Bioenergialla on huomattavan suuret CO2-päästöt

Bioenergiaa pidetään nollapäästöisenä, mutta se ei ole sitä. Palaessaan puu vapauttaa hiilidioksidia jokseenkin saman verran kuin kivihiili. Päästöttömyys perustuu oletukseen, että kaadetun ja poltetun puun tilalle kasvaa uusi puu, joka sitoo poltetun puun hiilidioksidin uudelleen pois ilmakehästä. Toinen päästöttömyyttä näennäisesti tukeva oletus on se, että kuoltuaan puu lahoaa, jolloin hiilidioksidi vapautuu ilmakehään joka tapauksessa.

Molemmat olettamukset ovat periaatteessa totta. Mutta – puun lahoaminen kestää yli sata vuotta. Poltettaessa hiili vapautuu heti, eikä uusi puukaan kasva poltetun tilalle samantien, vaan se kestää vuosikymmeniä.

Vuonna 1995 julkaistussa IPCC:n raportissa CLIMATE CHANGE 1995 Impacts, Adaptations and Mitigation of Climate Change: Scientific-Technical Analyses sanotaan vielä näin:

There is no net atmospheric CO2 build-up from using biomass grown sustainably because CO2 released in combustion is compensated for by that withdrawn from the atmosphere during growth.

Tätä asiaa on sen jälkeen tutkittu paljon ja käsitys asiasta on muuttumassa – huonompaan suuntaan.

Uusin IPCC:n raportti vuodelta 2014 kappale 7, sivu 539 kuva 7.6.

Kuva 1.

Kuva 1. Working Group III Report ”Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change”, part of figure  7.6.

Isompi kuva tässä. Tässä osakuvassa kolme alinta riviä ovat biomassaa, ylemmissä on hiili ja maakaasu. Raportissa esitetään biomassan elinkaaripäästöt, johon sisältyvät biomassan polton suorat ja epäsuorat päästöt, mutta tässä ei oleta kantaa tarkastelujakson pituuden vaikutukseen. Metsäbiomassan päästöt ovat tämän mukaan vähän vajaa puolet maakaasun päästöstä.

Puolitoista vuotta sitten julkaisimme Sampo Soimakallion seminaariesitelmän biopolttoaineiden energiakäytöstä.

Esitelmässä käy selkeästi ilmi, että hiilineutraali ei ole sama kuin ilmastoneutraali, että bioenergian lisääminen ei aina ole kestävän kehityksen mukaista, ja että bioenergia ylipäätään ei ole niin ongelmatonta ja ilmastoneutraalia kuin yleisesti uskotaan.

Nyt tämä aihe on jo päässyt valtamediaan. YLE julkaisi 25.4.2015 uutisen otsikolla

Bioenergian päästöt – nolla vai ihan muuta?

Päästöt pitäisi saada laskuun mahdollisimman nopeasti, mielellään heti. Siksi biomassan kohdalla on otettava huomioon aikaväli, jolla päästötase lasketaan. Kuten edellä todettiin, nykyinen olettamus perustuu siihen, että poltetun biomassan päästöt sitoutuvat takaisin biosfääriin eikä päästöjä näin ole. Tämä olettamus pätee pitkällä, yli sadan vuoden tarkastelujaksolla, edellyttäen silloinkin, että biomassa kerätään kestävällä tavalla ja uuden kasvuston syntymiselle luodaan edellytykset.

Kun asiaa tarkastellaan ilmastonmuutoksen kannalta jollain relevantilla aikavälillä, tilanne muuttuu aivan oleellisesti.

Medialta kesti tässä tapauksessa neljä vuotta noteerata uusin tutkimus. YLEn uutinen perustuu Suomen ympäristökeskuksen julkaisuun vuodelta 2011:

Metsäbiomassan energiakäytön ilmastovaikutukset Suomessa

Lainaamme raportista kaksi kuvaa. Ensimmäisessä kuvassa (raportin kuva 4.) nähdään kuusipuun eri osien lahoamisnopeus siinä tapauksessa, että ne jätetään metsään.

