata sivuvirroilla. Ja jos yritetään liikaa, päädytään helposti muihin kestävyysongelmiin kuin tuontiöljy.

Uskallan siis väittää, että lehmistä kannattaa mieluummin luopua kuin yrittää niiden avulla vähentää öljyriippuvuutta. Energia- ja ilmastostrategiassa naudat kuuluvat enemmän ongelmaosioon kuin niiden ratkaisuihin - ainakin jos strategiassa edes hieman on painoa ilmastolla. Maatalous- ja aluetalousstrategiat ovat sitten eri asia. Oljissa ja ruohossa ei ole käytännössä kovin suurta mahdollisuutta öljyn korvaamiseen. Oljesta ei kannata ainakaan tehdä biobutanolia, sillä sen valmistamiseen energiaa kuluu suunnilleen sama määrä kuin sen polttamisesta vapautuu (olen tarkastellut asiaa aiemmin täällä). Tämä ei tarkoita, etteikö lehmänlannan, oljen ja ruohon käyttö biopolttoaineiden raaka-aineena voisi olla joissakin tapauksissa järkevää. Ilmastonmuutoksen hillintä on niin suuri haaste, että ainakin lihaksi kasvatettavista naudoista kannattaisi luopua. Tällä olisi myönteisiä terveysvaikutuksia. Rehun sijaan voitaisiin kasvattaa viljaa. Naudan "hyötysuhde" rehusta lihaksi on varsin alhainen, joten peltopinta-alaa säästyisi, jos pellolla kasvatettaisiin viljaa suoraan syötäväksi.

Suomessa on noin 3000 lihanautakarjatilaa. Metaanin GWP100-kerroin on 23 eli 100 vuoden tähtäimellä metaanin ilmastovaikutus hiilidioksidiin nähden on 23-kertainen. Naudat tuottavat laskelmani perusteella metaanipäästöjä 2,0 MtCO2 vuosittain, mikä on 4,9 prosenttia Suomen vuoden 2015 CO2-päästöistä (nautojen metaani ei ole mukana näissä luvuissa). Tilastokeskus on vuonna 2006 päätynyt hiukan pienempään arvioon 1,9 MtCO2. Tämän mukaan laskien päädyttäisiin 4,6 prosenttiin. Ilmastonmuutoksen ja kansanterveyden kannalta naudoista kannattaisi hankkiutua eroon ja suosia härkäpapua, soijamaitoa/kauramaitoa ja nyhtökauraa. Perinnemaiseman hoidossa saavutetaan niin suuria etuja luonnon monimuotoisuudelle, että siellä naudat ovat paikallaan. Kovin paljon nautoja Suomessa ei tällöin kuitenkaan tarvittaisi. Jos joku haluaa kuluttajana vaikuttaa omalta osaltaan suhteellisen helposti kasvihuonekaasupäästöihinsä, niin naudanlihan vaihtaminen kanaan pudottaa ilmastovaikutuksen noin kymmenesosaan.

Ilmastonmuutoksen hillintä ja öljyn korvaaminen tulee olemaan sen verran kallista, että olisi järkevää edetä mahdollimman lähellä edullisuusjärjestystä eli vähentää kunakin hetkenä CO2-päästöjä sieltä missä se on edullisinta. Erilaisten tukipolitiikkojen heikkous on siinä, että saatatetaan veikata väärää hevosta, jolloin päästöt eivät välttämättä vähene likimainkaan edullisuusjärjestyksessä pitkälläkään tähtäimellä. Parhaiten ilmastonmuutosta hillitään niin, että CO2-päästöille asetetaan riittävän korkea ja ennakoitava hinta (esimerkiksi päästöoikeuksia vähennetään vuosittain tuntuva määrä). Minusta julkista tukea kannattaisi ohjata tutkimukseen ja tuotekehitykseen, mutta jättää teknologiset valinnat pääosin markkinasignaalin ohjattavaksi. Markkinasignaali on verraton työkalu, kun se sisältää kaikki ulkoiskustannukset eli haitat osapuolille, Tutkimus ja kehitys on puolestaan esimerkki asiasta, jota tehtäisiin pelkästään yksityisen sektorin toimesta liian vähän, koska osa hyödyistä valuu markkinaosapuolien ulkopuolelle. Näin T&K-tuet voivat olla erittäin hyödyllisiä.

