maanantaina, tammikuuta 17, 2005

Energy Return On Energy Investment (EROEI) eli suomeksi vaikkapa energiatuottavuus kuvaa energiantuotantomuodon panos-tuotos -suhdetta. Kaikki energiantuotantomuodot edellyttävät energian kuluttamista. Energiatuottavuus kertoo kuinka monta yksikköä energiaa energiantuotantotavasta saadaan yhtä käytettyä yksikköä kohti kaikki tuotantoyksikön rakentamisen, ylläpitämisen ja purkamisen edellyttävät koko elinkaarensa aikana kuluttamat energiapanokset huomioon ottaen. Jotta energian tuottaminen kannattaa lainkaan, energiatuottavuuden täytyy olla suurempi kuin 1. Jos energiatuottavuus on alle 1, kyseessä on energianielu, joka kelpaa korkeintaan energian kuljettamiseen. Esimerkiksi paljon puhuttu vety ei voi koskaan olla mitään muuta kuin energian siirtoväline, koska sitä ei esiinny planeettamme olosuhteissa poltettavassa muodossa. Toisin kuin hinnanmuodostus markkinoilla, energiatuottavuus edustaa kovaa ja objektiivista fysikaalista todellisuutta, johon eivät markkinavoimat (=taloudellisia päätöksiä tekevien ihmisjoukkojen toivekuvitelmat tai tietämättömyys) eivätkä mitkään poliittisten ja taloudellisten eturyhmien tarkoituksenmukainen vääristely voi vaikuttaa.

Maailman ensimmäinen energianlähde oli polttopuu ja vähäisemmässä määrin muu poltettava biomassa (mm. kuivattu lanta kuumissa ilmastoissa). Teollinen vallankumous ei voinut koskaan toteutua poltettavan biomassan varassa, koska puun- ja lannanpolton energiatuottavuus on aivan liian matala. Puun ja lannan energiasisällöt massayksikköä kohti ovat pienet, koska ne sisältävät paljon vettä, ja lisäksi puu kasvaa laajalla alueella, joten sen keräämiseen menee paljon energiaa. Hiili mahdollisti teollisen vallankumouksen. Hiilessä on paljon energiaa massayksikköä kohti ja se sijaitsee verrattaen rikkaissa esiintymissä. Hiilen varassa oli mahdollista nostaa teollisuusmaiden elintasoa 1900-luvun ensimmäisten vuosikymmenten tasolle. 1900-luvun puolivälin aikoihin öljy alkoi syrjäyttää hiilen pääasiallisena perusvoimanlähteenä. Öljy on erittäin energiatiheää ja se esiintyi jättiläismäisinä helposti hyödynnettävinä esiintyminä. Toisen maailmansodan jälkeen teollisuusmaissa alkoi ennennäkemätön talouskasvu, joka perustui öljypohjaiseen halpaan energiaan. Öljy on erittäin monipuolinen raaka-aineena ja polttoaineena. Jopa ruoantuotanto on erittäin suuresti riippuvainen fossiilisista polttoaineista, koska nykyaikaisen tehomaatalouden tarvitsemat väkilannoitteet ja torjunta-aineet ovat kaikki petrokemian tuotteita. Myös ruoan jakelu riippuu halvan öljyn saatavuudesta. Yhdysvalloissa tarvitaan yhtä ruoan sisältämää kaloria kohti kymmenen kaloria fossiilisista polttoaineista. En tunne Suomen lukuja, mutta en usko, että ero on merkittävä. Jos fossiilisten polttoaineiden hinta kymmenkertaistuu, ruoan hinta noin yhdeksänkertaistuu. (Korjaus: Koska ruokakalori on noin 60 kertaa öljykaloria kalliimpi, ruoan hinta ei nouse dekadilla, jos öljyn hinta nousee dekadilla. Se kallistuu silti selvästi ja köyhissä maissa kallistuminen voi tehdä eron elämän ja kuoleman välillä.)Millaista olisi maksaa yli 30 euroa per henkilö ruoasta päivittäin? Kuinka moni suomalainen kuolisi nälkään edes nykyisellä työttömyysasteella, jos ruoka olisi kymmenen kertaa nykyistä kalliimpaa? Talvella Suomessa lämmittäminenkin maksaa ja sitä enemmän mitä kalliimpaa energia on. Energian hinnan kymmenkertaistuminen aiheuttaisi ennennäkemättömän maailmanlaajuisen laman ja suurtyöttömyyden.

