Kommentteja Leo Straniuksen blogiin “Hiilivapaa Helsinki: Viisi huomiota Helsingin energiapolitiikasta”

Leo Stranius kirjoitti blogissaan ”Hiilivapaa Helsinki: Viisi huomiota Helsingin energiapolitiikasta”. Teksti sisältää siinä määrin yleistyksiä, poisjättämisiä ja vääristelyjä, etten voi olla kommentoimatta sitä. Koska kyseessä ei ole aivan yksinkertainen asia, perusteellisesta kommentista tulee väkisinkin pitkän puoleinen, pahoittelen.

Tuulivoiman hinta on viime vuosina tullut merkittävästi alas. Hinta on hänen mukaansa samalla tasolla ydinvoiman kanssa (esimerkiksi OL3-projekti).

Tarkoittaako tämä sitä, että tuulivoimaa kannattaa rakentaa, koska se on edullista? Jos sen hinta on samalla tasolla ydinvoiman kanssa, tarkoittaako tämä myös sitä, että ydinvoimaakin kannattaa rakentaa, koska se on edullista? Loogisesti ajatellen tarkoittaa.

Olkiluoto 3 on epäonnistunut projekti, jollaisen käyttäminen tällaisissa vertailuissa on kirsikanpoimintaa. Pelkän tuotetun sähkön hinnan käyttäminen vertailuissa on poisjättämistä, koska oikea vertailutapa on käyttää systeemihintaa. Tuulivoiman systeemihinta nousee jyrkästi sen osuuden kasvaessa. Tämä käy ilmi tutkimuksesta Nuclear Energy and Renewables – System Effects in Low-carbon Electricity Systems, taulukosta sivulla 7.

Helsingissä voitaisiin tuottaa tuulivoimalla kaikki sähkö ja osa kaukolämmöstä. Peter Lund esitteli laskelmaa, jonka mukaan 486 MW tuulivoimaa tuottaisi 27 % Helsingin sähköntarpeesta vuodessa, 1349 MW tuulivoimaa tuottaisi 71 % sähköstä (2 % lämmöstä) ja 2910 MW tuulivoimaa (+142 GWh lämpövarasto) tuottaisi 95 % sähköstä ja 45 % lämmöstä vuodessa.

Ei voida, kahdestakin syystä:

1. Helsingissä ei aina tuule tarpeeksi. Välillä on niin tyyntä, että Helsingin 150 metrisistä hiilivoimaloiden savupiipuista purkautuva savu nousee pystysuoraan ylöspäin vielä vähintään toiset 150 metriä. Sellaisella, usein talvisena pakkaspäivänä, Helsingin alueella ei voida tuottaa yhtään tuulivoimaa. Helsinki kuitenkin tarvitsee sähköä ja kaukolämpöä koko ajan kulutusta vastaavan määrän.
2. Helsinkiin ei mahdu 2910 MW tuulivoimaa. Kaupungin maa- ja merialueiden yhteenlaskettu pinta-ala on 715,48 km². Tuulivoiman keskimääräisenä tehotiheytenä voitaneen pitää 2 W/m², joka on jo varsin optimistinen arvo, monet tuulipuistot alittavat tämän arvon selvästi. Jos Helsingin maa- ja merialueet rakennettaisiin täyteen tuulivoimaa, olisi keskimääräinen tuuliteho näillä perusteilla 1431 MW, vain noin puolet Straniuksen tekstissä mainitusta 2910 MW:sta.

Vai tarkoitettiinko tässä asennettua tehoa? Siinä tapauksessa väite saattaa pitää paikkansa, jos tarkastellaan tuotettua energiaa, megawattitunteja, mutta ei pidä paikkaansa jos tarkastellaan tehoa, megawatteja. Kohdan 1. syy pysyy voimassa.

Myös kivihiilivoimalat ovat maisemahaitta. Yleensä tuulivoimasta puhutaan maisemahaittana.

Tämä on tietenkin mielipidekysymys, josta on turha kiistellä. Mainittakoon kuitenkin, että biovoimalat ovat aivan samannäköisiä kuin hiilivoimalat.

Helsinki voisi luopua kivihiilestä vaikka heti vaarantamatta omaa sähkönsaantiaan. Helsinki tuottaa tällä hetkellä 40 prosenttia enemmän sähköä kuin käyttää. Jättämällä ylijäämä tuottamatta, voitaisiin kivihiilen käyttö lopettaa.

Väittämä on itsessään ehkä oikein, mutta jättää kokonaan huomioimatta kaukolämmön. Kokonaisuus huomioon ottaen, Helsingillä ei ole mitään mahdollisuutta luopua kivihiilestä korvaamatta sitä jollakin muulla energianlähteellä.

Perustelut:

Helsingin voimalaitokset, tehot ja polttoaineet:

Voimala	Polttoaine	Sähkö (MW)	Kaukolämpö (MW)
Vuosaari	Maakaasu	630	580
Hanasaari	Kivihiili	220	445
Salmisaari	Kivihiili	160	300

Todetaan, että polttoaineiden tehot Helsingissä sähkölle ovat:

• Maakaasu 630 MW
• Kivihiili 380 MW
• Yhteensä 1010 MW

Kivihiilen osuus sähkötehosta on 38 %. Tästä, ja tekstissä mainitusta 40 %:n ylituotannosta on ilmeisesti vedetty se johtopäätös, että hiilestä voitaisiin luopua. Pitäisi vielä varmistaa, riittääkö pelkkä maakaasuteho 630 MW myös kulutushuippujen aikana. Mikäli ei riitä, väite ei edes teoriassa pidä paikkaansa. Toki Helsinki voi tuoda sähköä rajojensa ulkopuoleltakin.

Liiketoiminnan on oltava kannattavaa, muuten sitä ei voida tehdä. Jos hiilisähköstä luovutaan, luovutaan myös sen tuomasta voitosta. Voiko Helen toimia kannattavasti ilman sitä? Mikäli ei voi, kivihiilestä ei voida luopua.

Todetaan, että yhteistuotantovoimalaitosten polttoaineiden tehot Helsingissä kaukolämmölle ovat:

• Maakaasu 580 MW
• Kivihiili 745 MW
• Yhteensä 1325 MW

Kivihiilen osuus lämpötehosta on 56 %.

