.jpg)
Gaia-teorian kehittäjä, brittiläinen tiedemies, kirjailija, ympäristönsuojelija ja tulevaisuudentutkija James Lovelock on kuollut kunnioitettavassa 103 vuoden iässä. Lovelockin kirja, Gaian kosto (The revenge of Gaia, 2006) toimi aikanaan tämän blogin innoittajana, josta blogin nimikin.
Lovelock kuoli 103-vuotis syntymäpäivänään, 26.7.2022
Think Atom julkaisi Suomen Ekomodernistit ry:n teettämän tutkimuksen, Shipyard Nuclear in Finland. Julkaisuseminaari pidettiin Helsingin keskuskirjasto Oodissa 6.6.2022.
Pari otetta selvityksen avainlöydöksistä:
Suomen kolme suurinta telakkaa kykenisivät valmistamaan 1–4 keskikokoista kelluvaa ydinvoimalaa vuodessa, kukin. Jos puolet Turun, Helsingin ja Rauman telakoiden kapasiteetista käytettäisiin tähän, karkeasti 1–2 GWe verran uutta ydinvoimakapasiteettia voisi valmistua niiltä vuosittain. Näitä voisi tukea Mäntyluodon telakka Porissa, jolla on sekä tarvittavaa osaamista että sertifikaatteja myös ydinlaatuisten painekomponenttien valmistamiseen. Tahti vastaisi karkeasti yhden Olkiluoto 3 -kokoisen (1,6 GWe) reaktorin valmistumista joka vuosi. Tämä on täsmälleen sellainen vauhdinmuutos, jota yhteiskunnan syvä dekarbonisaatio vaaditussa aikataulussa tarvitsee.
Ja..
Potentiaali pääomakustannusten madaltamiseen on merkittävä, arviolta jopa 50 % paikalleen rakentamiseen verrattuna ja jopa 75 % verrattuna viimeaikaisiin FOAK-hankkeisiin Euroopassa ja Yhdysvalloissa.
Seminaarin avauspuheen piti Kirsty Gogan Lucid Catalystistä. Hän kertoo laajemminkin energian-, polttoaineen- ja kemikaalituotantolaitosten telakkavalmistuksen mahdollisuuksista maailmalla.
Toisena puhujana kuultiin selvityksen tekijän, Rauli Partasen tiivistelmä selvityksen sisällöstä ja lopputuloksista.
Loput seminaarivideot ilmestyvät Suomen Ekomodernistit ry:n Youtube-kanavan soittolistalle Shipyard Nuclear in Finland alkaneen viikon aikana.
Linkki tutkimusraporttiin: https://thinkatomnet.files.wordpress.com/2022/06/shipyard_report_web.pdf
Fennovoima perustettiin 6.6.2007 – tasan 15 vuotta sitten. Tarkoituksena oli rakentaa ydinvoimala Pyhäjoelle, Hanhikiven niemelle. Aluksi yhtenä suurosakkaana oli myös saksalainen energiajätti E.ON. Vaihtoehdot laitostoimittajiksi olivat Toshiba ja Areva. Vuonna 2012 E.ON vetäytyi hankkeesta. Seuraavana vuonna laitostoimittajaksi valikoituikin venäläinen Rosatom, jonka suomalaiselle tytäryhtiölle RAOS Voima Oy:lle siirtyi kolmasosa Fennovoiman omistuksesta. Samana vuonna hyväksyttiin eduskunnassa täydentävä periaatepäätös laitostoimittajan vaihtumisen johdosta.
Heti 2015 alkoivat valmistelevat työt laitosalueella, vaikka laitoksen suunnitelmat saati niiden hyväksynnät STUK:issa eivät olleet vielä valmiita.
2016 turbiinitoimittajaksi valikoitui GE Steam Power Systems (Entinen Alstom Arabelle) Turbiinin valmistus aloitettiin ja roottorien takeet valmistuivat Japanissa 2020, josta ne kuljetettiin 2021 koneistettaviksi Ranskaan.
24.2.2022 Venäjä aloitti sodan Ukrainaa vastaan. Muu maailma reagoi nopeilla ja massiivisilla talouspakotteilla Venäjää vastaan. Keskustelu Fennovoiman tulevaisuudesta alkoi lähes välittömästi.
23.3.2022 Maaliskuussa elinkeinoministeri Mika Lintilä ilmoitti, että rakentamisluvan myöntäminen Fennovoiman ydinvoimalahankkeelle on ”täysin mahdotonta” nykytilanteessa.
2.5.2022 Fennovoima ilmoitti purkaneensa Rosatomin kanssa tehdyn sopimuksen vedoten toimittajan merkittäviin viivästyksiin sekä kyvyttömyyteen hankkeessa. Tiedotteessa mainitaan myös Ukrainan sodan pahentaneen hankkeen riskejä.
Nyt Fennovoiman täyttäessä 15 vuotta, ollaan palattu lähtöruutuun. Käynnissä oleva projektia ei ole, ja periaatepäätöskin on kumoutunut.
Fennovoima ei ole ilmoittanut jatkoaikeistaan mitään. Yhtiöllä on Pyhäjoella pitkälle valmisteltu, ydinvoimala-alueeksi kaavoitettu alue, jonka hylkääminen tuntuisi hullulta ja johtaisi kaiken jo investoidun rahan menettämiseen.
Oma ajatukseni on, että koska sähkön tarve tulevaisuudessa kuitenkin lisääntyy paljon, Pyhäjoen projektia pitäisi jatkaa toisen laitostoimittajan kanssa. Olkoonkin, että Olkiluoto 3 meni aikataulun osalta niin päin seiniä kuin olla ja voi, se on nyt valmis ja toinen samanlainen laitos voidaan rakentaa varmasti puolessa siitä ajasta, mikä OL3:een kului, ellei nopeamminkin. Kaikki suunnitelmat ovat jo valmiina ja STUK on ne kertaalleen hyväksynyt. Osa laitoksen suunnittelusta on tosin uudistettu, joten ihan suoraan hyväksyntään tätäkään tuskin saisi, mutta todennäköisesti kuitenkin nopeammin kuin muut laitosvaihtoehdot.
Toinen mielenkiintoinen mahdollisuus voisi olla useampi pieni SMR-laitos. Esimerkiksi 300 MW:n GE Hitachin BWRX-300 on jo lähes valmiiksi suunniteltu. Se perustuu aiemmin yhdysvalloissa lisensoituun 1520 megawattiseen ESBWR-laitokseen, josta monet BWRX-300:n osat on otettu suoraan tai pienennettynä.
BWRX-300 on herättänyt runsaasti kiinnostusta maailmalla, mm. Kanadassa, Puolassa, Tsekeissä, Virossa ja Ruotsissa.
Kanadaan on suunnitteilla neljän BWRX-300 -yksikön kompleksi yhteisteholtaan 1200 MW, jonka hinnaksi arvioidaan 4,8 miljardia dollaria. Tämä alittaa selvästi Hanhikivi 1:n hinta-arvion. Etuja neljällä 300 MW yksiköllä vertattuna yhteen yli tuhannen megawatin yksikköön on useita.
Jostain syystä Suomeen on ajautunut näitä epäonnisia ydinvoimalahankkeita. Fennovoiman olemassa olon aikana maailmaan on rakennettu 56 kpl uutta ydinvoimalaa (Kuva 1.). Nykyiset suuret laitosratkaisut ovat kalliita, eikä yksityisen rahan löytyminen niihin näin pienessä maassa ole helppoa. Hiilettömän ja säästä riippumattoman energian tuotannon lisääminen on kuitenkin niin tärkeää ja valtakunnallisesti merkittävä, että tässä poikkeuksellisessa tilanteessa valtion pitäisi ehkä tulla avuksi Fennovoiman jatkumisen turvaamiseksi. Ei välttämättä taloudellisesti, vaan takaamalla mahdollisimman nopean ja viivytyksettömän poliittisen käsittelyn tarvittaville lupahakemuksille.
Alla olevalla videolla Christer Dahlgren GE Hitachilta esittelee BWRX-300 laitoksen. Video on kolmen vuoden takaa ja suunnitelmat ovat sittemmin edenneet ja joiltain osin hieman muuttuneet.