Kuva 2.

Kuva 2. Eräiden energiakäyttöön sopivien kuusen biomassaositteiden lahoaminen metsään jätettynä Etelä- ja Pohjois-Suomessa 100 vuoden aikana Yasso07-mallin mukaan. Oksien läpimittana käytettiin 2 cm, rankapuun 10 cm ja kantojen 30 cm.

Kuvasta nähdään, että esimerkiksi Pohjois-Suomessa metsään jätetystä rankapuusta on kahdenkymmenen vuoden kuluttua jäljellä vielä 55 %. Kannoista on 35 % jäljellä vielä sadan vuoden kuluttua. Poltettaessa hiili olisi vapautunut ilmakehään heti.

Toisessa kuvassa (rapotrin kuva 6.) nähdään edellisen kuvan tietojen perusteella lasketut eri puulajien ja jakeiden ilmastovaikutukset fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna kaksikymmentä vuotta sen jälkeen, kun energian tuotanto on aloitettu. Toisin sanoen, jos fossiilinen polttoaine korvataan biomassalla, tilanne ilmastopäästöjen osalta kahdenkymmenen vuoden kuluttua on tämän kuvan mukainen.

Kuva 3. Metsäbioenergian tuottamisesta aiheutunut ilmakehän hiilimäärän lisäys tuotettua energiayksikköä kohti 20 vuotta energiantuotannon aloittamisen jälkeen tuotettaessa 1 PJ energiaa joka vuosi (E-S Etelä-Suomi, P-S Pohjois-Suomi). Luvut sisältävät metsän hiilivajeen vaikutuksen (pylväiden vihreä osa) ja bioenergian tuotantoketjun päästöt (pylväiden tumma osa). Fossiilisten vertailupolttoaineiden päästöt sisältävät tuotantoketjun ja polton päästöt.

Kuva 3. Metsäbioenergian tuottamisesta aiheutunut ilmakehän hiilimäärän lisäys tuotettua energiayksikköä kohti 20 vuotta energiantuotannon aloittamisen jälkeen tuotettaessa 1 PJ energiaa joka vuosi (E-S Etelä-Suomi, P-S Pohjois-Suomi). Luvut sisältävät metsän hiilivajeen vaikutuksen (pylväiden vihreä osa) ja bioenergian tuotantoketjun päästöt (pylväiden tumma osa). Fossiilisten vertailupolttoaineiden päästöt sisältävät tuotantoketjun ja polton päästöt.

Raportista löytyy sama kuva viidenkymmenen ja sadan vuoden ajalle laskettuna. Tilanne niissä on tietenkin parempi, mutta kahtakymmentä vuotta voitaneen pitää ilmaston kannalta perustellumpana aikavälinä. Biomassa ei näin tarkasteluna ole juurikaan maakaasua ilmastoystävällisempi polttoaine.

Näin laadukas raportti suomen kielellä on harvinaista herkkua. Jokaisen päättäjän ja muun, joka asiasta on kiinnostunut, tulisi se lukea.

Ristiriitainen politiikka

Kauppalehti kirjoittaa 14.4.2014 otsikolla:

Härmälä: Biomassan päästökertoimen oltava nolla

”Suomi voi saavuttaa vuodelle 2050 asetetun 80–95 prosentin päästövähennystavoitteen vain siinä tapauksessa, että energiantuotantoon käytettävän biomassan päästökerroin on jatkossakin nolla, hiilidioksidin erotus- ja varastointiteknologiat otetaan käyttöön ja ydinvoima on edelleen osa energiantuotantovalikoimaa”, kommentoi työ- ja elinkeinoministeriön ylijohtaja Esa Härmälä IPCC:n viikonloppuna julkaistua raporttia.

Voisiko tuon sanoa toisin: Biomassan päästöjä ei pidä ottaa huomioon jatkossakaan?

