Kannattaako sähköä jalostaa mansikaksi?

Uusien liikeideoiden tarve on huutava sekä Suomen taloustilanteen että kestävämmän tulevaisuuden tavoittelun vuoksi. Ei olekaan yllättävää, että liki päivittäin saamme uutisia mitä erikoisimmista ideoista tuottaa ja käyttää energiaa. Usein jo yksinkertainen, idealistisiinkin oletuksiin perustuva laskelma saattaa kertoa varsin paljon hankkeen teknistaloudellisesta mielekkyydestä.

Jedimestari Yoda tietää, että mansikoiden kemiallinen energia (eli kalorit) voi olla peräisin auringosta tai vaikka sähköstä LED-lamppujen välityksellä.

Eilen uutisoitiin ylöjärveläisestä hankkeesta, jossa on tarkoitus viljellä mansikkaa keinovalaistuksessa ja pystyviljelmissä. Kyseisessä tehtaassa on tarkoitus tuottaa mansikkaa 45 miljoonaa kilogrammaa vuosittain lähinnä vientiin. Suomen nykyinen vuosituotanto on noin 13 miljoonaa kiloa. Seuraavassa esitän idealististen (hanketta suosivien) oletusten perusteella arvion hankkeen toteuttamiskelpoisuudesta.

Kasvit pystyvät sitomaan tyypillisesti 1-3 % niihin kohdistuvan auringonvalon energiasta. Erilaiset häviöt kuitenkin tarkoittavat sitä, että nyrkkisäännön mukaan vain 0,1 % auringonvalon energiasta päätyy itse hedelmän, marjan tai jyvän kemialliseksi energiaksi (Smil, 2008; ks. kuva alla).

Erilaisten "häviöiden" suhteellinen osuus fotosynteettisessä "fiksaatiossa". Lähteenä Smil, 2008: Energy in Nature and Society.

Olkaamme kuitenkin optimistisia ja olettakaamme, että mansikan tuotanto LED-valolla saadaan kymmenen kertaa energiatehokkaammaksi kuin Smilin peukalosääntö 0,1 % syötävän osan fotosynteettiselle hyötysuhteelle. Tällöin prosentti LED-lamppujen tuottamasta valosta päätyisi mansikan (joka ei muuten kasvitieteellisesti ole marja vaan epähedelmä) sisältämäksi kemialliseksi energiaksi. Olettakaamme edelleen positiviisesti, että LED-lamppujen hyötysuhde sähköstä valoksi on 100 % (se ei sitä tietenkään ole). Edelleen olettakaamme sähkönhinnan teollisuuden sähkönhinnaksikin edulliseksi 60 euroa/MWh (ks. täältä tarkemmin sähkön hinnasta). Mansikka sisältää kemiallista energiaa 45 kcal/100 g, joka on tavallisesti peräisin auringosta, mutta kyseisessä hankkeessa LED-valosta eli alunperin sähköstä. Ylöjärvellä on toisin sanoen tarkoitusta tehdä sähköstä mansikoita.

Edellä mainituilla oletuksilla laskelma tuottaa tuloksen, että mansikan sähkökustannukset ovat yli 3 euroa mansikkakiloa kohti eli enemmän kuin uutisessa esitetty mansikan myyntihinta. Itse halli-investointi, sinne asennettavat robotit, 200-500 työntekijän palkka, käyttöveden valmistus, ravinteet ja niiden kierrättämiseen vaadittavat pumput, vakuutukset jne. tulevat vielä tämän päälle.

Laskelman perusteella minusta näyttää selvältä, että sähköstä ei kannata nykyhinnoilla "jalostaa" mansikkaa edes Suomessa jossa teollisuuden saama sähkö on kansainvälisesti katsoen erittäin edullista vaikka tuotanto olisi pitkälle optimoitua. Näyttäisi siltä, että LED-lamppujen kuluttamasta sähköstä suuruusluokaltaan 10 % olisi saatava mansikan "kaloreiksi", jotta mansikan myyntitulo kattaisi sähkön lisäksi muut tuotantokustannukset ja jättäisi yrittäjälle katetta. Teoreettinen maksimi fotosynteesille on Smilin (2008) mukaan noin 20 % kun tarkastellaan fotosynteettisesti aktiivisia valon aallonpituuksia ilman pilviä tai muita esteitä. Lyhytaikaisesti luonnossa on päästy kaikkein tehokkaimmilla kasveilla 4-5 prosentin yhteyttämisen hyötysuhteeseen, mikä pilvisyystekijä huomioiden on 8-10 % (tämä on siis koko kasvin osalta, ei pelkästään sen syötävän osan). Ylöjärven mansikalla suurin osa biomassasta (tai sen kaloreista) pitäisi käytännössä olla mansikassa ja vain pieni osa saisi olla juuristoa, varsia tai lehtiä (joilla se yhteyttää) eikä sähköä saisi kulua merkittävässä määrin pumppujen ja robottien käyttöön. Jos hanke näyttää kyseenalaiselta idealistisilla oletuksilla, niin on varsin todennäköistä, että käytännössä hanketta ei saada kannattavaksi.

Tekeekö riskiraha hankkeesta järkevän? Se saattaa riippua siitä kenen näkökulmasta katsoo. Olen kuullut joskus argumentoitavan, että riskirahoittajat eivät rahoita hankkeita jotka eivät voi edes teoriassa menestyä (tätä on käytetty esimerkiksi Talvivaaran hankkeen alkuperäisen mielekkyyden puolustamiseen). Riskirahoittajat eivät kuitenkaan välttämättä tarkastele yksittäisiä hankkeita vaan saattavat toteuttaa samaa logiikkaa kuin Mika Waltarin Sinuhe eqyptiläinen sijoittaessaan laivoihin muinaisessa Egyptissä: "On laivoja, jotka eivät milloinkaan palaa. Mutta useimmat palaavat. Ja silloin Sinuhen kulta merkitään kauppahuoneen kirjoihin kaksinkertaisena ja kolminkertaisena". (Toisin sanoen Mika Waltari hahmotteli Sinuhessa portfolioteorian aiemmin kuin moderni talousteoria formuloi sen.) Sinuhe eqyptiläinen ei ollut kiinnostunut yksittäisen laivan merikelpoisuudesta vaan laivojen muodostamasta portfoliosta. Sijoittajasta riippuen riskisijoittajan mielenkiinto voi kohdentua hankkeiden portfolioon yksittäisten hankkeiden sijasta. jolloin riskiraha argumenttina hankkeen teoreettisen elinkelpoisuudeen puolesta ei välttämättä toimi.

Uutisen mukaan Ylöjärven hankkeelle haetaan Tekesiltä 3 miljoonan euron rahoitusta. Kun hanke ei edes idealistisilla oletuksilla näytä olevan toteuttamiskelpoisuuden rajoissa, niin sen rahoittamisen mielekkyyttä (julkisista rahoista) pitää pohtia muilla mittareilla tai jättää hanke rahoittamatta. Teknologian kehitysprojekti voi epäonnistuessaankin olla yhteiskunnallisesti arvokas vaikka se sitä kehittävän yrityksen ja rahoittajien näkökulmasta olisi "epäonnistuminen". Esimerkiksi jonkin teknologian demonstroinnista saatava tieto voi olla arvokasta itsessään vaikka hanke sinänsä olisi tuomittu epäonnistumaan.

En sano, että yhteiskunnan toimesta ei pidä rahoittaa Ylöjärven hanketta. Sanon vain, että rahan vastineeksi ei kuitenkaan kannata odottaa liiketaloudellista tuottoa tai vientipotentiaalia kyseiselle teknologiselle kokonaisuudelle. Riskirahoittajilla ja yrittäjällä ei odotettavasti ole intressejä raportoida kovinkaan systemaattisesti hankkeesta, joten automaattisesti tulevaisuudessa vapaasti hyödynnettävää tietoa ei synny vaikka Tekes myöntäisikin tukirahaa hankkeelle. Tiettyä teknologiaa kehittäneet henkilöt oppivat paljon projektin aikana ja kuljettavat tietotaitoa mukanaan senkin jälkeen kun epäonnistunut projekti on lopetettu.

Pohtia voi, pitäisikö julkisen rahoituksen ehdoksi asettaa nykyistä tiukemmin se, että hankkeen tuloksista saadaan julkista tietoa varsinkin siinä tapauksessa kun hanke epäonnistuu. Negatiiviset tulokset kehitysprojekteista eivät useinkaan tule julki, minkä vuoksi haastavaa teknologiaa saatetaan yrittää kehittää yhä uudestaan tai ei pystytä arvioimaan, milloin jokin olosuhde on muuttunut niin paljon, että teknologia on voinut muuttua kaupalliseksi. Esimerkiksi hiilidioksitonnin korkeampi hinta saattaisi nostaa kannattavaksi joitakin sellaisia uusia teknologioita, joita ei aiemmin ole kannattanut hyödyntää. Voisiko mansikan pystyviljely osoittautua kannattavaksi, mikäli sähkönkäyttö voisi joustaa edullisimpiin tunteihin? Voisiko mansikka "levätä" silloin, kun sähkö on kallista? Voidaanko LED-tekniikalla ohjata mansikan sekundäärimetaboliaa esimerkiksi haluttujen flavonoiden suuntaan? Superfood-mansikan arvo olisi korkeampi (vai onko mansikka jo superfoodia?). Olen taipuvainen uskomaan, että monien riskihankkeiden yhteiskunnallinen arvo on paljon suurempi kuin kannattavuuslaskelma kertoo, mutta jätän mieluusti Tekesin asiantuntijoiden pohdittavaksi, onko Ylöjärven mansikkahanke 3 miljoonan julkisen euron väärtti.

60-100 % energiasta uusiutuvilla 2030?

Uusiutuvan energian osuus energiankulutuksesta vuonna 2030 on arviolta 60 %, mikäli nykyinen investointien kasvutahti jatkuu. Futuristi Ray Kurzweil ennakoi, että aurinkoenergia kattaa 100 % energiasta vuonna 2030. Miten nämä visiot vertautuvat aiempiin energiamurroksiin ja mikä on toisin tällä kertaa? 

