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.

Musliminainen synnyttää 8,1 lasta?

Muslimien hedelmällisyydestä liikkuu varsin villejä huhuja sosiaalisessa mediassa. Otin selvää todellisista luvuista.

Suurin väitetty luku muslimien syntyvyydestä (on hiukan mutkia suoristellen syntyvien lasten lukumäärä per hedelmällisessä iässä oleva nainen), johon olen törmännyt, on 8,1. Intuitiivisesti tuo kuulostaa aivan liian korkealta, joten päätin ottaa selvää.

Ensimmäinen lähde, johon törmäsin, on Pew Research Center, joka ilmoittaa muslimien hedelmällisyysluvuksi (joka voidaan ilman suurta väkivaltaa tulkita lasten määräksi per hedelmällinen nainen) 3,1 koko maailman osalta vuosien 2010 ja 2015 välillä. Tämä on siis reilusti pienempi kuin 8,1. Koko maailman osalta luku on 2,3 saman lähteen mukaan. Uusiumisrajana pidetään 2,1 lasta per nainen eli tuon luvun alla väestön määrä pienenee ja sen yläpuolella kasvaa.

En tunne Pew Research Centerin taustoja, joten päädyin katsomaan YK:n lukuja 2010-2015. Valitsin sieltä 10 suurin maata muslimiväestön mukaan ja laskin väestön määrällä painotetun muslimiväestön hedelmällisyysluvun. Lukemaksi tuli 2,3. Tämä tuntuu alhaiselta luvulta ottaen huomioon, että koko maailman osalta lukema on YK:n mukaan 2,51 ja islaminuskoisten osuus maailman väestöstä on kasvussa. Tähän ilmiselvään ristiriitaan on mahdollisesti selityksenä, että pienemmät muslimimaat yhteensä jonkin verran nostavat hedelmällisyyslukua, sillä kymmenessä suurimmassa muslimiväestön maassa muslimeja on yhteensä noin 1100 miljoonaa, kun muslimeja oli vuonna 2010 noin 1,6 miljoonaa ja määrä on kasvussa.

Kolmas lähde väittää, että vuonna 2010 muslimien hedelmällisyysluku oli 2,9. Joissakin maissa kuten Nigeriassa, ollaan YK:n mukaan korkeissa luvuissa (Nigeriassa syntyi 5,74 lasta hedelmällistä naista kohden vuosien 2010-2015 välillä koko väestön osalta), mutta Iranissa muslimiväestö pienenee ja Turkissa ollaan juuri uusiutumisrajalla. Bangladeshissakaan väestö ei juuri kasva syntyvyyden vuoksi.

Uskaltaisin olettaa pikaisen perehtymisen perusteella, että muslimien hedelmällisyysluku on aika lähellä lukua 3, todennäköisesti jopa alle ja laskusuunnassa. Paikallisesti erot voivat olla suuria.

Tämän tiedon tarkistamiseen meni aikaa noin 15 minuuttia. Se ei silti estä levittämästä valheellisia tietoja Internetissä.

Uusiutuva energia ja kaupungistuminen

Uusiutuvan energian osuus energiankulutuksesta tulee kasvamaan monestakin syystä. Aiemmissa energiamurroksissa on pienistä tehotiheyksistä suurempiin. Uusiutuvan energian tehotiheydet ovat pieniä. Miten tämä suhtautuu toiseen aikamme megatrendiin, kaupungistumiseen, joka vaatii suuria tehotiheyksiä?

Ensimmäinen merkittävä energiamurros oli tulen haltuun ottaminen kymmeniä tuhansia vuosia sitten. Seuraava merkittävä energiankäyttöön liittyvä murros oli maanviljelys, joka otettiin käyttöön monissa eri paikoissa toisistaan riippumatta noin kymmenen tuhatta vuotta sitten.

Erittäin merkittävä energiamurros tapahtui joitakin satoja vuosia sitten Euroopassa, kun puun poltosta alettiin siirtyä kivihiilen yhä laajempaan käyttöön. Samalla energitiheydessä otettiin merkittävä harppaus. Pyökki- tai tammivesakon korjuu teollistuvassa Englannissa antoi noin 0,22 wattia tehoa neliömetriä kohden (W/m²). Vertailussa 1700-luvun lopun syvä kivihiilikaivos tarjosi tehotiheyden 1200 W/m². Tässä on noin 5500-kertainen ero. Jos huomioidaan puukoksin ja kivihiilikoksin valmistus, niin ero kasvaa 7000-kertaiseksi. 1900-luvulla koettiin vielä merkittävä tehotiheyden kasvu polttomoottorin ja nestemäisten öljyjalosteiden myötä. Tämän murroksen tuloksena olivat mm. laajat esikaupunkialueet.

1900-luvulla on tapahtunut voimakasta kaupungistumista kun maaseudun työn tuottavuus on kohentunut mm. hevosten ja kauran korvautuessa traktorilla ja dieselillä. Maaseudun väki on voinut muuttaa kaupunkeihin tuottavampiin töihin (kuva 1). Kuten kuvasta alla näkyy, on tämä kehitys ollut globaalia ja arvioiden mukaan tulee jatkumaan.

Kuva 1. Lähde: YK:n datasarja WUP2014-F02 (https://esa.un.org/unpd/wup/CD-ROM/, luettu 18.6.2016). Vuonna 2050 jo kaksi kolmasosaa maailman väestöstä asuu YK:n arvion mukaan kaupungeissa.

