Miksi Biovoimalat ovat huono idea
Vaalien alla kuulin kerran jos toisenkin Vihreiden Sinnemäen ehdottavan parin biovoimalan rakentamista, tuulipuistojen ohelle, jotta voisimme jättää lisäydinvoiman rakentamatta. Oras ehdotti omassa visiossaan neljää suurta biovoimalaa, jolla voitaisiin korvata ydinvoimaa. Voi olla että näillä laitoksilla on muitakin kannattaja-puolueita (keskusta tulee potentiaalisena mieleen), mutta heidän kannanottojaan en ole kuullut. Terminähän Biovoimala kuulostaa mukavan vihreältä, kestävältä ja helpolta. On aika tarkastella hieman tarkemmin, mitä tuo biovoimala mahdollisesti pitää sisällään, ja mitä ei.
Pitkäaikainen sitoumus
Ensin kannattaa laittaa takaraivoon ajatus, että jos nyt rakennamme sähköntuotantoa varten biovoimaloita, suoritamme energiainvestoinnin, jonka kanssa olemme naimisissa useita vuosikymmeniä. Energiantuottajat tekevät investointeja liiketoiminnan kautta, joten ne pitää kuolettaa, ja tuottoakin pitää omistajille tulla kohtalaisen paljon.
Ei päästötöntä, vaikka uusiutuvaa
Poltettaessa puun sitoma hiili palaa takaisin kiertoon. Tämä on eri asia kuin miljoonia vuosia pois kierrosta olleen fossiilisen hiilen polttaminen ja tuominen nykyiseen kiertoon, mutta ovatpa jotkin järjestöt ja tahot paheksuneet puun polttoa energiaksi esimerkiksi hakkuutähteiden kohdalla sillä perusteella, että silloin hiili palaa nopeammin kiertoon kuin mitä se palaisi jos hakkuutähteet (oksat ja kannot) jätettäisiin metsään.
Tästä asiasta on myös tuoretta, kirjoitushetkellä vielä julkaisematonta, tutkimusta, joka antaa tähän toisenkin näkemyksen, jonka mukaan hakkuutähteiden jättäminen suoperäiseen metsään hakkuun jälkeen kiihdyttää voimakkaasti turpeeseen sitoutuneen hiilen vapautumista ilmakehään. Tämä voi (muistaakseni) 2-3 kertaistaa hiilen vapautumisen turpeesta verrattuna siihen, että risut ja kannot poltetaan energiaksi (ja toki se energia jää saamatta, eli se tuotetaan jollain muulla). Joten, vaikka asiaan liittyy tietysti paljon muitakin tekijöitä kuten maaperän ravinteet, eroosio, monimuotoisuus jne. niin ilmastonmuutosta tarkasteltaessa hakkuutähteiden polttaminen energiaksi voi olla ihan hyväkin valinta, varsinkin jos sillä korvataan kierron ulkopuolelta tulevaa hiiltä, kuten öljyn, maakaasun tai hiilivoiman käyttöä.
Mutta kaaliini ei mene, miksi biovoimalla tulisi korvata juuri sitä toista päästötöntä, tai vähäpäästöistä energiantuotantoa, ydinvoimaa. Ilmastonmuutoksen torjumisen kannalta tuo on parhaimmillaan neutraalia, ei missään tapauksessa positiivista. Siis jos halutaan ehkäistä energiapolitiikalla ilmastonmuutosta, ei tuossa ole mitään järkeä. Jos tarkoitus on tehdä jotain muuta, niin se on sitten eri asia. Mutta rehellisyyden nimissä se pitäisi sitten kyllä myöntää, eikö?
Kuten olen muuallakin sanonut, alan mielelläni ajamaan alas ydinvoimaa, vanhimmasta ja turvattomimmasta alkaen, siinä vaiheessa kun fossiiliset on mahdollisimman täydellisesti korvattu uusiutuvilla, ja systeemi on hyväksi ja toimivaksi havaittu. Mutta mennään takaisin biovoimaan.