Fennovoiman hanke meni odotetusti nurin. Valitettava tapaus, koska sääriippumatonta hiiletöntä sähköä ja muuta energiaa tarvitaan tähän maahan paljon lisää. Kansanedustaja Heikki Vestman kertoi kannattavansa hankkeen toteuttamista länsimaisella pienydinvoimalla.
Toimitusvarma ja kohtuuhintainen sähkö tulee turvata, kun piuhat ja putket Venäjään katkotaan. On oikein, että Fennovoima irtaantuu Venäjän valtiollisesta Rosatomista. Pyhäjoen ydinvoimalle on kuitenkin tarve. Todennäköisesti nopein ja joustavin tapa pystyttää tilalle länsimainen ydinvoimala on tehdä se usealla SMR-yksilöllä, Vestman sanoo.
Ilahduttavaa nähdä poliitikoilta tällaisia järkeviä kannanottoja energia-asioissa!
Tähän kohteeseen soveltuisi erinomaisesti esimerkiksi GE Hitachi BWRX-300, sähköteholtaan 300 MW:n kiehutusvesireaktoriin perustuva modulaarinen pienydinvoimala, eli SMR (=Small Modular Reactor). BWRX:n suunnittelun perustana on käytetty jo aiemmin suunniteltua ja Yhdysvaltain ydinturvallisuusviranomaisen NRC:n sertifioimaa 1520 MWe ESBWR-laitosta. Monet BWRX:n komponentit ovat sellaisenaan tai pienemmäksi skaalattuna lainattu suoraan ESBWR:stä. Esimerkiksi polttoaineniput ovat muuten samanlaisia, mutta lyhyempiä.
Laitoksen turvallisuus perustuu luonnonvoimiin, joiden ylläpitämiseen ei tarvita sähköä, eikä mitään aktiivisia laitteita. Reaktorin päällä sijaitseva vesiallas riittää hätäjäähdytykseen viikon ajaksi, jonka jälkeen siihen on tuotava lisää vettä, ihan vaan tankkiautoilla, tai vaikka ämpäreillä, jos ämpäreitä ja kantajia löytyy riittävästi. Mikään ei sinänsä estä rakentamasta allasta suuremmaksikin, mutta tuon on ajateltu olevan riittävän iso.
Tiistaina 3.5.2022 Ilta-Sanomat julkaisi artikkelin, jossa haastateltavana oli Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professori Peter Lund. Lundin kommenteissa oli useita räikeitä asiavirheitä, joista muutkin ovat ehtineet huomauttamaan. Asia antsaitsee tulla perusteellisesti ruodituksi, joten päätin katkaista blogitauon ja kirjoittaa.
Virheet alkavat artikkelin ingressistä:
Pienydinvoimalat eivät ole turvallisia, eikä niillä voi korvata Fennovoima-hanketta, sanoo Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professori Peter Lund.
En tiedä, onko tuo suoraan Lundin sanoma lause, vai onko se toimittajan päättelyä Lundin lausunnoista. Toistaiseksi tarjolla olevat pienydinvoimalat toimivat samalla periaatteella kuin isot voimalat, joten ne ovat lähtökohtaisesti yhtä turvallisia kuin isot laitokset. Käytännössä vaadittu turvallisuustaso voidaan pienessä reaktorissa saavuttaa helpommin kuin isossa. Reaktori on turvallinen käyttää silloin, kun se on oikein suunniteltu ja valmistettu, ja kun sen jäähdytys kaikissa tilanteissa on varmistettu. Isoissa laitoksissa jäähdytettävät tehot ovat suuria, pienissä pieniä, jolloin jäähdytys on helpompi varmistaa esimeriksi painovoimaan perustuvalla luonnonkierrolla ja altaassa valmiiksi olevan veden haihtumisella. Monet, ellei useimmat pienreaktorisuunnitelmat, käyttävät passiivista hätäjäähdytystä, jossa ei tarvita yhtään liikkuvaa osaa, eikä sähköä, eikä mitään toimenpiteitä käyttöhenkilökunnalta.
Toinen ingressin lause, ”eikä niillä voi korvata Fennovoima-hanketta” ei teknisesi ottaen myöskään pidä paikkaansa. Fennovoiman kaavaileman yhden 1200 MWe tilalle tarvittaisiin 4 kpl 300 MWe laitosta. Alkupääoman tarve on oleellisesti pienempi, koska rakentamisen voisi aloittaa yhdestä yksiköstä, joka valmistuttuaan alkaa tuottaa kassavirtaa seuraavan yksikön rahoittamiseksi. En ole talousasiantuntija, mutta kaupunkilaisjärjellä ajatellen tämän olisi taloudellisesti jopa helpompi toteuttaa kuin yksi iso yksikkö. Ontario Power Generation julkisti viime vuoden lopussa pyrkivänsä rakentamaan neljä BWRX-300 -yksikköä. Hinnaksi on arvioitu 4000 $/KW, jolloin yhden laitoksen hinta olisi vähän yli miljardi euroa. Neljä yksikköä yhteensä reilu neljä miljardia, mikä näyttäisi alittavan Fennovoiman viimeisimmän kustannusarvion.
Pienydinvoimasta luodaan mielikuvaa, että se on turvallista ja helppoa, voidaan rakentaa keskustaan parissa kolmessa vuodessa, mutta sanon katinkontit. Ydinvoimaa on vaikea rakentaa. Ja kyllä minä siitä nyt jotain tiedän, kun olen ydinenergia-alan diplomi-insinööri.
Jätän sanomatta mielipiteeni oman kannanottonsa pönkittämisestä oppiarvoaan korostamalla. Arvatenkin jokaisella on tästä oma mielipiteensä. Argumentointivirheenä lienee kyse lähinnä auktoriteettiin vetoaminen, vaikka kyseessä onkin oma (oletettu) auktoriteetti.
Luonnollisesti pienydinvoima on turvallista, koska suurydinvoimakin on. Muistin virkistämiseksi tämä kaavio, jossa on eri energiamuotoja vertailtu ilmastopäästöjen ja aiheutuneiden kuolemantapausten näkökulmasta.
Ydinvoima on molemmilla mittareilla täysin verrattavissa esim. tuulivoimaan, joka kuitenkin tuntuu olevan professorin suosiossa.
Ydinvoima ei ole teknisesti erityisen vaikeaa rakentaa. Yksin Ranskassa valmistui kiivaimman rakentamisen aikaan kolme uutta laitosta vuodessa.
Tähän rakennusnopeuteen päästiin valmistamalla useita laitoksia samoilla piirustuksilla. Samaa sarjavalmistuksen metodia on tarkoitus käyttää pienydinvoiman kohdalla valmistamalla mahdollisimman täydellisiä moduuleita tehdasolosuhteissa. Monet teollisuuden tuotteet, esimerkiksi tavalliset liikennelentokoneet, ovat teknisesti vähintään yhtä ”vaikeita”, elleivät ”vaikeampia” rakentaa kuin ydinvoimalat.
Lundin mukaan pienydinreaktorit ovat vielä kehitysvaiheessa, eivätkä ne ole vielä kaupallisesti kypsää teknologiaa.
Edellä mainitulla Kanadan hankkeella on jo ihan vakaa tavoite rakentaa ensimmäinen yksikkö ennen vuotta 2028. Olemme aivan kaupallisen kypsyyden kynnyksellä. Kiinnostusta samaa laitostyyppiä kohtaa on ainakin Virossa, Ruotsissa ja Puolassa. Itse pidän jokseenkin varmana, että juuri tätä laitostyyppiä tullaan rakentamaan useita kappaleita eri puolille maailmaa.
Pienreaktoreiden edullisuutta selittää myös se, että suunnitelmien mukaan niissä ei tarvittaisi yhtä laajoja turvajärjestelmiä kuin nykyisissä isoissa ydinvoimaloissa.
Kuten ylempänä todettiin, pienen reaktorin riittävä jäähdytys on toteutettavissa pienemmillä, jopa pelkästään luonnonvoimiin perustuvilla järjestelmillä. Jos asiaa haluaa verrata johonkin arkipäiväiseen ilmiöön, niin ajatellaanpa mitä eroa on nuotiolla ja juhannuskokolla. Toisen voi sammuttaa ämpärillisellä vettä, toiseen tarvitaan paloauto. Kynttilän voi sammuttaa puhaltamalla, vaikka kyse on edelleen samasta kemiallisesta palamisreaktiosta. Koolla on väliä.