Olen pohtinut ilmastonmuutoksen hillinnän kustannuksia aiemmin täällä. Kyseessä on niin suuri haaste, että tukia ja päästömaksuja/veroja olisi syytä käyttää viisaasti, jotta jo itsessään suuria kustannuksia ei turhaan kasvateta.

Hyötysuhde-argumentti ohjaa energiakeskustelua harhaan

Energiamuotoja on vertailtava esimerkiksi CO2-päästöjen ja kustannusten kannalta. Usein keskustelu kuitenkin kääntyy hyötysuhteeseen, joka ohjaa keskustelua sivuraiteelle ja voi ohjata tekemään vääriä päätöksiä. Tämä kirjoitus tarjoaa esimerkkejä kokonaisvaltaisemmasta ajattelusta energiajärjestelmien suhteen. 

Usein energiamuotojen puolesta tai vastaan argumentoidaan niiden hyötysuhteen perusteella. Tässä on kuitenkin suuri vaara mennä metsään, varsinkin jos ei tunne eri hyötysuhteiden määrittelyjen eroja. Esimerkiksi öljylämmityksellä voidaan sanoa olevan hyötysuhde noin 80 prosenttia eli varsin korkea, mutta silti öljylämmitys on hyvin tehotonta öljyn käyttöä (perustelen jäljempänä tämän tarkemmin). Öljykattiloita voi verrata keskenään näin määritellyn energiahyötysuhteen perusteella, mutta ei öljyn käyttöä eri tarkoituksiin. Energiajärjestelmiä voi ja pitää verrata toisiinsa hiukan monimutkaisemmin määritellyn ns. eksergiahyötysuhteen perusteella. Eksergiahyötysuhde öljylämmityskattilalle on alle 5 prosenttia, mikä ei kuulostakaan kovin suurelta. Öljykattiloita verrattaessa toisiinsa hyötysuhde voi olla lähes sata prosenttia, mutta öljyn käytön kannalta öljykattilan hyötysuhde on alle 5 prosenttia.

Hyötysuhde voidaan määritellä kahdella eri tavalla, joista energiahyötysuhde on yleisempi, mutta energiajärjestelmien ja energiamuotojen vertailun kannalta valitettavasti huonompi. Tämä yleisimmin käytetty hyötysuhde määritellään termodynamiikan 1. pääsäännön eli energian säilymisperiaatteen mukaan. Esimerkiksi jos lämmitysöljyn poltosta vapautuvasta lämmöstä 80 prosenttia päätyy lämmitettävään veteen, on hyötysuhde 80 prosenttia. Uusien, pakokaasusta vesihöyryä kondensoivien öljykattiloiden hyötysuhde voi jopa ylittää 100 prosenttia (kun lämpöarvo määritetään alemman lämpöarvon mukaan) (ks. esim. täällä). Tarkoittaako korkea energiahyötysuhde, että omakotitalon lämmitys kannattaa hoitaa öljykattilalla? Ei tarkoita. Jos pitäydymme argumentin vuoksi siinä, että öljyä on pakko käyttää, niin kannattaisi mieluummin polttaa öljy yhdistettyä sähköä ja lämpöä tuottavassa voimalaitoksessa (CHP-laitos). Öljy palaa yli 1000 asteen lämpötilassa, jolloin voidaan voidaan tehdä ensin korkean lämpötilan ja paineen höyryä. Tällä höyryllä voidaan tehdä sähköä ja sen jälkeen "jätelämpö" käyttää kaukolämpönä. Ei ole sattuma, että kaukolämpö on yleinen lämmitysmuoto Suomen kaupungeissa, sillä sen 2. pääsäännön mukainen (se, jolla on järjestelmän tehokkuusvertailun kannalta merkitystä) eksergiahyötysuhde on paljon suurempi kuin öljykattilalla toteutetun lämmityksen.

