Energia ja ilmastonmuutos - ydinvoimalla ja maakaasulla kohti uusiutuvia energialähteitä

Teksti: LUT alumni Ville Sihvo, LUT Energia, väitellyt sähkönkäyttötekniikasta

Ilmastonmuutoksen todennäköisenä syynä (pdf) pidetään hiilidioksidin määrän kasvua ilmakehässä. Tämä voidaan nähdä mannerjäästä otetuista näytteistä, joihin on tallentunut ilmaston koostumus myös menneiltä ajoilta.

Hiilidioksidin määrän lisääntyminen johtuu siitä, että maapallo (ihmiset, eläimet ja teollisuus) tuottaa enemmän hiilidioksidia kuin sen luonnolliset prosessit (kasvillisuus) kykenevät käsittelemään. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että ihmisiä on liian paljon ja ennen kaikkea sitä, että he polttavat liikaa fossiilisia polttoaineita (kivihiili, öljy, maakaasu ja turve). Nykyään yli 80 % energianmuunnosta perustuu fossiilisiin polttoaineisiin. Maailmalla alkaa vallita jo jonkinlainen yhteisymmärrys siitä, että hiilidioksidipäästöjen kasvua on alettava hillitä muuttamalla energiapolitiikkaa. Kuitenkin mielipiteet sopivista keinoista ovat hyvin kirjavia ja tarjoavat valitettavan harvoin kokonaisvaltaista näkemystä päästöjen rajoittamisesta.

Eroon kallistuvasta öljystä ja edullisesta kivihiilestä

Hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen soveltuviksi menetelmiksi mainitaan usein fossiilisten polttoaineiden käytön ankara rajoittaminen tai jopa lopettaminen, energianmuunnon kohdistaminen uusiutuviin energianlähteisiin sekä energiatehokkuuden lisääminen. Monesti vaaditaan näiden kaikkien toteuttamista mahdollisimman nopeasti ja hinnalla millä hyvänsä.

Fossiilisten polttoaineiden ja biopolttoaineiden aiheuttamat päästöt ovat suurin piirtein verrannollisia poltettavien molekyylien kokoon. Maakaasu on lähes pelkkää metaania ja aiheuttaa vähän päästöjä, kun taas raskaista hiilivetyketjuista koostuvat kivihiili ja turve aiheuttavat niitä huomattavasti enemmän. Nämä tuottavat lisäksi muita haitallisia palamisjätteitä, kuten tuhkaa ja rikkidioksidia. Biopolttoaineiden päästöt vastaavat parhaillaan maakaasun päästöjä. Tarkempaa vertailua varten pitäisi luonnollisesti ottaa myös polttoaineiden jalostuksesta ja kuljetuksesta aiheutuvat päästöt huomioon.

Maapallon öljy- ja maakaasuvarat ovat ehtymässä. Viime aikoina on tosin löydetty uusia, suurehkoja esiintymiä ja teknologia vaikeasti saatavilla olevien maakaasukenttien (esimerkiksi liuskekaasu- ja merenalaiset kaasukentät) hyödyntämiseksi on hyvää vauhtia kehittymässä. Kuitenkin mitä hankalammissa paikoissa öljy ja maakaasu ovat, sitä kalliimmaksi niiden talteenotto tulee. Niinpä voidaankin ajatella, ettei öljy ikinä lopu, vaan siitä tulee vähitellen liian kallista ja sitä aletaan taloudellisista syistä korvata vaihtoehtoisilla energianlähteillä, joita tällä hetkellä ei juuri ole. Voidaan kysyä, onko ihmisillä enää mahdollisuutta vaikuttaa öljyn aiheuttamien hiilidioksidipäästöjen määrään.

Öljyä suurempi ongelma on kivihiili. Se on tällä hetkellä hyvin edullinen polttoaine ja sitä riittää vielä pitkäksi aikaa. Lisäksi kivihiilivoimaloissa ei monesti hyödynnetä uusinta ja ympäristöystävällisintä voimalaitostekniikkaa. Ratkaisu hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen onkin kivihiilen käytön vähentäminen.

