tiistaina, lokakuuta 26, 2010

Vihreät, V-V ja degrowth – Osa 3.

Kasvun aritmetiikka by Tim Jackson


Tim Jackson esittelee kirjansa Prosperity without growthin sivulla 81 Ehrlichin yhtälöksi (IPAT) kutsumansa laskukaavan. Yhtälö esittää, että ympäristövaikutukset (I) ovat yhtä kuin populaation määrä (P) kertaa taloudellinen toimeliaisuus tai yksinkertaisemmin ansiotaso (A) kertaa ympäristövaikutukset per tuotettu yksikkö (T). Näin ollen:

I = P x A x T

Nykyäänhän, ekologisella jalanjäljellä mitattuna, ihmiskunta käyttää maapallon ekologista kapasiteettiä noin 150 %:n tehokkuudella, eli huonosti kulkee. Tämä tarkoittaa, että I:n arvo on jo 50 % kestävää tasoa korkeampi.
Populaatio (P) ja BKT/capita (A) kasvavat hiukan alta puolentoista prosentin vuositahdilla. Taloudellisen toimeliaisuuden teknologinen intensiteetti (T) tulisi siis kompensoida sekä populaation että talouden koon kasvun, jotta pääsemme absoluuttisen irtikytkennän uralle. Tämä tarkoittaisi siis noin kolmen prosentin intensiteetin laskua vuosittain, jotta I pysyisi vakaana, ja yli kolmen prosentin laskua, jotta myös I lähtisi laskuun. Tim Jackson esittää kirjassaan, että esim hiili-intensiteetti on tähän mennessä pudonnut vain 0,7 %:n vuositahdilla. 
    
+ 1,5 %  + 1,5 %            + 2,3 %
    ^             ^                     ^ 
    ||            ||                    ||
    P     x      A    x    T   =     I
                             ||
                              v
                         - 0,7 %

Näillä luvuilla saamme klassisen esimerkin suhteellisesta irtikytkennästä, jossa teknologinen intensiteetti kyllä laskee, mutta absoluuttiset ymppäristötuhot kasvavat P:m ja A:n arvon nousun vuoksi 2,3 prosenttia. 
Absoluuttiseen irtikytkentään tarvitsisimme siis seuraavia lukuja:

+ 1,5 %  + 1,5 %           
    ^             ^                    
    ||            ||                    
    P     x      A    x    T   =     I
                             ||          ||
                              v           v
                         - > 3 %   - > 0 %

Vaihtoehtoisesti voisimme vähentää taloudellista kasvua (A), kuten degrowth-liike esittää. Ympäristötuhojen pysäyttämiseksi tarvitsisimme siis taloudellista laskua yli 0,8 % (1,5% - 0,7 %) vuodessa.

+ 1,5 %                            
    ^                                    
    ||                                  
    P     x      A    x    T    =     I
                   ||        ||          ||
                    v         v           v
            - > 0,8 %  - 0,7 %  - > 0 %

Aiemmissa bloggauksissa kirjoitin ilmastosta ja sen irtikytkentämahdollisuuksista. Sekä Tim Jackson kirjassaan että degrowth.fi blogin kirjoittaja Timo Järvensivu edellisen kirjoitukseni kommenteissa esittivät, että irtikytkennän tulisi ilmastopäästöissä olla jopa niin kova, että alkaisimme poistaa hiiltä ilmakehästä. Olen täysin samaa mieltä, oli meillä sitten taloudellista kasvua tai ei! Hiilenpoiston tarpeen voi varmistaa, kun tarkistaa nykyisen CO2-tason http://co2now.org/:sta ja havaitsee sen olevan 386,80 ppm, vertaa tätä 350 ppm:n tavoitteeseen ja pohtii mihin suuntaan ollaan menossa.

Henkilökohtaisesti uskon, että tällaiseen hiilinegatiiviseen yhteiskuntaan siirtyminen on pakollista ja myös teknisesti mahdollista. Tämä kuitenkin muuttaa IPAT yhtälöä aika hauskalla tavalla. Kun CO2-ekv. päästöt per tuotettu euro ovatkin negatiiviset (-T, huomaa miinusmerkki muuttujan edessä!) eli hiiltä poistuu ilmakehästä, huomaamme että sekä populaation (P) että BKT/per capitan (A) kasvu parantaa ympäristön tilaa (I).

+ 1,5 %  + 1,5 %           
    ^             ^                    
    ||            ||                    
    P     x      A    x   - T  =     I
                             ||          ||
                              v           v
                         - 0,7 %   -  3,7 %

Tämä ajatus vaikutti aluksi hiukan oudolta, mutta kyllähän kymmenen ihmistä, jotka istuttavat kukin yhden puun, saavat sidotuksi vähemmän hiiltä ilmakehästä, kuin sata ihmistä jotka istuttavat kukin kymmenen puuta.

Havainto asettaa degrowthin, irtikytkennän tai IPAT-yhtälön ristiriitaiseen valoon. Onko kasvu sittenkin positiivinen seikka aloilla, joissa kykenemme totaaliseen irtikytkentään ja lopulta negatiiviseen T:n arvoon? Onko tällaisia sektoreja oikeasti olemassa (minähän tunnun ajattelevan, että ilmastopäästöt olisivat tällainen sektori)? Onko IPAT-yhtälö epäkorrekti tapa laskeskella ympäristörasitusta, jos se negatiivisilla T:n arvoilla kannustaa sekä populaation että talouden koon  kasvuun? 
Näihin lisää epäloogisia päätelmiä ensi kirjoituksessa.