Helen julkaisee nettisivuillaan kaavion, josta ilmenee kaukolämmön alkuperä:

http://helen.fi/ymparisto/kaukolampo_alkupera.html

Kivihiilen osuus tuotetusta kaukolämpöenergiasta vuonna 2012 oli 44 %.

Näin suurta osuutta sekä tehosta että energiasta ei voida pudottaa pois. Asiaa ei tarvinne enempää perustella?

Tarvitaan poliittista tahtoa. Teknologia päästöjen vähentämiseksi on olemassa ja se on taloudellisesti kannattavaa.

Jos teknologia on olemassa, ja jos se on taloudellisesti kannattavampaa kuin nykyinen ratkaisu, poliittista tahtoa ei tarvita, vaan yrityksen johto osaa siirtyä päästöttömään teknologiaan aivan normaalien markkinatalouden periaatteiden mukaisesti. Helsingin Energia toimii markkinataloudessa vapailla markkinoilla. Toiminnan on oltava kannattavaa, koska yritys ei voi toimia kannattamattomasti. Se on yksinkertaisesti mahdotonta. Kannattamaton toiminta ajaa yrityksen konkurssiin.

Kansallisessa ilmasto- ja energiastrategiassa lähdetään siitä, että kivihiilen käyttö loppuu Suomessa vuoteen 2025 mennessä. Helsingissä tämä tarkoittaa sitä, että Hanasaaren ja Salmisaaren voimalaitokset tulee sulkea.

Energian tuotanto on päästökaupan piirissä. Päästökaupan tarkoituksena on asettaa päästökatto ja ohjata vähennykset sinne, missä ne on edullisinta toteuttaa. Periaatteena on, että vähennykset kannattaa toteuttaa, mikäli ne tulevat halvemmaksi kuin päästöoikeuksien ostaminen. Mikäli eivät tule halvemmaksi, investoinnit eivät ole kannattavia. Liikeyritykset osaavat itse laskea tällaiset asiat, eikä politiikan tarvitse puuttua asiaan. Sen takia päästökauppajärjestelmä on rakennettu. Lisäksi päästökauppasektorilla toteutettuja vähennyksiä ei lasketa mukaan kansallisiin päästövähennysvelvoitteisiin, jotka kohdistuvat päästökauppasektorin ulkopuolisiin päästöihin. EU:n tavoitteissa sanotaan selkeästi:

Vuosina 2013–2020 päästökauppaan kuuluvien alojen tulee vähentää päästöjään EU:n yhteisötason tavoitteen mukaisesti. Päästökaupan ulkopuolella Suomen päästövähennystavoite on 16 % vuoden 2005 tasosta vuoteen 2020 mennessä jäsenmaiden välisen taakanjakopäätöksen mukaisesti.

Päästökauppasektorilla tehtyjä päästövähennyksiä ei lasketa tähän 16 %:n mukaan. Päästökauppasektorilla käytetty biomassa on pois päästökauppasektorin ulkopuolisista käyttökohteista. Asiaa on ajateltava laajemmin kuin vain Helsingin, tai Suomen osalta.

Päällekkäisten ohjausmekanismien ja –strategioiden luominen on näin ollen aika erikoista, ja vesittää päästökaupan tavoitteen mahdollisimman kustannustehokkaasta toiminnasta. Helsingin Energian päästöjä ei tule laskea lainkaan Suomen kansallisiin päästöihin. Ne ovat EU:n päästöjä, ja niitä ohjataan päästökaupalla.

Yhden mahdollisuuden tähän tarjoaa biohiili.

Biohiili saattaa tarjota yhden mahdollisuuden. Sen valmistuksen skaalaaminen teolliseen mittakaavaan ei kuitenkaan vielä ole onnistunut. Ei itse torrefioinnin eikä pelletöinnin/briketöinnin osalta.

Olipa biopolttoaine missä muodossa tahansa, hakkeena, pellettinä, kaasuna tai biohiilenä, sillä on yksi vakava rajoite: Sitä ei voida käyttää enempää kuin sitä kasvaa. Käytännössä ei lähellekään sitä määrää mitä sitä kasvaa, koska puuta tarvitaan muuhunkin käyttöön. Suomen metsät kasvavat energiassa mitattuna n. 200 TWh vuodessa. Suomen primäärienergian kulutus on n. 400 TWh. Puuperäisiä polttoaineita käytetään Suomessa nyt jo n. 70 TWh. Esimerkiksi ”risupaketin” tavoitteena on nostaa hakkeen käyttö 25 TWh:iin. Biomassalta ei voida odottaa enempää kuin mitä se kykenee antamaan.

Tästä aiheesta olen kirjoittanut perusteellisen yhteenvedon aiemmin:

Metsäbiomassan energiapotentiaali Suomessa

Tuleeko biopolttoaineille päästökerroin? Biopolttoaineille tulee ennemmin tai myöhemmin jonkinlainen laskennallinen päästökerroin.

Toivottavasti tulee, koska niiden päästöt ovat suuremmat kuin fossiilisten polttoaineiden. Tällä hetkellä oletettu nolla-päästöisyys perustuu siihen olettamaan, että biopolttoaineeksi kaadetun puun tilalle kasvaa uusi, joka sitoo edellisen puun hiilen takaisin. Tämä ei kuitenkaan tapahdu hetkessä. Parhaimmillaan, metsätähteiden osalta, takaisinmaksuaika voi olla vain muutama vuosi, mutta kantojen osalta kymmeniä, jopa yli sata vuotta. Runkopuu on jossain siinä välillä. Tämä tarkoittaa sitä, että nyt poltettu biomassa vähentää ilmakehän hiilidioksidin määrää vasta takaisinmaksuajan jälkeen. Pahimmassa tapauksessa biopolttoaineen valmistukseen kuluu enemmän energiaa kuin siitä saadaan, eli päästöt kasvavat.

