perjantaina, tammikuuta 14, 2005

Ydinvoimalla tulevaa energiakriisiä voidaan lievittää. Hyötö- ja kiihdytinreaktoreilla saadaan uraanin isotoopit tarkemmin hyödynnettyä. Tämä merkitsee sitä, että myös tavanomaisten voimaloiden radioaktiiviset jätteet voidaan hyödyntää sähköntuotannossa. Ydinvoiman voimakkaasta kasvattamisesta seuraa tietysti riskejä, mutta verrattuna energian saatavuuden romahtamisesta seuraaviin kauhuskenaarioihin (sivilisaation romahdus, nälänhätä), jopa joku Tshernobylin onnettomuus on huviretki.

Irakin kaaos ja öljyntuotannon yskähtelevyys on hieno asia, koska se jarruttaa Irakin suurten mutta rajallisten öljyvarojen ekspontentiaalisesti kasvavaa käyttöä. Öljyn kysyntä kasvaa nykymaailmassa järkyttävän nopeasti mm. Kiinan ja Intian nopean talouskasvun ansiosta. Öljyn kysyntä kasvaa myös vanhoissa teollisuusmaissa Pohjois-Amerikassa ja Euroopassa. Halvan energian varaan tehdään tulevaisuudensuunnitelmia kuin viimeistä päivää ja kaupunkimaasturit käyvät kaupaksi kuin häkä. Mitä pahempi kaaos öljyntuottajamaissa on sitä nopeammin - toivottavasti - todellisuudentajun herättävä ja vaihtoehtoisten energiantuotantomenetelmien nopeaan kasvattamiseen motivoiva hintasignaali tulee kuitenkin niin, että todistettuja öljyvaroja jää jäljelle.

Uusiutuviin ENERGIAHYÖTYSUHTEELTAAN KESTÄVIIN biomassapolttoaineisiin täytyy alkaa investoida NYT, kun vielä fossiiliset polttoaineet ovat halpoja. Suurin ongelma Yhdysvaltain leväöljyinfran rakentamisessa on tarvittavien investointien suuri mittakaava. Se olisi täysin mahdollista, mutta markkinat eivät ole vielä antaneet tarpeeksi voimakasta hintasignaalia. Kun hintasignaali tulee, saattaa olla liian myöhäistä. Siksi tarvitaan julkisen vallan ohjaustoimenpiteitä.


torstaina, tammikuuta 13, 2005

Uusiutuvia biomassapolttoaineita käytetään toistaiseksi varsin vähän. Niiden osuus uusiutuvistakin luonnonvaroista on vain murto-osa. Laskelmien mukaan metanolin ja etanolin energiahyötysuhde jää alle yhden. Niistä ei siis ole kuin energian siirtoon, muttei aidosti tuotantoon. Biodieselin tilanne on parempi. Parhaiden öljykasvien hyötysuhde on jossain ykkösen ja kakkosen välissä. Maaöljypohjaisten polttoaineiden korvaaminen niillä nykylaajuudessaan vaatisi kuitenkin niin suuren peltopinta-alan, ettei koko hankkeesta voi odottaa yhtään mitään.

Toisin on kuitenkin öljypitoisten levien laita. Sitaatti:
NREL's research focused on the development of algae farms in desert regions, using shallow saltwater pools for growing the algae. Using saltwater eliminates the need for desalination, but could lead to problems as far as salt build-up in bonds. Building the ponds in deserts also leads to problems of high evaporation rates. There are solutions to these problems, but for the purpose of this paper, we will focus instead on the potential such ponds can promise, ignoring for the moment the methods of addressing the solvable challenges remaining when the Aquatic Species Program at NREL ended.

