Kulta: esimerkki ehtymisen vaikutuksista kasvaviin energiakustannuksiin

Kulta on tärkeä metalli elektroniikkateollisuudessa. Analysoimalla maailman viiden suurimman kullantuottajan polttoainekustannuksia voidaan arvioida niiden omistamien kultaesiintymien pitoisuuksien alentumista. Kullan ehtymisellä ei ole odotettavissa vaikutusta kansainväliseen talouteen, mutta se toimii esimerkkinä ehtymisen vaikutuksista energiakustannuksiin. Kaivosalan tuottavuusanalyysit valtavirtataloustieteestä puhumattakaan eivät huomioi luonnonvarojen ehtymistä, vaikka kenties olisi tarvetta.

Mineraaliresurssin ehtymisellä tarkoitetaan sitä, että kyseisen luonnonvaran pitoisuuden alentumisen myötä sen hinta nousee ja sen tuottamiseen tarvitaan yhä enemmän energiaa. Sillä ei siis tarkoiteta sitä, että kyseinen luonnonvara olisi loppumassa.

Kulta on poikkeuksellinen metalli mm. tiheytensä, muokattavuutensa ja sähkönjohtavuutensa ansiosta. Kulta on niitä harvoja metalleja, joista lähes kaikki tuotettu tuotanto on tallessa. Se on niin arvokas metalli, että sen säilyttämiseen on hyvät kannustimet.

Kullan tuotannossa käytetään varsin järeää kalustoa. Tyypillinen kultamalmin kuljetusajoneuvo, Caterpiller 797F, on esitetty kuvassa 1. Sen kapasiteetti on 400 tonnia. Siinä on lähes 4000 litran polttoainetankki vakiona, mutta optiona on saatavissa myös puolitoista- ja tuplakokoiset versiot. Ajoneuvon polttoaineen kulutukseksi ilmoitetaan noin 700 litraa per 100 km. Ajoneuvon listahinta on 5 miljoonaa dollaria. Yksittäinen rengas maksaa yli 40 000 dollaria ja rengaskustannukset voivat olla ajoneuvon elinkaaren aikana jopa suuremmat kuin itse ajoneuvon ostohinta (lähde).

Kuva 1. Caterpiller 797F.

Kultaa on Wikipedian mukaan tuotettu maailmassa vuoteen 2011 mennessä yhteensä 171 miljoonaa tonnia, josta lähes kaikki on tallessa. Pelkästään 1900- ja 2000-luvuilla on tuotettu kultaa noin 144 miljoonaa tonnia, joten Wikipedian arvio tuntuu luotettavalta. Vuotuinen kullan tuotanto oli noin 2,7 miljoonaa tonnia vuonna 2012. Kullasta ei siten tule pitkään aikaan jos koskaan niukkuutta, vaikka sen tuotanto alkaisi pienentyä, sillä sen tuotanto on pientä verrattuna jo olemassa olevaan kultaan. Vähän samaan tapaan kuin puulämmittäjä, jolla on polttopuut tehtynä sadan vuoden lämmitystarpeeseen, ei koe lämmitysongelmia vaikka muutamana vuonna puutyöt jäisivät kokonaan tekemättä. Kullan hinnassa on havaittavissa voimakas nousu 2000-luvulla, mutta vain maltillinen tuotantomäärien lisäys (kuva 2). 

Kuva 2. Kullan vuotuinen tuotanto (tonnia, vasen akseli) ja Englehard-markkinahinta vuosina 2002-2012. Reaalihinta on Yhdysvaltain kuluttajahintaindeksin mukainen (vuosi 1998). Lähde: US Geological Survey.