Materiaalin määrävaatimukset ja toimitusruljanssi
Biovoimaloista puhuminen on yksi asia, ja niiden logististen ongelmien ratkaisu ja skaalaaminen on toinen asia. Puu sisältää reilusti vähemmän energiaa kuin hiili. Se tarkoittaa että vastaavan energiamäärän tuottamiseksi tarvitaan reilusti enemmän puuta, kuin vastaavan energian tuottaminen hiilestä. Kun otetaan huomioon, että sitä hiiltäkin pitää rahdata aivan helvetisti jotta saadaan yhden ihmisen vuotuinen sähkönkulutus tuotettua, voidaan peruskoulumatematiikalla laskea, että puuta (tai muuta biomassaa) pitää kaataa ja raahata vielä reilusti enemmän.
Helsingin kaupunki suunnittelee tulevaa (vihreää) energia-politiikkaansa, ja yhtenä ehdotuksena on ollut merkittävän osan sähkön ja lämmöntuotantoa tuottamista hakkeella. Helsinki, joka on Euroopan mittapuussa vielä pikkukaupunki, söisi kuitenkin merkittävän osan koko suomen haketuotannosta. Koska metsää kasvaa pääosin muualla suomessa kuin pääkaupunkiseudulla, pitäisi kyseinen energia raahata satojen kilometrien päästä, pääosin (dieselkäyttöisillä) rekoilla, voimalaan.
Subventoitu öljyn hinnalla
Niin kuin tietysti lähes kaikki muutkin hyödykkeet ja energiantuotantotavat, on biomassankin hinnassa osansa öljyn hinnalla. Kantojen, risujen, ruokohelven ja energianpuun korjuu ja kuljetus kuluttaa fossiilista energiaa, lähinnä diesel-öljyä. Pienelle ihmiselle tulee nöyrä ja voimaton olo, kun vierestä katselee metsäkoneen nyppäisevän kannon juurineen maasta ja pilkkovan sen pienempiin osiin. Nettoenergiaa toki jää, mutta totuus on se, että kun siirrymme halvasta öljystä kalliiseen öljyyn, nousevat myös korjuukustannukset. Mikäli prosessista haluaa oikeasti kestävän, niin kuin olisi järkevää sekä ympäristön että globaalin öljyntuotannon laskemisen kannalta, tulisi osa tästä biomassasta valmistaa biodieseliksi. Se on toki mahdollista, mutta ei kovinkaan energiatehokasta. Voi olla että joskus lasken tai saan käsiini laskelmat, miten iso osa biomassasta menisi dieseliksi, jos ruljanssia pyöritettäisiin ilman ulkoa tuotua fossiilista energiaa.
Taannoisessa uutislinkissäni esittelin UPM:n tulevan biojalostamon ominaisuuksia. Biolitkuja saadaan tuotettua 300 000 tonnia vuodessa, ja siihen kuluu 1,5-2 milj. kuutiota haketta sekä 0,4 TWh sähköä.
Vertailun vuoksi ja mittakaavaa tuomaan vuonna 2009 Suomessa käytettiin haketta reilu 6 miljoonaa kuutiota. Vastaavalla hakemäärällä pyörittäisi kolmea UPM:n biojalostamoa (ilman sähköä) ja niissä saisi tehtyä biodieseliä (reilusti) alle 10 % Suomen öljynkäyttöä vastaavan määrän.
Pienhiukkaset
Polttamisesta syntyy pienhiukkasia. Siitä voi väitellä, miten haitallisia nämä ovat, aj miten niitä tulee jostain muualta paljon enemmän (kuten diesel-ajoneuvoista, tulivuorista ja metsäpaloista), mutta eivät ne hyväksikään siellä keuhkon pohjalla ole. Biovoima ei ole paikallisesti kovinkaan päästötöntä, tai oikeastaan, mitä päästöttömämmäksi (puhun nyt ilmansaasteista ja pienhiukkasista, en kasvihuonekaasuista) biovoimalat rakennetaan, sitä kalliimmaksi niiden tuottama energia muodostuu, ja sitä kannattamattomampia ne ovat investointeina. Toki jotkin parannukset voivat olla kustannusneutraaleja, jopa parantaa kustannustehokkuutta, mutta päätrendi on lienee tuo.