16 kommenttia:

J. M. Korhonen kirjoitti...

Ilman muuta hiilinegatiivisten alojen kasvu olisi hyvä asia.

Mutta mitä sellaisia aloja oikeasti on, tai voisi olla? Uudelleenmetsittäminen on sitä jossain määrin, mutta laskevat rajahyödyt tulevat siinäkin vastaan varsin nopeasti.

Olen ihan samaa mieltä siitä, että meidän olisi vakavasti suunniteltava ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden aktiivista vähentämistä, ei vain päästöjen leikkauksia. Mutta jos tälläistä tosissasi ajat, puolueurasi ei tule olemaan helppo.

Asia on nimittäin niin, että hiilidioksidin laajamittainen talteenotto on termodynaaminen prosessi, joka vaatii energiaa. Valtavasti energiaa. Joitakin utopistisia ja todennäköisesti todella vaarallisia maapallonmuokkaussuunnitelmia (esim. merien lannoittaminen raudalla) lukuunottamatta, energian täytyy käytännössä olla sähköä. Tämä - viimeistään - tekee tyhjäksi kaikki energiansäästöllä mahdollisesti aikaansaadut hyödyt, ja todennäköisesti lisää energiankulutusta entisestään, mikä puolestaan tekee puhtaasti uusiutuviin perustuvasta energiantuotannosta vieläkin utopistisempaa kuin se ilman hiilidioksidin talteenottoa olisi. Ja tämä taas tarkoittaa, että ainoa keino jolla viivan alle saadaan riittävästi energiaa, on ydinvoima. Tiedät varmaan itsekin, miten puolueessasi suhtaudutaan toisinajatteluun näissä parissa sokeassa kohdassa.

Ei siinä, mielestäni ydinvoiman ongelmia on suuresti liioiteltu (ja uusiutuvien ongelmia suuresti vähätelty; näistä asioista kannattaa ottaa itse selvää eikä luottaa ns. ympäristöjärjestöjen propagandaan). Pidän hiiletöntä, ydinvoimaan perustuvaa taloutta mahdollisena, toivottavana ja turvallisena. Pelkillä uusiutuvilla decoupling ei ainakaan tule onnistumaan, se on jo nyt nähtävissä. Jos et usko, tarkista itse vaikka Tanskan CO2-päästöjen tilanne (Google Public Data on aivan loistava palvelu), tai ota selvää miten paljon tuulivoima todellisuudessa säästää Hollannin päästöjä (vastaus: ei lainkaan, kun fossiilisia voimaloita joudutaan ajamaan huonommalla hyötysuhteella).

Ville-Veikko Mastomäki kirjoitti...

” Ilman muuta hiilinegatiivisten alojen kasvu olisi hyvä asia. Mutta mitä sellaisia aloja oikeasti on, tai voisi olla? Uudelleenmetsittäminen on sitä jossain määrin, mutta laskevat rajahyödyt tulevat siinäkin vastaan varsin nopeasti.”

Niinpä! Ehkäpä joku bio CCS energiantuotannossa tulee joskus olemaan tällanen. Ja nykyisellään metsittäminen ei tosiaan oo varmaan mikään kovin kuuma bisnes, ehkä sit ku hiilitonni maksaa tonnin. Olis hauska tietä miten paljon hiiltä saataisiin sidotuksi, jos istutettaisiin kaikki liikenevä sopiva pinta-ala.

” Asia on nimittäin niin, että hiilidioksidin laajamittainen talteenotto on termodynaaminen prosessi, joka vaatii energiaa.”

Mä en nyt todennäköisesti tiedä minkäkaltaisesta talteenotosta sä kirjoitat, joten vaikee kommentoida muuta, ku et eiköhän ne kaikki prosessit termodynamisia taida olla.

Luin blogistasi noita energia-aiheisia kirjoituksia ja luulenpa, että tuolla fundistason suhtautumisella eri energiamuotoihin meidän ei kannata ruveta heittelemään niitä iänikuisia argumentteja täällä kommenteissa.

J. M. Korhonen kirjoitti...

Niin, kaikki hiilidioksidia sitovat prosessit vaativat ulkopuolisen energianlähteen jossain kohdassa prosessia. Tämä näkyy joko hyötysuhteen heikkenemisenä tai energiankulutuksen lisääntymisenä.

Tässä vähän johdantoa:

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_capture_and_storage

Metsittäminen on yksi osaratkaisu, mutta sillä on aika paljon rajoitteita ja odottamattomia seurauksia. Esimerkiksi näillä leveysasteilla metsityksen nettohyöty jää vähäiseksi tai olemattomaksi, sillä tummat rungot ja neulaset keräävät auringonvaloa ja siten vähentävät albedoa.

Jos metsittämisellä halutaan poistaa hiilidioksidia ilmakehästä, pelkkä metsitys ei riitä, vaan biomassa täytyy myös jollain konstilla haudata syvälle maaperään. Tai sitten sen palamisesta syntyvä CO2 täytyy haudata. Kumpaankin kuluu energiaa.

Suhtaudun tähän jälkimmäiseen ideaan varsin skeptisesti. Teoriassa se varmasti toimii; käytännössä haudattava määrä on jotain ihan järjetöntä, eikä turvallisuudesta ole kovinkaan paljon takeita. Varmaan tähänkin kuitenkin mennään, mikä on tavallaan vähän surullista.