Kuvasta 3 voidaan nähdä polttoainekustannukset per gramma tuotettua kultaa vuosina 2005-2012. Lähteenä on käytetty Steve Roccon keräämää dataa, joka on peräisin viiden suurimman kullantuottajan sijoittajien käyttöön julkaistuista vuosi- ja kestävyysraporteista. Nouseva polttoaineen kulutus per tuotettu kultagramma viittaa siihen, että saman kultamäärän tuottamiseksi on jouduttu louhimaan suurempi määrä alemman kultapitoisuuden malmia. Polttoaineen kulutus per gramma kultaa on noin kaksinkertaistunut vain seitsemässä vuodessa eli kasvanut n. 10 % vuodessa.

Kuva 3. Viiden suurimman kullantuottajan dieselin kulutus per tuotettu kultagramma.

Suorat diesel-kustannukset ovat olleet 2005-2012 karkeasti kymmenys kullan markkinahinnasta. Näin pelkästään kohonneet suorat diesel-kustannukset eivät riitä selittämään kullan hinnan moninkertaistumista. Mistä muusta kuin nousseista polttoainekustannuksista kohonneet kullan tuotantokustannukset sitten johtuvat? Australia on toiseksi suurin kullan tuottajamaa Etelä-Afrikan jälkeen. Yhden lähteen mukaan kullantuotannossa on noussut lähes kaikki kustannukset Australiassa keskimäärin 18 %:n vuosivauhtia vuosina 2005-2011. Kustannusten nousu on ollut kullan tuotannossa globaalia, mutta oli jyrkempää Australiassa kuin muualla. Toisen lähteen mukaan raudan tuotannossa Australiassa välituotteet, joista suurin osa on erilaisia energiakustannuksia, muodostavat noin puolet kustannuksista. Toisaalta kullan markkinahinnasta yli puolet on malmin louhinnassa ja rikastuksessa syntyneitä kuluja. Eli kohonneet energiakustannukset voivat tätä taustaa vasten hyvinkin olla pääsyy kullan kohonneeseen hintaan. Kasvaneena "kustannuksena" mainittiin myös malmioiden aleneva kultapitoisuus:

Technical challenges from declining ore grades have also contributed to higher industry costs.

Rengaskustannuksiin alentunut pitoisuus vaikuttanee oletettavasti samantapaisesti kuin diesel-kustannuksiin. Jos otamme polttoainekustannusten nousun huomioon sekä kasvaneena kulutuksena per tuotettu kultagramma ja toisaalta öljyn kallistumisena yhdessä ja molemmat erikseen, saamme alla olevan kaltaisen kuvan (kuva 4).

Kuva 4. Kullan markkinahinta, öljyn hintakehitys, dieselin kulutus ja polttoainekustannukset kun öljyn kallistuminen ja dieselin kulutuksen kasvu per tuotettu kultagramma on huomioitu. Dieselin hinnan on oletettu seuraavan öljyn hintaa täydellisesti. Indeksoitu vuoteen 2005.

Öljyn maailmanmarkkinahinnan nousu heijastelee dieselin kallistumista varsin hyvin, sillä dieselin kustannuksista esim. Yhdysvalloissa noin kaksi kolmasosaa tulee öljystä. Dieselin tukkuhinta, jota yritykset maksavat dieselistä, seurannee kuluttajahintoja läheisemmin öljyn maailmanmarkkinahintaa, koska siinä ei ole kuluttajalle tulevia veroja. Olettamukseni dieselin kallistumisesta öljyn hinnan tahdissa ei siten pitäisi johtaa kovin suureen virheeseen.