Kivihiilen, öljyn ja ydinvoiman tehotiheydet ovat pääosin olleet 1000 neliömetriwatin korkeammalla puolella. Kaupungeissa energiaa kuluu 100-1000 W/m² vaikka vaihtelu on varmasti suurta niin kaupunkien välillä kuin sisälläkin. Uusiutuvan energian tehotiheydet ovat alhaisempia (kuva 2) ja suuruusluokassa 0,1...10 W/m². Näin on selvää, että kaupungit tulevat tarvitsemaan suuria energiantuotantoon varattuja maa-aloja kaupunkien ulkopuolelta. Muistan hiljan lukeneeni, että kaupunkien pinta-ala kattaa noin prosentin maapallon maa-alasta. Tämä tarkoittaa sitä, että pahimmillaan maaseudusta suuri osa tullaan varaamaan kaupunkien energiantuotantoon ruuantuotannon lisäksi.

Kuva 2. Eri energiamuotojen tehotiheyksiä. Lähde: Vaclav Smil (2015).

Paluun maaseudulle voidaan mielestäni unohtaa, joten kehityksen kääntäminen kaupungistumiselle vastakkaiseksi ei ole ratkaisu. Yhteiskunnalliset kehityskulut eivät käsittääkseni ole palautuvia kuin korkeintaan paikallisesti. Niitä miljardeja ihmisiä, jotka ovat muuttaneet maaseudulta kaupunkiin, ei voitaisi millään palauttaa takaisin maaseudulle, jotenkin elämään kestävästi. Se ei vain kerta kaikkiaan onnistu.

Minusta järkevin vaihtoehto olisi mahdollisimman monipuolinen energiapaletti. Aurinko- ja tuulivoimaa siellä missä niiden hyöty per haitta on mahdollisimman suuri. Ydinvoimalla on ymmärtääkseni oltava merkittävä rooli, sillä se on ainut suuren energiatiheyden vähäpäästöinen (CO2) energiamuoto. Sähköautot olisivat iso kehitysaskel, sillä ne tasapainottaisivat vaihtelevaa uusiutuvan energian tuotantoa ja käyttävät energiaa paljon polttomoottoriautoja tehokkaammin. Toisaalta kehitysmaissa on menossa voimakas autoistumisbuumi, joten varsinkin kehittyneiden maiden suurissa kaupungeissa liikenteen olisi hyvä saada vähennettyä autoilua esimerkiksi tehokkaan joukkoliikenteen avulla. Sosiaalisia keinojakaan, kuten mahdollisesti etätyö ja videoneuvottelut, ei tulisi väheksyä.

Olen tässä kirjoituksessa ottanut esille vain yhden, mutta usein vähälle huomiolle jäävän uusiutuvaa energiaa koskevan haasteen eli alhaisen tehotiheyden. Muitakin haasteita on (tässä englanninkielisessä kirjoituksessa on hyvä johdatus).

Fossiilisesta energiasta on päästävä eroon, mieluiten kokonaan vuoteen 2050 mennessä. Historiallisiin energiamurroksiin verrattuna aikataulu on erittäin kireä ja haasteen mittakaava valtava. Energiamurroksista olen kirjoittanut aiemmin täällä. Energiajärjestelmän muuttuminen ei ole riippumaton kaupungistumisen kaltaisista megatrendeistä. Energiankäytön tehostamisen potentiaalista olen kirjoittanut täällä.

Maapallolle lankeaa 10 000-kertaisesti auringon säteilyn myötä se määrä energiaa, jonka kulutamme. On kuitenkin huomattava, että laimeiden, ihmisen aikaskaalassa loputtomasti uusiutuvien energiavirtojen väkevöinti (ja mahdollisesti varastointi kulutushetkeä varten) tuottaa väistämättä haittoja (esimerkiksi luonnon monimuotoisuus kärsii). Aurinkoenergia ja muut uusiutuvat tulevat epäilemättä näyttelemään suurta roolia tulevaisuudessa, mutta on hyvä muistaa, että jokaisella energiayksiköllä, jonka kulutamme, on jokin haitta. Tehotiheys on yksi (ei välttämättä tärkein) kriteeri arvioida vähöpäästöisiä energiamuotoja. Energiavirran uusiutuvuus sinänsä ei välttämättä tarkoita päästöttömyyttä ja haitattomuutta. Ydinenergiallakin on aina haitta (esimerkiksi nyky-ydinvoimassa "polttoaine" pitää louhia). Eri energiavaihtoehtoja on punnittava niiden hyötyjen ja haittojen perusteella, vaikka täysin objektiivisiin mittareihin ei päästä. Eri alojen asiantuntijoiden konsensus, jos sellainen saavutetaan, voisi olla arvokas "mittari" hyväksyttäville kriteereille. Paikoin aurinko- tai tuulienergia on paras vaihtoehto, kun toisessa paikassa ja tilanteessa se voi olla vaikkapa ydinvoima.

Lähteet ja lisäluettavaa aiheesta

1. Vaclav Smil (2015), Power Density: A Key to Understanding Energy Sources and Uses. The MIT Press.
2. Vaclav Smil, (2010), Energy Transitions: History, Requirements, Prospects. Praeger.