Trooppisilla leveysasteilla metsittäminen onkin parempi idea, mutta jos tällä hetkellä kaikki trooppiset metsät nielevät n. 18 % fossiilisten polttoaineiden tuottamasta hiilidioksidista (metsät yhteensä n. 30 %), lienee selvää, että realistinen keino leikata päästöt nollaan ei ole viisinkertaistaa trooppisten metsien pinta-ala tai sorkkia merien ekosysteemiä vaan lopettaa polttamiseen perustuva energiantuotanto.

Tässä tullaan sitten tähän "fundamentalismiini:" kun nyt noin 85 % maailman energiasta tuotetaan fossiilisilla, en ihan aidosti ja mielestäni kohtuullisen objektiivisesti asiaa tutkittuani näe ydinvoiman lisäksi mitään muuta realistista vaihtoehtoa vähentää tätä niin paljon, että sillä olisi vaikutusta. En suinkaan vastusta uusiutuvia - sanon vain, etteivät ne tule riittämään, varsinkin kun kehittyvät maat tulevat käyttämään halvimpia energianlähteitä l. öljyä ja hiiltä. Ainoa toivo on tehdä nollahiilisestä energiasta niin halpaa, että se aidosti kilpailee näiden kanssa, ja siihen ei uusiutuvilla taideta päästä - vesivoimaa lukuunottamatta - pitkään aikaan, jos koskaan.

En vänkää tästä enempää, toivoisin vain, että tutustuisit näihin vaihtoehtoihin ihan itse. Ja tarkastelisit lukuja adjektiivien, anekdoottien ja toiveajattelun sijaan. Hyvä paikka aloittaa on ilmaiseksikin saatava, erinomaisen hyvin kirjoitettu kirja Sustainable Energy - Without the Hot Air,

http://www.withouthotair.com/

Ville-Veikko Mastomäki kirjoitti...

” Niin, kaikki hiilidioksidia sitovat prosessit vaativat ulkopuolisen energianlähteen jossain kohdassa prosessia. Tämä näkyy joko hyötysuhteen heikkenemisenä tai energiankulutuksen lisääntymisenä.”

Ajattelin et tarkotit jotain muuta ku CCS:ää, mut tuo on tietysti juuri noin.

” Esimerkiksi näillä leveysasteilla metsityksen nettohyöty jää vähäiseksi tai olemattomaksi, sillä tummat rungot ja neulaset keräävät auringonvaloa ja siten vähentävät albedoa.”

joo luin uutisointia joskus ku tää tutkimus tuli ulos. Missäköhän leveysasteilla (ja ilmastossa) se raja mahtoi mennä, sitä en muista.

” Jos metsittämisellä halutaan poistaa hiilidioksidia ilmakehästä, pelkkä metsitys ei riitä, vaan biomassa täytyy myös jollain konstilla haudata syvälle maaperään.”

Niin siis kyllähän ei metsäisten alueiden metsittäminen imasee sen määrän hiiltä mitä puustoon sitoutuu. Jonkin verran sit vielä tietyissä metsätyypeissä ihan itsestään kertyy maaperään. Mutta totta on, ettei sillä nykyisiä päästöjä voida edes aloittaa kompensoimaan. Tarkoitinkin lähinnä vaihetta, jossa olemme saavuttaneet hiilineutraaliuden. Tässä vaiheessa, kun uusia päästöjä ei enää synny, voidaan ylimääräistä hiiltä sitouttaa uusiin metsiin. Vielä tehokkaampaa tietysti on, jos tuo puu kerätään ja sijoitetaan siten, ettei hiili päädy takaisin kiertoon.

” Suhtaudun tähän jälkimmäiseen ideaan varsin skeptisesti. Teoriassa se varmasti toimii; käytännössä haudattava määrä on jotain ihan järjetöntä, eikä turvallisuudesta ole kovinkaan paljon takeita.”

CCS:ään ja siihen liittyviin hautaamissuunnitelmiin kannattaa varmaan suhtautua varovaisuusperiaatteella, kuten esim. ympäsristöjärjestöt tekevät.

”... lienee selvää, että realistinen keino leikata päästöt nollaan ei ole viisinkertaistaa trooppisten metsien pinta-ala tai sorkkia merien ekosysteemiä vaan lopettaa polttamiseen perustuva energiantuotanto.”

Kannatan. Paitsi että kyllä se uusiutuvien polttaminen monissa tapauksissa on ihan kelpo vaihtoehto. Ei se yksinään mikään ratkaisu ole, mutta eipä ole mikään yksittäinen energiantuotantomuoto, mukaan lukien tuo ydinvoima. Ei sillä esim IEA:n skenariossa kovin kummallista roolia ole. Toisaalta niissä kyllä fossiilit jylläävät.

Kyllä mä olen asiaan sen verran perehtynyt, et kuvittelen ymmärtäväni jonkin verran itsekunkin nykyisen energiamuodon potentiaaleista ja riskeistä. Monilla uusiutuvilla on todella valtavia potentiaaleja ja kyllä ne kilpailee ihan samassa sarjassa pian ton ydinvoiman kanssa hintansaki puolesta.

” Ainoa toivo on tehdä nollahiilisestä energiasta niin halpaa, että se aidosti kilpailee näiden kanssa, ja siihen ei uusiutuvilla taideta päästä - vesivoimaa lukuunottamatta - pitkään aikaan, jos koskaan.”

Tässä on tietysti se ongelma ettei ydinvoima ole teknologia, jota on helppo ottaa käyttöön matalamman teknologian maissa. Siellä todennäköisempiä vaihtoehtoja ovat paikalliset uusiutuvat, joten kyllä niistäkin on tärkeää tehdä kilpailukykyisiä hinnaltaan. Ja lupaan tarkastaa ton Without the Hot Air:in.