Kuvasta 4 nähdään, että kullan markkinahinta on noussut liki samaa tahtia energiakustannusten (dieselin kulutuksen lisääntyminen ja öljyn hinnannousu yhdessä, punainen käyrä) nousun kanssa (musta käyrä). Tämä vahvistaa oletusta, että kullan tuotantokustannuksista suurin osa näissä viidessä suurimmassa yhtiössä on energiakustannuksia, mutta ei sitä tietenkään varmenna (korrelaatio ei välttämättä ole merkki syy-seuraussuhteesta). Viisi suurinta kullantuottajaa tuotti noin 32 % kaikesta kullasta vuonna 2005, mutta enää 26 % vuonna 2012, joten niiden voidaan ainakin olettaa olevan markkinoilla hinnanottajia ilman määräävää markkina-asemaa (täydellinen kilpailu) eli ne eivät oletettavasti pysty nostamaan markkinahintaa nopeammin kuin kustannuksiaan. Niiden tuotantomäärä siis pieneni kyseisellä ajanjaksolla eli ne eivät joutuneet ottamaan uusia, huonompilaatuisia esiintymiä käyttöön tuotannon laajentumisen vuoksi. Luontevin selitys onkin Steve Rocconkin tekemä tulkinta, että kullan pitoisuus näiden yhtiöiden esiintymien malmissa on alentunut vuosi vuodelta.

Kulta ei siis ole mahdollisen ehtymisen kannalta mielenkiintoinen kuin korkeintaan esimerkkinä. Onko ehtyminen ongelma muiden metallien kohdalla ja että onko siihen varauduttu esimerkiksi taloustieteen parissa?

Taloustiede ja mineraaliesiintymien ehtyminen

Valtavirtataloustiede ei ole kiinnostunut resurssien ehtymisestä, sillä sen mukaan teknologinen kehitys ja korvaavat resurssit ehkäisevät ehtymisen mahdolliset ongelmat. Valtavirtataloustieteessä luonnonvarojen niukkuuden mahdollisuutta ei oikeastaan ole edes olemassa vaan niukkuutta esiintyy vain suhteellisesti eli suhteessa siihen, että "ihmisen tarpeet ovat rajattomat". Tätä ristiriitaa on oivallisesti valottanut mm. Chuck Dyke (jonka näkemyksiin voi perehtyä suomeksi ainakin Ville Lähteen muutenkin mainion kirjan, Niukkuuden maailmassa, avulla). Myös Kansantaloudellisessa aikakauskirjassa on asiaa valottava kirjoitus muutaman vuoden takaa. Resurssitaloustieteessä esiintymien laadun heikentyminen huomioidaan, mutta se ei silti välttämättä päädy analyyseihin asti.

Etelä-Afrikkaa pidetään maailman vauraimpana kaivosteollisuutta omaavana maana (lähde), Venäjän ollessa toinen. Australia on kolmanneksi vaurain ja kenties vaurain, josta löytää helposti objektiivista, englanninkielistä lähdemateriaalia. Australian tuottavuuskomissio toteaa vuoden 2008 laajassa kaivosteollisuuden tuottavuutta analysoivassa raportissaan:

Even though the resource economics literature on productivity in mining is well established, if not extensive, the effect of inputs of natural resources on measured productivity has not received a lot of attention.

Toisin sanoen, luonnonvarojen pitoisuuden alenemista ei tyypillisesti oteta huomioon arvioitaessa kaivostoiminnan tuottavuutta. Australian tuottavuuskomissio toteaa (sama lähde kuin edellä):

Changes in the quality of natural resource inputs used in mining are not generally taken into account in standard estimates of mining productivity. They are generally overlooked because the natural resources are not a purchased input.

Tuottavuusanalyysissä yleensä huomioidaan vain ne tekijät, joilla on vaihto- eli markkina-arvo. Luonnonvarojen ehtymisellä ei ole markkina-arvoa. Samainen tuottavuuskomissio analysoi Australian kaivosteollisuuden tuottavuutta esiintymien heikentymien huomioiden ja tulos oli, että esiintymien heikentyminen on kompensoinut tuotannon tehostumisen (joka on ollut hiukan yli 2 % vuodessa) suunnilleen yksi yhteen vuodesta 1974 lähtien. Tuottavuus kääntyi jopa laskuun vuosituhannen vaihteessa (kuva 5). Eli ilman ehtymistä tuottavuus olisi Austaralian kaivosteollisuudessa kaksinkertaistunut ko. ajanjaksolla, mutta ehtymisen vuoksi on polkenut paikallaan ja kääntynyt kenties laskevaan trendiin vuosituhanteen vaihteessa (kuva 5).