Myös joidenkin päästökomponenttien lisääntymiseen biomassan poltossa ei ole vielä kiinnitetty lainkaan huomiota. Yksi tällainen on typpioksiduuli, eli ilokaasu. Se on voimakas kasvihuonekaasu, jonka mahdollinen lisääntyminen biomassan poltossa ja seospoltossa tulee selvittää ja ottaa huomioon ennen kuin tehdään ratkaisuja, joista ei voi perääntyä.

• Vuosaaren voimalaitokset
• Hanasaari
• Salmisaari

Read Full Post »

Ydinvoiman paluu juurilleen

Ydinvoiman ensimmäinen sovellus oli vuonna 1954 vesille lasketun sukellusvene Nautiluksen (SSN-571) voimanlähde.

Naulilus

Sen painevesireaktori kehitti 10 MW:n akselitehon, jonka avulla alus pystyi liikkumaan 26 solmun nopeudella pysyen sukelluksissa niin kauan kuin miehistölle riitti ruokaa ja puhdasta ilmaa.

Ydinvoiman käyttö sukellusveneissä oli Amiraali Hyman Rickoverin idea. Huomionarvoista on, että aikaa ensimmäisestä alkeellisesta koereaktorista toimivaan Nautilukseen kului vain 12 vuotta. Fissioreaktion teoria oli niin hyvin tunnettu, ja soveltaminen käytäntöön niin yksinkertaista, että enempää aikaa ei tarvittu. Vertailun vuoksi, fuusioreaktoria on kehitetty jo kymmeniä vuosia, eikä sen toteutumisen ajankohdasta, saati onnistumisesta ole vieläkään mitään varmuutta.

Ensimmäinen ydinvoimakäyttöinen Nautilus palveli Yhdysvaltain laivastossa vuoteen 1980 asti ongelmitta, jonka jälkeen alus museoitiin.

Vuonna 1953 amiraali Rickoveria pyydettiin asentamaan yksi reaktori kuivalle maalle. Rakennettiin Shippingport, ensimmäinen sähköä tuottava siviiliydinvoimala. Laitos otettiin käyttöön vuonna 1957, viisi vuotta tilauksen jälkeen. Se oli nykymittapuun mukaan pieni, vain 60 MWe:n laitos, joka palveli vuoteen 1982 saakka. Vuoteen 1987 mennessä laitos oli purettu ja laitospaikka vapautettu muuhun käyttöön. Ydinvoimalan purkaminen nopeasti on siis todistetusti mahdollista. Shippingportin jälkeen on purettu muitakin laitoksia.

Shippingportin voimalan paineastian asennus

Shippingportissa kokeiltiin kolmea erilaista sydänrakennetta, joista viimeinen toimi hyötöreaktorina, hyötäen toriumia fissiiliksi uraaniksi. Sydän oli käytössä viisi vuotta, jonka jälkeen sen todettiin sisältävän 1,4 % enemmän fissiiliä metariaalia kuin alkulatauksessa oli ollut. Toriumin käyttö ydinpolttoaineena osattiin siis jo 70-luvulla.

Shippingportin valmistumisen jälkeen Ricover katsoi työnsä siviilipuolella tehdyksi, ja ydinvoiman sotilas- ja siviilipuolen sovellusten kehitystyö jatkoivat eri teitä. Siviiliydinvoiman kukoistuskausi alkoi ja saavutti huippunsa pari vuosikymmentä myöhemmin. Ydinvoiman vastustus alkoi nostaa päätään, jonka seurauksena rakentamisen tahti hiljeni, mutta jatkui edelleen vakaana. Sitten, 1979, räjähti. Harrisburg teki sen mitä oli pelätty. Vaikka laitosalueen ulkopuolelle ei aiheutunut merkittäviä vaikutuksia, ydinvoiman imago oli tahrittu. Kaksitoista vuotta myöhemmin Tsernobylin väärin suunniteltu reaktori teki sen minkä sen tiedettiinkin voivan tehdä. Vaikka Tsernobylinkin vaikutuksen jäivät pelättyä vähäisemmiksi, ydinvoiman rakentaminen länsimaissa pysähtyi kahdeksi vuosikymmeneniksi.

Hyvin pian Shippinportin jälkeen alalla alettiin tavoittelemaan suuruuden ekonomiaa. Voimaloiden kokoa skaalattiin

Arevan valmistama sukellusvenereaktori

suuremmaksi, aina Shippingportin 60 magawatista Olkiluoto 3:n 1600 megawattiin, ja sitäkin suuremmaksi. Tällä tavoiteltiin pienempiä yksikkökustannuksia (€/MWh), mutta samalla laitosten taloudelliset riskit kasvoivat. Investoinnit paisuivat, ja riittävän riskinottokyvyn omaavien rakennuttajien määrä väheni. Koska ydinvoimalat kestävät selvästi pidempään kuin oikeastaan mitkään muut voimalat, vesivoimaloita lukuun ottamatta, niiden sovittaminen vallitsevaan kvartaalitalouteen on haasteellisia. Lisäksi suurten laitosten pääkomponenttien valmistajien harvalukuisuus aiheuttaa ainakin teoriassa jonkinlaisen pullonkaulan laitosten rakentamiseen.

Toinen voimaloiden kokoa kasvattanut tekijä on ollut vallitseva lainsäädäntö. Esim. Olkiluoto 3:n yhden 1600 MW:n laitoksen vaihtoehtona oli tiettävästi kaksi 800 MW:n laitosta, mutta koska eduskunnan mielestä maahamme sai rakentaa vain yhden uuden laitoksen, päädyttiin yhteen isoon kahden pienen sijasta. Hyvin todennäköisesti kaksi pienempää laitosta olisivat jo tässä vaiheessa valmistuneet ja tuotannossa.