Tuoreen T&T:n uutisoiman tutkimuksen mukaan Suomessa kuolee pienhiukkasten vuoksi 2000 ihmistä vuodessa. Siis yksi joka neljäs tai viides tunti. Ja jos tähän pelaa ydin-kortin, niin siinä sanotaan että olisiko haloo toisenlainen jos ydinvoimaan kuolisi jengiä edes murto-osa tuosta?
Paikallinen työllisyys
Työllisyyden lisääminen on mielestäni hieman kaksinaamainen juttu, kun sitä käytetään perustelemaan poliittisia linjauksia. Usein se lisätään tulevien hyötyjen päälle kaupanpäällisiksi, ja sitä käytetään tekemään kaikenlaisista toimenpiteistä hyväksyttäviä. Tämä siksi, että koko ajan puhutaan tehokkuuden ja tuottavuuden lisäämisestä ja sitä pidetään tärkeänä ja tavoittelemisen arvoisena asiana. Samassa lauseessa ei usein sanota, että tämä sama tuottavuus ja tehokkuus tarkoittaa usein sitä, että käsin tehty työ koneellistetaan (eli tehdään ulkoisella energialla, kuten fossiilisilla), tai saadaan tehokkaammaksi muuten, jolloin osa ihmisistä voidaan irtisanoa.
Jos energia-tuotannon tavoite on työllistää, voimme palkata ihmisiä polkemaan dynamoilla varustettuja kuntopyöriä ja tekemään sillä sähköä valtakunnan verkkoon. Tällä keinolla voimme työllistää niin paljon väkeä kuin haluamme, ja kansanterveyskin paranee. Ihmisen pitkäaikainen teho on noin 100 wattia, joten sopivalla syöttötariffilla homma saadaan hoitumaan markkinaehtoisesti? 🙂
Noh, ehkä meni nyt hieman kärjistelyksi. Tarkoitukseni oli sanoa, että on ristiriitaista tuoda pöydälle työllistävät vaikutukset, jos ne käytännössä tarkoittavat tehottomuutta tai alhaista tuottavuutta, josta sitten yritetään päästä koneistamalla eroon. En sinänsä pidä metsäsektorin työllistämistä huonona asiana, päinvastoin, mutta on hieman arveluttavaa leijailla sen siivellä.
Biodiversiteetti
Biomassalla tuotetun energian tuotanto vähentää monimuotoisuutta ja painostaa esim. turpeen lisääntyvään käyttöön, vanhojen metsien hakkaamiseen jne. Tuoreessa vastauksessaan Kataisen hallitus-tunnusteluihin Vihreät ehdottivat suojelumetsien lisäyksiä. Nämä lisäykset suojelumetsissä ovat pois biomassan tuotannosta. Sen saman biomassan, jonka käyttöä sähköntuotannossa he haluavat lisätä.
Muu potentiaalinen käyttö
Tämä on oikeastaan tämän blogin sanoman kannalta se kaikkein keskeisin asia, jonka vuoksi pidän biovoimaloiden laajamittaista rakentamista ja käyttöä melkoisen järjettömänä vähänkään pidemmällä aikavälillä. Otetaan käsittelyyn pari faktaa (niin, nämä eivät ole nyt mielipiteitä)
- Ensimmäisenä ja tärkeimpänä: Biomassa on ainoa uusiutuva energiantuotantotapa josta voidaan suoraan tehdä sekä sähköä, että lämpöä, että ennen kaikkea polttonesteitä.
- Biomassaa kasvaa rajallisesti, eli meidän täytyy valita mihin sitä käytetään. Lähimainkaan kaikkeen ei riitä. Ei vaikka Vaasalaisessa tutkimuksessa kuinka niin toivotaan.
- Öljyä on rajallisesti, se ei uusiudu, ja Suomella ei ole lainkaan omaa öljyntuotantoa. Olemme täysin muiden maiden varassa fossiilisten polttoaineiden saatavuuden kanssa.