Muun muassa ydinvoimaloiden turvallisuutta säätelevät lait ovat kuitenkin pienreaktorien rakentamisen tiellä. Kansanedustajat ovatkin vaatineet lakien muuttamista, jotta pienydinvoimaloiden rakentaminen voidaan käynnistää.
Tämä pitää paikkansa sikäli, että vaikka laki ei ole pienreaktorien rakentamisen esteenä, niin siltä edellytetään aivan samaa, yhtä laajaa ja samat kriteerit täyttävää luvitusprosessia ja periaatepäätöstä kuin isoiltakin. Käytännössä tämä muodostaa toimijoille niin ison riskin ja suuret kulut, että vain harvat tahot ovat valmiita ne hyväksymään. Ydinenergialaki kaipaa pikaista päivitystä, jotta pienydinvoimaprojekteja saadaan käyntiin ja tekniikan mahdollisuuksia päästään höydyntämään. Toivottavaa olisi saada jonkinlainen, mielellään kansainvälinen tyyppihyväksymiskäytäntö, jossa yhdessä maassa sertifioitua laitosta ei tarvitse erikseen sertifioida muualla, vaan niitä voidaan rakentaa kaikkialla. Tällainen käytäntö on esim. ilmailussa, jossa yhdessä maassa kansainvälisen käytännön mukaisesti hyväksytty lentokone on lennettävissä missä päin Maapalloa tahansa.
Lund sanoo nähneensä pienydinvoimaloiden suunnitelmia jo opiskeluaikanaan, eikä luota pienreaktoreiden kehittäjien vakuutuksiin niiden turvallisuudesta.
Ei kehittäjien vakuutuksiin pidäkään luottaa, vaan turvallisuus on kyettävä osoittamaan saman suunnittelu- ja mallinnuskäytännön mukaisesti kuin isojen laitosten kohdalla tehdään.
Osoittaa minusta tietämättömyyttä, kun turvajärjestelyjä väitetään idioottivarmoiksi, ja ettei jäähdyttämiseen esimerkiksi tarvita aktiivisia pumppuja. Hätätilanteessa, kun pitää saada hirveästi lämpöä pois reaktorista, niin se vaatii kovat pumppujärjestelmät. Se ei onnistu luonnonkierrolla.
Jäähdytyskierto voidaan toteuttaa luonnonkierrolla tai pakkokierrolla. Isojen laitosten tehot ovat niin isoja, että luonnonkierron teho ei riitä. Silloin tarvitaan pumppuja. Pienen reaktorin kohdalla tehotkin ovat pienempiä, jolloin luonnonkierto riittää hyvin. Hyvä esimerkki tästä on NuScale Powerin SMR, joka perustuu painevesireaktoriin. Siinä ei ole pääkiertopumppuja lainkaan, vaan reaktorin täysi lämpöteho 250 MWt siirtyy sydämestä ensiöpiirin veteen ja edelleen höyrystimiin luonnonkierrolla. Sammutetun reaktorin jälkilämpöteho on n. 7% täydestä tehosta, joten on ihan selvä, että sekin teho saadaan siirrettyä sydämestä lämpönieluna toimivaan vesialtaaseen ilman pumppuja. Tämän on todennut myös NRC, joka on jo hyväksynyt NuScalen ilman pumppuja toteutetun reaktorin jäähdytysjärjestemän riittäväksi ja toimivaksi, jopa ilman varmennettua sähkönsyöttöä. Video havainnollistaa, miten tämä toimii.
Lund muistuttaa, että esimerkiksi yhdysvaltalaisen NRC-ydinvoimaviranomaisen mukaan pienreaktoreihin liittyy vielä merkittäviä turvallisuuskysymyksiä.
Jokainen suunnitelma on tietenkin omanlaisensa, mutta nämä kaksi pisimmällä olevaa suunnitelmaa, BWRX-300 ja NuScale tulevat selvimään NCR:n vaatimuksista. Mihin Lund tässä väitteessään mahtaa viitata, ei käy tekstistä ilmi.
Pienydinvoimaloissa on riisuttu reaktori, sillä niissä on vähemmän turvalaitteita. Viranomainen on huomauttanut, etteivät ne läpäise vaatimuksia, Lund sanoo.
Toinen väite, joka ei perustu yhtään mihinkään. Vai löytyykö tälle lähdettä? Se, miksi vähemmän turvalaitteita riittää pienemmille reaktoreille, käytiin jo tuolla aiemmin tekstissä läpi.
RIISUTUT pienydinreaktorit eivät Lundin mukaan välttämättä edes jäisi pieniksi. Yksi alalla toimivista yrityksistä on Rolls-Royce, jonka kehittämä reaktori on Loviisan luokkaa.
– Eli tullaan takaisin isompaan kokoluokkaan. Tällöin turvanormit pitää ottaa huomioon, Lund sanoo.
Turvanormit pitää aina ottaa huomioon, ei reaktorin koko siihen vaikuta. Turvanormit pitää ottaa huomioon ihan kaikessa muussakin teollisessa toiminnassa. Mitä väliä sillä reaktorin koollakaan lopulta on, jos vaaditut normit pystytään täyttämään yksinkertaisella, sarjatuotantona tehtaassa valmistettavalla laitteistolla? SMR:n tavoitteena on hyödyntää tehtaassa tapahtuvan sarjavalmistuksen tehokkuutta. Rolls-Roycen suunnitelmissa on 470 MWe laitos, jota itse kutsuvat SMR:ksi, vaikka SMR:n ylärajana pidetäänkin 300 MWe. Monille asiakkaille tuo on varmasti juuri sopiva kokoluokka. Rolls-Royce on aiemmin suunnitellut ja valmistanut kaikki kuninkaallisen laivaston sukellusveneiden reaktorit, joten osaamista ja kokemusta kyllä löytyy.
Ajatushan oli se, että kokoa pienentämällä kustannukset alenisivat, mutta näyttää siltä että siten kustannukset vain kasvavat.
Jälleen tyhjä väite. Se on totta, että vielä emme tiedä mihin SMR:n kustannukset tarkalleen asettuvat, mutta yksikkökustannus on joka tapauksessa isoja laitoksia pienempi, ja rahoituskulut ja riskit sen myötä myös pienempiä.
Pienydinreaktoreita on jo käytössä esimerkiksi joissakin ydinsukellusveneissä ja lentotukialuksissa. Niistä ei Lundin mukaan kuitenkaan ole malliksi kaupalliseen energiatuotantoon.
– Sotilaallisissa ratkaisuissahan hinnalla ei ole väliä. Turvallisuudestakaan emme täysin tiedä, vaikka jotain tietoja venäläisten onnettomuuksista onkin saatu, Lund sanoo.
Selvitin jokunen vuosi sitten kaikki julkisista lähteistä löytyvät marine-reaktorit, joita on 50-luvulta lähtien käytetty sukellusveneissä, lentotukialuksissa, jäänmurtajissa ja onpa muutama kauppalaivakin rakennettu. Näitä pieniä reaktoreita on rakennettu yli 800 kpl, eli enemmän kuin isoja! Ne eivät oleellisesti eroa siviilikäyttöön suunnitelluista SMR:stä. Yli 800 kpl on minusta enemmän kuin vain ”joissain ydinsukellusveneissä…”.
En ihmettelisi lainkaan, jos valtio lähtisi tukemaan hanketta, sillä Suomen ilmastopolitiikka perustuu vahvasti Fennovoiman toteutumiseen.