Myös Vihreiden Oras Tynkkynen on ottanut asiaan kantaa. Vihreä Lanka 16.10.2014

Suomi hakee päästövähennyksensä metsästä ja teknologiasta

Koko biomassan hyödyntäminen nojaa kuitenkin siihen, että sitä pidetään päästöneutraalina energianlähteenä. Toistaiseksi kiinteät biopolttoaineet on sellaiseksi katsottukin, mutta mikään ei takaa, etteikö niille voisi tulla tulevaisuudessa jonkinlaista päästökerrointa. Miten tällaiseen tilanteeseen on varauduttu tiekartassa?

”Ei mitenkään. Jos tilanne muuttuu, laskelmat menevät uusiksi”, Tynkkynen sanoi Vihreälle Langalle.

Tynkkynen myöntää, että jos biomassan todelliset päästöt ja ilmastovaikutukset otetaan politiikassa huomioon, nykyiset laskelmat ja suunnitelmat menevät uusiksi.

Päästöjen lisäksi biomassan käytön lisääminen vaikuttaa negatiivisesti metsäluonnon monimuotoisuuteen. WWF Suomi on äskettäin julkaissut raportin:

Metsäluonnon monimuotoisuus on mahdollista säilyttää nykyisillä hakkuumäärillä – mutta vain tiukoin reunaehdoin

Tässä viitatun raportin on tehnyt Gaia Consulting Oy, ja se löytyy tästä.

Mitä metsä kestää?

Raportti on ilmeisesti ensimmäinen, jossa maamme metsien käyttöä kokonaisuudessaan tarkastellaan luonnon monimuotoisuuden näkökulmasta.

Jani-Petri Martikainen on havainnollisesti esittänyt, miten eri puolueiden ja muiden tahojen bioenergiavisiot suhteutuvat tuoreeseen WWF:n raporttiin. Tässä kuvassa nähdään eri bioenergiasuunnitelmien vaatima biomassan määrä nykyisen kulutuksen päälle miljoonina kuutiometreinä.

Kuva 4. Eri tahojen bioenergia tavoitteita verrattuna kestävään määrään.

Kuva 4. Eri tahojen bioenergia tavoitteita verrattuna kestävään määrään.

Vihreä pylväs on WWF:n tuoreessa rapostissa todettu ekologisesti kestävä lisäys, n. 3 miljoonaa kuutiota lisää. Palkeissa on epävarmuutta mm. sen osalta millainen puumäärä vaaditaan puusta tehtävän biokaasun tuotantoon. Tarkempi selostus lähteineen blogista PassiiviIdentiteetti:

Olen toistuvasti kritisoinut ilmastotoimien hitautta. Nyt kun ilmastonsuojelu on noussut pysyvästi yhdeksi politiikan aiheeksi, näemme samanlaisen hidastelun päästövähennyskeinojen kanssa. Politiikka ja kansainväliset sopimukset eivät toistaiseksi ota näitä tieteen tuloksia huomioon millään tavalla, vaikka ne ovat olleet tiedossa jo useita vuosia. Biomassaa pidetään edelleen nollapäästöisenä.

Kun tutkimukset enenevät, tilanne saattaa muutua edelleen. Tähän mennessä uudet tutkimukset ovat lisänneet bioenergian todettuja päästöjä. On aivan mahdollista, että tulevaisuudessa biomassan polttaminen siirretään päästökaupan piiriin fossiilisten polttoaineiden joukkoon. Olen useassa yhteydessä korostanut faktojen merkitystä politiikassa. Tässä esitetty asia on kouluesimerkki faktasta, joka sivuutettuna johtaa virhelliseen tai jopa vahingolliseen ilmasto- ja energiapolitiikkaan.