Yksi ydinvoiman merkittävimmistä kehittäjistä oli fyysikko Alvin Weinberg, joka toimi Oak Ridge National Laboratoryn johtajana vuosina 1948-1973. Hän piti nestemäiseen polttoaineeseen perustuvaa sulasuolareaktoria sekä kevytvesireaktoria että natriumjäähdytteistä nopeaa reaktoria parempina vaihtoehtoina siviilitarkoituksiin. Sulasuolareaktori mm. tuottaa kevytvesireaktoria selvästi vähemmän ja lyhytikäisempää jätettä, ja se on turvallisempi. Siinä ei esimerkiksi voi tapahtua sydämen sulamis- eikä muuta ylikuumenemisonnettomuutta, koska polttoaine on valmiiksi sulassa muodossa, ja ylikuumentuessaan reaktori pysähtyy itsestään ja pysyy vakaassa tilassa ilman ulkopuolista energiaa tahi aktiivisia käyttötoimenpiteitä. Sulasuolareaktoria ja ydinturvallisuuden kehittämistä puoltavien mielipiteiden vuoksi presidentti Nixon erotti Weinbergin tehtävästään vuonna 1973. Yhdysvaltain hallinto oli silloin valinnut siviilipuolen kehitys- ja rahoituskohteeksi natriumjäähdytteisen nopean reaktorin. Sen kehitystyö huipentui vuosina 1984-1994 IFR-projektissa, jonka Clintonin hallinto kuitenkin keskeytti kolme vuotta ennen valmistumistaan mm. maakaasuteollisuuden ja ympäristönsuojelijoiden painostuksesta.

Jäljelle jäi siis sukellusveneisiin kehitetty kevytvesireaktori. Sen kehittämiseen saatiin ”rajattomasti” valtion rahaa. Sulasuolareaktorin kehitystyö keskeytyi rahoituksen puutteen takia. Niinpä kevytvesireaktorin käyttö vakiintui myös siviilipuolella. Alvin Weinberg piti kevytvesireaktorin suurimpana järkevänä kokoluokkana muutamaa sataa megawattia. Sitä suuremmissa suojarakennuksen koko ja muut turvajärjestelmät kasvaisivat suhteettoman massiivisiksi. Niiden järjestelmien, joiden ainoana tarkoituksena on estää sydämen sulaminen ja sulan leviäminen ympäristöön, mikäli ensisijaiset suojajärjestelmät kaikesta huolimatta pettäisivät. Näistä kumpaakaan ei voi sulasuolareaktorissa tapahtua.

Palatkaamme ajassa 60 vuotta taaksepäin. Sotilaskäyttöön suunniteltu reaktori oli periaatteessa valmis jo silloin. Niitä

Ydinkäyttöinen rahti- ja matkustaja-alus NS Savannah

on sittemmin rakennettu yli tuhat kappaletta, selvästi enemmän kuin siviilivoimaloita. Niitä käytetään myrskyävällä merellä lentotukialuksissa, veden alla sukellusveneissä sekä muutamissa jäänmurtajissa arktisissa olosuhteissa. Yhdysvaltain laivastolla ei ole tapahtunut yhtään vakavaa reaktorionnettomuutta. Venäjällä on sattunut joitakin, mutta vaikutukset ovat kohdistuneet lähinnä itse aluksiin ja niiden miehistöihin. Varsinaisia ympäristökatastrofeja ei ole tapahtunut. Ydinvoimaa on kokeiltu myös muutamissa siviilialuksissa, joista tunnetuin on Yhdysvalloissa vuosina 1959-1961 rakennettu NS Savannah. Sen yksi Babcock & Wilcox:in valmistama reaktori kehitti 20300 akselihevosvoimaa. Alus oli tekninen menestystarina, mutta taloudellinen epäonnistuminen, lähinnä halvan dieselöljyn takia. Alus poistettiin käytöstä, teknisesti toimivana vuonna 1972. Nyt kun öljyvarat alkavat huveta ja päästönormit tiukentuvat, mielenkiinto ydinkäyttöisiin valtamerialuksiin on vähitellen viriämässä uudelleen.

Sukellusveneissä ja lentotukialuksissa käytettävät reaktorit ovat siviilireaktoreihin verrattuna pieniä, parista kymmenestä pariin sataan megawattiin. Ne ovat yksinkertaisia valmistaa, niitä käytetään tyypillisesti 20..40 vuotta jopa ilman yhtäkään polttoainelatausta ja ovat edelleen toimintakuntoisia kun alukset on muista syistä romutettava. Asiakkailla, eri maiden laivastoilla, on reaktoreille omat laatu- ja turvallisuuskriteerit, poliittista hyväksyntää ei jokaiselle rakennettavalle yksikölle tarvitse erikseen hakea. Sen takia ne pysyvät hyvin aikataulussa sekä budjetissa.

Pieniin reaktoreihin perustuva ydinvoimala olisi jättivoimaloita huomattavasti pienempi ja riskittömämpi kertainvestointi. Pienten reaktoreiden valmistukseen kykeneviä toimittajia on maailmassa runsaasti. Tarvittava suojarakennus olisi selvästi helpompi valmistaa, ja myös tarvittavat varoetäisyydet asutuksesta voisivat olla pienempiä. Voimaloiden pääkomponentit, reaktorit ja höyrystimet, voidaan valmistaa sarjatuotantona tehtaissa ja kuljettaa valmiina asennuspaikoille. Teollisuudesta löytyy yllin kyllin esimerkkejä siitä, miten sarjatuotantona voidaan valmistaa suuria määriä samanlaisia tuotteita, myös varsin tiukoilla laatu- ja turvallisuusvaatimuksilla. Kalliista ja aikavievästä jokaisen voimalan hyväksymisprosessista voitaisiin päästä kokonaan eroon, kuten ilmailuteollisuuden esimerkki osoittaa. Erittäin vaativa ja kallis tyyppihyväksyntä tarvitsee hankkia jokaiselle konetyypille vain kerran, sen jälkeen se on valmis sarjatuotantoon. Jos tätä samaa sovellettaisiin ydinvoimaan, sen taloudellisuus muuttuisi ratkaisevasti nykytilanteeseen verrattuna.