Lämpöpumpun mielekkyyden lämmityksessä ovat havainneet sadat tuhannet suomalaiset ja ruotsalaiset kotitaloudet. Karkeasti voimme esimerkin vuoksi ajatella, että öljystä voidaan saada sähköä 55 prosentin hyötysuhteella kombivoimalaitoksessa ja päälle syntyy vielä lämpöä. Jos laskemme, että lämpöpumppu tarvitsee kolmanneksen sähköä tuottamaansa lämpöenergiaan nähden, niin saamme lämmitettyä 1,7-kertaisesti per lämmitysöljylitra tekemällä öljystä sähköä ja käyttämällä sähköllä lämpöpumppuja verrattuna talokohtaiseen "huipputehokkaaseen" öljykattilaan. Tämän päälle saadaan vielä kaukolämpöä. Selvästikään yli 100 prosentin energiahyötysuhteen (öljyn alemmasta lämpöarvosta laskien) omaava öljykattila ei siis ole öljyn käytön kannalta optimaalinen ratkaisu. Tämä karkea esimerkki ei ota kaikkea huomioon, mutta marginaali vertailujen välillä on niin suuri, että tulos on selvä. Eksergiahyötysuhteen laskeminen ei ole aivan suoraviivaista, joten menen suoraan esimerkkulukuarvoihin. Öljykattilan eksergiahyötysuhde on luokkaa 4-5 %, mutta lämpöpumpuilla päästään noin 15 prosentin eli yli kolminkertaiseen eksergiahyötysuhteeseen. Energiahyötysuhde on lämpöpumpuille laskennallisesti luokkaa 300 % (jos yhdellä yksiköllä sähköä saadaan tuotettua yhteensä kolme yksikköä lämpöä), minkä pitäisi jo soittaa hälytyskelloja, sillä hyötysuhde on huonosti määritelty jos se voi olla yli 100 prosenttia. Lämpöpumppujen tehokkuutta mitataankin energiahyötysuhteen sijaan tavallisesti ns. COP-luvulla, joka kertoo kuinka monta yksikköä saadaan lämpötehoa per käytetty sähkötehon yksikkö. Mitä suurempi COP-luku koko vuotuisen käyttöajan yli laskettuna, sitä vähemmän tarvitaan sähköä suhteessa tuotetun lämmön määrään.

Edellä oli öljykattilaesimerkki, jossa käytettiin öljyn alempaa lämpöarvoa hyötysuhteen laskennassa vaikka prosessi on suunniteltu ottamaan suuri osa polttoaineen ylemmän ja alemman lämpöarvon erotuksesta talteen. Polttoaineen alempi lämpöarvo tarkoittaa, että polttoaineen polttamisessa syntynyt vesihöyry jää tiivistymättä nestemäiseksi vedeksi prosessissa. Ylempi lämpöarvo puolestaan tarkoittaa tilannetta, jossa vesihöyryn höyrystämiseen kulunut lämpöenergia saadaan prosessissa talteen kun vesihöyry tiivistetään eli lauhdutetaan vedeksi. Jos laskennassa käytetään alempaa lämpöarvoa, mutta suuri osa vesihöyrystä tiivistyy prosessissa, päästään yli sadan prosentin hyötysuhteeseen. Tällöin voidaan sanoa, että hyötysuhde oli tarkkaan ottaen väärin määritelty. Tehokkuusmittarien huono määrittely ei rajoitu energiaprosesseihin. Esimerkiksi meetvurstipaketissa voidaan lihapitoisuuden väittää olevan yli sata prosenttia, jos kuiva-ainepitoisuuden eli kääntäen vesipitoisuuden eroja prosessin alussa ja lopussa ei huomioida kuivumisen myötä.