Oma mielipiteeni asiasta on, että valtion pitäisi tulla asiassa Fennovoimaa vastaa niin, että yhdessä selvitettäisiin, millä tavalla hanketta voitaisiin laitostoimittajaa vaihtamalla jatkaa. Valtion rahaa hankkeessa ei ole ollut, eikä sitä välttämättä tarvittaisi nytkään. Ymmärrän täysin, jos osakkaita hirvittää lähteä uudelleen hakemaan periaatepäätöstä ja tekemään koko sitä massiivista prosessia, mikä on jo kahteen kertaan tehty. Osa osakkaista jättäytyy varmasti pois koko hankkeesta, osaa hanke edelleen kiinnostaa, ja siksi tässä olisi todella herkullinen paikka tuollaiselle pienelle, 300 MWe yksikölle. Sen valmistuttua nähtäisiin sitten, kuinka paljon muita kiinnostuneita tahoja löytyy rahoittamaan toista yksikköä, ja montako niitä lopulta rakentusi. Aivan varmasti investorien haaliminen ensimmäiselle 300 MWe yksikölle on helpompaa kuin mitä se oli 1200 MWe yksikölle.
Valtion rooli tässä olisi edistää hanketta siten, että tarvittavat luvitukset, poliittiset käsittelyt yms. sujuisivat mahdollisimman kitkatta ja nopeasti. Se olisi koko Suomen etu. Nykyisessä tilanteessa on entistä tärkeämpää varmistaa sekä energiatuotannon omavaraisuus, että päästöjen vähentäminen, ja siihen tarvitsemme runsaasti uutta hiiletöntä energiantuotantoa.
Median olisi todella syytä katsoa peiliin ja löytää joku luotettavampi haastateltava kuin Peter Lund, joka saa suhteettoman paljon medianäkyvyyttä, vaikka hänen lausuntonsa on enemmän tai vähemmän puuta ja heinää.
…jos halutaan. Mistäkö tiedän? Koska se on tehty ennenkin. Aloitetaanpa alusta.
Otto Hahn ja Fritz Strassmann havaitsivat vuonna 1939, että uraanin pommittaminen neutroneilla tuottaa bariumia. Tämän perusteella Lise Meitner ja Otto Frisch esittivät samana vuonna, että uraaniydin halkeaa kahteen lähes yhtä suureen osaan. Täysin uusi ilmiö, uraaniatomin fissio, oli näin keksitty.
Ilmiön mahdollisuudet ymmärrettiin varsin nopeasti tämän jälkeen. Enrico Fermi teki kuuluisan Chicago Pile-1 -kokeensa vuonna 1942. Kokeessa todistettiin, että hallittu fissio on mahdollista aikaansaada. Seuraavana vuonna rakennettiin Chicago Pile-2 ja -3.
Ensimmäinen sähköä tuottanut reaktori, Experimental Breeder Reactor I, rakennettiin Idahoon 1951. Se oli nopea hyötöreaktori, joka tuotti sähköä neljään 200 watin lamppuun. Ei paljon, mutta se todisti, että tekniikalla voidaan tuottaa sähköä. EBR-I:n tärkeämpi saavutus oli kuitenkin todistaa oikeaksi teoria, jonka mukaan hyötöreaktori on mahdollista rakentaa ja saada toimimaan.
Ensimmäinen käytännön sovellus, ydinsukellusvene Nautilus, laskettiin vesille 1954. Alus jatkoi palveluskäytössä aina vuoteen 1980, jonka jälkeen se museoitiin.
Vuonna 1953 Yhdysvaltain laivaston ydinsukellusveneprojektin vetäjää, amiraali Hyman Rickoveria pyydettiin rakentamaan yksi sukellusveneen koneisto kuivalle maalle. Potkurikoneiston tilalle luonnollisesti asennettiin sähköä tuottava turbogenerattori. Syntyi yksi maailman ensimmäisistä ydinvoimaloista, Shippingport Atomic Power Station. Laitoksen rakentaminen kesti 32 kuukautta ja se aloitti toimintansa 1957. Laitos suljettiin vuonna 1982 ja on sittemmin jo purettu maan tasalle ja alue on vapautettu muuhun käyttöön ilman rajoituksia. Näin todistettiin samalla, että voimala on mahdollista purkaa. Shippingportissa demottiin myös toriumin käyttäminen polttoaineena.
Tässä oli lyhyesti kuvattuna Yhdysvalloissa toteutunut kehityspolku. Samaan aikaan kehitystä tapahtui Neuvostoliitossa, jossa ensimmäinen voimala, vain viiden megawatin Obninsk kytkettiin ensimmäisen karran verkkoon jo vuonna 1954. Isossa Britanniassa Calder Hall vihittiin käyttöön 1956.
Yhdysvaltain kehityspolku:
1939 – fissio keksitään
1942 – ensimmäinen koereaktori, Chicago Pile-1 rakennetaan
1951 – ensimmäinen sähköä tuottanut reaktori, EBR-I rakennetaan
1953 – Shippingport tilataan
1954 – ensimmäinen käytännön sovellus, sukellusvene Nautilus lasketaan vesille
1957 – Shippingport valmistuu
Näiden lomassa muualla:
1954 – Obninsk Neuvostoliitossa, Moskovan lähellä valmistuu
1956 – Calder Hall Isossa Britanniassa vihitään käyttöön
Yhdisvalloissa oli myös Borax-testisarja jossa valmistettiin muutamia kiehutusvesilailaitoksia pääasiassa testikäyttöön. Sarjan kolmas versio vuonna 1955 tuotti jonkin aikaa pari megawattia sähköä paikalliseen sähköverkkoon.
Opitaan historiasta
Itse ilmiön keksimisestä ensimmäiseen käytännön sovellukseen, sukellusvene Nautilukseen, kului siis aikaa vain 15 vuotta. Shippingportin laitos tilattiin vuonna 1953 ja se valmistui neljä vuotta myöhemmin.
Shippingportin voimala perustui alun perin sukellusveneen voimalähteeksi kehitettyyn painevesireaktoriin, joka yhä nykyäänkin on eniten käytetty tekniikka. Aikaa laitoksen tilauksesta käyttöönottoon tarvittiin neljä vuotta.
Shippingportin koko oli nykymittapuun mukaan pieni, vain 60 megawattia sähköä, mutta se oli juuri samaa kokoluokkaa kuin nykyiset suunnitteluasteella olevat SMR-voimalat.
Verrattuna 50-luvun suunnittelu- ja valmistustekniikkaan, meillä on nykyään käytettävissä erittäin kehittyneet CAD-ohjelmistot ja kaikki tarvittavat muut mallinnusmenetelmät ja tehokkaat tietokoneet, joilla vastaavan laitoksen suunnittelu onnistuu nopeammin kuin silloin. Sekä materiaali- että valmistustekniikka ovat kehittynyeet huimasti, ja monia tarvittavia osia, kuten polttoaine-elementtejä moiseen laitokseen saa ”valmiina kaupasta”. Mitään perussuunnittelua ei enää tarvita. Periaatteessa riittää, että päätetään millainen laitos halutaan rakentaa, suunnitellaan se, ja sen jälkeen rakennetaan.
Amiraali Ricover 50-luvulla tarvitsi siihen neljä vuotta aikaa. Jos nyt päätämme rakentaa vaikkapa jonkin kaupungin kaukolämmitykseen kytkettävän, pelkkää lämpöä tuottavan fissiosovelluksen, se on teknisesti aivan hyvin tehtävissä neljässä tai viidessä vuodessa. Puheet siitä, että SMR-tekniikka olisi käytettävissä lämmityksen CO2-päästöjen vähentämiseen vasta hiilikiellon jälkeen joskus 2030-luvulla, ovat kerta kaikkiaan potaskaa. Niin voi kyllä ollakin, jos tähän mahdollisuuteen ei uskota ja tyydytään vain puuhastelemaan jotakin ja katsomaan mitä muut tekevät.
Jos sen sijaan päätetään, että kaikkinainen polttaminen kaupunkiemme lämmittämisessä lopetetaan mahdollisimman nopeasti, ensimmäinen SMR-lämpölaitos saadaan valmiiksi ja toimimaan noin viidessä vuodessa. Se voidaan tehdä, koska se tehtiin jo yli 60 vuotta sitten.
Suomalaiset hankkeet
Tekniikka osataan Suomessa. Meneillään on kaksikin hanketta lämpölaitoksen suunnittelemiseksi.