Nykyisiin kasvulukuihin katsoen näyttää siltä, että vuonna 2030 jopa 60 % energiasta tuotetaan uusiutuvalla energialla (lähde). Futuristi Ray Kurzweil arvioi, että noin vuonna 2030 kaikki energia tuotetaan aurinkoenergialla. Vuosien 1990-2014 välillä fossiilisen energian osuus energiankulutuksesta oli hämmästyttävän vakaa ollen koko ajan välillä 87 - 90 % (BP Statistical Review of World Energy 2015). Tulevaisuudesta emme tiedä, mutta aiempiin energiamurroksiin tutustuminen ei ole ainakaan haitaksi kun arvioidaan tulevaa. Sen lisäksi yritän lyhyesti hahmottaa, että mitä on nyt toisin aiempiin energiamurroksiin nähden. Otan vuoroin pessimistisen ja optimisten näkökulman uusiutuvaan energiaan.

Energiamurros 1: puusta kivihiileen

Kivihiili on puuta paljon energiatiheämpi, helpommin säilytettävissä ja runsaammin saatavissa oleva energiankantaja, mutta kivihiileltä meni yllättävän pitkään ohittaa puu energianlähteenä globaalilla tasolla. Vuonna 1840 kivihiilen osuus energiankulutuksesta oli 5 % ja vasta 1900-luvun ensimmäisinä vuosina kivihiili oli puuta selvästi merkittävämpi energiankantaja energiankulutuksella mitaten. 1800-luku ei ollut kivihiilen vuosisata, kuten usein luullaan, sillä suurin energiamäärä 1800-luvulla tuli puusta.

Kuva 1. Kivihiilen osuus energiankulutuksesta. Lähde: Smil, 2010.

Energiamurros 2: kivihiilestä öljyyn

Miten sitten öljy? Öljy on kivihiiltä energiatiheämpi, helpommin kuljetettava ja koostumuksensa ja olomuotonsa ansiosta paremmin erilaisiin kemiallisiin prosesseihin soveltuva. Ensimmäiset öljylähteet olivat energiapanoksen tuottokertoimeltaan (EROEI) suuria ja niistä öljy suihkusi korkealle ilmaan omalla paineellaan. Öljyn luulisi ohittaneen kivihiilen energiankulutuksessa muutamassa vuosikymmenessä. Totuus on kuitenkin toinen. Öljy ohitti energiankulutuksessa kivihiilen vasta 1960-luvulla. Siitä kun öljyn osuus oli 5 % kokonaisenergiankulutuksesta eli vuonna 1915 kului 60 vuotta, että öljyn osuus energiankulutuksesta kasvoi 40 prosenttiin. Öljy mahdollisti polttomoottorin kehityksen, laajan kemianteollisuuden, maatalouden koneellistamisen, massaturismin ja paljon muuta, mutta tämä murros kesti yllättävän pitkään.

Kuva 2. Öljyn osuus energiankulutuksesta. Lähde: Smil, 2010.

Energiamurros 3: öljystä maakaasuun ja ydinvoimaan

Mitä öljyn jälkeen? Ensimmäisenä voisimme tarkastella maakaasua. Ehkä mielekkäämpää on kuitenkin ottaa sekä maakaasu että ydinvoima yhdessä tarkasteltavaksi, sillä molempia käytetään paljon sähköntuotantoon ja molemmilla korvattiin sähköntuotannossa käytettyä öljyä öljykriisien jälkeen. Markkinaosuuden voittaminen energiankulutuksesta hidastuu edelleen, sillä 60 vuodessa (1930-1990) näiden kahden energiamuodon osuus energiankulutuksesta kasvoi 3 prosentista 26 prosenttiin. Luonnollisesti tulos näyttäisi vielä vaatimattomammalta, mikäli tarkasteltaisiin vain toista näistä energiamuodoista.

Kuva 3. Maakaasun ja ydinvoiman osuus energiankulutuksesta. Lähde: Smil, 2010.

Energiamurrosten opetukset

Jokainen energiamurros uuden energiankantajan suhteen on siis ajan kuluessa säännönmukaisesti hidastunut (ks. kuva alla). Miksi näin on ollut? Ensimmäinen mieleen tuleva selitys on sattuma. On kuitenkin aihetta epäillä, että kyse ei ehkä ole sattumasta. Yhtenä syynä voi olla se, että teknologinen monimutkaisuus on samalla kasvanut (polttomoottorit ja kaasuturbiinit ovat paljon höyrykonetta monimutkaisempia).Toisena syynä voi olla se, että maailmantalouden koko ja samalla energiankulutus on kasvanut taustalla eli tuotantopääomaa on vaadittu murros murrokselta huomattavasti enemmän kuin aiemmin. Yksittäisen energiankantajan tai energiamuodon olisi näin koko ajan vaikeampi voittaa markkinaosuutta. Varsinkin paljon energiaa asukasta kohti kuluttavissa maissa on paljon infrastuktuuria, kuten liikenne- ja energiajärjestelmät, joiden elinkaari on pitkä, mikä hidastaa muutosta ja näyttäytyy eräänlaisena polkuriippuvuutena.

Yksittäisissä maissa ja teknologioissa on toisaalta kokemuksia nopeista energiasiirtymistä. Hollannissa maakaasu saavutti 25 prosentin osuuden energiankulutuksesta vain 10 vuodessa (1960-luvulla). Ruotsissa tehokkaampi valaistus saavutti 25 prosentin markkinaosuuden seitsemässä vuodessa 1990-luvulla. Näyttää kuitenkin yleisesti siltä, että mitä suurempi on mittakaava (energiankulutus ja väestö, johon energiasiirtymä vaikuttaa), niin sitä kauemmin aikaa energiasiirtymät vievät. Kuwaitissa on paljon pienempi väestö kuin Ranskassa, joten ei ole yllättävää, että ydinvoimalta vei 11 vuotta saavuttaa 25 prosentin markkinaosuus sähkön tuotannosta Ranskassa, kun Kuwaitissa öljy ja sähkö saavuttivat 25 prosentin markkinaosuuden vain kahdessa vuodessa. Tähän kuvaan sopii se, että flexi-fuel autot saavuttivat Brasiliassa 25 prosentin osuuden myydyistä uusista autoista vuodessa, mutta uusia autoja myytiin hyvin vähän suhteutettuna Brasilian väestöön.

Ilmastointi on mielenkiintoinen esimerkki energian loppukäytöstä ja auttaa hahmottamaan mittakaavoja. Ilman suuria muutoksia olemassa olevaan lämmitysjärjestelmään asennettava ilmastointi tuli massatuotteeksi Yhdysvalloissa vuonna 1947. Jo vuonna 1970 yli 24 miljoonaa asuntoa oli ilmastoitu ja niissä asui yli 50 miljoonaa asukasta. Ilmastoinnin käytön kasvuun oli intressejä ilmastointilaitteiden valmistajien lisäksi sähköyhtiöillä, jotka saivat lisättyä sähkönmyyntiään ilmastoinnin avulla. Nykyään noin 90 % amerikkalaisista kodeista on ilmastoitu ja näissä laitteissa kuluu enemmän sähköä kuin Afrikka kokonaisuudessaan käyttää. Yhdysvalloissa käytetään autojen ilmastointiin bensiiniä määrä (7-10 miljardia gallonaa vuodessa), joka vastaa suuruusluokaltaan Suomen, Tanskan ja Norjan yhteistä öljyn kulutusta.

Eri energiasiirtymien vertailu on hankalaa siinä(kin) mielessä, että flexifuel-autot eivät vaadi suurta muutosta ympäröivään infrastruktuuriin, mutta siirtyminen kivihiilestä öljyyn oli yhteydessä öljynjalostamojen rakentamiseen, polttomoottorin yleistymiseen, teiden rakentamisiin jne.

Uusi uusiutuva energia (kuten tuuli ja aurinko) on nyt markkinaosuudeltaan jotakuinkin tilanteessa, jossa kivihiili oli noin 1840, öljy vuonna 1915 ja maakaasu vuonna 1930. Jos uusiutuva energia tulee saavuttamaan 60 prosentin osuuden vuonna 2030, niin se kehitys on jotakuinkin alla olevan kuvan mukaista suhteessa aiempiin energiamurroksiin. Tämä on huikea visio sitäkin taustaa vasten, että vuonna 1990 eli 25 vuotta sitten 90 % kaikesta energiasta tuotettiin fossiilisella energialla, kun osuus tänään on 87 %. Mikäli Kurzweil tulee olemaan oikeassa, niin keltainen käyrä kuvassa on vielä paljon jyrkempi.

Kuva 4. Energiamurrokset ja nykyinen uusiutuvien investointitahti 2030 asti.

Teknopessimistinen näkökulma uusiutuvaan energiaan

Miksi on perusteita epäillä näin nopeaa uusiutuvan energian kehitystä? Ensimmäinen peruste on se, että mittakaavan kasvaessa uuden energiamuodon näyttäisi olevan vaikeampi syrjäyttää edellisiä (vuonna 2014 maailmassa käytettiin 3,5-kertaisesti se määrä energiaa kuin käytettiin vuonna 1965). Toinen tekijä on se, että teknologioista tulee monimutkaisempia. Tuulivoima on nykyisin vaativa toimiala, mitä kuvastaa se, että alan neljä suurinta yritystä toimitti noin 40 % kaikesta uudesta tuulivoimalakapasiteetista vuonna 2014. Suuria kaasuturbiineja valmistaa myös vain kourallinen suuryrityksiä. Kolmas asia on se, että aurinko- ja tuulivoiman tehotiheys on pieni, jolloin ne tarvitsevat paljon pinta-alaa. Aurinkopaneeleja voidaan tosin asentaa katoille ja sellaiseen infraan, jolle ei ole muuta käyttöä. Neljäs peruste epäillä nopeaa kehitystä on se, että teollisten maiden infrastruktuuri on rakentunut halvan ja aina saatavilla olevan energian varaan eikä peritty infrastruktuuri korvaudu hetkessä, vaikka auringonpaiste ja tuuli sinänsä on ilmaista.