Tavallisesti käytetty energiahyötysuhde huomioi kulloinkin tarkasteltavan laitteen häviöt hyvin, mutta sen heikkous on siinä, että se olettaa laite- tai prosessivalinnan optimaaliseksi. Energiajärjestelmissä on paljon esimerkkejä, joissa laitteen hyötysuhde (1. pääsäännön mukaan määriteltynä) on korkea, mutta prosessi itsessään on epäoptimaalinen. Omakotitalon öljykattila on hyvä esimerkki, mutta ongelmallinen hyötysuhde-argumentin käyttö ei suinkaan rajoitu tähän. Esimerkiksi eksergiahyötysuhde voi olla hyödyllinen pohdittaessa, että kumpi on tehokkaampaa: käyttää biomassaa sähkön tekemiseen ja käyttää saatua sähköä sähköauton liikkumiseen vai valmistaa biomassasta biopolttoainetta ja käyttää sitä polttomoottoriauton tankissa. Energiahyötysuhdetta ei kannata käyttää kahden erilaisen energiajärjestelmän vertaamiseen (vaikka siihen törmääkin silloin tällöin). Varmempaa on vertailla ja kustannuksia ja CO2-päästöjä (jos nämä tiedetään) sekä tarpeen mukaan muita tunnuslukuja keskenään.

Minusta hyötysuhdetta ei kannata käyttää argumenttina energiakeskustelussa jos ei ole tietoinen sen rajoituksista. Minusta energiahyötysuhde on huono paitsi energiajärjestelmien välisiin vertailuihin, myös polttoaineettoman energiantuotannon, kuten tuulivoiman, aurinkopaneelien ja ydinvoimankin hahmottamiseen. Esimerkiksi voidaan ottaa mainittu aurinkopaneeli. Auringosta tulee tuhansia kertoja energiaa ihmiskunnan tarpeeseen nähden. Ei ole mielekästä optimoida aurinkopaneelia käyttämään auringon säteilyä mahdollisimman tehokkaasti sinänsä. Mieluummin pitää optimoida alhaiset kustannukset, alhaiset CO2-päästöt tuotantoketjussa, alhainen vaihtoehtoisessa käytösssä olevan pinta-alan käyttö jne. Pinta-alan vaihtoehtoiskäytöllä tarkoitan sitä, että on esimerkiksi seinä- ja kattopintoja, joilla ei ole muuta käyttöä, mutta vaikkapa sademetsää ei kannata kaataa aurinkopaneelien käyttöä varten. Teknisemmin ilmaistuna sademetsä on esimerkki pinta-alan käytöstä, jonka vaihtoehtoiskustannus on suuri hiilen sidonnasta ja suuresta luonnon monimuotoisuudesta eli biodiversiteetistä johtuen, Jos aurinkopaneelin auringonsäteilyn käytön tehokkuuden parannus auttaa järkevien tavoitteiden saavuttamisessa, on siinä tietenkin järkeä.

Yksittäisten laitteiden vertailussa energian säilymisen mukaan määritelty energiahyötysuhde on usein paikallaan, mutta siinäkin on rajoituksia. Itse en esimerkiksi valitsisi hyötysuhteeltaan kaksinkertaista aurinkopaneelia, jossa sillä tuotetun sähkön hinta ei ole edullisempi (euroissa ja CO2-päästömielessä) kuin verrokkinsa ja pinta-ala johon paneeli asennetaan ei ole rajoitteena. Tuotetun energian hinta ja päästöt per tuotettu energia ovat usein tärkeämpiä kriteereitä kuin hyötysuhde. Usein hyötysuhteen parantuminen on hyvä asia, sillä esimerkiksi materiaaleja tarvitaan tällöin vähemmän per haluttu keskimääräin teho, mutta se ei ole järkevää hinnalla millä hyvänsä. Laitteita suunnittelevat ja kehittävät insinöörit osaavat optimoida oikeita kohdefunktioita. Ongelmallinen hyötysuhteen käyttö vaivaa lähinnä yhteiskunnallista keskustelua. Yhteiskunnallinen keskustelu kuitenkin määrittelee jossain määrin sitä, että valitsemmeko parhaimmat järjestelmät. On tärkeää, että emme käytä keskustelussa huonoja argumentteja, jotka eivät edistä tasokasta keskustelua ja kenties ohjaavat kohti vääriä valintoja.



P.S. Öljyä ei enää oikeasti kannata teollisuusmaassa juurikaan käyttää sähköntuotannossa, mutta argumentoinnin oletin esimerkissä näin. Kombivoimaloissa käytetään yleensä maakaasua ja kivihiiltä.