J. M. Korhonen kirjoitti...

Minulla on nyt takaraivossa joku semmoinen kutina, että tuo metsittämisen CO2-tase ei ole mitenkään yksiselitteinen, jotain siihen suuntaan että oikeastaan vain se puun hautaaminen tms. oikeasti poistaisi hiiltä kierrosta. Tuttu tekee väikkäriä metsien CO2-taseesta, pitää varmaan siltä tiedustella asiaa.

Uusiutuvien polttaminen on jossain mitassa ihan hyvä ajatus. Näissä tulee vain nopeasti vastaan energiatehokkuus; EROEI (Energy Return on Energy Invested) on ihan olennainen konsepti. Biopohjaisilla polttoaineilla EROEI on välillä turhuuksien turhuus (alle 1) - kohtalainen (Brasilian bioetanolilla taisi olla jotain 4). Suomessa esim. puuhake Helsingin lämmityksessä saattaisi livahtaa lähemmäksi ensimmäistä kategoriaa, pelkään, mutten tiedä.

Tuosta EROEIsta pitäisi itse asiassa saada aikaan joku havainnollistava käyrä tai laskuri, kun varsin pienikin pudotus keskimääräisessä EROEIssa voi johtaa hyvin dramaattiseen kokonaisenergiatarpeen kasvuun. Se on yksi huoli nyt kun öljyntuotannon rajat alkavat näkyä. Muistan joskus nähneeni jonkun - hiukan pessimistisen - laskelman, että nykyaikaisen sivilisaation pyörittäminen vaatii energialähteitä, joiden EROEI on vähintään jotain 6-8.

IEA:n referenssiskenaario on todennäköisesti aika optimistinen. Fossiilisten polttoon pitäisi mielestäni suhtautua vähintäänkin tiukemmin.

Oikaisen vielä kommenttiani niin, että itsekin pidän ydinvoimaa vain yhtenä ratkaisuna, en minään patenttilääkkeenä. Mutta jos se kategorisesti kielletään, niin vähiin käyvät vaihtoehdot.

Täytyy muistaa myös se, että ydinvoimakaan ei ole mitenkään valmista - siinä vasta kehityspotentiaalia onkin. Tiedän että tämä kuulostaa uskomattomalta, mutta maailmalla on ihan oikeasti kokeiltu reaktorikonstruktioita, jotka ovat massatuotettavissa, ja joilla saataisiin länsimainen energiankulutus taattua 9 miljardille ihmiselle seuraavien ... 220 miljoonan vuoden ajaksi, samalla polttaen mm. nykyisten voimaloiden jätteet energiaksi. Googleen IFR jos tämä tekniikka kiinnostaa. Tarina on aika mielenkiintoinen.

Allan Seuri kirjoitti...

Kiitos V-V keskustelun ylläpitämisestä, on ollut mielenkiintoista lukea blogiasi.

Ensin yksi tekninen huomio. Eikös IPAT (Ehrlichin yhtälö) ole identiteetti(yhtälö)? Koska I = P*A*T -> I = P*(C/P)*(I/C) -> I = I.

Jos haluaa leikkiä vähän vaikeammilla leluilla niin voi kokeilla Nordhausia ja sen DICE/RICE-mallia, herran kotisivuilta () löytyy artikkeleiden lisäksi itse malli .xlsm-muodossa. Jos realismia haluaa, niin dynaaminenhan sen analyysin olla pitää.

Itse tykkään ajattelusta ja keskustelusta, jossa malleja ja matikkaa käytetään apuna, koska ne pakottavat keskustelijat olemaan rehellisiä ja selkeitä oletustensa suhteen. Miten (missä suhteessa) hiilidioksidi vahingoittaa maapalloa, eli mitkä ovat kasvun rajoitteet? Mikä on oletus teknologian kehityksestä? Ovatko oletukset realistisia? Tämmöinen keskustelu on paljon fiksumpaa kuin sellainen, jossa vain toistetaan iskulauseita ”Nykyinen elämäntapamme on kestämätöntä.” ja ”Kapitalismi tuhoaa maapallon.” Tietysti se vaatii myös paljon enemmän keskustelijoilta.

Ja toki koska keskustelu syntyy eriävistä mielipiteistä, voisi olla hyvä, jos Suomessakin olisi joku Jim Manzin kaltainen hahmo, joka vastustaa ilmastopolitiikkaa järkiperäisin argumentein. Ja että hän olisi valmis keskustelemaan eikä tyytyisi vain esittämään omia mielipiteitään.

Ville-Veikko Mastomäki kirjoitti...

Allan oisin likettäny sun blogin FFVII osuutta, mut ei ollu asiaan kuuluvaa namiskaa tarjolla :)

Ensinnäki: identiteetti(yhtälö)? WTF?
Toiseks: en tajuu mitään tosta seuraavasta :)

Mustakin on ollu hyvää keskustelua. Ainaki ite oon päässy monista väärinymmärryksistäni jo eroon.
Ehkä keskustelun jatkumiseksi mun tarvii lähtee kirjastoon hengailee aika pitkäks ajaksi, koska tosiaan tässä tulee tämän yksinkertaistamisen seinät vastaan.

Mut ehkä vielä muutaman kirjotuksen aiheesta tälläkin ymmärryksellä voin vääntää.

Ville-Veikko Mastomäki kirjoitti...