Tämä on nyt energiateollisuudessakin vihdoin huomattu. Mm. Fortumin johtaja Tapio Kuula on puhunut pienten reaktoreiden puolesta. Kun siitä puhutaan julkisuudessa, siitä puhutaan myös energiayhtiöiden johtoryhmissä. Alwin Weinberg oli todennäköisesti oikeassa esittäessään, että sulasuolareaktori olisi siviilikäytössä painevesireaktoria parempi, mutta koska vaihtoehdoista ainoastaan jälkimmäinen on tällä hetkellä teknisesti valmiiksi kehitetty, tämä on se tie, jolla ydinvoimasta voi tulla merkittävä fossiilienergian korvaaja lähitulevaisuudessa. Aikaa ei kasvihuonepäästöjen vähentämisessä ole hukattavaksi, eikä edullisia ja päästöttömiä energianlähteitä ydinvoiman lisäksi suuressa mitassa oikeastaan ole olemassa.

Koska edullisesta energiasta on ollut pulaa, ja koska ydinvoima on ollut poliittisesti riskialtista, resurssit on kohdistettu mm. liuskekaasun tuotannon kehittämiseen. Sillä seurauksella, että alkaen Yhdysvalloista, metaanin hinta on laskenut niin alas, että se syö markkinoita jo kivihiileltä. Sinänsä ehkä positiivinenkin asia, mutta jos samat resurssit olisi kohdistettu ydinvoiman kehittämiseen, olisi tämä metaanin käyttöön pohjautuva välivaihe voitu sivuuttaa kokonaan, jättää metaani maahan mihin se kuuluukin, ja alkaa korvata fossiilienergiaa ydinenergialla. Tekniikka tähän on ollut valmiina jo vuosikymmeniä, poliittinen tahto sen käyttämiseen puuttuu yhä.

• Pelastavatko pienet voimalayksiköt ydinvoiman?
• Fortum ehdottaa miniydinvoimaloita – “Ei estettä”
• Full steam ahead for nuclear shipping
• List of small nuclear reactor designs
• Small Nuclear Power Reactors

Read Full Post »

Pohjoisen merijään uusi sulamisennätys

Pohjoisen merijään uusi sulamisennätys saavutetaan tänä vuonna. Asia on käytännössä jo varma, koska aikaisempi vuoden 2007 ennätys on jo lähes saavutettu, ja aikaa minimiin on vielä kokonainen kuukausi.

Alla oleva kuva perustuu satelliittimittauksiin, ja se kertoo jään peittämän merialueen pinta-alan.

Ajan tasalla oleva kuva löytyy tästä linkistä:

http://www.ijis.iarc.uaf.edu/en/home/seaice_extent.htm

Merijään tilavuudesta ei ole olemassa tarkkoja mittauksia. Paras käytettävissä oleva tieto lienee PIOMAS-malli, jonka trendi näyttää tältä:

Kuvaaja löytyy osoitteesta:

http://psc.apl.washington.edu/wordpress/research/projects/arctic-sea-ice-volume-anomaly/

Kaksi vuotta sitten tehty merijään tilavuuden muutoksen ekstrapolointiin perustuva ennuste näyttää totuudenmukaiselta.

Pohjoisnapa jäätön tämän vuosikymmenen aikana?

Pohjoisnapa tullee kesäisin olemaan kokonaan jäätön tämän vuosikymmenen aikana. Sillä voi olla arvaamattomia vaikutuksia pohjoisen pallonpuoliskon ilmastoon.

Merijään häviäminen johtuu maapallon ilmaston lämpenemisestä. Ihmiskunnan ilmakehään päästämät kasvihuonekaasut voimistavat kasvihuoneilmiötä, jonka luonnollisena seurauksena ilmasto lämpenee. Pohjoisen merijään kesäinen katoaminen tulee olemaan ensimmäinen suuri konkreettinen osoitus ilmaston lämpenemisestä. Samalla se voi olla horjahduspiste, jonka jälkeen lämpeneminen riistäytyy käsistä. Päästöjen vähentäminen ei enää auta, jos maapallon heijastavuus vähenee liikaa ja lämpeneminen tämän johdosta kiihtyy nopeammin kuin päästöjen vähentäminen sitä hidastaa.

Ilmastonmuutoksen torjuminen olisi pitänyt toden teolla aloittaa viimeistään kolmekymmentä vuotta sitten. Toistaiseksi asian hyväksi ei ole puhumisen lisäksi tehty mitään. Keinoja olisi ollut käytettävissä:

Ympäristöaktivismi on syynä ilmastokriisiin

Yhä edelleen kehitys etenee vastakkaiseen suuntaan kuin pitäisi:

Satu Hassi Saksan energiasta

Ilmaston lämpeneminen voidaan ehkä pysäyttää poistamalla kasvihuonekaasuja ilmakehästä. Se vaatii suunnattoman paljon enemmän resursseja kuin päästöjen kääntäminen laskuun 30 vuotta sitten olisi vaatinut.

Read Full Post »

James Hansen: Miksi minun on puhuttava ilmastonmuutoksesta

Rauli Partanen on Kaikenhuippu-blogissaan julkaissut säännöllisesti muiden mielenkiintoisten aiheiden lomassa viikon videoita. Viimeisin viikon video on syytä julkaista laakemmallekin yleisölle. Videolla James Hansen kertoo omasta urastaan, ilmastotutkimuksen havainnoista, sekä kohtaamastaan vastarinnasta, jolla hänet on muutamaan otteeseen yritetty vaientaa. Hän esittää myös Fee and dividend päästöveromallinsa, josta olen aiemmin kirjoittanut täällä.

PS. Älkää toki unohtako Vitsknurkkaa. Löytyy oikeasta sivupalkista muiden blogisyötteiden alapuolelta. Huumoria ei sentään sovi unohtaa.

Read Full Post »

“Väärä vihreys vahingoittaa ympäristöä”

Eipä voisi asiaa paremmin muotoilla:

Talouselämä: Väärä vihreys vahingoittaa ympäristöä

Read Full Post »

Hiilidioksidin määrä kasvaa kiihtyvästi

Hiilidioksidin määrä ilmakehässä jatkaa kasvuaan. Mauna Loan mittaukset 1960-luvulta näyttävät tältä:

Kuva 1.

Käyrästä nähdään myös, että se kaareutuu ylöspäin. Tamino esittää uusimmassa postauksessaan kuvan siitä, miten CO2-pitoisuuden kasvu on kiihtynyt, yksikkönä ppmv/vuosi:

Kuva 2.