Halvan öljyn riittävyys on ollut vuosikymmeniä ennustettavissa. Öljy on nimittäin löydettävä ennen kuin sitä voidaan porata. Niinpä öljylöytöjen maksimia seuraa öljyntuotannon maksimi viiveellä, joka on laskettavissa. Tuotantomaksimia seuraa tuotantokapasiteetin vääjämätön aleneminen. Yhdysvaltalainen öljyteollisuuden palveluksessa ollut geologi Hubbert ennusti vuonna 1956 Yhdysvaltain (Alaskaa lukuun ottamatta) öljyntuontannon saavuttavan huippunsa noin vuonna 1970. Hubbert osui oikeaan. Hubbertin menetelmillä on ennustettu koko maailman öljyntuotannon saavuttavan huippunsa noin vuonna 2000. Hubbert ei voinut ennustaa 1970-luvun keinotekoista öljykriisiä, joten tuotantokapasiteetin huippuvuodet todennäköisesti viivästyivät hieman. Poraustekniikan paraneminen ei auta lainkaan vaan päinvastoin pahentaa asioita, koska viive löytöjen maksimin ja tuotantomaksimin välillä lyhenee. Maakaasun tuotantohuipun on ennustettu tulevan 10-20 vuotta öljyn tuotantohuipun jälkeen. Seuraavien vuosikymmenien aikavälillä maapallon energiantuotannon tulevaisuus näyttää siis erittäin huonolta, koska energiatuottavuudeltaan mitään öljyn kaltaista ei ole tiedossa ja koska energian kysyntä kasvaa erityisesti monissa kehitysmaissa, joiden talouskasvu on voimakasta.

On monia ratkaisuehdotuksia, joiden realistisuus riippuu olennaisesti niiden energiatuottavuudesta ja nopeasta kapasiteetin kasvatettavuudesta riittävän halvalla myös silloin, kun kaikki teollisuustuotteet ja energia kallistuvat nopeasti. Ainoa järkevä lähtökohta on tarkastella niitä energiatuottavuuden näkökulmasta.

Nykyteknologia mahdollisia energianlähteitä ovat öljyn ja kaasun lisäksi seuraavat:

- hiili
- ydinvoima
- tuulivoima
- vesivoima
- biomassa (joissakin tapauksissa, ei kaikissa)

En nyt ehdi tutkia tarpeeksi perusteellisesti näiden energianlähteiden energiatuottavuutta ja skaalautuvuutta. Jätän tehtävän hieman myöhemmäksi. Kehotan kommentaattoreita ottamaan tehtävän sopivilta osin harteilleen.

11 kommenttia:

4:43 ip. , Anonymous Anonyymi kirjoitti...

Luettelostasi jäi puuttumaan kokonaan aurinkoenergia.

 
6:09 ip. , Anonymous Anonyymi kirjoitti...

"Jos fossiilisten polttoaineiden hinta
kymmenkertaistuu, ruoan hinta noin
yhdeksänkertaistuu."

Ei kai sentään 90% ruoan hinnasta ole fossiilisten
polttoaineiden hintaa?

Tästä raportista nähdään, että kuljetus ja energia
muodostavat 7.5% Amerikassa syödyn kotimaisen ruoan
kuluttajahinnasta:
http://www.ers.usda.gov/publications/aer780/aer780d.pdf

Lisäksi osuus Farm valuesta eli maajussin saamasta
hinnasta on polttoainekustannuksia.
Tästä voi haarukoida polttoaineiden osuutta
Farm valuesta, joka on 21% kuluttajahinnasta:
http://www.ers.usda.gov/briefing/farmincome/data/pe_t4.htm

Jos lasketaan tuosta polttoaineiden hinnan osuudeksi
30% Farm valuesta, niin osuudeksi
kuluttajahinnasta saadaan 13,8%. Polttoaineiden
10-kertainen kallistuminen siis kallistaisi ruokaa
124%.


-- Antero Kälvä

 
6:39 ip. , Blogger Markku kirjoitti...

Kannattaa ottaa huomioon, että myös lannoitteet ja tuholaismyrkyt on valmistettu fossiilisista raaka-aineista (öljy, kaasu, mahdollisesti hiili, jos pulaa edellisistä).

 
7:28 ip. , Anonymous Anonyymi kirjoitti...

Otin lannoitteet ja myrkyt huomioon tuossa
laskelmassa.