Nykyinen fossiilista energiaa käyttävä kalusto on kuoletettava ennen kuin siitä voidaan luopua. Kiinan voi varovaisesti arvioiden laskea investoineen pelkästään hiilivoimaloihin noin 500 miljardilla dollarilla 2000-luvulla. Vaikka uusiutuva energia olisi ilmaista, niin on mahdollista, että kivihiiltä poltetaan noissa voimaloissa niin kauan kuin niiden investoinnit on kuoletettu. Kivihiilivoimalaitosten kaupallinen elinikä on kymmeniä vuosia. Viides peruste on se, että uusiutuvan energian energiaylijäämä (varsinkin jos varastointitarvetta on ja se huomioidaan), on merkittävästi pienempi kuin fossiilisen energian (keskimäärin).

Voiko teollinen sivilisaatio, jossa materiaalinen tuotanto kasvaa eksponentiaalisesti ja koko maailma tavoittelee globaalin pohjoisen elintasoa, ylipäätään toimia matalan energiatiheyden aurinko- ja tuulienergialla? Ted Trainer on yksi tunnetuimmista niistä jotka sanovat ei ja Mark Jacobson yksi tunnetuimmista, jotka sanovat kyllä. Kuudes peruste on se, että nyt vaadittavan siirtymän mittakaava on niin laaja, että joistakin metalleista voi tulla pulaa. Yleisemmällä, filosofisemmalla tasolla voidaan pohtia sitä, että ensi kertaa energiasiirtymä kulkee varannoista (kivihiili, öljy, maakaasu, ydinvoima) virtoihin (aurinko, tuuli jne.) päin. Onko tämä etu vai haaste? Palaan jäljempänä siihen, että mikä puoltaa nopeaa energiasiirtymää pois fossiilisesta energiasta.

Vaihtelevan uusiutuvan energian (tuuli ja aurinko) osuus on globaalisti vielä niin pieni, että niiden mahdolliset haitat eivät ole vielä suuret. Mikäli niiden osuus kasvaa eikä energian varastointi ja/tai kysyntäjoustot kehity tarpeeksi nopeasti, niin uusiutuvan energian rajakustannukset saattavat kasvaa nopeasti. Tuuli- ja aurinkoenergian arvo on pienillä osuuksilla sähköntuotannossa jopa korkeampi kuin muun sähkön ainakin Saksassa (paikalliset erot voivat olla suuret). Kun aurinkoenergian osuus kasvaa sähköntuotannossa 15 prosenttiin, niin sähkön arvo on enää 50-80 % sähkön markkina-arvosta. Tässä ei ole huomioitu säätävien laitosten ja verkkointegroinnin kustannuksia vaan ainoastaan tuotetun sähkön arvo suhteessa muun sähkön arvoon. Tuulivoima ei ole yhtä herkkä sähkön suhteellisen markkina-arvon laskulle, mutta sama ilmiö on havaittavissa silläkin. Uusiutuvaa, tuotannoltaan vaihtelevaa sähköntuotantoa on tasattava joko varastoimalla energiaa tai kysyntäjoustoilla, jotta sen osuus voi lähestyä 100 %. Nykyisin ongelmia tulee jo paljon aiemmin. Älykäs sähköverkkokaan ei rakennu ilmaiseksi, vaikka toisaalta sähköverkkoihin on investoitava joka tapauksessa paljon lähivuosikymmeninä useissa maissa. Uusiutuvan energian tuotantokustannukset ovat toisaalta laskeneet voimakkaasti, varsinkin aurinkosähkön kohdalla.

Energia ei ole pelkästään sähköä

Usein ajatellaan, että energia on sähköä. Sähkön osuus on kuitenkin vain noin 15 % globaalista kokonaisenergian kulutuksesta (IEA, vuosi 2012), vaikkakin se on ollut hitaassa nousussa jo pitkään ja sen arvioidaan nousevan edelleen. Ero ei ole kuin muutama prosenttiyksikkö OECD:n ja muun maailman välillä eli suurta merkitystä ei ole tässä mielessä sillä, että painottuuko talouden kasvu jatkossakin OECD-järjestöön kuulumattomiin maihin. Vaikka kaikki sähkö tuotettaisiin uusiutuvilla, niin vasta alle viidennes energiankulutuksesta katettaisiin uusiutuvalla energialla. Toki edullinen ja vähäpäästöinen sähkö olisi iso askel, sillä sähköllä voidaan esimerkiksi lämmittää usein edullisesti ja tehokkaasti (lämpöpumput) ja sillä voitaisiin ainakin teoriassa valmistaa kaasumaisia ja nestemäisiä polttoaineita liikenteeseen. Esimerkiksi professori Raimo Lovio arvioi, että 30-40 prosenttia sähköstä tuotetaan globaalisti auringolla ja tuulella 20-30 vuoden kuluttua. Tämä on siis aivan eri asia kuin sanoa, että 30-40 % kokonaisenergiasta tuotetaan uusilla uusiutuvilla, vaikka sähkön osuuden kokonaisenergiasta voi arvioida nousevan. Lovio on siis merkittävästi maltillisempi arviossaan kuin nykyinen investointien kasvuvauhti, saati Kurzweil.

Energiajärjestelmä kilpailee fyysisistä resursseista muun talouden kanssa

Seuraava energiamurros on siitäkin aiempia haastavampi, että nyt ei riitä, että vähäpäästöinen energia kasvattaa osuuttaan vaan sen täytyy myös aiemmista energiamurroksista poiketen syrjäyttää aiempia energiamuotoja ja energiankantajia tieltään. Fossiilisen energian esiintymät ehtyvät, eli niihin joudutaan investoimaan koko ajan enemmän saatua energiayksikköä kohti ja ilmastonmuutos etenee. Tällä kertaa energiamurros ei siis saa olla additiivinen, kuten kaikki aiemmat energiamurrokset (ks. kuva alla), vaan sen täytyy olla syrjäyttävä. Kuten kuvasta näkyy, niin bioenergiaa lukuunottamatta minkään energiankantajan absoluuttinen kulutus ei ole vähentynyt globaalisti viimeisen 200 vuoden aikana. On myös mahdollista, että liian nopea siirtymä fossiilisesta energiasta uusiutuvaan energiaan ajaa maailmantalouden taantumaan, mikä puolestaan vähentää energian kysyntää ja kannusteita investoida energiantuotantoon. Tilannetta hankaloittaa se, että uusiutuva energia tyypillisesti vaatii suuren osan energiapanoksestaan ennen kuin energiaa saadaan käyttöön. Uuteen energiantuotantoon investoitu energia on poissa muusta taloudesta ja voi olla ongelma varsinkin jos energiantuotanto ei kasva tarpeeksi, fossiilisen energian esiintymät ehtyvät (eli niiden hyödyntäminen vaatii suhteellisesti enemmän energiapanoksia) ja/tai uusiutuvan energian teknologia ei kehity riittävän nopeasti. Tästä nettoenergia-ansana tunnetusta ilmiöstä on tehty lukuisia mallinnuksia, joista yksi löytyy täältä.

Se, että maapallolle lankeaa 10 000-kertaisesti aurinkoenergiaa tarpeeseemme nähden, ei riitä argumentiksi, että energiasta ei tule pulaa. Ei kullastakaan tule absoluuttista pulaa, sillä maailman meriin sitä on liuennut mittaamattomat määrät, mutta jos rakennamme liikaa koneita kullan erottamiseen merestä, niin muu talous jää vaille kaipaamiaan fyysisiä resursseja, jolloin talous ajautuu taantumaan ja kullan kysyntä vähenee vaikka se olisi kuinka tarpeellista ja haluttua. Emme voi tarkasti tietää, että kuinka nopeasti uusiutuvan energian nettoenergia kehittyy ja toisaalta ajankohtaa ja vauhtia, jolla fossiilisten esiintymien nettoenergia kääntyy laskuun. Dalen ja kumppaneiden ja muihin vastaaviin mallinnuksiin on kuitenkin syytä suhtautua vakavasti yleisellä tasolla vaikka kyseisten mallinnusten parametrejä ei voi valita vain yhdellä tavalla eikä niissä esitettyjen käyrien huippujen vuosilukuihin kannata tuijottaa.

Kuva 5. Energiankantajien osuus energiankäytöstä 1820-2008. Lähde: Smil, 2010.

Tekno-optimistinen näkökulma uusiutuvaan energiaan

Entä sitten uusiutuvan energian läpimurtoa puoltavat seikat? Niitäkin on paljon. Käyttämistäni lähteistä Smilin voi sanoa olevan pessimistinen tarvittavan energiamurroksen nopeuden suhteen, mutta Fouquet puolestaan on optimistisempi. Nyt on poikkeuksellisen kova paine saada globaaleja haittoja, kuten CO2-päästöt, pienennettyä, jollaista ei aiemmissa energiamurroksissa ole ollut. Pariisissa vallinnut tahtotila oli vahva, joskin on syytä epäillä, että siellä ei täysin ymmärretty mitä sovittiin. Toiseksi, uusiutuva energia voi kehittyä vielä huomattavan paljon - varsinkin jos ympäröivää infrastruktuuria saadaan vastaanottavaisemmaksi vaihtelevalle uusiutuvalle energialle. Kolmanneksi, muutospainetta tulee myös kuluttajilta, jotka haluavat kestävämpiä tuotteita ja tätä vastaamaan on syntynyt yrityksiä, jotka pyrkivät tekemään kestäviä ja korjattavia tuotteita (Fairphone, By Me Once...).