Kioton ilmastosopimuksen vaikutuksia ei kuvissa näy jälkeäkään. Pitäisiköhän asialle kohta oikeasti tehdä jotain?

• Hiilidioksidin määrä ilmakehässä havainnollistettuna

Read Full Post »

Ympäristöaktivismi on syynä ilmastokriisiin

Jos ärhentelyni Greenpeacea ja muuta ympäristöaktivismia kohtaan ihmetyttää, selitys löytyy tästä kirjoituksesta.

Alla olevassa kuvassa on ydinvoiman kasvukäyrä (sininen) rakentamisen alusta vuoteen 2008. Voimakkain kasvu koettiin 80-luvun puolivälissä, jolloin valmistui parhaimmillaan yli 30 voimalaa vuodessa. Sen jälkeen rakentamistahti on taantunut. Punainen käyrä on tuulivoiman kasvukäyrä.

 

Kuva 1.

Olen alustavasti selvittänyt, millainen nykyinen energiantuotannon rakenne ja hiilidioksidipäästöt olisivat, mikäli ydinvoiman nopein kasvuvauhti olisi jatkunut, tai kiihtynyt. Teknistä estettä tälle ei olisi ollut. Syyt kasvun taantumiselle olivat poliittisia. Energiankulutuksen kasvu jatkui entiseen malliin, mutta fossiilienergian turvin. (Tätä sanottiin edellisessä keskustelussa olkiukoksi) Kasvu on näyttänyt tältä:

 

Kuva 2. Primäärienergian kulutus maailmassa. (IPCC)

Viime vuosien hyppäys hiilen kulutuksessa johtuu yksinomaan Kiinan kasvusta. Minkäänlaista merkkiä kasvun taittumisesta ei siis ole nähtävissä, päinvastoin. Sellaisen odottaminen, saati riittävän suuren pudotuksen odottaminen on aivan epärealistinen harhakuvitelma, sellaista ei tulla näkemään.

Selvitykseni ydinvoiman toteutumattoman kasvun vaikutuksesta on keskeneräinen. Valmiiksi asti sellaisen on tehnyt Michael Dickey blogissaan, jonka myös WattsUpWithThat (!) julkaisee otsikolla Anti-Nuclear Power Hysteria and its Significant Contribution to Global Warming. Lainaan tekstistä yhden kuvan:

Kuva 3.

Kuvasta nähdään Yhdysvaltojen toteutuneet hiilidioksidipäästöt, ja kolme skenaariota. Sininen käyrä kuvaa toteutuneita päästöjä. Vihreä käyrä näyttää, millainen tilanne olisi, jos ydinvoimaa ei olisi rakennettu lainkaan. Punainen käyrä näyttää tilanteen, jossa ydinvoimaa olisi rakennettu alun perin suunniteltu määrä. Hiiltä ja maakaasua ei käytettäisi sähköntuotannossa lainkaan, ja vaikutus päästöihin olisi melkoinen. Ne olisivat vain puolet nykyisestä.

Violetti käyrä on skenaario, jossa ydinvoiman rakentamista olisi jatkettu vielä suunniteltuakin pidemmälle. Päästöt olisivat nyt neljäsosa nykyisestä.

Lähdeartikkeli kannattaa käydä lukemassa yllä olevista linkeistä. Siellä on useita muitakin havainnollisia kuvia.

Ydinvoiman rakentamiselle yllä kuvatulla tavalla ei olisi ollut teknisiä eikä taloudellisia esteitä. Jos se olisi toteutunut Yhdysvaltojen lisäksi muualla maailmassa, kasvihuonekaasupäästöt olisivat tänään alle puolet nykyisestä, tai jopa alle. Ilmastonmuutos olisi edelleen uhkana, mutta ei läheskään niin akuuttina kuin nyt. Lähtötilanne sen torjumiseksi olisi huikeasti parempi kuin nyt. Fossiilienergian ehtyminen ei uhkaisi talouttamme ja hyvinvointiamme, ja loppujenkin päästöjen poistamisen olisi mahdollista.

Ydinvoimateknologia olisi kehittynyt jättiharppauksen nykyisestä, turvallisemmaksi, halvemmaksi, arkipäiväisemmäksi. Ydinjätettä syntyisi vähemmän kuin tänään, eikä uraania tarvitsisi juurikaan louhia. Öljysotia ei käytäisi, eikä metsiä tarvitsisi raivata polttoaineviljelmiksi.

Kaatunutta maitoa ei kannata surra. Suren silti. Ja syytän, aivan rehellisesti ja selkä suorana syytän sitä 70- ja 80- lukujen ympäristöaktivismia, joka pilasi mahdollisuutemme parempaan maailmaan. Sanoivat, ja sanovat edelleen, että ydinvoima sysää ongelmat  jälkipolville. Totuus näyttää olevan päinvastainen. Ydinvoiman käyttämättä jättäminen on sysännyt ongelmat jälkipolville. Olen katkera. Siksi syytän myös kaikkia tahoja, jotka jatkavat temppuilua yhä tänään.

Ydinvoiman kampittaminen oli alusta asti ympäristöliikkeen ykkösasia. Se onnistui paremmin kuin hyvin, mutta homma jäi puolitiehen, ja mokattiin lopulta pahasti. Maailma ei muuttunutkaan, vaan kulutus jatkoi kasvuaan. Nyt fossiilienergian turvin, koska se oli yhtä halpaa. Aivan malliesimerkki vallankumouksesta, joka ei johtanut alkuunkaan sinne mihin oli tarkoitus.

Tämän päivän ympäristöaktivismilla olisi nyt itsetutkiskelun paikka. Halutaanko vieläkin hakata päätä tähän samaan puuhun, vai halutaanko alkaa tekemään asioita oikein? Halutaanko vielä uskoa omiin kuvitelmiin, vai ollaanko rehellisiä? Halutaanko vieläkin muuttaa maailmaa, vai joko uskotaan, että se ei käskemällä muutu? Ihminen on sellainen.