Tässä kerrotaan, että 83% öljyn hinnankorotus
v. 2000 nosti tuotantokustannuksia Kansasin
maatiloilla 11.4% - 19.7%:
http://www.agecon.ksu.edu/jwilliams/Papers/OilPrices-2.PDF

Öljyn hinnan osuus Farm valuesta olisi siis
13,7% - 23,7%. Sanotaan vaikka 20%, jolloin osuus
ruoan kuluttajahinnasta olisi korkeintaan 11.7%
ja öljyn hinnan 10-kertaistuminen nostaisi
ruoan hintaa 105%.


-- Antero Kälvä

 
8:43 ip. , Anonymous Anonyymi kirjoitti...

Lisäksi yhdysvaltalainen maatalous poikkeaa tietääkseni paljolti suomalaisesta. Suomessa maatilat ovat vielä pieniä, eivätkä sellaisia teho-optimoituja tiloja kuin yhdysvalloissa. Yhtenä hyvänä indikaattorina lannoitteiden kustannusvaikutuksista voisi pitää luomuviljelyä. Vaikka luomutuotteissa ei olekaan käytetty hyväksi kemiallisia lannoitteita, ei niiden hinta kuitenkaan ole noussut katastrofaalisiin lukemiin.

 
9:40 ip. , Anonymous Anonyymi kirjoitti...

http://www.solarenergy.com/info_history.html

Tuossa on kiinnostava artikkeli aurinkoenergian historiasta. Aurinkovoimaloita oli jo 1800-luvun puolella ja huoli fossiilisten polttoaineiden loppumisesta oli jo silloin ilmassa.

 
7:15 ap. , Anonymous Anonyymi kirjoitti...

Steven den Beste USS Clueless kirjoitti aikoinaan samasta teemasta. Hänellä oli kontekstina Yhdysvaltojen energiantuotanto, jossa esimerkiksi kaikki alle gigawatin sähköntuotannot ovat käytännössä merkityksettömiä. Hänen jutuistaan saa hyvän kuvan siitä missä skaaloissa näissä asioissa mennään.

http://denbeste.nu/cd_log_entries/2002/07/Carbonemissions.shtml

http://denbeste.nu/cd_log_entries/2002/09/Morepracticalproblems.shtml

http://denbeste.nu/cd_log_entries/2002/09/Obscureenergysources.shtml

 
12:09 ip. , Blogger Markku kirjoitti...

Voisin kuvitella, että jos energia kallistuu huomattavasti, myös energiakustannusten suhteellinen osuus ruoan hinnasta kasvaa.

 
1:23 ip. , Anonymous Anonyymi kirjoitti...

Jos oletetaan että ruuan hinnasta 11,7% muodostuu energiakustannuksista. Tällöin 100 euron ruokakorista 11,70 euroa on energiakustannuksia. Jos energian hinta kymmenkertaistuu, on silloin energian hinta 117 euroa. Jos muu osuus eli 88,3 euroa pysyy vakiona, on uusi ruokakorin hinta 205,30 euroa. Eli 105,3% hinnannousu. Toki energian suhteellinen osuus tässä uudessa ruokakorissa on noussut 11.7%:sta 57,0%:n.

Energian hinnannousu kymmenkertaiseksi ei tapahdu yhdessä yössä, ei edes yhdessä vuodessa vaan vie paljon pidemmän ajan. Tässä ajassa maataloustuotannon rakenne ehtii kyllä muuttua ja sopeutua. Kun Suomessakin työttömyyskorvaukset ja sosiaaliturva käytännön syistä rapautuu, on maataloustöihin lähtijöitäkin paljon nykyistä enemmän tarjolla.

 
1:57 ip. , Anonymous Anonyymi kirjoitti...

Lisätään nyt tähän energian hinnannousun nopeuteen sekin, että keskustelin tästä aiheesta jokunen päivä sitten isäni kanssa joka on vuosikymmeniä toiminut teollisuuden energiansäästöihin erikoistuneena konsulttina ympäri Eurooppaa. Hänen mielipiteensä oli se, että euroopan teollisuudessa on vielä valtavat optimointipotentiaalit energiankäytön suhteen. Esim. nykyisin energiansäästötoimenpiteisiin ei yli vuoden takaisinmaksuajoilla ryhdytä. Energian hinnannousu toki muuttaa tätä joka lieventää energian nousunopeutta.

 
6:20 ip. , Anonymous Anonyymi kirjoitti...

Eräs mielenkiintoinen laskutehtävä jollekulle olisi seuraava: Kuinka monta prosenttia maatilan peltopinta-alasta pitäisi olla varattu biodieselin tuotantoon, jotta se pystyisi tuottamaan itse kaiken tarvitsemansa polttoaineen?

 

Lähetä kommentti

Tilaa Lähetä kommentteja [Atom]

<< Etusivu