Voi olla, että jatkossa bisneslogiikka toimii yhä useammin eri tavalla kuin nykyisin eli ei esimerkiksi pyritä myymään koneisiin ja laitteisiin voiteluöljyä mahdollisimman usein vaan vuokrataan öljy, jolloin on kannusteet kierrättää ja valmistaa kestävää voiteluöljyä. Omistussuhteiden myötä määrittyvillä kannustimilla voi olla suuri merkitys. Hiiliverolla, päästökaupalla yms. voidaan tasoittaa fossiilisen energian kilpailuetua. On mahdollista, että tulevaisuudessa mahdollisesti niukaksi käyviä resursseja huutokaupataan päästöoikeuksien tapaan, jolloin ne ohjautuvat tehokkaimpaan mahdolliseen käyttöön. Viidenneksi, nykyisin tietoa on valtavasti enemmän kuin aiemmin. Esimerkiksi innovaatioiden leviämisen dynamiikasta tiedetään nykyään paljon enemmän (minäkin olen mallintanut uusien energiateknologioiden leviämistä kurssitöinä erilaisilla diffuusiomalleilla teknillisessä korkeakoulussa vuonna 2008).

Energiankäytön tehostaminen voi monissa tapauksissa olla edullisempaa kuin energian tuottaminen toisella tekniikalla. Joskin osa energiansäästöstä kompensoituu aina kasvaneella kulutuksella joko itse kohteessa tai muualla, ainakin jos säästöä ei veroteta pois. Taloutta voidaan ajatella sopeutuvana monimutkaisena järjestelmänä, jossa resurssien käytön tehostuminen otetaan tyypillisesti ulos kasvaneena tuotantona jos taloutta ei estetä sopeutumasta. Tätä kutsutaan Jevonsin paradoksiksi, vaikka kyseessä ei varsinaisesti ole paradoksi vaan hyvin looginen asia. Päästökiintiöt on esimerkki aktiivisesta tehostamisen ulosmittaamisesta niin että se ei ohjaudu ainakaan yhtä haitallisen tuotannon laajentamiseen. Kehittyneissä maissa on periaatteessa mahdollista leikata energiankulutusta aika paljon ilman, että mitään olennaisia tarpeita jää tyydyttämättä. Mikään ei periaatteessa estä meitä valitsemasta, että vesiskootterien käyttö ohjataan verotuksella kalliiksi (vesiskootteri on tässä vain esimerkki eikä kannanotto sinänsä). Kehittyvissä maissa tilanne on toinen, niissä on lisättävä energiankulutusta rajusti jo perustarpeiden tyydyttämiseksi.

Lopuksi

On syytä toivoa, että Kurzweil tulee olemaan laajasti ottaen oikeassa, vaikka hiukan olisikin etuajassa. Aurinkoenergian lisäksi muu vähähiilinen energiantuotanto, kuten tuulivoima ja ydinenergia kävisi ainakin minulle. Minusta on kuitenkin suuri riski, että Kurzweilin optimismi osoittautuu toiveajatteluksi, varsinkin mikäli hiilidioksidille ei saada ohjaavaa hintaa ja muutenkin energiasiirtymää tehtyä politiikan avulla helpommaksi. Uusiutuvan energian investoinnit ovat kasvaneet eksponentiaalisesti, mutta tahdin jatkumisesta ei ole takeita. On jo nähtävissä merkkejä "hengähdystauoista" uusiutuvien investoinneissa yksittäisillä talousalueilla. Jos nämä hengähdystauot ovat todellisia ja ne yleistyvät ja pitkittyvät, niin investoinnit vähähiiliseen energiaan hidastuvat auttamatta liian aikaisin.

Fossiilisista polttoaineista on joka tapauksessa siirryttävä pois ennemmin tai myöhemmin. Jos ei aktiivisesti tehdä valintaa, että "ennemmin", niin lopulta investoinnit ehtyviin fossiilisen energian esiintymiin saattavat kasvaa sietämättömän suuriksi tehden taloudesta epävakaamman ja/tai ekosysteemit romahtavat ilmaston muuttuessa ja hiilidioksidin happamoittaessa meriä. Siirtymästä ei tule helppo, mutta ei se oman käsitykseni mukaan vielä mahdoton ole. Haasteita ei vähennä se, että tällä kertaa energiavallankumous ei saa olla lisäävä vaan sen pitää olla syrjäyttävä. Tällä kertaa ajurina ei ole halpa, riittoisa ja laadukkaampi polttoaine, kuten monesti aiemmin. Polkuriippuvuuden hidastavaa vaikutusta voidaan kenties kumota voimakkaalla poliittisella tahdolla.

Nettoenergia-ansana tunnettu ilmiö voi estää liian nopean siirtymisen uusiutuvaan energiaan, mutta tähän vaikuttavat ainakin uusiutuvan energian nettoenergian kasvu teknologisen kehittymisen myötä, vero- ja tukipolitiikkojen mahdollinen ohjaus niin, että nettoenergia käytetään mahdollisimman optimaalisesti ja fossiilisten esiintymien ehtyminen. Uusiuvan energian teknologiselle kehitykselle nettoenergian kannalta vastakkainen trendi voi olla, että tuuli- ja aurinkovoimaa joudutaan asentamaan huonommille paikoille, mikä alentaa nettoenergiaa. Esimerkiksi tuulen keskinopeuden putoaminen nopeudesta 9 m/s nopeuteen 7 m/s alentaa tuulivoimalasta saatua nettoenergiaa noin 50 prosenttia* jos muut seikat pysyvät samoina.

Voi myös ilmaantua jokin yllättävä innovaatio, joka tekee tästä kirjoituksestani kerralla vanhentuneen. Toisaalta mikään yksittäinen innovaatio ei voi hetkessä skaalautua ja syrjäyttää olemassa olevaa tuotantoa ja kulutusta. Kuten Smilin kirjasta Creating the Twentieth Century käy ilmi, niin 1900-luvulla levinneistä maailmaa muuttaneista teknologioista monet aina sähköstä ja massatuotannosta alkaen keksittiin vuosien 1876-1914 aikana vallinneessa eräänlaisessa historiallisessa epäjatkuvuuuskohdassa, joten teknologisten innovaatioiden laahus voi olla pitkä. Mitään kaiken mullistavaa energiateknologiaa, jota ei vielä ole markkinoilla muodossa tai toisessa, ei välttämättä ole kovin realistista odottaa.

Voi olla, että vallitseva globaali investointilama saa keskuspankit ja valtiot rahoittamaan investointeja kestävämpään energiajärjestelmään, jolloin saadaan sekä päästöjen kasvu taitettua ja niiden taso vakautettua että loputtomalta näyttävä taloustaantuma taltutettua. Tämän tapaista vaati hiljan myös Sixten Korkman. Yksittäisten pienten valtioiden ja keskuspankkien toimet eivät välttämättä riitä vaan kansainvälinen yhteistyö voi olla tarpeen. Toisaalta suurimittainen investointibuumi saattaa nostattaa inflaatiota, mutta inflaatiossa on melkein missä maailman kolkassa tahansa varaa nousta.

Lähteet

1. Vaclav Smil (2010). Energy Transitions (kirja). Kuvaajat on tämän kirjan liitteisiin kootuista tilastoista.
2. Roger Fouquet (2010). The slow search for solutions: Lessons from historical energy transitions by sector and service. Energy Policy. 8:6586-6596.
3. Benjamin Sovacool (2016). How long will it take? Conceptualizing the temporal dynamics of 
energy transition. Energy Research & Social Science 13:202–215.
Muut lähteet tekstissä linkkeinä.

* Käytin oletuksena tuulen nopeudessa eräänlaista tasajakaumaa. Jos lukija on kiinnostunut simuloimaan realistisemmalla tuulijakaumalla ja oletuksilla, niin korjaan mielelläni tuota lukuarvoa.

Sähkön varastoinnista täysin uusiutuviin perustuvassa energiajärjestelmässä

Neo-Carbon Energy -hankkeessa on mallinnettu täysin uusiutuvaan energiaan perustuvaa energiajärjestelmää Suomessa vuonna 2050. Perustelemme tässä kirjoituksessa, että joissakin hankkeen ulostuloissa ei ole suhtauduttu riittävällä vakavuudella sähkön laajamittaisen varastoinnin todennäköisiin kustannuksiin ja mahdollisiin materiaalirajoitteisiin vaikka litiumakkujen teknologiseen kehittymiseen suhtauduttaisiin erittäin optimistisesti.

Neo-Carbon Energy, Yleisradion toimittaja, kirjoittajat ja kansalainen.

Sähkön laajamittainen varastointi on tyypillisesti kallista ja hankalaa. Varastoinnin korkeat kustannukset ovat keskeinen syy sille miksi sähköntuotannossa käytetään (lähes) aina käynnissä olevien voimaloiden lisäksi voimaloita, joiden on tarkoitus vastata kulutuspiikkeihin. Tämä muistui meille taas mieleen lukiessamme tuoreita “Neo-Carbon Energy”-projektin ulostuloja energian varastointiin liittyen. Ensimmäisessä esimerkissä Yleisradion toimittaja Kalle Schönberg kertoo innostuneena Pasi Vainikkaan nojaten kuinka “Polttoaine revitään kohta ilmasta”. Jutussa kerrotaan:

“Tuuli- ja aurinkovoima ovat keskeisessä asemassa tulevaisuuden energiajärjestelmässä, jossa fossiilisista polttoaineista tulevaa hiilidioksidia ei saa lopulta enää päästää ilmakehään.  

Ongelmana on kuitenkin se, että tuuli- ja aurinkovoimaa voidaan tuottaa vain kun on tuulta tai aurinko paistaa. Sähköä tarvitaan kuitenkin koko ajan.

Ongelma voidaan ratkaista, jos sähköä voidaan varastoida kätevästi. Aurinko- ja tuulivoimaloiden tuottama energia voidaan tällöin ottaa talteen ja käyttää silloin, kun tarvetta on. Yhden vaihtoehdon tähän tarjoaa hiilidioksidin kaappaaminen ilmakehästä ja muuttaminen polttoaineeksi.