P.S. Muutin itse omaa ydinvoimaa vastustavaa kantaani luettuani Smilin Energy Transitions -kirjan muistaakseni vuonna 2013. Vastakkainasettelu ei minusta ole akselilla ydinvoima vastaan uusiutuvat vaan vähäpäästöinen energia (uusiutuvat ja ydinvoima) versus fossiilinen energia.

Ilmastonmuutos heikentää talouden tuottavuutta

Aiemmin ajateltiin, että ilmastonmuutos ei juuri vaikuta talouden tuottavuuteen varakkaissa maissa. Uusi, 160 maata ja 50 vuotta kattava tutkimus kumoaa tämän. Näyttäisi myös, että teknologian kehitys ja varallisuuden kasvu eivät suojaa ilmastonmuutoksen tuottavuutta alentavalta vaikutukselta. llmastonmuutoksen hillintään kannattaa investoida enemmän nyt jos teknologinen kehitys ei suojaa talouksia ilmastonmuutoksen tuottavuusvaikutuksilta. Paljonko ilmastonmuutoksen hillintä maksaisi? 

Ilmastonmuutoksen kustannukset vallitsevan taloustieteen mukaan

Vallitsevan taloustieteen parissa tehdyissä tutkimuksissa ilmastonmuutos vaikuttaa talouskasvuun lähinnä kehittyvissä maissa. Esimerkiksi tunnettu taloustieteilijä Thomas Schelling järkeilee, että Yhdysvaltain BKT:sta vain pieni osa tehdään sisätilojen ulkopuolella ja ilmastonmuutos vaikuttaa vain siihen osaan. Schelling laskee, että Yhdysvalloissa maa- ja metsätalous on vain 3 % BKT:sta ja jos vaikka puolet maa- ja metsätaloudesta menetettäisiin yhtenä vuonna, niin silloin BKT laskisi vain 1,5 prosenttia. Schellingin järkeily perustuu täydellisten tuotannontekijämarkkinoiden oletukseen, jossa jokaisesta tuotannontekijästä maksetaan sen tuottavuuden mukaan. Tällöin tuotannontekijän vaikutus kokonaistuottavuuteen on yhtä suuri kuin sen BKT-osuus. 

Schellingin soveltama "kustannusosuusteoreema" paljastuu intuitiivisesti epäilyttäväksi pienellä ajatuskokeella. Ajatellaan vaikkapa, että öljy kattaa kolme prosenttia globaalista BKT:sta. Tällöin globaalista BKT:sta menetettäisiin kolme prosenttia, jos jonakin vuonna ei tuotettaisi öljyä lainkaan. On kuitenkin vaikea uskoa, että ilman öljyä kaikki muu talous eli se "97 %" toimisi kuin ennenkin. Pelkästään ajatuskokeeseen ei tarvitse edes tyytyä, sillä esimerkiksi James Hamilton (2011) on tutkinut öljyshokkeja (tilanteita, joissa öljyn saanti alenee ja hinta nousee äkisti) ja havainnut, että öljyn pienentynyt saatavuus on pienentänyt bruttokansantuotetta noin kymmenkertaisesti siihen nähden kuin sen BKT-osuus antaisi olettaa. Schellingin soveltamaa kustannusosuusteoreemaa onkin kritisoitu ekologisen taloustieteen piirissä. Hiljan Larry Summers, entinen Harvardin yliopiston professori ja presidentti Obaman talousneuvoston puheenjohtaja, päätyi samantapaiseen tulokseen IMF:n tilaisuudessa pitämässään puheessaan (Summers, 2015) päättelemällä, että vaikka finanssisektorin BKT-osuus on suhteellisen pieni, niin ilman sitä maailmantalous ei voi toimia. 

On siis aivan mahdollista, että vaikka maatalous on vain pieni osa BKT:sta varakkaissa maissa, niin suuret sadonvaihtelut vaikuttavat voimakkaammin talouteen kuin maatalouden pieni BKT-osuus vihjaa (varsinkin jos ruuan varastointi ja/tai tuonti eivät kompensoi). 

Ilmastonmuutos vaikuttaakin rajusti tuottavuuteen myös kehittyneissä maissa

Lämpötila vaikuttaa niin ihmisen fysiologiaan kuin moniin luonnon prosesseihinkin. Stanfordin yliopiston professori Marshall Burke kollegoineen julkaisi viime syksynä Nature-lehdessä Suomessa aika vähälle huomiolle jääneen tutkimuksen keskimääräisen lämpötilan vaikutuksista talouskasvuun. Tutkimuksessa analysoitiin 160 maata 50 vuoden ajalta. Talouden kannalta optimaaliseksi keskilämpötilaksi paljastui noin 13 celsiusastetta. Maissa, joissa keskilämpötila on lähellä tätä muodostuu liki koko maailman BKT (kuva 1a). Mikäli lämpötila kohoaa yli 13 asteen, talouskasvu (muut asiat vakioituna) hidastuu tutkimuksen mukaan voimakkaasti. Tämä tulos on siinä mielessä "robusti", että vaikka poistaisi USA:n, Kiinan tai öljyntuottajat, niin tulos ei juuri muutu. Se on robusti myös sen suhteen, että onko kyseessä köyhät vai rikkaat maat. Ajanjakson valintakaan ei vaikuta juuri lainkaan (ks. kuva 1c). Ehkä selvintä eroa on siinä, että köyhien maiden talouskasvu on herkempi lämpötilan kohoamiselle (1d ja 1e). Lämpötilan vaikutus talouden tuottavuuteen ei siis uusimman tutkimuksen mukaan ole mitätön kehittyneille maille ja lineaarinen kehittyville maille kuten aiemmin on ajateltu vaan vaikuttaa tutkimuksen mukaan molempiin voimakkaan epälineaarisesti (suhteellisesti enemmän). Tutkimuksessa havaitun korrelaation taustalla olevista mahdollisista syy-seuraussuhteista ei tiedetä juuri mitään, mutta käytetty aineisto on sen verran laaja, että sen tulos on otettava vakavasti. 