NREL's research showed that one quad (7.5 billion gallons) of biodiesel could be produced from 200,000 hectares of desert land (200,000 hectares is equivalent to 780 square miles, roughly 500,000 acres), if the remaining challenges are solved (as they will be, with several research groups and companies working towards it, including ours at UNH). In the previous section, we found that to replace all transportation fuels in the US, we would need 140.8 billion gallons of biodiesel, or roughly 19 quads (one quad is roughly 7.5 billion gallons of biodiesel). To produce that amount would require a land mass of almost 15,000 square miles. To put that in perspective, consider that the Sonora desert in the southwestern US comprises 120,000 square miles. Enough biodiesel to replace all petroleum transportation fuels could be grown in 15,000 square miles, or roughly 12.5 percent of the area of the Sonora desert (note for clarification - I am not advocating putting 15,000 square miles of algae ponds in the Sonora desert. This hypothetical example is used strictly for the purpose of showing the scale of land required). That 15,000 square miles works out to roughly 9.5 million acres - far less than the 450 million acres currently used for crop farming in the US, and the over 500 million acres used as grazing land for farm animals.


Sivulta: http://www.unh.edu/p2/biodiesel/article_alge.html

Tiedemies ennustaa Suomen elintason putoavan ja jäävän jonnekin 1950-luvun tasolle öljy- ja kaasuvarojen ehtyessä, jos mitään korvaavaa vastaavan mittakaavan ratkaisuja ei keksitä ajoissa. Kommenttiosastolla tällaista pidetään kauheana.

Kansainvälisissä onnellisuuskyselyissä ei ole havaittu mitään eroa vuoden 1948 ja nykypäivän välillä. Korkean ostovoiman tuomiin mukavuuksiin totutaan hyvin nopeasti eikä niitä osata arvostaa. Niiden menettäminen varmasti aiheuttaa kitinää ja totta kai työelämän rakennemuutos takaisin maatalousvaltaiseen aiheuttaa stressiä, mutta ei lopputuloksena ole mitään kauheaa kurjuutta. Suomessa kulutetusta sähköstä 19% tuotetaan 100% uusiutuvalla vesivoimalla, joten teollisuudestakaan ei tarvitse kokonaan luopua. Ilmaston lämpeneminen todennäköisesti lisää sademääriä, joten vesivoimaa voidaan ehkä lisätäkin. Tulevaisuudessa vesivoima todennäköisesti tuottaa perusvoiman, jonka varassa voidaan kehittää ja ylläpitää muita uusiutuvia energiantuotantomenetelmiä. Suomen nykyisestä energiankulutuksesta peräti noin neljäsosa menee lämmittämiseen. Säästämisenvaraa on erittäin runsaasti. Lämmitykseen käytetty energiamäärä voidaan todennäköisesti pudottaa melko helposti alle kolmasosaan tai neljäsosaan asentamalla kaikkiin kiinteistöihin lämpöpumput, parantamalla eristystä sekä alentamalla lämpötilaa sekä vähentämällä lämmittämistä silloin, kun rakennus ei ole käytössä. Esimerkiksi koulujen, toimistojen ja tehtaiden lämpötilan voidaan antaa pudota iltaisin ja öisin erittäin alas ja lämmittää ne sopivasti ennen käytön alkamista.

Lähivuosikymmeninä tullaan näkemään luultavasti yksityisautoilun radikaali väheneminen, työmatkapyöräilyn räjähdysmäinen kasvu ja todennäköisesti minibussiliikenteen laajamittainen kasvu yksityisautolla suoritettavien työmatkojen korvikkeena. Täyteenahdetuilla minibusseilla (=pakettiauto, jossa 10-12 henkeä) saavutetaan todennäköisesti moninkertaiset polttoainesäästöt yksityisautoiluun verrattuna. Nettikauppa ja etätyö saavat suuren suosion. Syrjässä kaupunkien keskustoista sijaitsevat jättimäiset ostoskeskukset, joiden näennäinen halpuus perustuu logistiikkakustannusten siirtämiseen autoilevalle kuluttajalle, kuolevat pois. Lähikauppaverkosto tekee comebackin. Kaupungistuminen luultavasti vähenee ja kääntyy takaisin maallemuutoksi. Kaupunkilaista tullaan asuttamaan takaisin maaseudulle sodanjälkeisen karjalaisten uudelleensijoittamisen tyyliin ehkä 50-80%. Maamme rikkaat puuvarat riittävät mainiosti rintamamiestalotyyppisen asuntokannan rakentamiseen kaikille tarvitseville hartiapankkiin tukeutuen.