J.M. korhonen:
” Oikaisen vielä kommenttiani niin, että itsekin pidän ydinvoimaa vain yhtenä ratkaisuna, en minään patenttilääkkeenä. Mutta jos se kategorisesti kielletään, niin vähiin käyvät vaihtoehdot.”

Ok, sitten vedän sanani takaisin :) Aavistuskin fundamentalismista tässä aiheessa on vaan... kyllähän me tiedämme ;)

” Täytyy muistaa myös se, että ydinvoimakaan ei ole mitenkään valmista - siinä vasta kehityspotentiaalia onkin...”

Viittaatko tässä hyötöreaktoreihin? http://fi.wikipedia.org/wiki/Hy%C3%B6t%C3%B6reaktori
Mun täytyy myöntää, etten ole aiheeseen perehtynyt. Elelen vain käsityksessä, ettei ne tule kaupalliseksi tässä ihan näinä päivinä ja että ne on jostain jäähdytykseen liittyvästä syystä huomattavasti nykyisiä vaarallisempia.

”Ranskassa, Saksassa ja Britanniassa, ollaan hyötöreaktoreiden voimalaitoskäytöstä luovuttu tai luopumassa poliittisella päätöksellä.” -wikipedia- ja toisaalta ” Intiassa on maailman suurimmat torium esiintymät ja projekti on elintärkeä maan energiapolitiikassa.” –wikipedia-. Tiedä tästä sitten?

J. M. Korhonen kirjoitti...

Allan, olen täysin samaa mieltä. Maailmanpelastuskeskustelut liikkuvat ihan turhan usein kvalitatiivisissa sfääreissä; keskustellaan adjektiiveilla numeroiden sijaan, ja siksi puhutaan toistemme ohi. Nämä mallit eivät ole koskaan täydellisiä (muuten emme puhuisi malleista), mutta oletusten kvantifioiminen tuo keskusteluun juuri tätä tarvittavaa rigööriä. Numeroiden nyt ei edes tarvitse olla täydellisiä, parempi että on edes jokin klubiaskin kannen kertoma estimaatti kuin ettei ole estimaattia laisinkaan. Minusta olisi äärimmäisen toivottavaa, että vähintään jokainen poliitikonalku oppisi perusteet tämmöisestä argumentointitavasta, vink vink :). (Se Without Hot Air on aika hyvä aloituspaketti!)

Samaa mieltä myös dynaamisesta mallinnuksesta, niinhän se pitäisi tehdä. Olen itse perehtymässä väikkärin tiimoilta muutamaan simulaatio-ohjelmistoon ja luultavasti jossain vaiheessa yritän rakennella Java-appletteinakin levitettäviä malleja muutamasta asiasta. Paljon havainnollisempaa, kun voisi vaikka testata, miten esim. EROEI-oletusten muuttaminen vaikuttaakaan energian kokonaiskulutukseen.

Ville-Veikolle vielä pari kommenttia noista uusista reaktoreista. Esim. Kaj Luukko on suomenkielellä referoinut IFR-reaktorin tarinan ja vastaillut todella tyhjentävästi kysymyksiin ja kommentteihin. Erittäin sivistävä sivusto tuo Planeetta muutenkin - Kaj on vihreä energiainsinööri ja seurannut tätä keskustelua 1980-luvulta saakka. Oma suhtautumiseni ydinvoimaan muuttui melkein 180 astetta, kun luin hänen tekstejään ja ryhdyin itse perehtymään lähteisiin. Jos me joskus vaikutamme fundiksilta, niin se johtuu lähinnä frustraatiosta, kun tästä aiheesta on liikkeellä niin paljon ihan ilmiselvästi väärää tietoa :). (Luukon blogi on muuten myös mainio esimerkki tämmöisestä enempi laskelmia kuin adjektiiveja käyttävästä keskustelusta, eli siinä mielessäkin kannattaa tutustua vaikka mielipide atoomivoimasta eroaisikin.)

Itsekin ajattelin joskus, lukion kemiantuntien kokemuksella, että nopeiden reaktoreiden vakava ongelma on se sulan natriumin käyttö jäähdytykseen. No, niin sitä voi olla ihminen väärässä! Ne vekottimet on pääsääntöisesti rakennettu niin, että jäähdytyksen menetys johtaa polttoaineen lämpölaajenemiseen, ja se taas sammuttaa ydinreaktion. Tuolla blogilla linkitetyssä dokumentissa IFR:n prototyypillä ajetaan Tshernobyliä vastaava onnettomuusskenaario - kaikki jäähdytys katkaistaan - ja reaktori ajaa itsensä alas yhdenkään käden tai automaatin siihen koskematta, pelkästään luonnonvakioihin nojaten. Sulan metallin käytöstä seuraa myös valtava turvallisuusetu, kun reaktori ei ole paineistettu - vaikka mitä tapahtuisi, sieltä ei pursua radioaktiivisia aineita ulos.

Suunnitelmissa oli, että IFR:iä tuotettaisiin liukuhihnalla ja asennettaisiin moduuleina valmiiksi kaivettuihin kuoppiin tai vaikka vanhoihin hiilivoimaloihin palopesän tilalle. Jos olisin ameriikan presidentti, pistäisin tuon ohjelman kansalliseksi prioriteetiksi, ja niin olisi taas maailma pelastettu :).

J. M. Korhonen kirjoitti...

Ai niin - pari juttua vielä. Hyötöreaktoreiden lisäksi toriumissa (esim. LFTR-reaktori) on aika valtavasti potentiaalia. Intia noita tosiaan rakentaakin.Toriumia voidaan tosin käyttää useimmissa nykyisissä reaktoreissa osana polttoainetta jos uraanista jostain syystä tulisi pula. Tuskin tulee, uraania ei ole etsitty vakavasti kymmeniin vuosiin. Laajemmat sovellukset ovat kuitenkin vielä jonkin ajan päässä, siinä missä hyötöreaktoreita on jo ajettu vuosikymmeniä.