Niinpä monikymmenvuotinen sitoumus tehdä merkittävästä osasta Suomen uusiutuvasta biomassasta sähköä, ei ota lainkaan huomioon sitä erittäin potentiaalista tulevaisuutta, jossa joudumme kasvattamaan ja tuottamaan yhteiskuntamme logistiikan tarpeeseen itse oman liikennepolttoaineemme, ensin osittain, lopulta käytännössä kokonaan. Tämä tulevaisuus voi olla vuosikymmenen päässä, mutta tuskin kovin monen vuosikymmenen päässä. Biomassan muuntaminen polttonesteiksi (tai muiksi öljyn jalosteiksi) ei ole järin tehokas eikä ympäristöystävällinen prosessi, mutta niin tulee tapahtumaan, sillä ruoan, tavaran ja ihmisten on pakko liikkua, vaikka liike vähenisikin. Hyötysuhteen kannalta myös sillä on väliä, missä ja miten tämä jalostaminen tapahtuu.
Ja nyt, on varmasti myös ihan hyviä syitä rakentaa biovoimaloita. Tervetuloa kommentoimaan ja kertomaan 🙂
Ps.
Toisaalla, Tuomas Helin Ilmastotieto-blogista linkitti varsin mielenkiintoisia dokumentteja ja raportteja aiheeseen liittyen. Kunhan kahlaan ne läpi, voi tämä kirjoitus hyvinkin saada jatko-osan.
Pps. Tämän artikkelin voi ottaa myös kiertoteitse kannustukseksi lisätä liikennejärjestelmän sähköistämistä.
Edit: kirjovihre korjattu
Sähköntuotannossa hyvä nyrkkisääntö: halkaistaan atomeja, ei klapeja.
Erinomainen kirjoitus!
Olen jossain määrin samaa mieltä, tosin muistuttaisin, että tarkastelusi on kovin rajoittunut. Biovoimaloita voidaan rakentaa kovin erilaisten polttoaineiden varaan, puu on vain yksi niistä. Esimerkiksi biojätteiden hyötykäyttö energiantuotannossa saattaa olla kohtalaisen toimiva ratkaisu. Myös nopeakasvuiset energiakasvit saattavat olla pykälää mielekkäämpiä kuin puu. Mutta saasteista vapaa energiantuotantomuoto biovoima ei ole. Savukaasujen pesu tosin voisi olla ratkaisu, mutta se vie noin 20-25% voimalaitoksen tehosta…
Kiitos Marko kommentista.
Tuossa Sakarille tulleessa pidemmässä tilityksessä oli jo osittainen vastine sinullekin. Eloperäinen aines (oli se sitten energiakasvia, puuta, jätettä tms) on ainoa uusiutuva energianlähde josta voidaan valmistaa kohtuuvaivalla polttonesteitä. Esim ST1 käyttää elintarviketeollisuuden jätteitä valmistaakseen niistä etanolia ReFuel -polttoaineeseensa, ja suunnitelmissa on tuplata tuotanto ja lisätä saatavuutta muuallekin kuin pääkaupunkiin, ja hyvä niin. Ja käytännössä kaikista muistakin enegiakasveista, olivat ne sitten hamppua tai ruokohepeä (hamppu taitaa olla tuottavin), voidaan jalostaa jotain arvokkaampaa kuin polttolaitoksessa sähköksi ja lämmöksi. Tai näin olen käsittänyt.
”Mutta kaaliini ei mene, miksi biovoimalla tulisi korvata juuri sitä toista päästötöntä, tai vähäpäästöistä energiantuotantoa, ydinvoimaa. Ilmastonmuutoksen torjumisen kannalta tuo on parhaimmillaan neutraalia, ei missään tapauksessa positiivista. Siis jos halutaan ehkäistä energiapolitiikalla ilmastonmuutosta, ei tuossa ole mitään järkeä.”
Ydinvoiman lisärakentamista on perusteltu sillä, että se korvaa fossiilisiin polttoaineisiin perustuvaa tuotantoa. Siis torjuu ilmastonmuutosta. Jos uusien ydinvoimaloiden sijaan rakennettaisiin biovoimaloita, korvattaisiin ne samat fossiilisia polttoaineita käyttävät laitokset. Siis ehkäistäisiin ilmastonmuutosta.
Sakari, kiitos kommentista.