Lisää utkimustietoa biomassan ilmastovaikutuksista löytyy Ari Jokimäen blogista AGW Observer kohdista

 

6 thoughts on “Bioenergialla on huomattavan suuret CO2-päästöt

  1. Asiaa jälleen kerran – ja tavallaan ”ikävä yllätys”. Esittäisin omiin mutuhavaintoihini perustuen vielä seuraavaa. Lehtipuu lahoaa (ainakin muut kuin haapa) selvästi nopeammin kuin havupuut ja kosteissa paikoissa olevat puut lahoavat nopeammin kuin kuivilla paikoilla kasvavat ja pienet puut lahoavat suhteessa nopeammin kuin suuret (päällä oleva kuori pitää puun kosteana ja alttiina lahoamiselle). Tiedä miten paljon muuttaa kyseistä lahoamisaikataulua, sillä suurin osa Suomen metsistä kasvaa kuusta ja mäntyä – ja melko kuivilla kasvupaikoilla. Ilmastoystävällisintä puuta olisi siis märillä kasvupaikoilla kasvavat nuoret lepät, koivut, haavat, pajut jne. Eli se perinteinen pientalojen hakkuritavara😉

    Nämä metsäalan ihmiset esittävät, että koivu lahoaa ”lähes täydellisesti” 25-40 vuodessa.

    http://www.ts.fi/teemat/luonto/62071/Kauanko+puun+lahoaminen+kestaa

    Asiassa on myös valoisa puolensa! Eli sillä olisi todella merkitystä, jos puuta ei poltettaisi, vaan joko muutettaisi mm. kirjoiksi, sahatavaraksi ja/tai ”luonnonsuojelupuuksi”. Lahotkoon siellä rauhassa, jos siitä ei ole selluksi tai laudaksi. Luonto kiittää.

    ps. Huomasitko Kaj tämän päivän Hesarissa artikkelia Japanin aurinkosähköstä? Jäin miettimään, miten paljon Japanin hiilipäästöt ovat lisääntyneet kun ydinvoimalaitokset on suljettu.

    Tykkää

  2. Ikävä kyllä, mutta loogisesti ajatellen, onko nyt niin suuri yllätys? Olen kyllä itse joutunut muuttamaan mielipiteeni bioenergiasta liki 180 asetta mitä enemmän tietoa on tullut pengottua. Mikään muu energiamuoto ei kajoa biosfääriin yhtä väkivaltaisesti kuin juuri bioenergia. Siksi vähän outoa, että se niin ympäristöjärjestöjen suosiossa.

    Minäkin olen ollut siinä käsityksessä, että lehtipuu lahoaa nopeammin, mutta jos katsotaan kuvaa 3. siinä on koivuranka mukana, ja samaa tasoa kuusen ja männyn kanssa.

    Mitä tarkoitetaan ”kokonaan lahoamisella”? Jos puun rakenne hajoaa kokonaan 40 vuodessa, onko myös se ”multa” mikä siitä jää jäljelle kokonaan lahonnut, vai kuinka paljon siinä on vielä hiiltä jäljellä? En tiedä, luotan tässä enemmän tutkijoihin kuin metsäalan ammattilaisiin, joiden havainnot lienevät kuitenkin enemmän aistinvaraisia.

    Huomasin. Aurinko voi kattaa päivän huippukulutuksen. Yön kulutukseen siitä ei ole apua.

    Japanin sähköntuotannon rakenne muuttui näin:

    Vaikutus päästöihin saadaan ehkä parhaiten esiin vertaamalla Japanin primäärienergian kulutusta ja CO2-päästöjä samassa kuvassa. Asteikko tässä kuvassa on CO2-päästö miljoonina tonneina. Primäärienergian kulutus piti kertoa luvulla 2,6 jotta sen sai samalla tasolle ja helpommin verrattavaksi.

    Jos tuosta jotain päättelisi, niin ehkä ottaisin vertailuvuosiksi vuodet 2009 ja 2012, koska niissä primäärienergiankulutus on sama. Päästöt ovat siinä välissä kasvaneet 150 miljoonaa tonnia, mikä on n. 12 %.

    Lähteenä Excel-taulukko täällä.

    Tykkää

  3. Nyt saadaan kyllä roppakaupalla lisää biohössötystä kun kepusta tulee pääministeripuolue. Keskustassa ollaan aivan innoissaan tästä uudesta tavasta jakaa veronmaksajien rahat maaseudulle.