Ihminen on evoluutionsa tässä vaiheessa ahne paskiainen, eikä siitä lyhyessä ajassa muuksi muutu. Itse en enää usko mihinkään pelastavaan muutokseen ihmisissä lähimpien sukupolvien aikana. Tähän uskominen on ympäristöliikkeeltä ollut koko planeetan kokoinen emämunaus, josta kärsimme kaikki.

Kun ensimmäisen kerran luin James Lovelockin ajatuksia ydinvoimasta, pidin niitä suuruudenhulluina. En enää:

Global warming is now advancing so swiftly that only a massive expansion of nuclear power as the world’s main energy source can prevent it overwhelming civilisation, the scientist and celebrated Green guru, James Lovelock, says.

His call will cause huge disquiet for the environmental movement. It has long considered the 84-year-old radical thinker among its greatest heroes, and sees climate change as the most important issue facing the world, but it has always regarded opposition to nuclear power as an article of faith. Last night the leaders of both Greenpeace and Friends of the Earth rejected his call.

Uusiutuvasta energiasta Lovelock sanoo:

On that basis, he says, there is simply not enough time for renewable energy, such as wind, wave and solar power – the favoured solution of the Green movement – to take the place of the coal, gas and oil-fired power stations whose waste gas, carbon dioxide (CO2), is causing the atmosphere to warm.

Teksti on vuodelta 2004, James Lovelock on ollut oikeassa koko ajan.

(Kaikenhuippu kertoo tämän saman tarinan vähän toisin sanoin.)

• James LOVELOCK’s preface to the book “Environmentalists For Nuclear Energy”
• Nuclear Power: If you really care about CO2!!!

Read Full Post »

Earth Hour

Tänään lauantaina vietetään perinteistä “Maan tuntia”.

WWF: Earth Hour 2011

Maailman valot sammuvat tunniksi 26.3. klo 20.30. Ilmoittaudu mukaan WWF:n Earth Hour -kampanjaan, jolla vaadimme maailman päättäjiä vihdoin torjumaan ilmastokriisin. Earth Hour on maapallon laajin ja valovoimaisin ilmastokampanja. Osallistu ja näytä, että välität!

Ilmoittaudu tästä: http://www.wwf.fi/earthhour/

 

Read Full Post »

Fukushiman onnettomuus, historian vakavin ympäristökatastrofi?

Three Mile Islandin onnettomuus vuonna 1979 keskeytti ydinvoiman rakentamisen yhdysvalloissa. Viitisenkymmentä  jo tilattua laitosta peruttiin. Vastaava tuotanto rakennettiin hiilellä ja maakaasulla. Onnettomuuden uhriluku –  nolla kuollutta.

Viimeistään Tšernobylin onnettomuus 1986 aiheutti saman reaktion koko maailmassa. Ydinvoiman rakentaminen keskeytettiin, sen sijaan lisättiin hiilen ja maakaasun käyttöä. Onnettomuuden virallinen uhriluku – n. 50 akuuttia kuolemantapausta pelastushenkilökunnan keskuudessa. Arviolta 4000 syöpätapausta laajemmalla alueella, joskin hyvin villejäkin arvauksia löytyy.

Fukushiman onnettomuuden vaikutuksia ympäristöön ei vielä tiedetä. On edelleenkin mahdollista, että akuutteja siviiliuhreja ei tule yhtään, ja vaikutukset jäävät lähemmäs Three Mile Islandin kuin Tsernobylin vaikutuksia. Gaia-teorian isä James Lovelock totesi täällä seuraavaa:

There is a monstrous myth about nuclear power. I would make a strong guess that of the tens of thousands of people killed in Japan, none of them will be from nuclear power.

Muiden energiamuotojen terveysvaikutuksista voi lukea täältä. Ne eivät ole riskejä, vaan tilastoituja tapahtumia. Lisää fosiilisten riskeistä voi lukea täältä.

Fukushiman vaikutus yleiseen mielipiteeseen on helpompi ennustaa kuin ympäristövaikutksia, tästä on jo merkkejä havaittavissa, eimerkiksi täällä:

Myös keskiviikkoaamun Kauppalehti arvioi, että Japanin ydinonnettomuus saattaa vaikeuttaa päästövähennyksien saavuttamista EU:ssa. Ydinvoimalahankkeiden jäädyttäminen on nimittäin nostanut markkinoiden arvioita hiilivoiman kysynnästä.

Ja täällä:

China halted approvals of new nuclear-power plants pending changes to safety standards…

Despite radiation leaks and plant failure in northeastern Japan following last week’s earthquake and tsunami, analysts said it was difficult to see how China could achieve its clean-air goals without significant investment in nuclear power.

Tunnettu ympäristötoimittaja George Monbiot otti jo asiaan kantaa blogissaan:

If this suspension were to become permanent, the power those plants would have produced is likely to be replaced by burning coal. While nuclear causes calamities when it goes wrong, coal causes calamities when it goes right, and coal goes right a lot more often than nuclear goes wrong.

Politiikkaa maailmalla on reagoinut voimakkaasti jo ennen kuin Fukushiman tilanne on täysin selvillä ja ympäristövaikutuksista tiedetään yhtään mitään. Mielenkiintoinen lähtökohta ympäristöjärjestön kannanotolle. Onko siis kyse YMPÄRISTÖNsuojelujärjestöstä, vai IHMISTENsuojelujärjestöstä? Ja miltä, todelliselta vaaralta, vai pelolta ja hysterialta? Jos kokonaisen ydinvoimalakompleksin täystuho ei saakaan aikaiseksi massiivisia uhkakuvissa esitettyjä ruumisröykkiöitä, niin mistä koko asiassa on oikein kysymys?

Jos mielipidevaikutukset ovat lopulta samat kuin kahdessa edellisessä onnettomuudessa, jo käynnistynyt ydinvoiman renessanssi tyrehtyy ja johtaa kolmannen kerran fossiilisten käytön lisääntymiseen ja hiilivapaan energian siirtymiseen yhä kauemmas tulevaisuuteen. Ihmiskunta tekee kolmannen kerran saman virheen, eikä historiasta ole opittu yhtään mitään.