Varsinkin VTT:n konseptin mukaisen laitoksen koko rakentaminen voidaan tehdä Suomessa. LUT on vähän eksoottisempi. Kanava-tyyppinen reaktori on valmistattava zirkoniumista, eikä siihen löydy valmiiksi osaamista Suomesta. Täysin vastaavaa ei itse asiassa ole tehty missään aiemmin, vaikkakin rakenne muistutaa jonkin verran kanadalaista CANDU:a. Sen sijaan VTT on periaatteessa aivan samanlainen kuin maailman kaikki muutkin kevytvesilaitokset, pienemmällä paineella ja lämpötilalla vain, mikä tekee rakenteesta huomattavasti kevyemmän ja yksinkertaisemman.
Polttoainetta meillä ei valmisteta, eikä tarvetta siihen ei olekaan, koska valmistajia maailmalla on useita ja polttoaineen tarve on hyvin vähäinen. Esimerkiksi VTT:n moduulin lämpötehoksi on kaavailtu 50 MW, mikä on vain noin 1% (yksi prosentti!) Olkiluoto 3:n lämpötehosta. Polttoaineen tarve on lähes suorassa suhteessa tehoon, samoin kuin monet muutkin suunnitteluun vaikuttavat lähtökohdat.
Suomalaisen säästä riippumattoman ja polttoon perustumattoman kaukolämpölaitoksen rakentaminen on vain ja ainoastaan tahdosta kiinni. Teknisesti se voidaan toteuttaa helposti tämän vuosikymmenen puolella, koska vastaava on tehty ennenkin. Meillä on jo julistettu ilmastohätätila, joten nyt olisi aika toimia sen mukaisesti. Siis NYT, eikä vasta 30-luvulla.
Tätä kuvaa on minulle esitetty muutamankin kerran keskusteluissa, joissa ihmisperäisen ilmastonmuutoksen todenperäisyyttä on yritetty kiistää. Katsokaamme tarkemmin, mistä kuvassa on kysymys.
Kuva 1.
Kuvan mukaan siis vain yksi GISS-mittaussarja osoittaa lämpenevää vuosina 2015-2019 muiden osoittaessa viilenevää. Noh, katsotaan ensin, onko kuva totta. Ladataan datat ja tehdään oma kuva.
Kuva 2.
Siltähän tuo näyttää. Ainoa, mikä tuossa kasvaa on sarja no. 11: Mantereet 2m korkeudella – GISS – https://data.giss.nasa.gov/gistemp/tabledata_v3/GLB.Ts.txt. Huomataan kuitenkin, että lineaarisen trendin alku- ja loppupisteen välillä on eroa vain n. 0,15 °C.
Mitähän tapahtuu, jos tarkasteluväliä muutetaan. Katsotaan vaikka vuosia 2014-2018.
Kuva 3.
Nyt vain kaksi mittaussarjaa, 9 ja 16, näyttävät viilenevää, loput lämpenevää. Vuosina 2012-2016 kaikki 16 sarjaa näyttävät lämpenevää.
Kuva 4.
Vuosina 2010-2014, kahdeksan aikasarjaa näyttää viilenevää, toiset kahdeksan lämpenevää.
Kuva 5.
Kuvista 2-5 voidaan päätellä, että viiden vuoden trendistä ei voida päätellä juuri mitään. Tarkasteluväliä vaihtamalla, saadaan ihan millaisia tuloksia halutaan. Merkittävänä ilmastotrendinä pidetään yleisesti 30 vuoden aikajaksoa. Otetaan siis seuraavaksi 30 vuotta tähän samaan tarkasteluun, vuodet 1989-2019.
Kuva 6.
Kaikki sarjat näyttävät tällä aikavälillä selkeästi lämpenevää. Katsotaan sama vielä vuosikeskiarvoina.
Kuva 7.
Kaikki mittaussarjat seuraavat kutakunkin samanlaista trendiä ja kaikkien suunta on ylöspäin. Se miksi sarjat eivät ole yhteneviä, johtuu useastakin asiasta. Ensinnäkin, ne edustavat eri alueiden mittauksia, kuten artikkelin lopussa olevasta lähdeluettelosta nähdään. On omat sarjat ylemmälle troposfäärille, alemmalle troposfäärille, globaalille pintamittauksille, mantereille, sekä merenpinnalle. Eri sarjat käyttävät eri mittausasemia ja eri mittausmenetelmiä. Kaikki sarjat ilmaisevat anomaliaa, eli poikkemaa jostain vertailujaksosta, joka on erilainen eri sarjoille. Lisäksi datan käsittelyssä voi olla eroja, jotka tuottavat vähän erilaisia tuloksia. Tämä ns. adjusointi on välttämätöntä, koska ajan saatossa mm. mittausasemien sijanti, mittalaitteet sekä lämpötilojen vuorokautiset kirjausajankohdat ovat muuttuneet. Adjusoinneista voi lukea täältä.
Kuva 1. ei näin ollen kerro yhtään mitään ilmaston tilasta, muutoksesta, muutoksen suunnasta tai ylipäätään mistään muustakaan.
Miksi tästä pitää kirjoittaa juuri nyt? Koska tänään on se päivä, jolloin kaikki Suomen ilmastohörhöt kokoontuvat omaan tieteenvastaiseen hömppä-seminaariinsa Helsingin messukeskukseen. Siellä he vahvistavat omia harhaluulojaan ja poistuvat tilaisuudesta tyhmempinä kuin sinne saapuessa. Seminaarin puhujalista ei tietenkään pidä sisällään ainoatakaan meteorologia tai muuta varsinaista ilmastotutkijaa, sellaista, joka ymmärtäisi ilmakehässä säähän ja ilmastoon vaikuttavia ilmiöitä sekä ihmisperäisten kasvihuonekaasujen vaikutusta niihin. Ei myöskään aerosolifyysikkoa, jotka tutkivat aerosolien käyttäytymistä ilmakehässä ja niiden vaikutusta ilmastoon. Eikä voikaan olla, koska Suomesta ei löytyne sellista ao. tutkijaa, joka kiistäisi ihmisperäisen ilmastonmuutoksen ja sen vakavuuden. Ei, vaihtoehtoista totuutta levittämään pitää puhujat kaivaa esiin jostain muualta, ja ainahan niitä löytyy, aiheeseen kuin aiheeseen.
Ei tämä ole ainoa hörhö-seminaari, ei edes Suomessa. Rajatiedon messut on jo vakiinnuttanut asemansa Suomalaisessa huuhaa-skenessä. Litteeään Maahan uskovat hengenheimolaiset ovat järjestäneet jo ainakin kaksi konferenssia, viimeisimmän vuonna 2019. Ongelmaksi on muodostumassa myös Suomessa etenkin Pohjanmaalla kannatusta saanut rokotevastaisuus. Lapset jätetään rokottamatta, jolloin vanhat jo kertaalleen voitetut lastentaudit alkavat uudelleen levitä. Facebook on tietenkin oikea runsaudensarvi. Sieltä löytyy ryhmiä esim. evoluution vastustajille sekä uusimpana villityksenä 5G-salaliittoteoreetikoille. 5G-verkkoja vastustettiin jo ennen koronaa, mutta nyt on myös esitetty, että 5G aiheuttaa koronaa. Tai että sen tarkoitus nimenomaan on sairastuttaa ihmiset.
Nämä tieteenvastaiset ilmastokerhot menevät hienosti samaan kategoriaan kaikkien muiden huuhaa-uskomusten kanssa. Osa niistä on vaarattomia, osa vaarallisia, ja eittämättä tieteenvastaisten näkemysten levittäminen ilmastonmuutoksesta on yksi kaikkein vaarallisimpia meidän aikamme harhaoppeja, koska sillä on suora vaikutus ilmastonmuutoksen vastaisiin toimiin ja niiden prioriteettiin politiikassa.
Kuva 1. on esimerkki siitä, joskus taitavastikin tuotetusta materiaalista, jolla tätä harhaoppia levitetään. Tämä nimenomainen esimerkki on suhteellisen työläs tuottaa, niin työläs, että harva viitsii sen itse tehdä ja tutkia tarkemmin, mitä data oikeastaan kertoo ja mitä ei. Kuva 1. ei sano suoraan mitään, mutta antaa ymmärtää ja saatteena keskusteluissa on paljon muutakin tarinaa, jolla lukijat yritetään saada uskomaan humpuukiin. Osa materiaalista on tuotettu oman vankkumattoman harkauskon puitteissa, mutta osa on varmuudella tehty ihan tahallaan siten, että tekijä valehtelee johtaakseen tietoisesti herkkäuskoisia harhaan. Uskon ja väitän, että kuva 1. on nimenomaan tahallista harhaanjohtamista, valehtelua. Kuva tekijä on yksi seminaarin puhujista.