    – Syltty

    Tykkää

  4. Tämä on aiheena laaja, ja ansaitsisi ihan oman artikkelin. Muutamia huomioita kuitenkin pikaisesti:

    Tekniikka on sinänsä ihan yksinkertaista kemiaa. Hiilivetyjä voidaan valmistaa hiilestä ja vedystä, mikä on loogista. Vetyä saadaan vedestä sähkön avulla, hiiltä hiilidioksidista. Voidaan valmistaa metaania ja siitä edelleen raskaampia hiilivetyjä, täysin mahdollista.

    Hiilidioksidin lähde on pienoinen ongelma. Tässä esimerkkitapauksessa on ajatuksena käyttää teollisuuden tuottamaa hiilidioksidia, joka muuten menisi savukaasujen mukana taivaalle. Se otettaisiin talteen, valmistettaisiin polttoainetta ja hiilidioksidi menisi taivaalle vasta toisen polttokerran jälkeen. Hiilidioksidin erottaminen savukaasusta maksaa, samoin sen hajottaminen hiileksi ja hapeksi, mutta oletetaan nyt, että prosessi saadaan kannattavaksi.

    Jos ja kun pitkällä aikavälillä onnistutaan lopettamaan fossiilisten käyttö kokonaan, katoaa tältä prosessilta raaka-aine. Tekniikka olisi parhammillaan siis ikään kuin fossiilisten polttoaineiden jatke, mutta se muuttuisi käyttökelvottomaksi sitä mukaan kun fossiilisten käyttö vähenee, eli se ei kykene korvaavaan fossiilisia, vaan on niistä riippuvainen.

    Hiilidioksidia saadaan tietysti muualtakin. Vaikka suoraan ilmasta. Ilmassa sitä on kuitenkin hyvin vähän ja sen erottaminen tulee melko kalliiksi. Itse pitäisin lupaavana yhdysvaltain laivaston kehitteillä olevaa menetelmää valmistaa nestemäistä polttoainetta merivedestä. Siinä isojen alusten ydinreaktoreista saatavalla energialla erotetaan merivedestä vetyä ja veteen liuenneena olevaa hiilidioksidia, joista sitten valmistetaan nestemäistä hiilivetyä. Tämä tekniikka on jo laboratoriossa saatu toimimaan. Laivastolla on motiivina varmistaa polttoainehuolto kriisialueilla, jonne polttoaineen kuljetukset ovat vaikeita tai mahdottomia. Polttoaine kelpaisi muihin laivoihin, lentokoneisiin ja ajoneuvoihin. Uskon, että se kehitetään valmiiksi, maksoi mitä maksoi. Tuleeko sen hinta olemaan siviilikäyttöön sopiva, on sitten toinen asia, mutta se olisi selkeä irtautuminen fossiilisista polttoaineista, toisin kuin nämä fossiilista hiiltä kierrättävät sovellukset.

    Ongelmana olisi enää riittävän edullisen primäärienergian saatavuus. Ydinenergiaa olisi tietysti ylenmäärin saatavissa edulliseen hintaa, jos se vain saavuttaisi poliittisen hyväksynnän.

    Parhaimmillaan tällaista polttoaineen valmistusta voisi pyörittää esim. aurinkoenergialla ja samalla eliminoida tehon vaihtelevuuden, mikä nykyisellään on suuri kompastuskivi. Polttoainetta valmistettaisiin aina kun aurinkosähköä on saatavissa. Usein nämä kemian prosessit ovat kuitenkin sellaisia, että niiden pysäyttäminen ja uudelleen käynnistäminen puolen vuorokauden sykleissä on vaikeaa tai jopa mahdotonta. Mitään läpimurtoja en osaa tässäkään siis varauksetta nähdä. Toivottavasti olen väärässä.

    Tykkää

  5. Päivitysilmoitus: Älykäs biotalous haastaa ydinvoiman - Tuomas Vanhanen

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s