Näin siis kuvittelisin käyvän ehkä 30-40 vuoden aikavälillä, jos ehtyville öljy- ja maakaasuvaroille (maakaasun globaalin tuotantohuipun arvioidan sijoittuvan nykymenolle noin vuoteen 2020) ei löydetä ajoissa korviketta. Ikiruodassa ja mannerlaattojen reunoilla sijaitsevat jättiläismäiset metaanihydraattivarat saattavat olla ratkaisu, mutta niiden hyödyntäminen antaa odottaa teknistä kehittämistyötä.

keskiviikkona, tammikuuta 12, 2005

Nykyään tunnetaan yksi ainoa käyttämötön potentiaalinen fossiilinen polttoainereservi, joka on suurempi kuin globaalit öljy- ja maakaasuvarannot: metaanihydraatti. Metaanihydraatti on klatraatti eli kiderakenteinen aine, jossa metaanimolekyylit ovat vangittuna vesimolekyylien muodostamassa hilassa. Metaanihydraatin muodostuminen ja vakaanapysyminen edellyttää sopivan matalaa lämpötilaa ja korkeaa painetta. Sitä on valtamerten pohjissa mannerlaattojen reunoilla sijaitsevissa sedimenteissä. Se on muodostunut muinaisesta mädäntyneestä ja sedimentoituneesta planktonista. USGS:n eli US Geological Surveyn mukaan metaanihydraattia on merkittäviä määriä myös arktisten alueiden ikiroudassa. Rikkaat metaanihydraattiesiintymät on mahdollista löytää seismisin menetelmin, koska äänennopeus metaanihydraatissa on äärimmäisen suuri verrattuna vapaaseen metaanikaasuun, jota esiintyy metaanihydraattiesiintymistä vapautuneen niiden lähettyvillä. Metaanihydraatti (methane hydrate) on likaisen jään näköistä ainetta, joka haihtuu sihisten normaalissa ilmakehän paineessa. Se syttyy, jos sitä kosketetaan liekillä.

Metaanihydraattin hyödyntämiseen tarvittava teknologia on kuitenkin vasta konseptivaiheessa. On epävarmaa millaisella hyötysuhteella se olisi mahdollista, alustavat kokeet ovatkin antaneet lupaavia tuloksia. Metaanihydraatin hyödyntämiseen liittyy kuitenkin suuria riskejä. Metaanin vapautumista ilmakehään on siinä yhteydessä luultavasti mahdotonta estää ja metaani taas on 10 kertaa pahempi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi. Ikiroudan sulaminen maapallon lämmetessä ja mannerlaattojen reunojen sedimenttien epästabiloituminen voisivat vapauttaa nopeasti liikaa metaania ilmakehään johtaen nopeaan kasvihuoneketjureaktioon. Eikä siinä kaikki: mannerlaattojen reunojen epävakaus aiheuttaa merkittävän hyökyaaltovaaran.

tiistaina, tammikuuta 11, 2005

Viiden kuukauden tauko blogaamisessa on tehnyt hyvää. Tauon aikana on tullut mieleen taas jotain sanottavaa. Totisesti onkin.

Fossiilisten polttoaineiden riittävyys ei näytä hyvältä. Raakaöljyn tuotantokapasiteetin ja löytöjen välillä on matemaattinen yhteys, jonka kuvasi ensimmäisenä amerikkalainen geologi Hubbert vuonna 1956. Jutun juoni on lyhyesti sanottuna, että öljylähteiden tuotantokapasiteetti noudattaa ajan funktiona kellokäyrää. Aluksi tuotantokapasiteetti nousee nopeasti, sitten tasaantuu ja lopuksi alkaa aleta yhtä nopeasti kuin aluksi kasvoi. Kun Hubbertin laskentakaavoja sovelletaan öljylähteiden joukkoon, voidaan laskea kuinka pitkällä viiveellä tuotantohuippu seuraa löytöjen määrän huippua. Hubbert ennusti aikoinaan muutaman vuoden tarkkuudella oikein, että Yhdysvaltain öljyntuotanto saavuttaa huippunsa noin vuonna 1970. Koko maailman öljyntuotannon Hubbert ennusti saavuttavan huippunsa noin vuonna 2000. 1970-luvun poliittisista syistä johtunut öljykriisi todennäköisesti siirsi huippua muutamalla vuodella.