Kuva 8.
#ilmastosi2020
Datalähteet:
päivämäärän kokeilua
Ilmatieteenlaitoksen avoimesta datasta voimme havaita, että kuluvan vuoden tammikuu on Kaisaniemen mittausasemalla ollut ennätyslämmin. Kaisaniemen mittausdataa on ladattavissa vuodesta 1882 lähtien. Tammikuun keskilämpötila vuonna 2020 oli kolme astetta. Kuvassa 1. on mittausdataa kymmenen minuutin välein.
Kuva 1.
Lämpimintä, 8,2 astetta, oli 21.1. klo 7:40.
Kylmintä, -4,2 astetta, oli 5.1. klo 15:10.
Verrattuna muihin tammikuihin, tämä oli lämpimin selvällä erolla muihin.
Kuva 2.
Punainen viiva on 30 vuoden liukuva keskiarvo. Siitä nähdään, miten tammikuut ovat lämmenneet noin 2,5 astetta viimeisen sadan vuoden aikana.
Tammikuun keskilämpötila on ollut plussan puolella vain viisi kertaa aiemmin.
Kuva 3.
Lämmin talvi näkyy luonnossa monella tavalla. Erikoisen lämpimässä tammikuussa on mm. havaittu punkkeja, lepän kukintoja ja leskenlehtiä. Näitä omituisia talvi-ilmiöitä tulemme jatkossa näkemään yhä useammin, koska ilmaston lämpeneminen tulee jatkumaan suunnilleen sillä trendillä, mikä kuvassa 2. näkyy punaisella viivalla.
Ensi vuoden tammikuun lämpötila voi taas olla reilusti pakkasen puolella, sitä emme vielä tiedä, mutta keskimäärin pitkällä aikavälillä lämpötilat ovat nousussa. Joulukuun lämpötilan nousutrendi on myös ollut selvä. Päättynyt vuosikymmen oli ensimmäinen, jolloin joulukuun keskilämpötila Kaisaniemessä oli plussan puolella.
Maakaasun energiakäyttöä puolustellaan usein sillä, että kaasun polttamisen hiilidioksidipäästö on pienempi kuin muilla polttoaineilla. Tämä pitää periaatteessa paikkansa, mutta kaasulla on varjopuolensakin, josta ei kovin usein kuule puhuttavan. Maakaasu on suurimmaksi osaksi metaania, joka on itsessään voimakas kasvihuonekaasu. Pienetkin vuodot maakaasun tuotantoketjussa heikentävät huomattavasti kaasun paremmuutta muihin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Varsinkin lyhyellä aikavälillä vuodot saattavat mitätöidä polton pienemmät CO2-päästöt kokonaan.
Selvitetään laskemalla, kuinka paljon kaasusta saa vuotaa raakana ilmakehään, ennen kuin vuoto mitätöi kaasun polton pienemmän CO2-päästön.
Metaani säilyy ilmakehässä lyhemmän aikaa kuin hiilidioksidi, joten sen kasvihuonevaikutus myös vähenee ajan myötä. Kasvihuonekaasuille ilmoitetaan CO2-ekvivalentti. Se on lukuarvo, joka ilmoittaa, mikä kaasun kasvihuonevaikutus on hiilidioksidiin verrattuna, hiilidioksidin lukuarvon ollessa tasan yksi. Esimerkiksi yleisen jääkaappikylmäaineen R134a luku on 1300, ja viime aikoina uutisiinkin nousseen rikkiheksafluoridin arvo on peräti 23500. Toisin sanoen, yksi kilogramma rikkiheksafluoridia ilmakehässä aiheuttaa yhtä suuren kasvihuonevaikutuksen kuin 23500 kilogrammaa hiilidioksidia.
Koska metaani poistuu ilmakehästä suhteellisen nopeasti, sen CO2-ekvivalentti riippuu tarkastelujakson pituudesta. Yleisesti vertailuissa käytetään kahta jakson pituutta: 20 vuotta ja 100 vuotta. Vastaavat CO2-ekvivalentit ovat 85 ja 30. Nämä arvot löytyvät vuoden 2013 IPCC-raportista (Table 8.A.1), mutta ne saattavat vielä tutkimuksen edetessä muuttua.
Metaanin alempi lämpöarvo on 50 MJ/kg (13,9 kWh/kg). Metaanin CO2-päästökerroin on 2,77, eli kun poltetaan 1 kg metaania syntyy 2,77 kg hiilidioksidia. Kivihiilen vastaavat arvot riippuvat paljon hiilen laadusta. Käytetään tässä esimerkissä tilastokeskuksen taulukossa POLTTOAINELUOKITUS 2019 antamia lukuja 24,8 MJ/kg (6,89 kWh/kg) ja päästökertoimena 2,3.
Kun tuotetaan yksi megawattitunti lämpöenergiaa, täytyy polttaa:
Kaasulla saadaan siis sama lämpömäärä 73 kg (50%) vähemmällä polttoaineella ja 135 kg (40%) pienemmillä CO2-päästöillä.
Kasvihuonekaasuna 135 kg hiilidioksidia vastaa 20 vuoden tarkastelujaksolla 135/85 = 1,6 kg metaania. Jos metaania tuotetaan 73,6 kg, josta poltettavaksi päätyy 72 kg ja ilmakehään vuotaa 1,6 kg (1,6/73,6 = 2,2 %), on metaanivuoto mitätöinyt kaasun pienemmän CO2-päästön. Jos vuodon määrä on suurempi kuin 2,2 %, kaasun kasvihuonevaikutus on suurempi kuin hiilellä.
Näin olleen lämmöntuotannossa maakaasun kivihiiltä pienemmät CO2-päästöt mitätöytyvät kokonaan, jos kaasusta vuotaa raakana ilmakehään:
Raskaan polttoöljyn lämpöarvo on 42 MJ/kg (11,7 kWh/kg) ja päästökerroin 3,2.
Kun tuotetaan yksi megawattitunti lämpöenergiaa, täytyy polttaa:
Kaasulla saadaan sama lämpömäärä 14 kg (16%) vähemmällä polttoaineella ja 75 kg (27%) pienemmillä CO2-päästöillä.
Kasvihuonekaasuna 75 kg hiilidioksidia vastaa 20 vuoden tarkastelujaksolla 75/85 = 0,9 kg metaania.
Lämmöntuotannossa maakaasun öljyä pienemmät CO2-päästöt mitätöytyvät kokonaan, jos kaasusta vuotaa raakana ilmakehään:
Sähköntuotannossa tilanne on hiukan monimutkaisempi. Hiili poltetaan höyrykattilassa, jonka tuottamalla höyryllä ajetaan höyryturbiinia. Kaasu soveltuu kaasuturbiinin polttoaineeksi, jolloin voidaan käyttää kombiprosessia. Siinä osa sähköstä tehdään kaasuturbiinilla. Turbiinin kuumat pakokaasut johdetaan pakokaasukattilaan, josta saadaan vielä höyryä höyryturbiinille. Tällaisen kombiprosessin hyötysuhde on huomattavasti parempi kuin pelkän höyryprosessin.
Käytetään tässä esimerkissä molempien prosessien parhaita hyötysuhteita, jotka ovat hiilivoimalalle 47 % ja kaasuvoimalalle 63 %.
Sähköntuotannossa, kummallekin polttoaineille parhailla käytettävissä olevilla teknologioilla, kaasun pienemmän CO2-päästön mitätöivät vuotomäärät ovat seuraavat:
Jos vain suoraan vaihdetaan hiilikattilan polttoaine maakaasuksi, hyötysuhde ei muutu ja ero polttoaineiden välillä on sama kuin lämmöntuotannossa.