Fossiilisten käytön jatkuminen on maailmanlaajuinen ympäristökatastrofi, jonka Fukushiman onnettomuus hyvin todennäköisesti aiheuttaa, ja jonka rinnalla koko Japanin tragedia ei pahimmillaan ole yhtään mitään. Miksi Fukushima on pahempi kuin edeltäjänsä? Koska päästöjen vähentäminen olisi pitänyt aloittaa jo 30 vuotta sitten. Nyt ei olisi enää aikaa perääntymiseen ja siksi oletan, että jos ennusteeni käy toteen, mahdollisuudet hiilivapaan energiajärjestelmän rakentamiselle ja siten ympäristömme pelastaminen ilmastokatastrofilta ovat menetetyt. Juna on mennyt.

Toivottavasti olen huono ennustaja.

• Kuuluuko ydinvoima historiaan?
• Sulasuolareaktori – energiaa toriumista
• IFR – menetetty mahdollisuus, vai tulevaisuuden pelastaja?

Read Full Post »

Hiilidioksidin määrä ilmakehässä havainnollistettuna

Ilmassa on hiilidioksidia tällä hetkellä 390 ppmv, kun sitä esiteollisena aikana 1800 luvun alussa oli 280 ppmv. Yksikkö ppmv, Parts Per Million by Volume, tarkoittaa miljoonasosaa tilavuudesta. 390 ppm on yhtä kuin 0,039 %. Hyvin suuria ja hyvin pieniä lukuja on vaikea hahmottaa, siksi teemme pari yksinkertaista havainnollistusta.

Havainnollistus pinta-alan mukaan

Ilmakehässä kaasut ovat tasaisena seoksena. Ajatellaan, että ne olisivat erillään niin, että jokainen kaasu olisi yhtenä selvärajaisena alueena maapallon pinnalla. Tällä tavalla kaasujen määrä voidaan suhteuttaa Maapallon pinta-alaan.

Maapallon pinta-ala on 510 100 000 km²

Yksi miljoonasosaa tästä on 510,1 km²

390 miljoonasosaa on 198 939 km²

Tätä pinta-alaa vastaavan neliön sivun pituus on 466 km.

Lasketaan samalla tavalla:

• Hiilidioksidin määrä ilmakehässä on tänään 390 ppm <=> 466 km
• Hiilidioksidin määrä oli esiteollisena aikana 280 ppm <=> 378 km
• Ihmiskunnan aikaansaama lisäys on 110 ppm <=> 237 km
• Hiilidioksin määrä lisääntyy vuosittain 2 ppm <=> 32 km
• Suomen osuus päästöistä on 0,2 % = 0,004 ppm <=> 1,4 km

Piirretään tuloksia vastaavat pinta-alat Suomen kartalle:

Kuva 1.

Piirretään 2 ppm ja 0,004 ppm vastaavat pinta-alat pääkaupunkiseudun kartalle:

Kuva 2.

Ihmiskunnan tuottaman hiilidioksidin määrä on noin kaksinkertainen tässä esitettyyn määrään nähden, koska noin puolet siitä poistuu luonnon hiilinieluihin.

Kuvasta nähdään, että ihmiskunnan vuotuinen lisäys ilmakehän hiilidioksidiin riittäisi täyttämään koko pääkaupunkiseudun ilmatilan Helsingin eteläkärjestä lähes Järvenpään korkeudelle saakka.

Havainnollistus kerrospaksuuden mukaan

Toinen tapa havainnollistaa hiilidioksidin määrää on laskea kaasukerroksen paksuus, jos kyseinen kaasu olisi muusta ilmasta erillään ja sijaitsisi merenpinnan tasolla. Tehdään yksinkertainen laskelma, joka ei ole absoluuttisen tarkka, mutta on havainnollinen ja tähän tarkoitukseen riittävän tarkka.

Ilmakehän tiheys vähenee ylöspäin mentäessä kuvan 3. mukaisesti.

Kuva 3.

Merenpinnan tasolla keskimääräinen ilmanpaine on 1013 mb (millibaaria). Viiden ja puolen kilometrin korkeudella paine on enää 500 mb, eli puolet ilmakehän massasta sijaitsee 5,5 kilometrin alapuolella. Ylöspäin mentäessä ilman paine ja samalla tiheys vähenevät logaritmisesti, ja myös asymptoottisesti, koska selkeää ylärajaa ilmakehällä ei ole.

Tätä esimerkkiä varten oletetaan, että ilman tiheys merenpinnasta ilmakehän ylärajalle asti on vakio 1,3 kg/m3, eli yhden kuutiometrin paino on 13 N. Esimerkki-ilmakehämme paksuus on siten

101300 Pa : 13 N/m3 = 7792 m

Pyöristetään lukema 8000 metriin.

Hiilidioksidin osuus 390 miljoonasosaa tästä on

8 000 / 1 000 000 * 390 = 3,1 metriä

Samat vertailuluvut kuin pinta-alaesimerkissä ovat siten:

• Hiilidioksidin määrä ilmakehässä on tänään 390 ppm <=> 3,1 m
• Hiilidioksidin määrä oli esiteollisena aikana 280 ppm <=> 2,2 m
• Ihmiskunnan aikaansaama lisäys on 110 ppm <=> 0,88 m
• Hiilidioksin määrä lisääntyy vuosittain 2 ppm <=> 1,6 cm

Havainnekuvassa mieshahmon pituus on 170 cm. Ihmistoiminnan aiheuttama hiilidioksidilisäys 88 cm on kuvassa sinisellä.

Kuva 4.

(Pohjana oleva kuva on Pioneer 10 ja 11 -luotaimiin kiinnitty tervehdys avaruuden muukalaisille.)

Yhteenveto

Ihmisoiminnan seurauksena hiilidioksidin pitoisuus ilmakehässä on kasvanut määrällä, joka vastaa 88 cm paksua kaasukerrosta kautta koko Maapallon pinnan. Vertailun vuoksi, yläilmakehän otsonimäärä tällä tavalla ilmaistuna olisi vain 2-4 mm paksu kerros, ja silti se riittää suodattamaan elämälle haitallista Auringon  UV-säteilyä. Hiilidioksidi suodattaa maanpinnasta säteilevää lämpösäteilyä estäen sitä pakenemasta avaruuteen.

Read Full Post »