– Tällä tavoin tuotettua maakaasua voitaisiin esimerkiksi varastoida ja käyttää tarvittaessa sähkön tuotantoon, Pasi Vainikka kertoo…

...Pohjoismaisella sähköllä ilmakehän hiilidioksidista valmistettu maakaasu maksaa noin 60–70 euroa megawattitunti. Venäläinen maakaasu maksaa meille nykyään runsaat 30 euroa megawattitunti. Hinta on siis noin kaksinkertainen, Pasi Vainikka kertoo.”

Toisessa esimerkissä Lappeenrannan teknillisen yliopiston professori Christian Breyer, joka on myös osa “Neo-Carbon Energy” hanketta käsittelee konferenssipaperissaan varastointia osana täysin uusiutuviin pohjaavassa energiaskenaariossaan vuodelle 2050. Haluamme nyt nostaa esille eräitä mielestämme relevantteja asioita, jotka Vainikka ja Breyer sivuuttavat.

Ensinnäkin on huomionarvoista kuinka alhaiseksi Vainikka arvioi ilmakehän hiilidioksidista valmistetun maakaasun hinnan. Synteettistä maakaasua voidaan valmistaa (riittävästi puhdistetusta) hiilidioksidista ja esimerkiksi sähkön avulla vedestä hajotetusta vedystä. Hiilidioksidin kaappaamisen suoraan ilmakehästä on arveltu maksavan kenties noin 500 euroa/tonni. Tuolla hinnalla pelkästään synteettisen maakaasun tuotannon vaatima hiilidioksidi voi maksaa enemmän kuin Vainikan arvioima lopputuotteen hinta.  Lisäksi Socolow varoittaa prosessin vaativan herkästi niin paljon energiaa, että saavutettu päästövähennys voi olla vaatimaton verrattuna päästöihin, jotka hiilidioksidin väkevöinti ilmakehästä aiheutti. Kun teemme vastaavan arvion vaadittavan vedyn hinnalle, voimme todeta senkin maksavan helposti yli 70 euroa/MWh. Toiset alan tutkijat arvioivat synteettisen maakaasun hinnaksi noin 180 euroa/MWh, kun sähkön hinnaksi oletetaan 30 euroa/MWh ja hiilidioksidin lähteeksi joku muu kuin ilmakehä.  Tämä on merkittävästi Vainikan arvioimaa hintaa korkeampi ja melkein kymmenkertainen verrattuna venäläiseen maakaasuun jota suuret teollisuuslaitokset käyttävät. Kysyimme asiasta Vainikalta ja hän antoikin ystävällisesti linkin Breyer et al. artikkeliin, josta voi oppia lisää. Valitettavasti artikkelissa esitetyt kustannusarviot eivät näytä juurikaan liittyvän Yleisradion jutussa esitettyyn skenaarioon. Ensinnäkin artikkelissa oletetaan hiilidioksidin hinnaksi 10 euroa/tonni, joka ei perustu hiilidioksidin tiivistämiseen ilmakehästä vaan sellutehtaan savupiipusta (jolloin siinä on luultavasti liikaa rikkiä prosessissa käytettäville katalyyteille, kuten Vainikka toteaa Yleisradion jutussa). Toiseksi esimerkkilaitoksen (Case A) käyttöaste on yli 90%. Laitosta ei siis ollut ajatus ajaa tuulivoimalla, jonka kapasiteettikerroin on kenties noin 30% eikä aurinkosähköllä, jonka kapasiteettikerroin olisi Suomessa noin 10%. Laitosta ajettaisiin de-facto aina käynnissä olevalla perusvoimalla. Mikäli käyttöastetta lasketaan sille tasolle mitä vaihtelevat uusiutuvat edellyttävät, lopputuotteen kustannus nousee selvästi. Tämä on asia, joka myös Neo-Carbon Energy -hankkeessa myös ymmärretään (kalvo 29).

Lappeenrannan teknillisen yliopiston professori Breyer (yhdessä Michael Childin kanssa) mallintaa konferenssi-julkaisussaan Suomen energiajärjestelmää täysin uusiutuvaan energiaan perustuen vuonna 2050. Heidän paperissaan Suomessa on yhteensä asennettuna 70 GW aurinko- ja tuulienergiaa vuonna 2050. Tämä määrä vaihtelevaa uusiutuvaa energiaa kattaa 70 % Suomen sähköstä ja 60 % koko energiatarpeesta ja tarvitsee arvion mukaan 170 GWh litium-ioni akkukapasiteettia. Kuinka paljon tämä on? Julkaisussa ei tätä pohdita, joten tarkastellaan tässä asiaankuuluvia mittaluokkia. Alla olevasta kuvasta näemme, että vuonna 2012 käynnistetty JCESR-ohjelma (joka sai Yhdysvaltain energiaministeriöltä 120 miljoonaa dollaria litium-akkujen kehitykseen) tavoittelee energiatiheyttä 400 Wh/kg vuonna 2017. Teslan litium-akkujen energiatiheys on tällä hetkellä hiukan suurempi kuin 100 Wh/kg. Ennustettu maksimi litium-akun energiatiheydelle on 1000 Wh/kg (huomaa, että kuvassa lukee "May prove impossible to achieve", mutta olkaamme positiivia ja olettakaamme, että tämä virstanpylväs saavutetaan.) Kuinka suuren osan maailman litiumin tuotannosta tällöin vaaditaan Suomen energiajärjestelmän tukemiseksi?

Lähde: http://www.nature.com/news/the-rechargeable-revolution-a-better-battery-1.14815.

170 GWh tarkoittaa optimistisilla oletuksilla 70 000 tonnia litiumia (oletettu, että akun litium-pitoisuus on 40 %). Vuonna 2014 litiumia tuotettiin 35 000 tonnia. Tämä tarkoittaa, että pelkästään Suomessa vaaditaan Breyerin skenaariossa litiumia vuonna 2050 noin kaksi kertaa koko maailman tuotanto vuodelta 2014. Suomi tuotti koko maailman sähköstä noin 0,3 % vuonna 2014. Jos arvioimme, että maailman sähköntuotanto on vuonna 2050 sama kuin nykyään (lähes kaikki arviot ovat, että sähkön kulutus on suurempi vuonna 2050) ja että koko maailma haluaisi samanlaisen uusiutuvaan energiaan ja litium-akkujen varaan perustuvan sähköjärjestelmän, niin tarvittavan litiumin louhimiseen kuluisi vuoden 2014 tuotantomäärällä noin 700 vuotta. Jos haluamme louhia vaadittavan litium määrän vuoteen 2050 mennessä, on (keskimääräisen) vuosituotannon noustava noin 20 kertaa nykyistä korkeammaksi. Vaadittu litiumin määrä on myös korkeampi kuin tämän hetkinen arvio globaalista litium resurssin suuruudesta. Jos oletamme ihmiskunnan energiankulutuksen nousevan suomalaisten tasolle, resurssirajoitteet ovat entistä hankalampia. (Huomionarvoista on myös se, että autoilun sähköistämisen pahin materiaaleista johtuva pullonkaula ei edes välttämättä ole litiumin riittävyys, vaan esimerkiksi dysprosiumin.)

Keskustelimme tässä kirjoituksessa kahdesta tuoreesta Neo-Carbon Energy -projektin ulostulosta energian varastointiin liittyen. Näissä esimerkeissä kustannuksia tai materiaalirajoituksia ei joko arvioitu lainkaan tai niitä arvioitiin (optimistisin oletuksin) erilaiselle systeemille kuin mistä tässä tapauksessa Yleisradion toimittaja juttunsa kirjoitti. Olemme huolestuneita tavasta, jolla suomalaista energiakeskustelua käydään. Energiajärjestelmän dekarbonisointi on aikaa vievä ja hyvin vaikea prosessi. Näemme riskin, että yltiöoptimistinen energiajärjestelmän realiteetit sivuuttava vaihtoehtojen hehkutus ruokkii lyhyellä tähtäimellä vaarallista itsetyytyväisyyttä ja pidemmällä tähtäimellä epäluottamusta ja pettymystä alan tutkijoita kohtaan.

Kirjoittajat: Jani-Petri Martikainen & Aki Suokko. Tämä kirjoitus on julkaistu molempien kirjoittajien blogeissa.

Talouskasvun ja ilmastonmuutoksen hillinnän välillä on valittava?

Usein ajatellaan, että CO2-päästövähennykset eivät juurikaan hidasta talouskasvua vaan saattavat jopa nopeuttaa sitä. Biofysikaalinen talouskasvun tarkastelu viittaa kuitenkin siihen, että ns. kahden asteen tavoitteeseen vaaditut CO2-päästövähennykset ajavat talouden taantumaan. Talouskasvun ja ilmastonmuutoksen hillinnän välillä voidaan joutua tekemään valintaa. Vai voidaanko valintatilanne kiertää palauttamalla CO2-päästömaksut takaisin talouteen?

Vallitsevan käsityksen mukaan (työn) tuottavuuskasvu ja siten talouskasvu ei juurikaan riipu energian hinnasta tai saatavuudesta. Jos näin on, niin CO2-tonnin hinta voi nousta tulevaisuudessa jatkuvasti aiheuttamatta talouskasvua hidastavaa palautekytkentää. Tämä tarkoittaisi, että CO2-tonnin hinta voisi nousta lähes rajatta ilman että kysyntää tuhoutuu ja talous "ehtii" sopeutua riittävän nopeasti vähähiilisyyteen. Vaihtoehtoisen, biofysikaalisen taloustieteen koulukunnan tutkimukset viittaavat siihen, että työn tuottavuuskasvussa energiankulutuksen kasvulla on ollut suuri merkitys ja että CO2-päästöjen haittoja voidaan sisäistää energian hintaan rajallisesti ilman että talous ajautuu taantumaan (ks. esim. King, 2015). Kahden asteen tavoitteessa pysymiseksi vaadittavat päästövähennykset ovat tämän tulkinnan mukaan niin suuria, että maailmantalous ajautuisi todennäköisesti taantumaan, mikäli ne toteutettaisiin liian etupainotteisesti. 