Logiikkasi ei ole mielestäni ihan aukotonta. Aukot jotka itse näin ovat seuraavat:
– Biomassa on ainoa uusiutuva energianmuoto josta käytännössä (edes kohtalaisen tehokkaasti) voidaan valmistaa polttoaineita ja muita monen moisia kemikaaleja, joiota nykyään valmistetaan öljystä (jota suomi kuluttaa primäärienergian tasolla yhtä paljon suunilleen kuin sähköä).
– Sähköä voidaan tuottaa uusiutuvista tuulella ja vedellä (käytännössä kaikki jo valjastettu käyttöön), vähän myös auringolla (silloin kun sitä Suomessa vähiten tarvitaan, tehokkaampaa on lämmittää vaikka käyttövettä).
– Muut sähköntuotantotavat, jotka tarjoavat perusvoimaa riippumatta tuulesta tai paisteesta, ovat hiili (fossiili, tätkin suomessa), maakaasu (fossiili, joskin onhan biokaasujakin, mutta edelleen, niistä voidaan tehdä muutakin järkevää kuin polttaa sähköksi), turve (semi-fossiili, biomassaa) ja ydinvoima. Näistä ainoa päästötön on ydinvoima.
– Hiiltäkin poltetaan suomessa vielä yli 40 TWh vuodessa. Osa siitä sähköksi, osa kaukolämmöksi ja osa taivaan tuuliin. Määrä noin puolet siitä mitä öljyä käytetään, energiasisällöltään, eli näitä hiilivoimaloitakin riittää vielä korvattavaksi.
– Niinpä biomassasta, oli se sitten puuta, jätettä tai muita kasveja, joka tapauksessa niitä on vähemmän kuin tarvetta, olisi mielestäni fiksumpaa valmistaa fossiilista öljyä korvaavia tuotteita, oli ne sitten polttoaineita tai muita kemikaaleja. Tällöin kyseinen öljy jäisi polttamatta/käyttämättä, ainakin meidän osaltamme, emmekä olisi ihan niin riippuvaisia esim. siitä että venäjä myy öljyään meille eikä lukuisille muille ostajille (ja vähän ajan päästä kusessa tuotannon ja eroein heikentyessä). Lisää suomalaisten öljynkäytöstä artikkelissani. Ja lisäksi hieman kysy/vastaa tyyppistä öljyn tuotantohuipusta täällä.
Viimeisenä kosmeettisena ongelmana Vihreillä on ollut esim juuri Annin ja Oraksen esityksissä, että he haluavat korvata biovoimaloilla juuri Ydinvoimaa. Ei sanaakaan hiilestä, ei sanaakaan öljystä, tai kaasusta, tai turpeesta. He siis niemenomaan tähtäävät ydinvoiman korvaamiseen, tilanteessa jossa suomessa käytetään fossiilisia energialähteitä järkyttäviä määriä! Yli puolet primäärienergiasta tulee fossiilisista jos Turve lasketaan mukaan, ja Turve on noin 5 % kokonaisprimäärienergiasta, ja myös ainoa kotimainen noista. Eli korvattavaa fossiilisissa riittää vielä pitkäksi aikaa, ja tehokkuuttakin pitää vielä lisätä roimasti, jos suomessa meinataan kasvattaa jotain muutakin (kuten ruokaa tai tukkipuuta) kuin energiakasveja. Lähde noille energiamäärille Tilastokeskus, vuoden 2009 primäärienergiankulutus.
Moni jäte-biovoimaloita esittävä ei ota laskuihinsa huomioon ettei jätteiden saatavuus ole taattua. Energian hinnan nousu nostaa ruoan hintaa niin, että väki joutuu kasvattamaan osan ruoasta itse. Prosessoidun ruoan kysyntä laskee ja samalla jätemäärä vähenee.
Meillä on yksi takuuvarma jätelajike, eli jätevesi.
Biomassan jalostustekniikatkin kehittyvät tai ainakin niitä yritetään kovasti kehittää joka puolella. Esim. tämä yritys lupaa aika paljon ja he ovat toimittaneet jopa toimivia laitoksiakin:
http://alphakat.de/temp/company.php
Suomessakin on joku uskaltanut investoida tähän:
Click to access uu20102_s04-05.pdf
Tosin jotain ongelmia on:
Click to access uu20113_s14-15.pdf
http://www.uusiouutiset.fi/verkkoviesti/Verkkoviesti0611.pdf s. 6
Aika näyttää oliko tämäkin vain leveää puhetta.