Esimerkiksi Kiina tilasi Venäjältä muutaman, ja jos vanhat merkit pitävät paikkansa, Kiina ryhtyy rakentamaan omia reaktoreitaan kymmenen vuoden sisällä.

Sitten on vielä nämä minireaktorit kuten 25 MW sähkötehon tarjoava Hyperion Power Module. Niissä voisi hyvinkin olla potentiaalia kehittyvien maiden sähköistämiseen, miksei tänne kehittyneisiinkin maihin.

Siitähän ei pääse mihinkään, että yksin Ranska asensi kymmenessä vuodessa suunnilleen yhtä paljon ydinvoimaa kuin koko maailmassa on tähän mennessä onnistuttu asentamaan tuulivoimaa. Tai että pienempikin ydinvoimala tuottaa hiilidioksidivapaata sähköä vähintään saman verran kuin Tanskan kaikki tuulimyllyt, OL3 melko tarkkaan kaksi kertaa enemmän.

Mitä näihin kehityspotentiaaleihin tulee, tässä on kyseessä klassinen laskevan rajahyödyn ongelma. Tuulivoima ja muut uusiutuvat ovat pohjimmiltaan melko kypsää teknologiaa. Tehokkuusparannuksia mitataan prosenteissa; kolmen prosentin parannus on "merkittävä läpimurto." Jos koko maailmassa on nyt tehollista tuulivoimaa (muistakaahan aina laskea kapasiteettikertoimet!) jotain ~340 TWh, niin 3% parannus - sitten kun joka ikinen mylly on vaihdettu uusiin - on noin 10 TWh lisää. Se on vähemmän kuin yhden EPR-reaktorin tuotanto (13 TWh). Kun tehokkuusparannukset ovat noin pieniä, on aika selvää, että merkittävien läpimurtojen aika on jo takanapäin; osviittaa saa vaikka katsomalla höyrykoneiden kehityskäyriä.

Vastaavasti ydinvoimassa polttoainetehokkuuden kaksinkertaistaminen on melkein triviaalia: suurin osa nykyisistä reaktoreista käyttää noin prosentin hyödyllisestä polttoaineesta. IFR ja vastaavat ratkaisut noin 100-kertaistaisivat hyötysuhteen. E=mc^2 on edelleen voittaja, mitä energiatiheyteen tulee.

Itse näen kaikkein suurimman kehityspotentiaalin massavalmistetuissa, nykyistä pienemmissä reaktoreissa. Moni asia helpottuu, turvallisuus paranee, ja hinta laskee huomattavasti, jos reaktori voidaan kärrätä tehtaalta suoraan valmiiseen monttuun.

Ville-Veikko Mastomäki kirjoitti...

Kiitos taas rakentavista vastauksista.
Luin Kaj Luukon blogista muutamia asiaan liittyviä kirjoituksia kommentteineen. Ehkä seuraavana missiona olisi tarkastaa jostain vähemmän kyseisestä tekniikasta innostuneesta lähteestä, mikä on heidän vastauksensa tuohon ”miksei sitä sitten käytetä” kysymykseen.

Mites nuo ydinvoimat klassiset ongelmat ja tämä hyötöreaktorointi suhteutuvat toisiinsa? Poistuvatko esim. uraaninlouhinnan ongelmat? Entä kun kyetään käyttämään vanhaa polttoainetta ja käsittääkseni myös vanhoja ydinkärkiä polttoaineena, niin minkälaista kamaa sieltä reaktorista otetaan pois? Onko se enemmän vai vähemmän radioaktiivista ku nykyinen käytetty polttoaine? Ja siis kykenemmekö hyötöreaktoreilla esim. ratkaisemaan loppusijoitusproblematiikan? Oliko se niin että lopputuote oli jotain asekelpoista tavaraa?

Oli niiden kehityspotentiaaliprosenttien kanssa miten tahansa nii mun priorisointi menee pitkälle seuraavasti: Otetaan ensimmäisenä käyttöön vähiten ympäristöä ja ihmistä vaarantava energiamuoto sitten toiseksi ja sitten...
tällaisessa listauksessa (minun arvotuksillani) energiatehokkuus ja-säästö, tuulivoima ja aurinkokeräimet sun muut tulevat ennen ydinvoimaa. Ja kun tälläisella listauksella saamme esim. Suomen tulevan energiatarpeen tyydytetyksi ennen kuin tulemme lisäydinvoiman rakentamisen kohdalle niin... Oot varmasti katsellutkin tätä http://www.vihreat.fi/ydinvoima/vihrean_kasvun_malli

Toinen näkökanta asiaan Suomen tasolla on kansallinen osaaminen ja osallistuminen tekniikoiden kehittämiseen. Suomessa ei taida olla noiden IFR:n kehittäminen kovin kovassa huudossa, jos vertaa esim. biojuttuihin. Katsonkin että suomalaisten tehtävä ilmastotalkoissa on valjastaa insinööriosaamisemme niillä aloilla, joilla olemme jo pisimmällä ja kehittää toimivia ja kaupallistettavia ratkaisuja maille, joilla ei ole kapasiteettia näitä itse kehittää. Matkapuhelin teknologia ei olisi näin pitkällä ilman suomalaista insinööritaitoa ;)

Kotimarkkinat tulisi luoda sellaisille teknologioille, joissa me olemme vahvoilla ja joissa on oletettavissa kehitystä. Tällä logiikalla ei kannata tilailla saksalais-ranskalais-intialais-puolalais-japanilaisia ydinvoimaloita enää lisää. Ne maat, jotka ovat vahvoilla nykyisessä fissiotekniikassa tai tässä IFR:ssä, voivat sitten kantaa omat kortensa kekoon.