Kuva 1. Pystyakselilla on logaritminen BKT/capita muutos. Käyrät ovat mediaaneja ja sininen vaihteluväli on 90 prosentin luottamusväli. Lähde: Burke ja muut, 2015.

Kehittyneet taloudet eivät ole sopeutuneet korkeampiin lämpötiloihin

Burke ja kumppanit muodostivat havaintoaineiston perusteella eräänlaisen integraalifunktion. jonka avulla he mallinsivat ilmastonmuutoksen tuottavuusvaikutuksia. Mallin mukaan ilmastonmuutoksen kustannukset taloudellisen tuotannon menetyksinä ovat 2,5-100-kertaa suuremmat verrattuna aiempiin tutkimuksiin. Mallissa ei ole otettu huomioon merenpinnan nousua tai trooppisia sykloneja yms. vaan huomioitu vain taloudellisen tuotannon menetykset. Ehkä hämmentävin tulos Burken ja kumppaneiden tutkimuksessa on se, että heidän tuloksensa mukaan kasvanut BKT ja kehittyneempi teknologia eivät lisää sopeutumista lämpötilan muutokselle (kuvassa 1c käyrät 1960-1989 ja 1990-2010 kulkevat liki päällekkäin), kuten aiemmin on ajateltu. Tällä perusteella he olettavat, että ilmaston lämpeneminen pienentää merkittävästi taloutta vuoteen 2100 mennessä verrattuna siihen, että ilmastonmuutosta ei olisi.

Burken ja kollegoiden (2015) tutkimus myötäilee muita tutkimuksia siinä, että ilmastonmuutoksesta tulee suurin taakka taloudellisessa tuotannossa niissä maissa joissa tuotetaan vain pieni osa kasvihuonekaasuista. Ilmastonmuutos siten kasvattanee tuloeroja maiden välillä. Burken ja kumppaneiden (2015) mallinnukset eivät sisällä tuloerojen kasvusta mahdollisesti aiheutuvia konflikteja, siirtolaisuutta yms. Eurooppa tulee kokonaisuutena etenemään kohti optimaalista lämpötilaa, mutta sen kauppakumppaneista moni on jo optimaalisen lämpötilan yläpuolella, joten kokonaisuutena ei ole selvää, että Eurooppa hyötyy ilmastonmuutoksesta. Myöskään mahdollista tautien leviämistä, metsätuhoja ja ilmastosiirtolaisuutta ei siis huomioida tässä.

Kiinassa myönnetään yrityksille tukea helleaaltojen työn tuottavuutta alentavan vaikutuksen kompensoimiseksi. Tuoreen tutkimuksen mukaan ilmaston lämpenemisen myötä useammin esiintyvien lämpöaaltojen takia kompensointiin käytetyt maksut voivat kasvaa nykyisestä 0,2 prosentin BKT-osuudesta jopa 3 prosenttiin vuoteen 2100 mennessä. Kolme prosenttia ei kuulosta suurelta osuudelta, mutta se on yli puolitoista kertaa Kiinan sotilasmenojen osuus. Niinpä edes armeijan lopettaminen ei riittäisi lämpöaaltojen tuottavuusmenetysten kompensointiin mikäli tutkimuksen suurin arvio tuottavuustappioista otetaan vertailuun. Ennenaikaisten kuolemien lisäksi helleaallot alentavat tuottavuutta ja ilmeisesti altistavat kognitiivisille virheille (ks. esim. tämä, tämä ja tämä) jopa Australiassa, jossa ihmiset ovat tottuneet helleaaltoihin. Euroopassa helleaaltojen vaikutukset ovat odotettavasti suurempia. Pitkittyneestä helleaallosta saatiin Euroopassa kokemusta vuonna 2003, jolloin arviolta yli 70 000 kuoli ihmistä helleaallon seurauksena (Robine, 2008).