Jos työn tuottavuuskasvun ja energiankulutuksen kasvun välillä on voimakas riippuvuus, niin vallitsevan talousopin mukaiselta oletukselta, että tulevat polvet ovat meitä varakkaampia ja kykenevämpiä elämään ilmastonmuutoksen haittojen kanssa, voi mennä pohja (Nicholas Sterninkin kritisoi varallisuuden kasvuolettamaa muutama päivä sitten täällä). Ja jos CO2-päästöjen sisäistäminen energianhintoihin hidastaa maailmantalouden kasvua, niin joudumme kysymään, että kuinka paljon haluamme talouskasvua ja kuinka paljon haluamme hillitä CO2-päästöjä. Tämä tarkoittaisi, että kakkua ei voida syödä ja säästää samaan aikaan. Oikeata vastausta kysymykseen, että kuinka ilmastonmuutoksen hillinnän ja talouskasvun välillä olisi valittava, ei ole, mutta keskustelu siitä olisi syytä aloittaa varmuuden vuoksi?

En ole käytännöllisen etiikan tai ilmastonmuutoksen hillintään liittyvien taakanjakokysymysten asiantuntija. Saatan siis olla väärässä kun ajattelen, että tulevien sukupolvien mahdollisuuksia tulisi painottaa (eli kakkua tulisi säästää enemmän ja syödä vähemmän), koska he eivät ole tekemässä tätä valintaa talouskasvun ja ilmastonmuutoksen voimakkuuden välillä. Jos globaali talouskasvu on hiilibudjetin rajoittama, niin kehittyville talouksille tulisi oikeudenmukaisuuden nimissä varata enemmän tilaa kasvaa? Palaan jäljempänä tähän, että miksi minusta voisi kuitenkin olla mahdollista saada sekä talouskasvua, että ilmastonmuutosta hillittyä.

Vallitsevan talousopin mukaan talouskasvu itsessään on aineetonta, minkä takia ristiriitaa talouskasvun ja ilmastonmuutoksen hillinnän välillä ei nähdä. Biofysikaalisen taloustieteen koulukunnan mukaan tuottavuuskehitys ei ole riippumatonta energiankulutuksesta, ja kasvun aineettomuus näyttäytyy kyseenalaisena. Markkinatalouteen perustuvaa talousjärjestelmää voinee pitää itserakentuvana, monimutkaisena ja sopeutuvana järjestelmänä, joka lähes automaattisesti "ulosmittaa" kasvaneen tuottavuuskehityksen kasvaneena fyysisenä tuotantona. Ei ehkä ole sattuma, että Suomessa työn tuottavuus asukasta kohti kasvoi 1100 prosenttia 1900-luvun aikana (keskimäärin 2,5 prosentin vuotuinen kasvu), mutta tehdyn työn määrä asukasta kohti väheni vain noin 10 prosenttia sadassa vuodessa eli mittaustarkkuuden rajoissa pysyi käytännössä vakiona. Miksi emme "jäädyttäneet" 1950- tai vaikka 1970-luvun elintasoa ja ottaneet loppuosaa tuottavuuskasvusta ulos lisääntyneenä vapaa-aikana? Ehkä emme vain halunneet. Jos varakkaissa maissa ei olla vielä kyllin varakkaita jäädyttämään materiaalisen elintason kasvua, niin milloin sitten? Kuinka vapaita olemme lopulta valitsemaan kuluttamisen tason ja vapaa-ajan välillä? Sisältyykö nykyisiin rakenteisiin pakkoja, jotka rajoittavat valinnanvapautta?

Käsittääkseni vallitseva talousoppi lähtee siitä, että talous on mikrotoimijoiden valintojen summa ("makrotaloustieteellä on mikroperusta"). Minä uskon, että mittakaavan ja kasvavan monimutkaisuuden mukana tulee erilaisia "emergenttejä" rakenteita ja piirteitä, jotka pienentävät yksilöllistä vapautta valita. Hiukan samaan tapaan kuin yksittäisiä muurahaisia tarkkailemalla ja niiden toimintaa summaamalla ei näe muurahaisyhdyskunnan hierarkkisia piirteitä. Pelkästään Humppilassa sujuvasti eteneviä yksittäisiä autoja tarkkailemalla ei voi aavistaa liikenteen puuroutuvan iltapäiväruuhkassa Los Angelesissa. Sama mikrotoimijoiden aggregointi makroksi ei siis toimi Humppilassa ja Los Angelesissa samalla logiikalla. En ole ihan varma, että muistuttaako se maailma Humppilaa, jossa mikroteoria kehitettiin ja nykyinen, globaali maailmantalous Los Angelesia, mutta minusta kysymys on aiheellinen valinnanvapauden mielessä. Keynes, yksi 1900-luvun tunnetuimmista talousoppineista, ennusti 1930-luvulla että näihin aikoihin talouskasvun tavoittelusta on hallitusti luovuttu ja työtä tehdään vain murto-osa entisestä. Voi olla, että Keynes oli väärässä jo siitä syystä, että olemme taloudellisina toimijoina osana monimutkaista systeemiä, jota kukaan ei ohjaa, mutta johon kaikki vaikuttavat niin että talous kasvaa jos vain suinkin voi.

Talousjärjestelmä näyttää siis ohjaavan moninaisin tavoin ottamaan tuottavuuskehityksen ulos kasvaneena tuotantona vapaa-ajan sijaan (on kuitenkin mahdoton sanoa, että mikä osa tästä on haluttua materiaalisen elintason nousua ja mikä on seurausta mahdollisista "pakoista"). Hyvä kansainvälinen esimerkki on lentomatkustaminen. Lentomatkustamisen polttoainetehokkuus kilometrikohtaista matkustajapaikkaa kohti laskettuna on laskenut yli 60 % vuodesta 1960. Samalla aikavälillä lentomatkailun CO2-päästöt ovat noin kymmenkertaistuneet (lähde). Sähkönkulutuksessa, muissa liikennepolttoaineissa ja jopa asuntojen lämmittämisessä on nähty samat trendit: tuotantokustannusten lasku johtaa kasvavaan kulutukseen (syy-seuraussuhteet ovat huomattavan monimutkaisia, enkä tee tässä oikeutta niiden kuvaamisessa, ks. esim. tämä julkaisu jos tarkempi kuvaus kiinnostaa). OECD-maissa jopa asuntojen lämmitykseen menee suurin piirtein sama osuus kuluttajan menoista kuin 50 vuotta sitten (lämmitys on suhteellisesti edullisempaa nykyisin, mutta karkeasti yksinkertaistaen hellahuoneen sijaan nykyisin lämmitetään myös makuuhuoneet, vierashuone ja työhuone). Tarkoitukseni ei ole moralisoida asumis- ja elämismukavuuden nousua, vaan osoittaa, että ainakin aiemmin tuottavuuskasvu on tyypillisesti johtanut lisääntyneeseen kulutukseen eikä esimerkiksi fossiilisten polttoaineiden käytön vähenemiseen.

Nykyisellään ei nähdäkseni ole keinoja valita tiettyä yhdistelmää talouskasvun ja ilmastonmuutoksen torjunnan välillä. Olisi kuitenkin mahdollista hillitä ilmastonmuutosta sisäistämällä CO2-päästöjen haitat energianhintoihin. Voisimme siis - ainakin teoriassa - valita kansainvälisen hiilibudjetin ja sallia talouden kasvaa sen puitteissa. Hienovarainen, dynaaminen CO2-päästöjen hinnoittelu olisi lienee paikallaan taantuman välttämiseksi ainakin siirtymäaikana vähähiiliseen energiajärjestelmään. Tällöin hiilimaksut nousisivat kun energian hinta laskee ja päinvastoin. Jos puolestaan on niin, että biofysikaaliseen tarkasteluun perustuva näkemys talouskasvun väistämättömästä aineellisuudesta on auttamatta väärä, niin silloin voimme sekä syödä kakun että säästää sen tuleville polville eli talous voi kasvaa voimakkaasti samaan aikaan kun CO2-päästöt kääntyvät reippaaseen laskuun. Korostan, että kasvussa itsessään ei ole mitään vastustettavaa. Siemenien kasvu puiksi, lapsen kasvu aikuiseksi, neuronien välisten yhteyksien kasvu ja vaikkapa vain "inhimillisen kukoistuksen" (mitä se ikinä onkaan) kasvu ei ole mikään ongelma. vaan kasvun haitat. Jos talouden kasvu perustuu jatkossa johonkin oikeasti aineettomaan, niin en minä sitä vastusta (useat tuoreet ja perusteelliset tutkimukset kertovat, että yhdenkään OECD-maan talouskasvu ei ainakaan vielä ole irtautunut energiankulutuksen ja CO2-päästöjen kasvusta, kun tuonti ja vienti huomioidaan, ks. täältä tarkemmin). 

Minusta toimiva strategia voisikin olla se, että CO2-päästöille asetetaan kansainvälinen budjetti sovitun ilmaston lämpenemistason mukaan (valitulla epävarmuudella) ja samalla yhteiskunnallisten instituutioiden talouskasvupakkoa aletaan purkaa kehittyneissä maissa (mikäli mahdollista). Näin saataisiin ilmastonmuutosta hillittyä ja talous kasvaa jos CO2-päästöjen ulkoiskustannusten sisäistäminen tai muut asiat eivät sitä rajoita. Ulkoiskustannuksia voitaisiin kenties sisäistää dynaamisesti, jolloin CO2-maksut pienenisivät energian hinnan ollessa kallista ja päinvastoin. Näin ylläpidettäisiin tehokkaammin koko ajan kannusteita investoida vähähiiliseen ja energiankäyttöä tehostavaan tuotantopääomaan ja infraan. Jos fossiilisia polttoaineita verotettaisiin dynaamisesti, niin nyt olisi samat kannusteet korvata öljylämmityskattiloita kuin kaksi vuotta sitten öljyn ollessa kallista. Dynaaminen hiilen hinnoittelu parantaisi ennustettavuutta ja alentaisi sosiaalista diskonttokorkoa, jolloin yhteiskunnallisesti kannattavia hankkeita tulisi enemmän myös taloudellisesti kannattavaksi. Eläkerahastot voisivat sijoittaa energiatehokkuuteen ohjaaviin keskuspankin lanseeraamiin "vihreisiin bondeihin", joiden tuotto on sidottu energiatehokkuuden kasvun toteutumiseen, vähähiiliseen yhteiskunnalliseen infraan (älykäs sähköverkko?) jne. 