Mut täytyy katella tota hyötöjuttua vielä uudelleen ja syvemmin. Ja kiitti hyvästä pohjainfosta.

J. M. Korhonen kirjoitti...

Jep, katso ehdottomasti muitakin lähteitä kuin Luukkoa :). Jos löydät hyviä lähteitä niin kerro toki minullekin, tuo IFR nimenomaan on valitettavan huonosti dokumentoitu. Syynä sanotaan olleen Yhdysvaltain silloisen energiaministerin - maakaasutaustaisen - määräys kieltää työntekijöitä puhumasta aiheesta...

Todennäköisesti paras kirjallinen lähde on Tom Bleesin Prescription for the Planet - Blees käytti useamman vuoden IFR:n tarinan tutkimiseen. Kirja on kyllä hyvinkin teknologiaoptimistinen, mutta ei välttämättä niin paljon kuin ensi vilkaisulta voisi luulla. Toisinaan tekniikka jopa lunastaa lupaukset.

Mutta muutama huomio vielä. Täytyy sanoa, että iso osa "ydinvoiman klassisista ongelmista" on vähintäänkin paisuteltuja, ja osa on silkkaa huuhaata. Tämä oli semmoinen juttu, minkä paljastuminen teki itsestäni Greenpeacen vastustajan, vaikka montaa juttua heidän toiminnassaan ihailenkin. Ydinvoimassa on ongelmansa, mutta jos niitä verrataan objektiivisesti muiden energiamuotojen ongelmiin, ne ovat itse asiassa varsin pienet. Kannattaa kaivaa esimerkiksi EU:n laajuisen ExternE-tutkimuksen raportit esiin; siinä vertailtiin eri energiamuotojen ulkoiskustannuksia ja riskejä, esimerkiksi kuolemia per tuotettu terawattitunti. Tuulivoima oli yksi turvallisimmista, 0,15 kuolemaa/TWh. Ydinvoima - Tshernobyl mukaanluettuna - tuotti 0,04.

Noilla IFR-reaktoreilla lupailtaisiin jo louhittujen uraanivarojen, köyhdytetyn uraanin, käytetyn ydinpolttoaineen ja romutettujen ydinaseiden riittävän koko ihmiskunnalle pariksi sadaksi vuodeksi ilman ainoatakaan uraanilouhosta. En näe äkkiseltään näissä laskelmissa suurempia epätarkkuuksia. Pelkästään Yhdysvalloissa säilötty käytetty ydinpolttoaine olisi näin noin 30 triljoonan dollarin arvoinen aarrearkku. Tuloksena syntyvä jäte olisi voimakkaasti radioaktiivista noin 300 vuotta, jonka jälkeen sen aktiivisuus tippuisi hyvin nopeasti alle luonnonuraanin. Jätemäärä olisi suorastaan naurettavan pieni: länsimaisen ihmisen 80 vuoden aikana kuluttama energia, ml. polttoaineiden ja lannoitteiden syntetisointi hiilidioksidista ja typestä, tuottaisi n. 2-3 desilitraa jätettä. Tämä olisi kaiken huipuksi kiinteässä, veteen liukenemattomassa muodossa, ei hajautuneena ympäri ilmakehää tai miljoonissa tuhkatonneissa.

Tämä on se juttu, joka saa minut puhumaan ydinvoiman puolesta. Joo, IFR on vielä valitettavasti tulevaisuutta. Mutta jos ydinvoima suljetaan kategorisesti ulos, se ei tule koskaan olemaan muuta kuin lupaus.

Vaikka uraania täytyisikin louhia, sen haitat ovat samalla tasolla muun kaivostoiminnan kanssa ja hyvin vähäisiä verrattuna vaikka kullankaivuuseen. Ainoaan ydinvoiman kanssa laajassa mitassa kilpailukykyiseen vaihtoehtoon - kivihiileen - nähden haitat ovat sanalla sanoen mitättömiä. Tästä kertonee jotain se, että Kiinassa ryhdytään todennäköisesti keräämään uraania hiilivoimaloiden tuhkasta (1000 MW hiilivoimalan vuodessa käyttämässä hiilessä on n. 5-6 tonnia uraania ja 13 tonnia toriumia, muiden raskasmetallien ohella - taas yksi asia, mitä GP ei joko tiedä tai kerro). Siitä syntyy ihan tavallisissakin ydinvoimaloissa enemmän energiaa, kuin tuhkamäärän tuottamiseen tarvituista sadoista tuhansista tonneista kivihiiltä.

Ville-Veikko Mastomäki kirjoitti...

Kiitos hyvistä vastauksista.
Perehdyn vielä tarkemmin, mutta täytyy sanoa, että on ollut kyllä parhaita YV-keskusteluja piiitkään aikaan. Mukavaa keskustella asioihin perehtyneiden ei-huutavien ihmisten kanssa :)

J. M. Korhonen kirjoitti...

Jatketaan vielä, kun tulee merkkiraja vastaan.