Ilmastonmuutoksen hillinnän kustannukset suhteessa muihin projekteihin

Kuinka paljon ilmastonmuutoksen rajoittaminen 2 asteen lämpenemiseen maksaisi? Tätä on erittäin vaikea arvioida, mutta esimerkiksi Nicholas Stern arvioi kuuluisassa raportissaan vuonna 2006, että prosentti globaalista BKT:sta olisi kohdistettava ilmastonmutoksen hillintään (CO2-taso 500-550 ppm). Vuonna 2008 Stern kohotti arvionsa kahteen prosenttiin. Sternin arvio voi olla vieläkin alakanttiin, koska nykyisin arvellaan, että sallittu hiilidioksidipitoisuus on pienempi (arviot vaihtelevat) mikäli halutaan (usein 66 prosentin varmuustasolla laskettuna) pysyä alle kahden asteen lämpenemän. Kuinka paljon tuo kaksi prosenttia olisi? Se ei kuulosta paljolta, mutta se on paljon kun tarkemmin katsotaan. Esimerkiksi Suomessa noin 42 000 työntekijää pitäisi valjastaa ja noin kaksi prosenttia tuotantopääomasta siirtää ilmastonmuutoksen torjuntaan. Moni teollisuudenala (saastuttavimmat ensin?) pitäisi lopettaa kokonaan. Yhteiskunnassa on tunnetusti vaikea ottaa yhdeltä sektorilta pois resursseja ja antaa niitä toisille ("yhteiskuntasopimuksen" vaikeus on tästä esimerkki). Tästä arvatenkin seuraisi voimakasta lobbausta, sillä mikään taho ei tyypillisesti halua luopua resursseista vaan kaikki haluavat mieluummin lisää. Jos lopettaisimme puolustusvoimat niin saisimme lähes kaksi kolmannesta resursseja ilmastonmuutoksen torjuntaan, sillä puolustusvoimien osuus Suomen BKT:sta on noin 1,3 prosenttia. Emeritusprofessori Eero Paloheimon ajatus, että maailman armeijat kohdennetaan ilmastonmuutoksen torjuntaan, näyttäisi siten olevan suuruusluokaltaan oikean suuruinen sillä Maailmanpankin mukaan sotilasmenoihin kului 2,3 % maailman BKT:sta vuonna 2014, vaikka sen realistisuudesta voidaan keskustella.

Miten 1-2 prosenttia BKT:sta vertautuu historiaan? Deborah Stinen laskelmien mukaan sodan ja kylmän sodan aikaiset Manhattan- ja Apollo-projektit olivat suurimmillaan noin 0,4 % Yhdysvaltojen bruttokansantuotteesta ja 70-luvun öljyshokkien jälkeen panostukset energiateknologioiden kehittämiseen keskimäärin 0,1 % BKT:sta (energiapanostuksissa on ollut suurta ajallista vaihtelua, mitä symboloi se, että Jimmy Carter asennutti aurinkopaneelit Valkoisen talon katolle ja Ronald Reagan poistatti ne melkein ensi töikseen astuttuaan prsidentin virkaan). Suomen Neuvostoliitolle maksamat sotakorvaukset olivat jopa 4 prosenttia bruttokansantuotteesta vuosina 1946-1952. Vertailukohtana Suomen sotakorvaukset ei ehkä ole kovin hyvä, sillä työvoima sotakorvauksiin lienee vapautunut pitkälti sota-ajan tuotannosta ja kenties maa- ja metsätaloudesta, jonka tuottavuus oli alkanut kasvaa jo 1920-luvulta alkaen voimakkaasti. Sota-ajan tuotanto (sekä Suomessa että esimerkiksi Yhdysvalloissa) ja kenties sotakorvauksetkin ovat toisaalta esimerkkejä resurssien voimakkaasta kohdentamisesta yhteisesti hyväksi koetun asian eteen ilman suuria konflikteja.

Saksan Energiewende olisi ollut mielenkiintoinen vertailukohde, mutta en löytänyt lähdettä, jonka luotettavuudesta olisin varmistunut. Jos lukijani sattuu tietämään hyvän lähteen, niin mielelläni päivitän tätä tekstiä siltä osin. Jos palaamme kysymykseen, että kuinka paljon on 1-2 prosenttia BKT:sta johonkin asiaan kohdistettuna, niin hankalinta on kuitenkin se, että tuo 1-2 prosenttia tai kenties vielä suurempi osuus on laskettu pitkälle aikajaksolle keskiarvoksi. Aluksi panosten täytyy olla huomattavasti suurempia, sillä niiden hyöty jakautuu pitkälle ajalle, mutta panoksia vaaditaan etupainotteisesti.

Ilmastonmuutoksen torjunnan kustannuksia tai etuja voidaan hahmottaa myös hiilidioksiditonnin sosiaalisella hinnalla (hinnalla, joka pyrkii ottamaan myös markkinaosapuolien ulkopuoliset haitat huomioon). Yhdistetyissä talous- ja ilmastomalleissa (IAM) hiilidioksiditonnin sosiaalisen hinnan parhaaksi arvioksi saadaan 100 dollaria tai alle. Hiljan eräässä tutkimuksessa arvioitiin parhaaksi arvioksi 200 dollaria tonnilta vaikka siinä olettiin, että sopeutuminen ilmastonmuutokseen on nopeaa. On huomattava, että usein näissä "parhaissa arvioissa" on enemmän virhemahdollisuutta ylöpäin kuin pienempään suuntaan. Marshall Burken ryhmä on vasta laskemassa omaa arviotaan CO2-tonnin sosiaaliseksi hinnaksi, mutta hänen ensimmäinen arvionsa on, että heidän laskelmansa antavat korkeamman luvun kuin 200 dollaria. EU:n päästökaupassa CO2-tonni oli hinnaltaan 5-17 euroa vuosina 2011-2012.