Kuva 5. Australian kaivostoiminnan tuottavuus 1974-2007. Lähde. MFP tarkoittaa kokonaistuottavuutta. Paksu viiva edustaa ehtymisen vaikutuksen huomioivaa tuottavuuskehitystä ja katkoviiva tuottavuutta, jossa ehtymistä ei ole etettu huomioon.

Raportin tekijät aivan oikeutetusti toteavat, että esiintymien heikentymisen vaikutus tuottavuuskehityksessä saattoi olla tilapäisesti suuri vuosituhannen alussa, koska monien hyödykkeiden hinnat nousivat rajusti, jolloin huonompilaatuisiakin esiintymiä on kannattanut louhia. Toisaalta kaivosteollisuudessa oli tuottavuus laskussa (-4,9 %) myös vuosina 2012-2013, jolloin hinnat eivät muuttuneet enää voimakkaasti. Tämä viittaa siihen, että tuottavuuden lasku ei välttämättä ollut tilapäinen. Tuoreimmassa tuottavuuskatsauksessa (vuodelta 2014) todetaankin:

However, to the extent that fewer high value deposits are discovered to replace those that become depleted, this downward pressure on productivity growth may continue into the future years.

Eli vapaasti suomennettuna alemman pitoisuuden esiintymät keskimäärin korvaavat ehtyneitä esiintymiä, joten tuottavuuden alenemisen voi olettaa jatkuvan tulevinakin vuosina.

Suhteellisen tuoreessa tutkimuksessa Australian metalliesiintymien laadusta esitetään alla oleva kuva, josta voi nähdä että esiintymien laatu on laskenut ajan saatossa paljon (kuva 6).

Kuva 6. Australian mineraaliesiintymien pitoisuus 1840-2008. (Lähde)

Johtopäätökset

Onko Australia vain poikkeus vai onko mineraalien ehtyminen pääsemässä näkyvissä mahdollisesti globaalisti? Pitäisikö taloustieteen kiinnostua mineraalien mahdollisesta ehtymisestä? Pitäisikö yhteiskuntien alkaa varautua ehtymisen mahdollisiin taloudellisiin vaikutuksiin, kuten kallistuviin metalleihin? Öljyn ehtyminen näkyy laskevana energiantakaisinmaksukertoimena eli siinä, että öljyntuotannosta yhteiskunnan käyttöön päätyvä nettoenergia pienenee (siitä enemmä tässä kirjoituksessani: ). Metallien kierrättäminen nykyistä enemmän voisi olla viisasta, mutta esimerkiksi osassa elektroniikan lopputuotteita joidenkin metallien pitoisuudet ovat niin alhaisia, että energiakustannus niiden "puhdistamiseen" on suuri. Kullan kohdalla ehtyminen ei, kuten totesimme, tule ongelmaksi ainakaan pitkään aikaan. Talouskasvun kannalta voi tulla haasteita tulevaisuudessa, mikäli teollisesti tärkeiden luonnonvarojen (joista öljy on yksi) esiintymät heikentyvät yhtä aikaa nopeammin kuin niiden heikentymiseen ehditään sopeutua tuotantoteknologian kehittymisellä (mukaanlukien kierrätyksen kasvu), käytön tehostumisella ja korvaavilla resursseilla. Öljyesiintymien heikentyminen on useamman lähteen mukaan trendinomaista eli ainakaan toistaiseksi teknologinen kehitys ei ole pysynyt öljyesiintymien heikentymisen perässä. Siitä on enemmän täällä.

Lähteet

1. Australian tuottavuuskomission laaja raportti vuodelta 2008 ja sen päivitys vuonna 2014.
2. Steve Roccon keräämä data.
3. U.S. Geological survey data serie 140,
4. Muita lähteitä, joihin on linkki siinä yhteydessä, kun lähtettä on käytetty.