Uusiutuvien energianlähteiden käytössäkin haasteita

Uusiutuvat energianlähteet on mainittu kestävän kehityksen statussymboleina. Tämä on itsestään selvää, koska fossiiliset polttoaineet ja uraani loppuvat joka tapauksessa joskus. Uusiutuvien energianlähteiden hyödyntämiseen liittyy kuitenkin riskejä ja niiden kapasiteetti on rajallista. Uudet vesivoimalat vaativat valtavia muutoksia lähialueiden ekosysteemeihin, eikä niitä sen vuoksi länsimaissa enää rakenneta. Tuulivoima kykenee kattamaan joitakin prosentteja energianmuunnosta, mutta perusvoimaksi se on liian epävakaata. Aurinkovoima ei ole saanut vielä suurta jalansijaa, vaikka viime aikoina onkin tapahtunut kehitystä.

Biopolttoaineet eivät ilmaston kannalta juurikaan eroa fossiilisista polttoaineista. Ne tuottavat hiilidioksidipäästöjä vähintään saman verran kuin maakaasu. Sen lisäksi on otettava huomioon niiden viljelyyn tarvittavat metsähakkuut: Biopolttoaineiden viljelyyn on joko raivattava uutta peltoa tai korvaavaa peltoalaa on saatava ruoantuotantoon, mikä voi taas johtaa uusiin hakkuisiin. Näin ollen biopolttoaineet ja niihin liittyvät hakkuut heikentävät maapallon kykyä käsitellä hiilidioksidia. Science-lehdessä julkaistujen tutkimusten mukaan (linkit julkaisuihin 1, 2, 3) biopolttoaineet aiheuttavat jopa enemmän hiilidioksidipäästöjä kuin fossiiliset polttoaineet, jos metsähakkuut otetaan huomioon. Sademetsien ja muiden hiilidioksidia nielevien prosessien suojelu onkin hyvin tärkeää taistelussa ilmastonmuutosta vastaan.

Ydinvoimalla lisäaikaa energiaratkaisuihin

Ydinvoima jää uusiutuvien energianlähteiden ja fossiilisten polttoaineiden väliin. Vaikka ydinvoimalla on vastustajansa, kaikista teollisuudenaloista ydinvoiman laatutaso on tällä hetkellä korkein, vaikka parannettavaa edelleen onkin.

Ydinvoiman alasajo esimerkiksi Saksassa on ilmaston kannalta turmiollista, koska ydinvoimaa ei pystytä korvaamaan nopeasti mitenkään muuten kuin kivihiilellä. Kivihiili onkin tässä mielessä kavala energianlähde. Monet näennäisesti hyvää tarkoittavat energiaratkaisut, joilla pyritään esimerkiksi öljyn käytön vähentämiseen tarkoittavat käytännössä kivihiilen käytön lisäämistä. Yksi esimerkki ovat sähköautot, joissa polttomoottori on korvattu akuilla ja sähkömoottoreilla. Monesti tällaisia autoja markkinoidaan täysin päästöttöminä, vaikka todellisuudessa autojen akkujen lataussähköstä merkittävä osa on tuotettu kivihiilivoimaloilla tuotetulla sähköllä. Sähköautot kyllä puhdistavat ilmaa kaupunkien keskustoissa siirtäen päästöt voimaloiden läheisyyteen, mutta ilmakehän hiilidioksidipäästöjä ne eivät tässä tapauksessa oleellisesti vähennä.

Avaimet hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen lähitulevaisuudessa ovat ydinvoima ja maakaasu. Niiden kapasiteetti on riittävä ja teknologia kehittynyttä. Lisäksi ne aiheuttavat merkittävästi vähemmän päästöjä kuin raskas polttoöljy, kivihiili ja turve, joista pitäisi pyrkiä eroon. Suuria edistysaskelia saadaan lisäämällä ydinvoiman ja maakaasun osuutta sähköntuotannossa ja lämmityksessä sekä käyttämällä nesteytettyä maakaasua laivoissa. Tällä tavoin ihmiskunta saa lisäaikaa ratkaistakseen, kuinka fossiilisista polttoaineista päästään lopullisesti eroon.

Julkaistu Suomen Kuvalehden Energiamurros-blogissa 20.3.2013