Hyötöreaktoreilla on mahdollista valmistaa plutoniumia, mutta pommien teko ei ole ihan niin suoraviivaista kuin voisi kuvitella. Pommikelpoista tavaraa on Pu-239; "valitettavasti" voimalareaktoreiden polttoainesykli on niin hidas, että siitä liian suuri osa muuttuu isotoopiksi Pu-240. Tämä on ns. myrkkyä pomminrakennuksen kannalta. Useampi pommi-insinööri on todistanut, että reaktoriplutoniumista ei ole mitään järkeä yrittääkään tehdä pommeja, ja että pommintekoon tarvitaan dedikoidut reaktorit, joissa polttoainenippuja pidetään vain pari kuukautta kerrallaan. Kuten kaikki ydinasevallat ovatkin tehneet, mikä taas antaa osviittaa siitä, että pomminteko siviilireaktorilla ei taida olla niin helppoa kuin tietyt tahot haluaisivat uskotella. Lisäksi tietysti imploosio- eli plutoniumpommin tekeminen ei todellakaan ole mikään autotalliprojekti, vaikka teoria onkin yleisesti tunnettua.

Summa summarum, ydinvoimaloiden ei edes tarvitse olla sellaisia, että pomminteko on niitä käyttäen täysin mahdotonta - joskin tuo IFR oli suunniteltu myös tätä ajatellen. Niiden tarvitsee olla vain sellaisia, että niiden käyttö pommintekoon on merkittävästi vaikeampaa kuin vaihtoehdot, kuten dedikoidut reaktorit (plutoniumille) tai uraanin rikastus (uraanipommeille). Näin on, loppu täytyy hoitaa kansainvälisen yhteisön kautta.

J. M. Korhonen kirjoitti...

Ja vielä energiasta.

Mitä tulee uusiutuvan energian työpaikkoihin, olet osittain oikeassa, enkä mitenkään halua vastustaa sellaisten syntymistä. Mutta niiden potentiaalia on kyllä aivan varmasti ylimainostettu. Suurin osa "uusista" työpaikoista kun vain imee kyvykästä väkeä talouden muilta sektoreilta. Ja juuri toissapäivänä Vestas antoi Tanskassa kenkää 3000 ihmiselle; laskelmien mukaan Saksassa yksi "uusiutuva" työpaikka maksaa veronmaksajille jopa 180 000 euroa vuodessa. Suomessa on itse asiassa hyvää ydinvoimaosaamista, ja jos valtion tuottavuusohjelma ei olisi niin typerä, sitäkin voitaisiin myydä. Soininvaara kirjoitti tästä vähän aikaa sitten blogissaan.

Olen tutustunut Vihreiden energiaraporttiin. Se on yksi näkökanta aiheeseen, mutta siinä on pari ongelmaa. Pahin on horisontin rajoittaminen vuoteen 2020. Aivan liian lyhyt perspektiivi energiaratkaisuille, ja antaa ymmärtää, että horisontin ulottaminen edes vuoteen 2030 olisikin tuottanut poliittisesti epämiellyttävämmän tuloksen. Kannattaa myös huomata, että Vihreiden skenaariossa Suomessa tuotetaan merkittävä määrä sähköä (6 TWh) lauhdevoimalla. Se on nimenomaan sitä, mistä pitäisi päästä CO2-päästöjen vuoksi eroon, ja mitä nopeammin, sitä parempi. Raportissa ei juuri keskustellakaan energiantuotannon kokonaispäästöistä (mainitaan vain epämääräinen "erillistuotannon päästöt"); todennäköinen syyhän on se, että jos niin tehtäisiin, ydinvoima näyttäisi voittajalta. (Vrt. energiantuotannon, ml. lämmitys, CO2-päästöt, keskiarvo 2006-2008; Tanska 329 gCO2/kWh, Suomi 219 gCO2/kWh, Ranska 86 gCO2/kWh. Lähteenä IEA.)

Sivulla "Mallin vaikutuksista" mainitaan kyllä, että erillistuotannon päästöt laskisivat, mutta unohdetaan mainita, että lisäydinvoimalla ne melkein häviäisivät. Viitataan myös Pöyryn raporttiin, sanoen, että lauhdevoimaa tarvittaisiin siinäkin yhtä paljon - teknisesti totta, mutta itse raportti kyllä sanoo esim. sivulla 16, että lisäydinvoimalla voitaisiin välttyä kokonaan uusien lauhdevoimaloiden rakentamiselta (ja ilman lisäydinvoimaa niitä tarvittaisiin 4 kpl).

Olen myös hiukan skeptinen energiankulutuksen leikkaamisen suhteen, vaikka säästöissä kyllä onkin potentiaalia: ongelma on ns. Khazzoom-Bourkesin postulaatti, eli energiansäästö voi johtaa lisääntyneeseen energiankulutukseen. Tätä empiirisesti todettua ilmiötä ei käsittääkseni huomioida yhdessäkään ydinvoimaa vastustavassa energiaraportissa, ja niitäkin olen muutaman lukenut (mm. Maan ystävät, Greenpeace, WWF, jne.).

Kiitos taas keskustelusta, tässä itsekin oppii aina uutta kun pitää tarkastella omia argumenttejaan kriittisesti ja etsiä lähteitä - en ollut esimerkiksi tuota Pöyryn raporttia aikaisemmin lukenut.

J. M. Korhonen kirjoitti...

Aiheeseen liittyen: huomasitko tämän uutisen?

Puun poltto ei pysäytäkään ilmastonmuutosta

Bioenergia saastuttaa enemmän kuin kivihiili

Iso naula ydinvoimattoman skenaarion arkkuun.