LNG-laivoja on nyt alkanut tulla liikenteeseen, koska laivojen pakokaasupäästöjä on haluttu saada pienemmiksi. Maakaasu on teknisesti hyvä polttoaine myös mäntämoottoriin. Moottorin hyötysuhteet molemmilla polttoaineilla ovat jokseenkin samat, joten hyötysuhde ei vaikuta tulokseen. Parhailla mäntäkoneilla voidaan saavuttaa noin 50 % hyötysuhde.
Laivakäytössä kaasun pienempi CO2-päästö mitätöityy vuotomäärillä:
Kaasumoottorit päästävät pienen määrän metaania raakana läpi pakoputkeen. Tämä ”metaanislippi” on ominaista Otto-moottoreille, joissa kaasu syötetään palotilaan ilman mukana imutahdin aikana ja sytytetään sytystulpalla tai sytyspolttoaineella, joka ruiskutetaan sylinteriin puristustahdin lopussa. Palotilassa on paikkoja, jonne kaasu pääsee ”piiloon”, jolloin se ei osallistu palamiseen. Näitä ovat mm. rako männän ja sylinterin välissä ylimmän männärenkaan yläpuolella, sekä kannen ja sylinteriputken välinen rako kannentiivisteen sisäpuolella. Toinen syy on epätäydellinen palaminen. Metaanin palaminen vaatii yli 600 °C lämpötilan. Palotilan seinämien lähellä lämpötila voi laskea tämän alle, jolloin palaminen estyy ja osa metaanista jää palamatta. Tätä esiintyy etenkin osatehoilla ajettaessa. Metaani on myös itse asiassa melko vaikea saada syttymään, koska sen syttymisraja on hyvin kapea. Metaania pitää olla ilmassa 5…15 %, muuten se ei syty. Jos sitä on vähemän kuin 5 % tai enemmän kuin 15 %, se ei syty. Tämä on turvallisuusmielessä hyvä asia, mutta polttoteknisesti huono.
Raportissa GHG and NOx emissions from gas fuelled engines todetaan (Table 1.1), että suositusrajat vuoden 2010 jälkeen valmistetujen laivamoottoreiden metaanipäästöille ovat moottorityypistä riippuen 25,4 tai 43,2 g/kg polttoainetta (=4,1 tai 6,9 g/kWh). Prosenteissa ilmaistuna slippirajat ovat 2,5…4,3 %, joten tämä pelkkä metaanislippi mitätöi pienemmän CO2-päästön 20 vuoden tarkastelujaksolla (1,2 %) ja voi tehdä sen myös sadan vuoden jaksolla (3,4 %).
Toisaalla tekstissä todetaan:
LPDF gas engine optimised for low methane slip by improved process control and minimise dead space in combustion chamber by design, can reduce the methane slip to a level of 3,0 – 4,0 g/kWh. This means that ships operating LPDF gas engines can give a net reduction of greenhouse gases (GHG) including methane. How large the reduction of GHG can be is depending of operation profile and the fuel in comparison, a reduction range 5-10% is achievable compare to diesel oil operation.
Optimoimalla moottori kaasukäytölle, metaanislippi voidaan siis pudottaa tasoon 3,0…4,0 g/kWh, mikä vastaa 1,7…2,3 %. Huomataan, että tämä on enemmän kuin 20 vuoden tarkastelujaksolle sallittu 1,2 % mutta vähemmän kuin 100 vuoden tarkastelujaksolle sallittu 3,4 %. Kun otetaan huomioon myös maakaasun tuotannon, kuljetuksen, nesteytyksen sekä varastoinnin metaanipäästöt, on hyvin todennäköistä, että maakaasun käyttö laivojen polttoaineena ei vähennä meriliikenteen kasvihuonekaasupäästöjä, vaan voi jopa lisätä niitä. Muut päästöt maakaasulla ovat toki pienemmät kuin raskaalla polttoöljyllä.
On myös kaasudieselmoottoreita, joissa kaasu syötetään palotilaan suurella paineella puristustahdin lopussa. Näissä moottoreissa metaanislippiä ei esiinny juuri ollenkaan, koska kaasu palaa ennen kuin se ehtii paikkoihin, jossa se jäisi palamatta. Kaasu ei kuitenkaan syty itsestään, kuten dieselpolttoaine, vaan moottori tarvitsee kaasun lisäksi pienen määrän polttoöljyä sytytyspolttoaineeksi. Tällaisen moottorin polttoainejärjestelmä on kallis, eivätkä ne ilmeisesti sen vuoksi ole yleistyneet.
| Käyttökohde, korvattava polttoaine | 20 vuotta | 100 vuotta |
| Lämpö, kivihiili | 2,2 % | 5,8 % |
| Lämpö, raskas polttoöljy | 1,2 % | 3,4 % |
| Sähkö, kivihiili | 4 % | 10 % |
| Laivapolttoaine, polttoöljy | 1,2 % | 3,4 % |
Tulokset ja laskukaavat Google-taulukkona. Voit ladata itsellesi Exceliin ja kokeilla erilaisia tapauksia. Taulukossa on valmiiksi laskettuna muutama muu tapaus tässä esiteltyjen lisäksi.
Maakaasua vuotaa jonkin verran tuotantoketjun kaikissa vaihessa, tuotannossa, kuljetuksessa, varastoinnissa ja käytössä, sekä myös suljetuista kaasulähteistä. Tarkkoja vuotomääriä ei ole tiedossa, eikä niihin tässä artikkelissä syvennytä. Liitteenä kuitenkin joitain linkkejä (lähteet 10-14). Lähde 10, Alvarez et al. 2018, totetaa Yhdysvaltojen kaasuntuotannon vuotojen olevan 2,3 %. Suljettujen ja käytöstä poistettujen porausreikien vuotoja ei tiedetä. Venäjän kaasuntuotannon vuodoista ei varmasti ole mitään tarkkoja tietoja. Voidaan kuitenkin olettaa vuotomäärien olevan venäjällä suurempia kuin Yhdysvalloissa.
Voitaneen pitää mahdollisena, että ainakaan 20 vuoden tarkastelujaksolla maakaasu ei ole kasvihuonekaasupäästöjen osalta haitattomampi polttoaine kuin muut hiilivetypolttoaineet, kivihiili mukaan lukien. Sadan vuoden tarkastelujaksolla se voi sitä joissain tapauksissa olla, mutta ero muihin hiilivetypolttoaineisiin voi olla vähäisempi kuin yleisesti oletetaan. Koska päästöjen vähentämisen pitäisi alkaa nyt eikä yli 20 vuoden kuluttua, herää kysymys, kannattaako ylipäätään mitään polttoaineita vaihtaa maakaasuksi vain kasvihuonekaasujen vähentämisen toivossa, vai onko tehokkaampaa jättää tämä välivaihe pois, kunnes ollaan valmiita siirtymään lopulliseen, päästöttömään energialähteeseen?
Biokaasu on myös metaania, jota varmasti vuotaa tuotannon ja käytön eri vaihessa yhtälailla kuin maakaasua.
Myös muiden fossiilisten polttoaineiden tuotannossa vapautuu metaania ilmakehään. Jotta vertailu oli oikeudenmukainen, tämä pitäisi vertailussa ottaa huomioon, koska se tekee maakaasusta vähän tässä esitettyä vähäpäästöisemmän polttoaineen suhteessa muihin polttoaineisiin. Se ei johdu siitä, että maakaasu olisi tässä esitettyä parempi, vaan siitä, että muut foossiiliset polttoaineet ovat yleistä käsitystä pahempia.
Kaikenkaikkiaan oljyn JA kaasun tuotannon metaanuovuotojen on arvioitu olevan 6% koko energiasektorin kasvihuonekaasupäästöistä. Kivihiilen tuotannon metaanipäästöistä käytetään termiä ”Emission factor” jonka yksikkö on m3CH4/tonni tuotettua hiiltä. IPCC on käyttänyt tässä esitettyjä lukuarvoja, joskin kooste on jo jonkin verran vanha ja mahdollisesti parempaakin tietoa löytyy. Kaivoshiilen metaanipäästöt ovat noin kymmenkertaiset avolouhoksista saatavaan hiileen verrattuna, vaihteluvälin ollessa 10…25 m3CH4/tonni. Sen lisäksi tulee käsittelyn ja kuljetuksen aikaisen päästöt 0,9…4 m3 CH4/tonni. Kun nämä lasketaan yhteen, saadaan vaihteluväliksi 10,9…29 m3CH4/tonni. Jos näiden keskiarvo 20 m3CH4/tonni muutetaan CO2-ekvivalentiksi ja listätään hiilen CO2 päästöön kohdan ”Vertailu kivihiileen lämmöntuotannossa” esimerkissä, saadaan tulokseksi, että päästö onkin 334 kg sijasta 20 vuoden tarkastelujaksolla 469 kg ja 100 vuoden jaksolla 366 kg. Vastaavat kaasun pienemmät CO2-päästöt mitätöivät metaanivuodot ovat 20 vuotta 4,2 % ja 100 vuotta 7,2 %, kun ne ilman kivihiilen metaanin huomioon ottamista olivat 2,2 ja 5,8 %.