Näyttää yhä varmemmalta, että ilmastonmuutoksen hillintä on kannattavampaa kuin on aiemmin luultu. Nicholas Sterniä kritisoitiin aikanaan, kun hän valitsi raportissaan suhteellisen alhaisen, lähellä nollaa olevan diskonttokoron. Alhainen diskonttokorko suosii tulevien sukupolvien näkökulmaa tämän päivän päätöksenteossa ja kannustaa tekemään enemmän nyt. Se, että rikkaat maat kärsivät köyhiä maita vähemmän ilmastonmuutoksen haitoista, puoltaa pienempää diskonttokorkoa eli enemmän toimintaa nyt. Tarkempaa pohdintaa ja hyviä linkkejä diskonttokorosta on mm. täällä. Sternin valintaa alhaisesta korkotasosta voi siten puolustaa maiden välisten tuottavuuserojen kasvun lisäksi sillä, että ilmastonmuutoksen hillintä on aiemmin yleisesti arveltua "kannattavampaa", sillä ilmaston lämpeneminen on tulevien sukupolvien vauraudesta pois myrsky- ja muiden vahinkojen lisäksi nähtävästi myös tuottavuuden alentumisen muodossa eikä mahdollinen vaurauden kasvu suojaa tältä niin hyvin kuin aiemmin ajateltiin, mikäli Burken ja kumppaneiden (2015) tutkimukseen on luottaminen.

Ilmastonmuutoksen rajoittaminen uusiutuvan energian investointiohjelmalla?

Ugo Bardi on kollegoineen hiljan arvioinut (Sgouridis et al.,2016), että nykyinen uusiutuvan energian investointien taso olisi noin kymmenkertaistettava, että ilmaston lämpeneminen jää alle kahden asteen. Bardin ja kumppaneiden tarkastelun lähtökohta on minusta siinä mielessä hyvä, että siinä huomioitiin ainakin periaatteellisesti globaalin talouden vaatima nettoenergia tai energiaylijäämä eli että investoinnit eivät voi olla liikaa pois nykyisestä kulutuksesta, koska muuten maailmantalous ajautuisi taantumaan. Vähän kuin perunanviljelijä, joka saa kolme perunaa satoa per istutettu siemenperuna, ei voi joka vuosi istuttaa (investoida) kolmea perunaa per siemenperuna, mikäli aikoo myös syödä perunoita ja/tai käydä kauppaa perunoilla (eli kuluttaa perunoita). Toisaalta, mitä useampi peruna saadaan sadoksi per siemenperuna (energiaylijäämä tai energiapanoksen tuottokerroin EROEI on korkea), sitä vähemmän tarvitsee perunoita istuttaa (mitä korkeampi energiaylijäämä, sitä vähemmän tarvitaan energiainvestointeja bruttona). Bardi kollegoineen tavallaan siis optimoi sen välillä, että perunoita on paljon tulevaisuudessa (ilmastonmuutoksen hillinnässä onnistutaan) mutta missään vaiheessa ei nähdä nälkää liiallisen perunoiden istuttamisen vuoksi (maailmantalous ei ajaudu taantumaan investointien vuoksi). Minusta lähtökohtaa voi kuitenkin kritisoida siitä, että se keskittyi vain uusiutuviin eikä vähäpäästöinen ydinvoima ollut mukana. (Minusta ydinvoima olisi voinut olla mukana ainakin siirtymäajalla, jona investoinnit kasvavat ja ei ainakaan alusta alkaen ole sopeuduttu uusiutuvan energian vaihtelevaan tuottoprofiiliin.)

Minulle jäi paperista vaikutelma, että se on monilta osin hyvin epärealistinen vaikka lähtökohta oli hyvä kuten edellisessä kappaleessa kuvasin. Paperissa mahdollisesti oletettiin uusiutuville energiamuodoille varsin korkea energiaylijäämä suhteessa siihen, että energian varastointia ja/tai tarvetta ylikapasiteettiin ei huomioitu lainkaan. Satunnaisesti (tai sään ja ajan mukaan) vaihtelevien uusiutuvien energiamuotojen tuottaman energian varastoinnin tai ylikapasiteetin tarve oli siis jätetty huomiotta. Myöskään ei ollut huomioitu mittavia muutoksia fossiilisen energian varassa rakentuneeseen "infrastruktuuriin" (maailmassa on esimerkiksi yli miljardi polttomoottoria ja määrä on kasvussa), mikäli investoinnit fossiiliseen energiaan vähenisivät rajusti. Muita mahdollisia pullonkauloja ei otettu huomioon (esimerkiksi joistakin magneettisista metalleista voi tulla pulaa, mikäli investoinnit kaivoksiin eivät pysy perässä).

Öljyntuotanto kääntyisi maailmassa IEA:n mukaan 9 prosentin vuosittaiseen laskuun jos investoinnit öljyntuotantoon lakkaisivat täysin (IEA huomioi vain vanhat suuret öljykentät ja jättää huomiotta syvänmeren- ja liuskeöljyn, joiden lasku on luultavasti vielä suurempaa ilman investointeja). Bardin ja kumppaneiden paperissa öljyntuotanto laskee noin 4 prosenttia (digitoin datan kuvasta 1a WebPlotDigitizer-sovelluksella) vuodesta 2025 alkaen eli he eivät ilmeisesti oleta, että investoinnit öljyntuotantoon lakkaavat täysin (investoinnit saavat pudota suhteessa enemmän kuin öljyn tuotanto investointien alenevan rajatuoton vuoksi, mikä on hyvä asia). Neljän prosentin pudotus öljyn tuotannossa on sekin hurja ja sitä voi hahmottaa sillä, että jos kaikki tuotannosta poistuva öljy otettaisiin pois EU:n kulutuksesta niin 3-4 vuodessa EU ei kuluttaisi öljyä lainkaan (kehittyvien maiden tarve saattaa samalla kasvaa edelleen, jolloin nettona kehittyneissä maissa öljynkulutus putoaisi enemmän kuin 4 %). Viime vuonnakin, kun öljystä oli ylitarjontaa, sen kulutus oli n. 1,5 prosentin kasvussa. Koskaan ei ole ollut tilannetta, jossa öljynkulutus pienenisi globaalisti 4 % vuosittain useiden vuosien ajan. Miten maailmantalous sopeutuisi tällaiseen tilanteeseen?

