Voidaanko hiilineutraalius saavuttaa?

Ilmastonmuutoksen vakavimpien seurausten välttäminen edellyttää, että maailmanlaajuiset kasvihuonekaasupäästöt saadaan pudotettua noin neljäsosaan vuoteen 2050 mennessä ja lopetettua kokonaan ennen kuluvan vuosisadan päättymistä. Tämä tehtävä on toisinaan tuomittu mahdottomaksi, väitettä perustellen oheisella tilastolla, joka osoittaa tähänastisen addiktiomme fossiilienergiaan.

Tuon tässä kirjoituksessa esille näkökulmia, jotka katsottaessa menneisyyteen jäävät helposti piiloon. Näkökulma on globaali, eli nyt maalataan isolla pensselillä.

By Our World in Data – https://ourworldindata.org/grapher/global-primary-energy?time=earliest..latest, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=95911729

Energiatehokkuuden merkitys

Tilaston mukaan käytetyimmät primäärienergianlähteet ovat maaöljy, maakaasu ja kivihiili. Öljy kuluu suurimmalta osin liikenteen ja työkoneiden tarpeisiin, hiilellä ja kaasulla tuotetaan sähköä ja lämpöä rakennuksiin ja teollisuuteen.

On syytä korostaa, että tilastoitu primäärienergia tarkoittaa fossiilisten ja ydinenergian osalta polttoaineen lämpösisältöä. Jos vaihdamme bensiiniauton uusiutuvalla sähköllä ladattavaan sähköautoon, primäärienergian tarve vähenee, koska sähkömoottorin hyötysuhde on ylivertainen. Samoin käy esimerkiksi siirryttäessä öljy- tai kaasulämmityksestä lämpöpumppuihin.

Kaikki sähköistyy. Maailman köyhien noustessa keskiluokkaan tulee myös energian käyttö kasvamaan. Mutta sen yhteys päästöjen kasvuun ei enää ole niin suoraviivainen kuin se on aikaisemmin ollut.

Kohti päästötöntä sähköä

Meillä Suomessa ovat ydinvoimalahankkeet saaneet paljon huomiota keskustelussa. Niinpä sähkötuotannossa ollaan totuttu pitkiin elinkaariin: ensin päätetään rakentaa voimala ja sitten odotellaan parikymmentä vuotta, josko se jonain päivänä valmistuisi. Mutta yleisesti voimaloiden elinkaaret ovat lyhyempiä, 40 vuoden luokkaa. Niinpä jokseenkin maailman koko sähköntuotantokapasiteetti uusiutuu pariinkin kertaan vielä tämän vuosisadan aikana. Olennainen kysymys on, millä vanhat voimalat korvataan.

Aurinko- ja tuulivoimaloiden rakentaminen käy käden käänteessä. Hankitaan maa-ala, tilataan voimala – joka valmistetaan tehtaassa ja kuljetaan paikalle – ja kytketään voimala verkkoon. Hankkeiden läpimenoajat ovat vuoden-parin luokkaa, eikä merkittäviä kustannus- tai aikatauluyrityksiä tavata. Lisäksi energian omakustannushinta on viime vuosina romahtanut, esimerkiksi Lazard:n raportin mukaan:

Tuulivoimalat
Keskihinta vuonna 2009: 135 USD/MWh
Keskihinta vuonna 2020: 40 USD/MWh
Hinnanmuutos -70%

Aurinkosähkövoimalat
Keskihinta vuonna 2009: 358 USD/MWh
Keskihinta vuonna 2020: 36 USD/MWh
Hinnanmuutos -90%

Tuuli- ja aurinkosähkön hintatason odotetaan tulevaisuudessa edelleen alenevan. Tärkeimpiä ajureita ovat tuotantomäärien kasvun jatkuminen ja suuremmat voimalakoot, mikä pienentää oheiskustannusten osuutta hankkeissa. Joten miksi kukaan markkinataloudessa toimiva sähköntuottaja enää muuhun kapasiteettiin investoisi?

Energiajärjestelmän tasapainottaminen

Tuuli- ja aurinkovoimalat eivät tietenkään tuota kaiken aikaa. Tämä synnyttää tarvetta kulutusjoustoratkaisulle sekä energiavarastoille. Varsinkin jälkimmäisen suhteen meillä, jossa aurinkoa saadaan kesällä ja sähköä kulutetaan talvella, keskustelu on ylivirittynyttä. Suurimmassa osassa maailmaa aurinkosähkön tuotanto ja energian kulutus osuvat ajallisesti hyvin yhteen eikä dramaattisia vuodenaikavaihteluita ole. Silti täydentäviä tuotantotapoja ja varastoja toki tarvitaan.

Tulevaisuuden keskeisimmässä energiavarastointitavassa pääraaka-aineena käytetään sähköä ja vettä, joista elektrolyysillä tuotetaan happea ja vetyä. Vedystä voidaan edelleen valmistaa korvikkeita fossiilisille polttoaineille lento- ja laivaliikennettä varten. Tai vety voidaan säilöä varastoon ja muuntaa tarvittaessa polttokennossa takaisin sähköksi.

Elektrolyysilaitteistot ja polttokennot ovat olemassaolevaa teknologiaa. Niitä on toistaiseksi nähty sähköverkkoon kytkettynä vasta vähän, koska prosessi on taloudellisesti kannattava vasta kun riittävän edullista sähköä on saatavana. Laitteistot ovat sarjatuotantoon soveltuvia, joten voimme luottaa että markkinoiden lähtiessä käyntiin niiden hinnatkin laskevat, aivan kuten aurinko- ja tuulivoimaloiden osalta on jo tapahtunut.

Onko hiilineutraalius sitten sitten mahdollinen?

Teknisiä esteitä hiilineutraaliuteen ei ole olemassa. Taloudellisetkaan esteet eivät ole ylitsepääsemättömiä, jos vaan voimme luottaa markkinatalouden dynamiikkaan. Mistä sitten seuraakin energiamurroksen suurin uhkakuva. Nimittäin siellä missä energiasta puhutaan, haluavat poliittiset päättäjät aina päästä ääneen, ja tästä aiheutuvat vinoumat voivat johtaa epätäydellisyyteen markkinoilla. Uusiutuva energiajärjestelmä kyllä pärjää, kunhan olosuhteet pidetään tasapuolisina. Siksi jokin hintalappu hiilipäästöjen ulkoisvaikutuksille, esimerkiksi päästökaupan tai hiiliveron muodossa, olisi kaikkialla hyväksi. Tai jos tämä on liikaa pyydetty, niin vähintään pitäisi lakkauttaa fossiiliselle energialle myönnettävät tukiaiset.

 

 

 

KH

Diplomi-insinööri, jatko-opiskelija, työssä sähköisen talotekniikan asiantuntijatehtävissä.

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu