Eipä alistuta vihreiden narreiksi

Tässä Ville Niinistön kirjoituksessa

Ei alistuta ydinvoiman narreiksi – katse tulevaisuuteen!

on niin paljon potaskaa, etten jaksa kaikkeen edes puuttua. Otan esille yhden asian, uusiutuvien ja ydinvoiman rakentamisnopeuden, jota Niinistö kuvailee näin:

”Areva ei enää edes kykene antamaan valmistumisaikaa kyseiselle reaktorille – eräiden arvioiden mukaan se valmistuisi mahdollisesti vuonna 2020. Siis 18 vuotta periaatepäätöksen valmistuttua! 18 vuotta! Kuinka paljon sinä aikana olisi luotukaan samalla pääomapanostuksella kotimaista energiaa, talouden menestystä ja työpaikkoja uusiutuvilla ratkaisuilla! Monipuolista bioenergiaa, tuulivoimaa, energiatehokkuutta, lämpöpumppuja – kaikki ratkaisuja, joilla olisi korvattu ulkomaista öljyä ja kivihiiltä energiantuotannossa.”

Mutta hetkinen, eihän Niinistö puhu mitään hänen itsensä suosimien energiamuotojen rakentamisnopeudesta, saati hinnasta. Siispä otetaan siitä vähän selvää. Verrataan Saksaan, koska se on jatkuvasti esillä esimerkkinä, jota meidänkin pitäisi seurata. Saksassa on vuoden 1990 jälkeen lisätty vuosittaista tuuli-, aurinko- ja bioenergiaa sähköntuotannossa seuraavasti:

  • Biomassa: 40,9 TWh
  • Tuulivoima: 46 TWh
  • Aurinkovoima: 28 TWh
  • Yhteensä: 114,9 TWh

Jotta Saksan numerot olisivat vertailukelpoisia Suomen kanssa, suhteutetaan ne väkilukuun. Saksa on käyttänyt melkoisesti resursseja uusiutuvan energian rakentamiseen. Jos Suomi tekisi saman, resurssimme voidaan olettaa olevan korkeintaan juuri tämä väkilukujen suhde, eli sama määrä euroja per naama. Saksasassa on 81 miljoonaa asukasta, Suomessa 5,5 miljoonaa. Suhdeluku on 81 / 5,5 = 14,7.

Jaetaan siis Saksan uusiutuvan energian lisäys tällä suhdeluvulla, saadaan:

  • Biomassa: 2,8 TWh
  • Tuulivoima: 3,1 TWh
  • Aurinkovoima: 1,9 TWh
  • Yhteensä: 7,8 TWh

Aikaa tähän saavutukseen on Saksalta kulunut 24 vuotta. Niinistö itse tekstissään kauhistelee, että Olkiluoto 3 valmistuu ehkä 18 vuotta periaatepäätöksen jälkeen. Suhteutetaan vielä Saksan 24 vuotta Suomen 18 vuoteen: 24 / 18 = 1,3. Saksan tulos pitää jakaa vielä tällä luvulla.

  • Biomassa: 2,1 TWh
  • Tuulivoima: 2,4 TWh
  • Aurinkovoima: 1,5 TWh
  • Yhteensä: 6,0 TWh

Ja sitten Olkoluoto 3: tuleva tuotanto. Laitoksen sähköteho on 1600 MW. Jos sen käyttöasteeksi saadaan 0,9 se tuottaa vuodessa 1,6 x 0,9 x 8760 = 12,6 TWh.

Nyt meillä on vertailukelpoiset numerot. Tulokset ovat:

  • Suomi: 12,6 TWh
  • Saksa: 6,0 TWh

Suomen politiikalla saavutetaan kaksi kertaa parempi tulos päästöttömän energian lisäämisessä kuin Niinistön (oletetusti) suosimalla Saksan politiikalla. Eikä tämä jää vielä tähänkään. Saksan muutos uusiutuvaan energiaan tulee tyrehtymään tulevaisuudessa, koska se rakentuu vaihtelevien lähteiden, tuulen ja Auringon varaan. Stokastisen energiamuodon lisääminen vaikeutuu osuuden kasvaessa, koska vaihtelevan tehon säätöongelmat kasvavat ja tekevät lopulta ko. energiamuodon lisärakentamisen käytännössä mahdottomaksi jo kauan ennen kuin fossiiliset on saatu korvattua. Viimeistään silloin Saksa joutuu palaamaan ydinvoimaan, mikäli edelleen haluaa luopua fossiilisista polttoaineista. Tähän samaan miinaan vihreät ilmeisesti haluavat meidänkin astuvan?

Tekstissään Niinistö kysyy:

Tilanne asettaa ydinvoiman kannattajat uuden kysymyksen eteen: onko heidän ydinvoimauskossaan mitään rajoja?

Tässä tehtyjen havaintojen perusteella kysymys kuuluisi asettaa näin

”Onko vihreiden uusiutuva-uskossa mitään rajoja”

Johtopäätöksenä siis todetaan, että Ville Niinistöllä ei ole mitään hajuakaan siitä mistä hän puhuu. Ulostanti on silkkaa potaskaa, kuten tähänkin asti, kun aiheena on energia, ja sanojana vihreä.

 

Luento biopolttoaineiden energiakäytöstä

Julkaisemme VTT:n tutkijan Sampo Soimakallion noin kuukausi sitten pitämän luennon biopolttoaineiden energiakäytöstä. Luennossa aihetta tarkastellaan erityisesti hiili- ja ilmastoneutraaliuden näkökulmasta. Luennossaan Soimakallio esittää kattavan yhteenvedon alan viimeisimmästä tutkimuksesta.

Aineistosta voidaan todeta esimerkiksi, 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.

Video on teräväpiirto-formaatissa. Luentokalvot näkyvät paremmin avaamalla video koko näytön tilassa.

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

question-mark-cloud1Leo 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 Systemstaulukosta 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.

Faktaa ydinvoimasta ja uusiutuvasta energiasta

Tässä puheessa on aivan kaikki faktat sekä asioiden mittasuhteet kohdallaan.

Koko tilaisuudessa pidettiin kuusi puhetta, jotka ovat nähtävissä täällä:

http://www.abc.net.au/tv/bigideas/stories/2012/08/06/3561706.htm

Rohkaisevaa huomata, miten yleisö ymmärsi asian, kun se asiallisesti ja kiihkottomasti esitettiin.

Maailman suurin biovoimala paloi

Tilburyn hiilivoimalan muuttaminen biovoimalaksi aloitettiin noin vuosi sitten. Voimala tuotti 750 MW sähköä pelkästään puupellettiä polttamalla. Uusittu voimala ehti olla käytössä pari kuukautta, kunnes pellettisiiloissa syttyi viime viikolla tuhoisa tulipalo.

Neljäntuhannen tonnin pellettivaraston syttymissyytä ei vielä varmuudella tiedetä, eikä tuhojen laajuudesta ole toistaiseksi uutisoitu.

Biomassa on huomattavasti syttymisherkempää kuin kivihiili, jolle voimala on alun perin suunniteltu. Päästövähennystavoitteiden myötä pelletin, tai pelletin ja hiilen sekapolttoa ollaan lisäämässä useissa kohteissa meillä Suomessakin. Tilburyn esimerkki osoittaa, ettei polttoaineen vaihto ole aivan yksinkertainen eikä riskitön. Pelletti on erittäin kuivaa ja pellettipalon sammuttaminen on vaikeaa. Pelletti turpoaa kastuessaan, mikä rajoittaa veden käyttöä sammutuksessa. Siilossa turpoava pelletti voi murtaa siilon ja aiheuttaa lisätuhoja. Kuiva puupöly on myös hyvin räjähdysherkkää.

Tuore biomassa, kuten metsähake, syttyy varastoitaessa herkästi aivan itsestään. Hakkeesta muodostuva pöly sisältää bakteeritoiminnan johdosta erilaisia endotoksiineja, mitkä tekevät pölyn hengittämisen terveydelle vaaralliseksi. Suuret hakemäärät voivat levittää ympäristöön epämiellyttävää hajua.

Kaikki luetellut ongelmat ovat tietenkin ratkaistavissa. Kokemuksia suurista biovoimaloista on toistaiseksi melko niukasti, joten biomassan käytön aiheuttamia lopullisia kustannuksia ei varmuudella vielä tiedetä.

Pelletin saatavuus on toinen kysymys. Tilburyyn pelletit tuotiin Georgiasta, Yhdysvalloista. Bioenergian lisäämistä on Suomessa perusteltu mm. sen työllistävällä vaikutuksella kotimaassa. Toteutuuko tämä, vai tuleeko biomassasta uusi bulkkituote maailmanmarkkinoille fossiilisten polttoaineiden rinnalle, on toistaiseksi avoin kysymys. Tilburyn 750 MW:n pellettivoimala polttaisi pikaisen arvion mukaan noin neljä miljoonaa tonnia pellettiä vuodessa. Määrä ylittää Suomen vuosituotannon noin kymmenkertaisesti.

Suuret odotukset leväenergiaa kohtaan – realismia vai ei?

Vieraskirjoitus: Tuomas Helin
Julkaistu myös Ilmastotieto-blogissa.


Maailmalla etsitään tällä hetkellä kuumeisesti ratkaisuja kahteen suureen haasteeseen. Niin uhkaava ilmastonmuutos kuin öljyn odotettavissa oleva hinnannousukin luovat paineita suurten muutosten toteuttamiselle energiantuotannossa. Katseet onkin suunnattu kohti uusiutuvia ja hiilineutraaleja energianlähteitä. Sähkön ja lämmöntuotantoon on jo saatavilla lukuisia vähäpäästöisiä ratkaisuja, mutta myös liikenteeseen kaivattaisiin pikaisesti öljyn korvaajaa.

Liikenteessä on jo otettu käyttöön lukuisia ns. ensimmäisen sukupolven biopolttoaineita, joista tällä hetkellä merkittävimpänä Euroopassa on kasviöljyistä jalostettu biodiesel. EU:n virallisena tavoitteena on nostaa uusiutuvien liikennepolttoaineiden osuus 10 %:iin jo vuoteen 2020 mennessä. Nykyiset ensimmäisen sukupolven liikenteen biopolttoaineet kilpailevat kuitenkin maankäytöstä ruoantuotannon ja luonnonmetsien kanssa. Siksi nykyisten biopolttoaineiden käyttö onkin kytketty moniin ei-toivottuihin seurauksiin, kuten riskiin ruoan hinnannoususta ja trooppisen metsäkadon kiihtymisestä. Aiheutetut haitat voivat osoittautua saavutettuja hyötyjä suuremmiksi. Viitteitä tähän suuntaan on jo julkaistu laajalti vertaisarvioidussa kirjallisuudessa. Siksi tarvitaan pikaisesti toisen sukupolven biopolttoaineita, kuten metsätähteistä, jätteistä tai levästä tuotettuja polttoaineita, jotka eivät kilpaile ruoantuotannon tai luonnonmetsien kanssa tuottoisasta maa-alasta.

Monet odottavatkin levistä (engl. microalgae) pikaista korvaajaa kasviöljyille biodieselin raaka-aineena. Osallistuin viime kesänä Hampurissa järjestettyyn Euroopan suurimpaan bioenergiakonferenssiin, 17th European Biomass Conference and Exhibition Hamburg, ja siellä yksi keskeisistä teemoista oli levät energiantuotannossa. Minkälainen on siis levien energiakäytön lähitulevaisuus konferenssiesitysten perusteella?

Leväenergialla suuri potentiaali

Levät ovat yksi lupaavimmista bioenergian lähteistä. Koska kilpailu maa-alasta tulee jatkossa kiristymään eri käyttötarkoitusten kesken, on tärkeätä että biopolttoaineiden tuotanto vaatii mahdollisimman vähän pinta-alaa. Levillä biomassan tuotto l. saanto on ylivertainen muihin eliöihin verrattuna, 20-100 tonnia biomassaa per hehtaari ja vastaavasti 15 000 – 80 000 litraa öljyä per hehtaari. Öljyn saanto on 3-13 kertaa suurempi kuin palmuöljyllä ja jopa 10-60 kertaa suurempi kuin Euroopassa kasvatettavalla rapsilla.

Edut eivät kuitenkaan jää tähän. Leviä voidaan kasvattaa niin maa-alueilla, jotka eivät ole kelvollisia maanviljelyyn tai otollisia metsän kasvuun, kuin myös teoriassa merivedessäkin. Siten niiden kasvatuksesta ei aiheudu käytännössä lainkaan kilpailua ruoantuotannon kanssa, jollei itse leviä aleta käyttää laajalti ravinnon lähteenä. Luonnostaan korkean proteiinipitoisuutensa puolesta ne voisivat ravinnoksi hyvinkin sopia. Toisin kun perinteiseen maatalouteen, levien tuotantoon ei tarvita lainkaan makeaa vettä eikä torjunta-aineita. Suljetuista levien kasvatusaltaista tai -putkistoista ei myöskään aiheudu rehevöittävien lannoitteiden huuhtoutumia vesistöihin.

Kuva 1. (klikkaa) Bioenergiapotentiaali Euroopassa ja Pohjois-Afrikassa. Lähde: Skarka J, Karlsruhe Institute
Kuva 1. (klikkaa) Bioenergiapotentiaali Euroopassa ja Pohjois-Afrikassa. Lähde: Skarka J, Karlsruhe Institute

Pienten ympäristövaikutusten lisäksi myös energiantuotannon potentiaali vaikuttaa lupaavalta. Erään arvion mukaan levistä voitaisiin saada Euroopassa ja Pohjois-Afrikassa 350 PJ (1015 J) energiaa vuosittain, kuva 1. Tämä vastaa Suomen kaiken liikenteen kahden vuoden kulutusta. Potentiaalia rajoittaa se, että levien kasvatukseen tarvitaan teollinen hiilidioksidin lähde, runsaasti auringon valoa sekä riittävän suuri maa-ala teollisen hiilidioksidin lähteen lähellä. Ilman hiilidioksidipitoisuudet ovat liian pieniä levien teolliseen kasvatukseen. Täytyy kuitenkin muistaa, että bioenergiapotentiaalien arviointi on hankalaa ja eri tutkimusten tulokset vaihtelevat suurestikin. Leväenergian tuotanto voidaan myös yhdistää jäteveden käsittelyyn ja teollisten hiilidioksidipäästöjen kierrätykseen, jolloin saavutetaan yhdistettyjä etuja.

Lukuisia teknisiä ja taloudellisia haasteita ratkaisematta

Levien energiapotentiaaleista ja tuotannon positiivisista ympäristövaikutuksista puhuttaessa usein kuitenkin unohtuu toistaiseksi ylitsepääsemättömät tekniset, taloudelliset ja päästöihin liittyvät haasteet.

Teknisiä haasteita on lukuisia. Eräs keskeisimmistä on tunnistaa ja eristää bioöljyn tuotantoon otollisimmat levälajikkeet kymmenien tuhansien tai jopa sadantuhannen eri lajikkeen joukosta ja jalostaa ne esimerkiksi geenitekniikan avulla riittävän tehokkaiksi bioöljyn tuottajiksi. Toinen keskeinen haaste on riittävän edullisten ja valonsaannin kannalta tehokkaiden levien kasvatusjärjestelmien kehittäminen. Tällä hetkellä harkitut vaihtoehdot ovat avoimet kasvatusaltaat ja valoa läpäisevät bioreaktoriputkistot, kuva 2. Riippumatta valitusta kasvatusjärjestelmästä, suurin ratkaisua vailla oleva tekninen haaste liittyy levien keräilyyn. Levät kasvavat suolavedessä, erittäin pienissä pitoisuuksissa. Avoimissa bioreaktoreissa leviä voi maksimissaan kasvaa 0,5 grammaa litrassa vettä ja bioreaktoreissa 3 grammaa litrassa. Jotta leviä voitaisiin hyödyntää energianlähteenä, täytyy ne pystyä ensin erottamaan vedestä. Edullisen ja vähän energiaa kuluttavan erotustekniikan löytäminen on ehkä keskeisin vielä ratkaisematon tekninen haaste.


Kuva 2. Levien kasvatusaltaat ja bioreaktoriputkistot

Jotta bioenergian tuotanto levistä olisi mielekästä, täytyisi niiden tuotannon ja jalostuksen kuluttaa vähemmän energiaa kuin mitä levien tuottamasta bioöljystä on saatavissa. Myös tuotannossa vapautuneiden kasvihuonekaasupäästöjen määrä täytyisi olla pienempi kuin mitä fossiilisen öljyn poltosta aiheutuu, jotta energiantuotanto levien avulla olisi ilmaston kannalta mielekästä. Kumpikaan näistä ehdoista ei tällä hetkellä täyty. Levien tarvitsemien ravinteiden teollinen tuotanto, viljelyvaihe ja erityisesti levien erottaminen kasvuliuoksena toimivasta vedestä vaatii liian paljon energiaa. Huomattavia läpimurtoja tarvitaan etenkin erotustekniikan osalta ennen kuin levientuotannon energia- ja hiilidioksiditase saadaan positiiviseksi ja siten energiakäyttö mielekkääksi. Myös korkea ravinteiden tarve sitoo paljon luonnon resursseja ja viljelmät vaativat paljon pinta-alaa, vaikkei sen tarvitse maa- tai metsätaloudelle arvokasta maa-aluetta ollakaan. Kasvatus meressä ei ole kustannusten puolesta realistinen vaihtoehto ainakaan lähitulevaisuudessa.

Myös levien kasvatuksen korkeat kustannukset täytyisi saada huomattavan paljon pienemmiksi ennen kuin kaupallinen energiantuotanto levistä voi tulla kannattavaksi. Vuonna 2009 leväbiomassan tuotantokustannus oli noin 25-30 €/kg ja edistyneimmillä teknisillä ratkaisuilla voitiin saavuttaa 10 €/kg tuotantokustannus. Jotta leväbiomassa voisi olla kilpailukykyinen bioenergian lähteenä, täytyisi tuotantokustannusten olla alle 0,50 €/kg. Nykyisellä tuotantokustannuksella levästä tehdyn biopolttoaineen hinta olisi 3 €/l dieseliä. Vertailun vuoksi nykyisten fossiilisten liikennepolttoaineiden veroton markkinahinta on luokkaa 0,2-0,4 €/l dieseliä ja 1. sukupolven biodieselin raaka-aineena käytettävän malesialaisen palmuöljyn hinta markkinoilla on yli 0,6 €/l (MPOB 2010).

Levistä ei ole liikenteen polttoaineen raaka-aineeksi vielä tällä vuosikymmenellä?

Konferenssissa esitettyjen julkisten tietojen perusteella voidaan sanoa, että olemme vielä hyvin kaukana kilpailukykyisestä, liikenteen hiilidioksidipäästöjä vähentävästä polttoaineen lähteestä. Valitettavasti. Tarvitsemme vielä lukuisia edistysaskeleita ainakin biotekniikassa ja erotustekniikassa. Lähes ainoa keino saada energiantuotanto levistä lähitulevaisuudessa kaupallisesti kannattavaksi, on se että levistä tuotetaan samalla arvokkaita kemikaaleja esimerkiksi lääke- ja kosmetiikkateollisuudelle. Samalla levien tuotanto täytyisi integroida esimerkiksi jätevesien puhdistukseen tai muuhun palveluun, josta saadaan integroinnin myötä kustannusetuja. Biokaasun tuotanto tai muu kaasutus voi osoittautua tehokkaammaksi leväbioenergian tuotantoketjuksi kuin öljyn tuotanto biodieselin raaka-aineeksi. Nykyisin jalostettujen levälajien proteiinipitoisuus on öljypitoisuutta korkeampi. Siten voi olla että leviä tullaankin käyttämään tulevaisuudessa ennemmin rehun tai ravinnon lähteenä kuin energiantuotannossa.

Toki aina on mahdollista että yksityiset yritykset ovat pidemmällä tuotekehityksessä kuin mitä julkisuudessa on tiedossa. Oma näkemykseni kaiken levistä kuulemani ja lukemani perusteella on kuitenkin se, ettei niistä ole biodieselin raaka-aineeksi ainakaan vielä kuluvalla vuosikymmenellä. Liikenteeseen tarvitaan siis joitakin muita vaihtoehtoja kuin levät ennen vuotta 2020 – nykyisten fossiilisten ja 1. sukupolven uusiutuvien liikennepolttoaineiden tilalle.

Suuret kiitokset Arille ja Eskolle hyvistä tekstiä tarkentaneista kommenteista!

Tämän kirjoituksen lähteinä käytettyjä konferenssipapereita ja -esityksiä ei ole valitettavasti ilmaiseksi saatavilla. Otathan yhteyttä niin voin tarvittaessa lähettää näitä alkuperäisiä konferenssimateriaaleja. Lisää luettavaa aiheesta:

International Workshop on Aquatic Biomass: Sustainable Bioenergy from Algae? Berliini 2.11.2009. Esitykset saatavilla julkisella wiki-sivustolla

Rimppi, Heli. 2009. Kandidaatintyö: Leväbiomassan tuotanto energiatarkoituksiin: teknologian nykytila, haasteet ja mahdollisuudet Suomen olosuhteissa. Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Ympäristötekniikan koulutusohjelma.

Ajatuksia metsähakkeesta

Hakkeelle asetetut odotukset energiantuotannossa ovat melkoisia. Energiateollisuuden puupolttoaineen kysyntä kaksinkertaistuu tulevina vuosina. Vuonna 2006 käytetystä puusta päätyi energiaksi noin puolet, vajaa 40 miljoonaa kuutiota, josta suurin osa muiden kuin varsinaisten energian tuotantoprosessien kautta. Energiaa tästä määrästä tuotettiin 83 TWh. Koko suomen energiankulutuksen ollessa n. 400 TWh, puuenergian osuus on siitä noin 20 %.

Sattui äskettäin silmiin uutinen, jollaista oikeastaan olen odottanutkin. Otsikolla ”Hakkeen poisto metsistä huolestuttaa tutkijoita” uutisoi YLE tutkimuksesta, jossa selvitellään metsähakkeen korjuun vaikutuksia metsän hiilitaseeseen.

Ilmaston lämpeneminen lisää maaperän hiilidioksidipäästöjä luultua enemmän. Suomalaistutkimuksen mukaan nykyisin käytettävä mittausjärjestelmä aliarvioi maaperän päästöjä. Ongelmaa pahentaa hakkeen ja karikkeen keräys metsistä biopolttoaineeksi.

Kerrataanpa aluksi idea puupolttoaineen päästöttömyydestä. Puu sitoo kasvaessaan ilmasta hiilidioksidia, joka poltettaessa taas vapautuu takaisin ilmaan. Kaadetun puun tilalle kasvaa uusi, joka sitoo saman verran hiiltä kuin poltetusta puusta vapautui. Uusi puu kaadetaan, poltetaan, kasvaa uusi puu jne. Oleellista on se, että hiili kiertää biosfäärin sisällä. Kun poltetaan fossiilisia polttoaineita, ilmakehään tuodaan hiiltä biosfäärin ulkopuolelta. Sellaista hiiltä, mikä on vuosimiljoonia sitten poistunut kierrosta. Se kumuloituu hiilen luonnolliseen kiertoon ilmakehään, biosfääriin ja valtameriin, ja lisää hiilidioksidin pitoisuutta sekä ilmakehässä että valtamerissä. Biopolttoaine ei tätä tee, koska niiden sisältämä hiili on kierrossa muutenkin mukana. Jos puut jätetään metsään, ne lahoavat aikanaan itsekseen ja hiili vapautuu joka tapauksessa. Tämä on oletus, metsän hiilitaseesta kuulee erilaisia arvioita. En tiedä miten asia oikeasti on.

Biopolttoaineiden päästöttömyys sisältää toisenkin oletuksen. Sen, että poltossa vapautunut hiili myös sitoutuu uudelleen. Mikään ei takaa, että niin myös tapahtuu. Karrikoiden voidaan sanoa, että joka ikinen puu Suomen metsistä voidaan kaataa ja polttaa, eikä päästöoikeuksia tarvitse lunastaa, koska biopolttoaine ei sellaisia tarvitse. Sen jälkeen metsämaat asfaltoidaan. Vapautunut hiili ei palaudu minnekään, lopputulos on sama kuin fossiilisilla polttoaineilla.

Esimerkki on toki yliampuva, mutta itsestään selvänä puupolttoaineen päästöttömyyttä ei tule pitää. Yllä mainittu tutkimus paljastaa muitakin mahdollisia ongelmakohtia metsähakkeen käytössä.

Tänään YLE uutisoi ympäristöjärjestöjen kannanoton asiaan otsikolla ”Järjestöt: Metsähake käy sittenkin energiaksi.

Sekä Maa- ja metsätaloustuottajain keskusliitto MTK että Suomen luonnonsuojeluliitto ovat yhtä mieltä siitä, että metsähakkeen poltto on hyvä tapa tuottaa kotimaista uusiutuvaa energiaa.

MTK:n mukaan on parempi tuottaa energiaa kotimaisesta, uusiutuvasta raaka-aineesta sen sijaan, että tuodaan fossiilisia, uusiutumattomia raaka-aineita ulkomailta. Myös Suomen luonnonsuojeluliitto pitää metsähakkeen käyttöä hyvänä vaihtoehtona moniin muihin energiantuotantotapoihin verrattuna.

Suomessa metsähake tehdään pääasiassa hakkuutähteistä, oksista ja latvuksista, sekä harvennushakkuiden tuottamasta puusta, jotka muuten jäisivät metsään. Myös kannoista valmistetaan kantomursketta polttoaineeksi. Puun elävät osa, lehdet, neulaset ja kuori, sisältävät kaikkein eniten ravinteita. Näin insinöörin logiikalla, tuntuisi järkevämmältä jättää ne metsään, ettei metsä köyhdy. Vai voiko ravinteiden kuljettamista metsästä pois oikeasti kutsua kestäväksi kehitykseksi? Vähän ihmetyttää, miten huolettomasti järjestöt suhtautuvat puun polttamiseen, mutta toisaalta vaativat metsien suojelua.

Ruotsissa polttohaketta valmistetaan jo runkopuusta, ja käytäntö lienee yleistymässä myös Suomessa. Kokopuuhake on laadultaan parempaa, sisältää vähemmän ravinteita ja sen valmistaminen on tehokkaampaa kuin risujen kerääminen. Kokopuuhakkeen korjaaminen ei rasita metsää enempää kuin muunkaan puutavaran korjuu. Oksat ja kannot jätetään metsään.

Karkeasti arvioiden, puolet nykyisin käytetyn puun määrästä tuottaa 20 % Suomessa käytetystä energiasta. Jos kaikki puu käytettäisiin energian tuotantoon, vastaisi se 40 %. Koska edes näin suurta osuutta energiasta ei voida tuottaa puulla, jää yli 60 % kulutuksesta edelleen katettavaksi muilla keinoin.

Tietojen lähde: Suomen metsäsektorin tulevaisuuden energiakysymykset

Tähän aiheeseen palataan vielä.