Toisaalta uusiutuvan energian loppukäyttö on sähköä, joka mahdollistaa korkeamman lopullisen hyötysuhteen kuin fossiilisesta energiasta usein saadaan, joten osa nykyisestä fossiilisen energian tarpeesta korvautuisi paremmalla hyötysuhteella. Tämä puolestaan vaikuttaisi parempaan suuntaan. Uusiutuvan energian energiaylijäämä saattaa kasvaa teknologisen kehityksen myötä, mutta aurinko- ja tuulivoimaa joudutaan kenties asentamaan huonommille paikoille ja investointeihin käyttämään heikompia mineraaliaesiintymiä, mikä vaikuttaa puolestaan toiseen suuntaan. Aurinkopaneelien hinnat voivat hyvin pudota vielä vaikkapa 50%, mutta itse paneelien osuus kustannuksista on jo varsin pieni, joten kokonaishinnassa pudotus on paljon pienempi.

Henkilökohtainen tuntumani on, että Bardin ja kumppaneiden laskelmat investointitarpeesta ovat alakanttiin ja toisaalta he ehkä yliarvioivat maailmantalouden sopeutumiskyvyn öljyn tuotannon voimakkaaseen laskuun. Jos Bardin ja kumppaneiden laskelmat kuitenkin pitävät likimäärin paikkansa (olen siis mielelläni väärässä), niin investointien vaadittava taso on suunnilleen tuplasti se mitä nykyisin käytetään fossiiliseen energiaan, uusiutuviin ja ydinenergiaan yhteensä, joka on nyt noin 2 % globaalista BKT:sta. Eli noin 4 prosenttia globaalista BKT:sta olisi kohdistettava ei-fossiilisiin energiainvestointeihin ja jatkettava näin vuoteen 2050 asti, minkä jälkeen tahti hiukan taittuisi. Bardin ja kollegoiden laskelmissa päädyttäisiin suurin piirtein samoihin suuruuslukuihin kuin Sternin päivitetty arvio. Bardin ja kumppaneiden laskelmissa on toisaalta kaksi kertaa Sternin arvio, jotka voimme hahmottaa osissa. Ensin noin 2 % BKT:sta on siirrettävä fossiiilisesta energiasta ei-fossiiliseen energiaan (aurinko- ja tuulienergiaan mainitussa paperissa). Fossiilienergiateollisuus kävisi armottomaan lobbaukseen? Fossiilienergiateollisuuden vähittäinen alasajo ei kuitenkaan vielä riittäisi, sillä olisi vielä siirrettävä kulutusta tai muita investointeja (käytännössä jokin yhdistelmä) 2 % BKT:sta vähähiiliseen energiaan. Eero Paloheimo kenties sanoisi, että armeijojen resurssit (2,3 % maailman BKT:sta) on siirrettävä tähän tehtävään ja olisi suuruusluokassaan Bardin ja kumppaneiden arvion kanssa linjassa. Tällöin ilmastonlämpeneminen saataisiin rajoitettua kahteen asteeseen siirtämällä resurssit fossiilienergiateollisuudesta ja sotilasmenoista ilmastonmuutoksen hillitsemiseen. Ilmastonmuutosta voi hillitä muutenkin kuin investoimalla vähähiiliseen energiantuotantoon ja osa tällaisista keinoista saattaa olla edullisempiakin. Esimerkiksi lihan korvautuminen viljalla ruokavaliossa voisi vapauttaa karjan laiduntamiselle raivattua metsää uudelleen metsittämiselle, mikä sitoisi hiiltä samalla kun kansanterveys paranisi.

Lähteet

1. Marshall Burke, Sol Hsiang, and Ted Miguel. 2015. Global non-linear effect of temperature on economic production. Nature. Burken ryhmän tutkimusta (2015) on siteerattu monissa sanomalehdissä, kuten The Guardian-lehdessä (1, 2).  Myös HS julkaisi tutkimuksesta jutun.
2. Tord Kjellström. 2014. Productivity Losses Ignored in Economic Analysis of Climate Change.
3. Hamilton, James. 2011. Historical oil shocks. 

4. Robine JM, et al. 2008. Death toll exceeded 70,000 in Europe during the summer of 2003. C R Biol 331(2):171–178.

5. Larry Summers. 2015. IMF Economic Review 63:277-280.

6. Sgouris Sgouridis, Ugo Bardi, Denes Csala. 2016. A Net Energy-based Analysis for a Climate-constrained Sustainable Energy Transition.

Tietohaaste

Sain tietohaasteen (Kirjavuori-blogi). Esittelen tässä lyhyesti viisi tietokirjaa.

Ohjeet:

–Valitse viisi tietokirjaa (joita et ole vielä esitellyt blogissasi) ja viisi nettisivua, joiden tiedon laatu on ansiokasta ja esittele ne lyhyesti blogissasi.
–Kielen tulee sekä kirjoissa että nettisivuissa olla jokin pohjoismaisista kielistä - siis tanskaksi, norjaksi, islanniksi, suomeksi, ruotsiksi, fääriksi, grönlanniksi, saameiksi, kveeniksi, meänkielellä jne
–Tietokirjat ovat niitä, joiden perässä mitä todennäköisimmin on laaja lähdeluettelo.
–Haasteen aloittajan Lukumadon kirjoitus tietokirjoista. Siitä voi katsoa mitä ei ainakaan lasketa tietokirjaksi.
–Haasta mukaan vähintään kolme blogia jakamaan tietoa eteenpäin.