Mikäli hiilen haittojen sisäistäminen energian hintoihin todella aiheuttaa voimakkaan talouskasvua hidastavan palautekytkennän, niin uskon, että James Hansenin ehdottama fee and dividend hiilimaksumalli pehmentäisi tätä vaikutusta. Energiamenojen suuri osuus kuluttajan budjetissa on tyypillisesti edeltänyt taantumaa sekä globaalisti että joissakin OECD-maissa yksittäin (niin usein, että sattuman todennäköisyys on todella pieni). Osittain (ei täysin) tämä uskoakseni perustuu siihen, että energia ei ole kysyntäneutraali hyödyke (esim. öljynviejät säästävät suuren osan tuloistaan, jolloin öljyntuojien pienentynyt kulutus ei kompensoidu täysimääräisesti öljynviejien toimesta). Hansenin mallissa hiilimaksu palautetaan takaisin kansalaisille, jolloin (ymmärrykseni mukaan) hiilimaksulla saatava vähähiilisiä investointeja käynnistävä ja vähähiiliseen kuluttamiseen ohjaava vaikutus on kysyntäneutraalimpi kuin mitä esimerkiksi kallis öljy olisi. Hansenin malli ottaa globaaleja oikeudenmukaisuuskysymyksiä huomioon, mikä helpottaisi sen toimeenpanoa. Hansenin mallissa ei ole energian osuutta kuluttajan budjetissa korjaavaa "termostaattia", mutta sellaista ei käsittääkseni olisi mahdotonta siihen lisätä. Maailmantaloudessa on ainakin tällä hetkellä viitteitä investointilamasta, joten hiilen hinnoittelu voisi selkeyttää investointinäkymiä. Pidän mahdollisena, että on olemassa kapea "ikkuna", jossa maailmantalouden kasvu voimistuisi, mutta CO2-päästöt saataisiin samalla jollakin tasolla haltuun (olettaen että ilmastonmuutos ei etene itseään voimistavaksi). Aikaa on sitä vähemmän hukattavaksi, mitä kunnianhimoisempi hiilibudjetti halutaan.

Lähteet

1. Robert Ayres ja Benjamin Warr. (2009) Economic Growth Engine: How Energy and Work Drive Material Prosperity. 

2. Kent Klitgaard ja Charles Hall. (2012) Energy and the Wealth of Nations: Understanding the Biophysical Economics.
3. Carey King. (2015)  Comparing World Economic and Net Energy Metrics, Part 3: Macroeconomic Historical and Future Perspectives. Energies 8:12997-13020.

P.S. Lukijalle, joka on tottunut lukemaan tieteellisiä tutkimuksia ja haluaa perehtyä biofysikaaliseen tarkasteluun CO2-päästöjen hillinnän vaikutuksista talouskasvuun, suosittelen tämän linkin takana olevaa (maksutonta) artikkelia, josta voi lähteä liikkeelle. Ayresin ja Warrin kirja on varsin tekninen, kun taas Klitgaardin ja Hallin kirjaa voi pitää varsin helposti lähestyttävänä, mutta hyvänä johdantona biofysikaaliseen taloustieteeseen.

P.P.S. Jos haluaa intuitiivisesti helpon esimerkin hahmottaa vallitsevan talousopin puutteellista ymmärrystä energian merkityksestä taloudessa niin tarvitsee vain kuvitella, mitä täydellinen maanlaajuinen sähkökatko ja liikennepolttoaineiden kuljetukset pysäyttävä AKT:n lakko tekisivät Suomen taloudelle. Tiukasti mikrotalousteorian malleissa pysyttelevä tarkkailija arvioisi, että Suomen BKT pienenisi 5 % (energian osuus BKT:sta on 5 prosenttia) kun moni muu arvelisi, että Suomen talous todennäköisesti romahtaisi. Larry Summers käytti kuuluisassa IMF:n tilaisuudessa pitämässään puheessaan vuodelta 2013 hiukan samanlaista vertausta. Hän vertasi finanssijärjestelmää sähköjärjestelmään siinä havainnollistavassa merkityksessä, että finanssijärjestelmän merkitys taloudelle on BKT-osuuttaan huomattavasti suurempi.

Ruokalautasella vähän ruokaa ja paljon fossiilista energiaa

Ruokahuolto on nykyisin hyvin riippuvaista fossiilisesta energiasta. Lähes kolmannes maailman energiankulutuksesta kohdistuu ruokaan. Ruokahuoltoon kohdistuu paineita ehtyvistä fossiilisen energian varoista ja toisaalta tarpeesta vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Ruuantuotannon fossiilienergiariippuvuuden vähentämisestä seuraisi CO2-päästöjen pienentyminen, terveyshyötyjä ja säästöjä.

Ennen teollistumistaan maatalous oli virtarajoittunut (auringonvalo, sadevesi jne.). Maatalouden teollistumisen myötä auringonsäteilyn ja veden määrä ei enää rajoittanut maataloustuotantoa vaan fossiilisen energian avulla siirryttiin käytännössä varantorajoitteisiin. Nykyisin noin puolet ihmiskunnan ruuasta saamasta typestä (proteiinien osana) on riippuvaista maakaasusta. Maakaasussa ei itsessään ole typpeä, mutta ilmakehän typpeä sidotaan typpilannoitteisiin maakaasun sisältämän vedyn avulla nk. Haber-Bosch-prosessia käyttäen. Typen sidonta typpilannoitteisiin on paljon energiaa kuluttava prosessi, sillä se tehdään 400 asteen lämpötilassa ja 200 ilmakehän paineessa. Itse maanviljelys vie vain noin 3 % kokonaisenergiankulutuksesta, mutta ennen kuin ruoka päätyy lautaselle, niin noin kymmenkertainen määrä energiaa on kokonaisuudessaan kulunut (keskimäärin). Maatalous tuottaa noin 20 % globaaleista CO2-päästöistä, eli maatalous on paljon energiankulutustaan merkittävämpi päästölähde.

Maatalouden tuottavuuden historiallinen kehitys voidaan jakaa kahteen eri vaiheeseen, aikaan ennen ja jälkeen fossiilisen energian, joskin tämä on osin liukuva jako, kuten pian käy ilmi. Ennen kuin fossiilista energiaa oli käytössä, oli maanviljelyn tuottaman energian oltava keskimäärin suurempi kuin sen kuluttama energia, sillä muuten viljelyssä ei olisi ollut juuri mieltä. Varhaisella keski-ajalla Englannissa energiapanoksen tuottokerroin maanviljelyssä oli noin kaksi eli puolet sadosta investoitiin takaisin viljelyyn energiamielessä (Smil, 2008). Vuotuinen satojen vaihtelu keskimääräisen energiantuottokertoimen ympärillä oli suurta, joten nälkäkuolemat eivät olleet epätavallisia. 1200-luvulla Englannissa päästiin jo keskimäärin energiapanoksen tuottokertoimeen 3-4. Maanviljelyksen tuottavuus kehittyi siis jo ennen fossiilisia polttoaineita. 1800-luvun alkuun asti energiasaannot kehittyivät hitaasti, jolloin saavutettiin arviolta energiantuottokerroin 6-8. Maanviljelyksen tuottavuus kasvoi noin 2 prosenttia vuosikymmenessä, eli sukupolvessa tuskin huomattiin mitään kehitystä. Varsinainen tuotantobuusti tuli vuosina 1820-1860, jolloin otettiin käyttöön maan ojitukset, vuoroviljely (crop rotation) ja karjan lannan käyttö lannoitteena. Kun viljeltiin välissä apilaa, niin maaperän typpipitoisuus kasvoi ja voitiin kasvattaa hevosia, joiden avulla maa saatiin käännettyä syvemmältä, jossa on enemmän ravinteita. Tämä puolestaan nosti tuottavuutta edelleen eli tuotti yhden talouskasvua ylläpitävän positiivisen palautekytkennän.

Vielä 1800-luvun puolivälissäkin Iso-Britannian maanviljelys oli aurinkoenergiariippuvaista ravinteiden ja mekaanisen energian suhteen, mutta osa maanviljelyksessä käytetyistä työkaluista oli jo valmistettu kivihiilen sisältämän energian avulla ja niistä tuli aiempaa parempia, joten tuottavuus parani. Samalla puuta ei tarvinnut käyttää niin paljon energialähteenä, kun kivihiilen käyttö kasvoi, mistä oli monia etuja. Vuonna 1860 viljasadot olivat Englannissa jo noin 2 tonnia hehtaaria kohden eli nelinkertaiset 1200-lukuun nähden. Maanviljelyksen hehtaarisadot lähtivät jyrkkään nousuun kuitenkin vasta toisen maailmansodan jälkeen kun traktorit ja teolliset lannoitteet mullistivat hehtaarisadot. Esimerkiksi Englannissa, Hollannissa ja Ranskassa sadot per hehtaari nelinkertaistuivat vuosien 1940 ja 2000 välillä.