Hubbertin ennustus näyttää jälleen pitävänsä paikkansa. Maailman öljylöytöjen huippuvuodet olivat 1960-luvun lopulla, mistä lähtien uusien löytöjen määrä on laskenut ja löydettyjen esiintymien koko on pienentynyt. Saudi-Arabia on ilmoittanut, ettei se pysty öljyntuotantoaan lisäämällä korvaamaan Irakin tuotantovajetta eikä uusien teollisuusmaiden aiheuttamaa kasvanutta kysyntää. Tämä on lievästi sanoen huolestuttavaa, koska noin 60 prosenttia maailman todistetuista öljyvaroista on Lähi-Idässä. Muualla maailmassa öljyntuotanto on jo kääntynyt laskuun (mm. Pohjanmeri vuonna 1999). Suuret öljy-yhtiöt fuusioituvat eivätkä kasvata tuotanto- ja jalostuskapasiteettiaan.

Välitön, muutaman vuoden aikavälillä näkyvä seuraus öljyn tuotantokapasiteetin tasaantumisesta on öljyn hinnan muuttuminen epävakaaksi, koska kysyntäpiikkejä ei voida enää tasata nostamalla tuotantoa. Riskit kasvavat kaikilla öljystä riippuvaisilla teollisuudenaloilla eli jokseenkin kaikilla. Öljyn hinnan nousutrendistä tulee pysyvä. Hinnannousu ei kuitenkaan tule olemaan tasaista, koska öljyn kallistumisen aiheuttamat shokkiaallot kansantalouksiin laskevat kysyntää usein nopeasti. Öljyn hinnan nousutrendi aiheuttaa pysyvän laman kaikkiin teollisuusmaihin. Talouskasvu ei vain pysähdy vaan muuttuu supistumiskierteeksi. Jonkin verran tilannetta helpottaa, että maakaasun tuotantohuippu saavutettaneen vasta noin vuonna 2020, mutta tämä voi vain loiventaa alamäkeä.

Nämä asiat hermostuttavat minua paljon, koska tiedän, että kyse ei ole todellakaan pelkästään mistään autoilijoiden mieliharmista. Kyse on epävarmuudesta elämälle välttämättömien tarpeiden tyydyttämisestä: lämpimänä pysymisestä, riittävästä ravinnon ja puhtaan veden saannista sekä terveydenhuollosta. Silloin, kun minä olen eläkeiässä, öljyä ei enää ole. Kun öljyä ei ole, ei ole väkilannoitteita eikä torjunta-aiheita. Eikä ole traktoreita. Koska ei ole traktoreita eikä rekka-autoja, täytyy asua lähellä työpaikkaa eli peltoa. Ilman väkilannoitteita ja torjuntaaineita on kyllä mahdollista tuottaa kohtuuhinnalla elintarvikkeita (nyky-luomuelintarvikkeet ovat muutamasta prosentista 100 prosenttiin kalliimpia kuin tehomaatalouden tuotteet), mutta koneiden puuttuminen nostaa ihmistyövoimantarpeen moninkertaiseksi. Pellot ovat maaseudulla, minä kaupungissa. Joudunko rakentamaan itselleni ja perheelleni hirsimökin pystymetsästä aloittaen? Minä en tiedä maataloudesta enkä hirsirakentamisesta yhtään mitään. Olisiko aika opetella?

Selvää on, että minun sukupolveni ei mistään eläkkeistä pääse nauttimaan (joku syytinki meilläkin saattaa ehkä olla). Säästöt murenevat olemattomiin maailmantalouden mennessä päin helvettiä. On todella onni, etten tullut sitoutuneeksi eläkäsäästämiseen viime kuussa, kun se olisi ollut verotuksellisesti edullisinta. Ehkä olisi viisainta ostaa maata ja talviasuttava kesämökki maaseudulta?