Polttoaineiden tuotannon päästöt ovat enemmän tai vähemmän arvioita, koska suoria mittauksia on lähes mahdotonta tehdä. Myös erot eri alueiden, jopa eri kaivosten välillä ovat suuria.
Näissä laskelmissa käytettiin CO2-päästökerrointa. Sama asia voidaan ilmaista myös ominaispäästönä, joka voi olla helpompi hahmottaa. Tässä havainnollinen kaavio eri polttoaineiden ominaispäästöistä, mutta kuten todettiin, tämä ei ole koko totuus. Kun tuotannon, varastoinnin, kuljetukset ja käytön päästöt otetaan mukaan, ovat kaikkien polttoaineiden päästöt suurempia kuin kaaviossa esitetyt, ja niiden järjestyskin voi poiketa esitetystä.
Metaanin määrä ilmakehässä on kasvussa.
Se on heti hiilidioksidin jälken[1] merkittävin kasvihuonekaasu, jonka säteilypakote on n. 0,48 W/m2 kun hiilidioksidilla se on 1,46 W/m2.
Metaanin päästölähteitä on paljon muitakin, joista osa on luonnollisia, mutta polttoaineiden aiheuttamat metaanipäästöt ovat sen verran suuria, että ne on syytä tiedostaa nykyistä paremmin, myös maakaasun osalta, joka mielletään muita polttoaineita vähäpäästöisempänä ja ympäristöystävällisempänä vaihtoehtona.
[1] Ilmaston kannalta merkittäväin kasvihuonekaasu on vesihöyry. Se ei kuitenkaan ole antropogeeninen kasvihuonekaasu. Sen elinikä ilmakehässä on hyvin lyhyt, sen pitoisuus riippuu ilman lämpötilasta eikä ihmistoiminta vaikuta ilmakehän vesihöyryn määrään suoraan kuin korkeintaan paikallisesti.
Tämä artikkeli on julkaistu myös englanniksi: CLIMATE EFFECTS OF NATURAL GAS LEAKAGE
Lasse lehtinen kirjoitti 25.8.2019 jokseenkin tökerön kolumnin Ilta-Sanomiin Greta Thunbergistä ostikolla:
Greta purjehtii Atlantin yli, koska ei halua lentää. Kaikkine oheistoimintoineen purjehduksen välilliset päästöt saattavat olla suuremmat kuin lentäen olisi ollut, mutta se on oikeastaan yhdentekevää. Mitä Atlantin ylitykseen meriteitse tulee, jokaisen pitäisi se kokea. Planeettamme näkeminen siitä perspektiivistä on pelkästään terveellistä. Se olisi sitä myös Lehtiselle.
Lehtinen jaarittelee monenmoista Ruotsin historiasta. Siitä, miten Ruotsi on sanonut yhtä ja tehnyt toista. Ruotsin ydinvoiman kansanäänestyksestä, ja, no, lukekaa itse. En ymmärtänyt, miten nuo liittyivät koko asiaan.
Pari viimeistä kappaletta kolumnista:
Tyttönen Greta ei voi olla kovin hyvin perillä ilmastotieteen monista ristiriitaisistakin väittämistä, mutta lopun uskossa hän epäilemättä on. Maailman sivu lahkojen johtajat ovat käyttäneet keskenkasvuisia tarkoituksiinsa.
Gretasta on jo tullut yhdenlainen Shirley Temple, jolla vanhemmat rahastivat Hollywoodin kultaisina vuosina. Onko hän vaarassa kasvaa myös tämän ajan Petra Kellyksi, jolle tarkoitus pyhitti mitkä tahansa keinot?
Myöhemmin Ilta-Sanomat julkaisee lukijoiden mielipiteitä, ilmeisesti Lasse Lehtisen puolesta ja Greta Thunbergiä vastaan.
Ruman setämies Lehtisen ja lukijoiden mielestä siis söpö Greta-tyttönen ei oikein ole perillä ilmastotieteen väittämistä, mutta joutunut hyväksikäytetyksi lahkojohtajien tai vanhempien toimesta.
Nämä vain muutamia esimerkkejä joidenkin ihmisten tavasta suhtautua tulevaisuudestaan huolestuneeseen ihmiseen. Usein muistetaan myös mainita hänen Asperger-diagnoosista tavalla, joka antaa ymmärtää sen tekevän hänestä jotenkin mielenvikaisen. Aspergerin oireyhtymä kuuluu autismikirjoon. Autismi tuntuu monelle olevan synonyymi tyhmälle.
Itsekin jonkinlaisena puoli-aspergerina näen asian toisin. Aspergerit ovat usein hyvin älykkäitä ja heidän mielestään kaikki ”terveet” ovat jotenkin omituisia. Asperger-oireyhtymä ei ole sairaus, josta pitäisi parantua. Se on ominaisuus, kokoelma luonteenpiirteitä, joita kenties vain toinen Aspergeri voi täysin ymmärtää. Monet historian suurhenkilöistä ja taiteilijoista ovat olleet Aspergereja. Yksi tyypillinen As-luonteenpiirre on taipumus kiinnostua jostain, usein aika erikoisestakin asiasta, ja pakonomaisesti tutkia ja opiskella siitä ”kaikki”. Ei liene epäselvää, mikä se Gretan kohdalla on?
Söpö 16-vuotias Asperger-tyttönen voi siis olla erittäin hyvin perillä maailman asioista. Paremmin kuin setämies Lehtinen sekä nimettömät kommentaattorit ja selkääntaputtajat. Paljon paremmin kuin Amerikan presidentti (no se ei paljoa vaadi…). Greta on voinut ihan itse, omassa päässään, omilla aivoillaan ajattelemalla, ilman yhdenkään aikuisen johdattelua päätyä kysymään, miksi hänen pitäisi opiskella omaa tulevaisuuttaan varten, jos aikuiset sedät ja tädit eivät tee mitään sen tulevaisuuden pelastamiseksi.
Lehtisen ja muiden epäilijöiden kannattaa käyttää 11 minuuttia elämästään katsomalla Gretan Tukholmassa pitämä TEDx-puhe.
Videon katsottuaan voisi lukea sen kolumninsa uudelleen ja miettiä, oliko sen kirjoittaminen nyt ihan viisasta. Voisi miettiä, mitä itse teki 15-vuotiaana. Tai edes sitä, mitä itse vastaavassa tilanteessa puhuisi ihmisille. Riittäisikö rohkeus nousta TED-talksin lavalle tietäen yleisön odottavan jotain poikkeuksellisen fiksua? Tuskin.
Lasten koululakosta olen sitä mieltä, että kaikkien maailman lasten pitäisi mennä lakkoon ja pysyä lakossa niin kauan, kunnes ilmastokokousten puhuvat päät oikeasti saavat jotain konkreettista aikaiseksi. Niin kauan, että politiikka on saatettu tielle, joka tulee johtamaan päästöjen vähentämiseen tavalla, jonka ilmastotutkijat ovat todenneet välttämättömäksi. Silloin Greta ja muutkin kokevat jälleen tulevaisuuteensa panostamisen mielekkääksi.
Juttua kirjoittaessani huomasin muidenkin päätyneet mättämään Lehtistä turpaan:
LASSE LEHTINEN VS. GRETA THUNBERG
Pari sanaa Greta Thunbergia kiusaavasta Lasse Lehtisestä ja kiusaamisesta noin yleensäkin
Gaia 