Alphakatin erikoisuus on se, että prosessi ei ole puhtaasti termokemiallinen aika biokemiallinen, kuten on totuttu biomassan konversiotekniikat jaottelemaan. Alphakatin prosessissa keksijän mukaan se mikä on tapahtunut maankuoren sisällä 3 miljoonan vuoden aikana nopeutetaan katalyyteillä ja muilla ratkaisuilla 3 minuuttiin. Siis öljyn muodostuminen.
Helsingissä on tietääkseni suunnitelmia valmistaa synteettistä ”maa”kaasua ja syöttää se maakaasulinjaan. Se olisi järkevää verrattuna rekkaralliin ja kostean polttoaineen polttamiseen kattiloissa. Vesi ei pala (paitsi tuossa ratkaisussa, jonka kohta esittelen :)). Kaasu voidaan tehdä joko termisesti kaasuttamalla tai mädättämällä eli biokaasuttamalla. Kaasu pitää puhdistaa toki, mutta jos alkuperäisen biomassan energiasta saadaan puhtaaksi kaasuksi esim. 70%, ratkaisu lienee kannattava.
Ja se synteettinen kaasu voidaan tehdä erittäin hyvällä hyötysuhteella. Moni saattaa hieroa silmiään hyötysuhteen osalta. Tuntuu uskomattomalta, paitsi jos reaktorissa tapahtuu jotain ydinreaktioita. Aika näyttää tämänkin ratkaisun todellisen suorituskyvyn: http://www.turosteam.fi/details.php?group=3&id=1
Tässä prosessissa hajotetaan siis vettäkin eli ”poltetaan vettä”.
Jos haluaa sellaisenaan hyödyntää huonojakin polttoaineita, tässä voisi olla yksi vaihtoehto: http://www.cyclonepower.com/technical_information2.html
Muistaakseni tuolle luvattiin jopa yli 30%:n hyötysuhteita joissakin tapauksissa. Likaisella polttoaineella ei siihen päästäne pitkällä aikavälillä likaantumisen aiheuttaman lämmönsiiron heikkenemisen ja korroosiouhan takia. Siksi säännöllinen puhdistus on pakollista. Höyrykoneen kehityspotentiaalia ei ole ulosmitattu, koska tähän asti öljy on ollut sen verran halpaa.
Biomassaa on siis rajallisesti ja kilpailevia teknologioita ja myös käyttötarkoituksia todella paljon. Olen vähän skeptinen sen suhteen, että biomassa osattaisiin hyödyntää optimaalisella tavalla. Biomassaa voidaan hyödyntää paremmallakin hyötysuhteella kuin nykyisillä teknologioilla. Toisaalta raaka-ainepohjaa laajentaa Suomessa valtavat turvevarat ja tehostamisen varaa on jätteiden lajittelussa vielä paljon.
Ydinvoimaa ei näillä korvata. Nämä eivät millään skaalaudu samoihin mittasuhteisiin. Sähkölämmitystä näillä voidaan korvata ja tuottaa sähköä hajautetusti ja lähelle sekä jätteestä että neitseellisestä biomassasta. Mitä tuotantoa näillä korvattaisiin onkin sitten eri juttu. Kenties tuontisähköä kulutushuippujen aikaan kylmimpinä talvikuukausina.
Arviot energiantuotantoon soveltuvan bio- ja muun jätteen loppumisesta tai merkittävästä ja nopeasta vähenemisestä näyttävät usein perustuvan kotitalousjätteiden määrään. Kauppa ja teollisuus tuottavat edelleen suuret määrät jätemateriaaleja jotka eivät sovellu uusiokäyttöön, jolloin niiden hyödyntäminen energiana on järkevämpää kuin näiden suurten määrien sijoittaminen kaatopaikoille. Määrä on suuri vaikka ne kierrätettävät osat lajiteltaisiin talteen.