Tietokirjat:


Alan Lightman: Einsteinin unet (1993). Kirjan ideana on, että patenttitoimistossa työskentelevä Albert Eistein nukahtelee työpäivänsä aikana ja näkee unia ajasta. Unet ovat mitä villeimpiä ja ne tutkiskelevat, että millainen maailma olisi jos aika olisi olennaisesti toisenlainen, esimerkiksi ei olisi olemassa syy- ja seuraussuhdetta tai jos aika olisi kehä. Muistan kirjan luettuani ajatelleeni, että Einstein olisi todennäköisesti ollut kirjasta ylpeä. Kirjan kieli oli myös omalakinen, joka on välittynyt käännökseen ilmeisen hyvin.

Charles Seife: Nollan elämäkerta (1993). Nolla on paljon muutakin kuin tyhjä joukko tai numero. Nollan historia on äärimmäisen mielenkiintoinen. Sitä on toisaalla palvottu ja toisaalla kavahdettu. Se on keksitty historiassa monta kertaa. Nollan (ja äärettömän, joka usein liittyy nollaan jollain lailla) syvällinen ymmärrys on ollut edellytys koetulle teknologiselle kehitykselle.

Rauno Tirri ja kumppanit: Biologian sanakirja (1993). Vaikka sanakirja ei ehkä kuulu haasteen joukkoon, niin otan sen silti. Opiskelin biotieteitä ja opinnoissa tuli vastaan paljon käsitteitä, joita ei ollut suomennettu. Niinpä hankin tämän sanakirjan, vaikka se tuntui opiskelijan kukkarossa aika isolta hankinnalta. En arvannut, että se opettaisi ajattelemaan, että mistä sanat ja käsitteet tulevat. Esimerkiksi EPO-hormonina tunnettu erytropoietiini tulee kreikankielen sanoista (erythros = punainen) ja (poiesis=tekeminen). Näin ei ole yllättävää, että EPO on punasolukasvutekijä. Kreikan ja latinan kieltä (mono, poly, iso, endo, ekso, morfi, geeni...) englantiin tai suomeen tuotuna tapaa melkein kaikkialla. Näitä yleisimmin esiintyviä "sanojen osia" ei ole edes lopulta kovin paljon, joten ne oppii aika nopeasti. Tästä sanakirjasta on ollut paljon iloa.

Sixten Korkman: Väärää talouspolitiikkaa (2015). Talous ja utopia -kirjassa (2012) Korkman sanoo, että talous voi kasvaa ikuisesti. Tuoreemmassa kirjassaan Korkmanin voi tulkita tulleen hyvin epäileväiseksi ikuisen talouskasvun suhteen. Korkman pohtii klassisen ajan taloustieteilijöiden näkemyksiä kasvun loppumisesta. Klassisen ja nykyisen uusklassisen taloutieteen ero onkin selkeimmillään siinä, että jokseenkin kaikki klassiset taloustieteilijät pitivät talouskasvua varsin lyhytikäisenä ilmiönä, joka tulee loppumaan. Uusklassinen taloustiede ei puolestaan näe mitään rajoja talouskasvulle vaan sen parissa jopa perustellaan kuinka talous voi kasvaa ikuisesti (atomeja voidaan järjestellä rajattomasti vaikka atomeja on rajallinen määrä jne.). Tämän pohdinnan lisäksi kirja on sekä hyvä katsaus sotien jälkeiseen talouspolitiikkaan Suomessa (verattuna kansainvälisiin suuntauksiin) että johdatus taloustieteen historiaan. Siinä on myös hyvää pohdintaa Suomen emujäsenyyden taustoista. Minulle oli jokseenkin uusi asia, että emu-jäsenyyden mahdollisista haitoista varoiteltiin aikanaan Suomessa ilmeisen paljon ja nyt ne haitat näyttäisivat aika pitkälti toteutuneen.

Osmo Soininvaara: Fillarilla Nizzaan (2008). Soininvaara pyöräilee Tallinnasta Nizzaan ja ajattelee matkalla ääneen. Tämä on matkakertomus, mutta siinä pohditaan paljon esimerkiksi maatalous-, liikenne- ja energiapolitiikkaa.  Pidän Soininvaaran tavasta käyttää järkeä ja pohtia "ääneen" asioita. Kirja on mielenkiintoinen konseptinakin, sillä se on saanut alkunsa blogikirjoituksista ja sen lopullisessa muodossa on otettu huomioon blogiin tulleet kommentit. Kirja toiminee hyvin myös oppaana pyörämatkaa Eurooppaan suunnittelevalle. Soininvaaran kirjoista paremmin aikaa kestäviä ja monille lukijoille mielenkiintoisempia varmasti ovat Vauraus ja aika (2007), Sata-komitea (2010) ja Vihreä politiikka (2012). 

Haastan seuraavat blogit:
Avointa ajattelua
Gaia - ainoa kotimme
Passiivi-identiteetti

Luet tietokirjoja, mutta et saanut haastetta? Voit ottaa silti haasteen tästä.