Vähälle huomiolle on jäänyt se, että ruuantuotannon tuottavuuskehitys (työvoiman suhteen) on tarkoittanut massiivista fossiilisen energian kulutusta. Nykyisin jokaista lautaselle päätynyttä ruuan kilokaloria kohti on kulunut useita fossiilisen energian kilokaloreita eli energiapanoksen tuottokerroin on alle yhden. Maatalouden ja ruuantuotannon korkea työn tuottavuus on siten jossain määrin fossiilisen energian "subventiota". Arviolta 30 % globaalista primäärienergian kulutuksesta kohdistuukin ruuan tuotantoon ja jakeluun (Bryant 2015; FAO, 2011, jota on siteerattu mm. täällä), joten ruokahuolto on erittäin merkittävä energiankuluttaja globaalisti. Tanskassa tehdyn tutkimuksen (Markussen ja Østergård, 2013) mukaan (Tanskassa) ruuan sisältämä kilokalori on vaatinut keskimäärin noin kolme kilokaloria fossiilista energiaa kun ruuan valmistus ja kuljetus otetaan huomioon. Tämän lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että 84-90 % tanskalaisten ruuastaan saamastaan fosforista, kaliumista ja typestä tulee ulkomailta. Suurin osa tästä päätyy laimentuneina maailman meriin eikä palaa takaisin maaperään, mikä on pitkän päälle kestämätöntä ravinnetasapainon kannalta. Kehittyvissä maissa siirrytään elintason kohotessa yhä enemmän lihaa sisältävään ruokavalioon, joten ruuan vaatiman fossiilisen energian kulutuksessa on painetta kasvuun. Kuvasta 1 voidaan nähdä, että ruuan hinta on seurannut herkemmin öljynhintaa vuodesta 2003-2004 kuin sitä ennen ja toisaalta öljynhinnan muutos on aiheuttanut suuremman muutoksen ruuan hinnassa noin vuodesta 2006 lähtien kuin sitä ennen. Öljyn hinta tuplaantui vuosituhannen vaihteessa, mutta tämä ei vaikuttanut ruuan hintaindeksiin lainkaan. Kun öljyn hinta kaksinkertaistui 2007, niin ruuan hinta nousi 50 %. Tämä ei ole yllättävää, kun huomioidaan ruuan tuotannon fossiilienergiariippuvuus ja yhä globaalimmat ruuan toimitusketjut.

Kuva 1. Ruuan ja öljyn hintaindeksit 1995-2011. Lähde: Bakhat & Würzburg, 2013. Punainen käyrä on öljyn ja sininen ruuan hinnan indeksi.

Öljyn ja maakaasun tuotannossa on jouduttu viime vuosina hyödyntämään yhä enemmän ns. epakonventionaalisia, kalliimpia esiintymiä kun perinteinen halpa öljy ehtyy (kuva 2). IEA:n pääekonomisti Fatih Birolin mukaan (WEO 2015) vuosi 2016 tulee olemaan ensi kerran vuoden 1980 jälkeen toinen perättäinen vuosi, jona investoinnit öljyn ja maakaasun tuotantoon laskevat. Jää nähtäväksi, että heilahteleeko öljyn hinta tulevina vuosina, kun investoinnit vähenevät 2015 ja 2016. Kuvan 1 voimistuneen korrelaation perusteella on mahdollista, että jos öljy hinta nousee korkeaksi lähivuosina niin ruuan hinta tulee kohoamaan rajusti. Hiilidioksipäästöjen hinnan mahdollinen nousu Pariisin ilmastokokouksen myötä tai myöhemmin voi myös nostaa ruuan hintaa merkittävästi, mutta toisaalta lisäisi painetta tehostaa ruuan tuotantoa fossiilisen energian suhteen ja ohjaisi ruuan kulutusta pienempien päästöjen ja vähäisemmän fossiilisten polttoaineiden käytön suuntaan.

Kuva 2. Globaalit investoinnit (miljardia dollaria) öljyn- ja kaasun tuotantoon 2000-2015. Lähde: IEA WEO 2015. 

Mikä avuksi fossiilisen energian kulutuksen vähentämisessä ruuan tuotannossa ja jakelussa? Uskon, että tehostamisen varaa on runsaasti ennen kaikkea siinä, että mitä syömme ja kuinka paljon on hävikkiä. Lihan osalta siipikarjan tuotanto kuluttaa energiaa huomattavasti vähemmän kuin vaikkapa naudanlihan tuotanto ja yleisesti kasvisruoka on vähemmän energiaintensiivistä kuin sekaruoka. Luomusta ei uskoakseni ainakaan ole ratkaisuksi suuressa mittakaavassa, sillä luomutuotannossa on paljon samoja energiapanoksia kuin väkilannoitteisiin perustuvassa tuotannossa eikä väkilannoitteiden osuus ole edes kymmenystä ruuan kokonaisenergiankulutuksesta, joten luomu ei välttämättä ole kovin paljon vähemmän fossiilienergiariippuvaista kuin tehomaatalous (ks. esim. tuore tapaustutkimus Iso-Britanniasta: Østergård et al., 2014). Tärkeintä lyhyellä tähtäimellä lienee vähentää lihan ja muun paljon fossiilisia energiapanoksia kuluttavan ruuan kulutusta. Ruuan hävikin pienentäminen auttanee myös. Pidemmällä aikavälillä lannoitteiden tuotanto ja liikenne olisi hyvä saada sähköistettyä ja ruuan prosessoinnissa ja kuljetuksessa vaadittu sähkö tuotettua ei-fossiilisella energialla, jolloin ruuantuotanto ja jakelu ei olisi niin altis fossiilisen energian hinnannousulle ja/tai saatavuuskriiseille. Samalla CO2-päästöt pienenisivät. Biopolttoaineiden epäsuorat vaikutukset ruuantuotantoon ja fossiilisen energian kulutukseen kannattaisi huomioida myös, sillä jotkin biopolttoaineet (kuten maissietanoli) voivat kuluttaa suunnilleen energiasisältönsä verran öljyä ja maakaasua samalla kun ne syrjäyttävät ruuan tuotantoa. Kysymysmerkkejä on monia. Kuten se, että kuinka ravinteikkaan viljelysmaan eroosio ja degradaatio vaikuttaa lannoittamisen tarpeeseen tulevaisuudessa ja kuinka suuresti kehittyvä maailma omaksuu kehittyneiden maiden ruuankulutuksen tapoja.

Jos maapallon asukas kuluttaa keskimäärin 2500 kilokaloria ruokaa päivässä ja ruokahuolto vie 30 % kokonaisenergiankulutuksesta, niin on helppo laskea, että jokaista ruuan sisältämää kilokaloria kohti on globaalisti käytetty 6 kilokaloria (pääosin fossiilista) ulkoista energiaa. Eli tanskalaiset näyttäisivät olevan keskimäärin tehokkaampia kuin koko maailma. Globaalissa pohjolassa voimme kovin paljon pieleen menemättä ajatella niin, että jokainen turha kilokalori pois ruokavaliosta vähentää 3-6 kaloria fossiilisen energian kulutusta. Sian- ja varsinkin naudanlihan osalta lukema on huomattavasti korkeampi.

Kun tavoitellaan talouskasvun irtikytkentää haitoistaan, niin ruokahuoltoa ei voi ohittaa, koska se kattaa lähes kolmanneksen kokonaisenergiankulutuksesta. Olisiko ruokavalion muuttamisella saatavissa tuntuvia päästövähennyksiä samalla kun terveydenhoitomenot pienenisivät? Tällainen "win-win" tilanne CO2-päästöjen vähentämisessä olisi syytä käyttää hyväksi.

Nyt öljy on "halpaa" (vieläkin paljon pitkäaikaisen keskiarvohinnan yläpuolella), mutta kuinka kauan? Mikäli öljyn tuotanto kääntyy lähivuosina laskuun niin se ei voi olla vaikuttamatta maailman ruokahuoltoon. Minusta tähän asiaan pitäisi kiinnittää enemmän huomiota ja esimerkiksi kehitysavun muodossa mahdollisuuksien mukaan siihen varautua vaikka öljyn hinta nyt onkin alhaalla. Syyrian kriisistä ja arabikeväästä kannattaisi tässä suhteessa ottaa opiksi.

Pitäisikö Suomessa punnita kotimaista ruokahuoltoa aiempaa enemmän ruuan saannin turvallisuuden näkökulmasta jollain aikavälillä, vaikka se ehkä kallista ja hankalaa onkin?

Lisäys asiallisen kommentin pohjalta: ruuantuotannon energiankulutuksen ei välttämättä tarvitse olla fossiilista energiaa, mutta nykyisin se käsittääkseni sitä pitkälti on. Globaalista energiankulutuksesta 87 % on peräisin fossiilisesta energiasta. Kuvan 1 vahvistunut korrelaatio viittaa melko suoraan siihen, että ruuan energiapanoksissa on nykyisin paljon öljyä tai sen hintaa melko suoraan seuraavia energiapanoksia, kuten maakaasua. Ruuantuotannon energiankulutuksesta on erittäin hankala saada tietoa, joten en pysty arvioimaan, että mikä osa ruuantuotannon energiankulutuksesta on peräisin esim. kuljetuksesta ja mikä sähköstä. En myöskään pysty arvioimaan, kuinka helppoa on vähentää ruuantuotannossa käytettyä fossiilista energiaa. Hyvä asia on se, että itse maanviljelyksen energia on vain kymmenys ruuantuotannon energiasta. Kaikkeen muuhun lienee helpompi vaikuttaa.

Lähteet

1. Vaclav Smil, 2008. Energy in Nature and Society
2. John Bryant, 2015. Entropy Man
3. Markussen ja Østergård, 2013. Energy Analysis of the Danish Food Production System: Food-EROI and Fossil Fuel Dependency. Energies 6:4170-4186.
4. Østergård et al., 2014. Resource use in a low-input organic vegetable food supply system in UK - a case study.  Proceedings of the 4th ISOFAR Scientific Conference. ‘Building Organic Bridges’, at the Organic World Congress 2014, 13-15 Oct., Istanbul, Turkey (eprint ID 24083).
5. Bakhat jaWürzburg, 2013. Price Relationships of Crude Oil and Food Commodities. FAO:n Working Paper FA06/2013.