Skip to content

Polttonesteiden korvausskenaarioista

syyskuu 21, 2015

Tämä teksti syntyi eräänlaiseksi vastineeksi Tuomas Vanhasen kirjoittamaan antoisaan artikkeliin jossa kerrottiin esimerkiksi siitä, miten liikenteen sähköistäminen vaikuttaisi sähkönkulutukseen, olettaen että biopolttonesteille ei riitä raaka-aineita.

Sähkömoottori on rajusti polttomoottoria tehokkaampi, joten jos autot siirtyisivät sähköön, sähkön kokonaiskulutus kasvaisi vain noin 8 TWh (~10 % nykyisestä sähkönkulutuksesta, noin Fennovoiman Hanhikivi-1 ydinvoimalan tulevan tuotannon verran).

Liikenne tuskin tulee kovin nopeasti siirtymään akuille, ja henkilöautot syövät polttonesteistä vain osan. Tässä vastineessa pohdin (raakasti kirjekuoren takakanteen asioita ja niiden kokoluokkia laskemalla) skenaariota, jossa Suomen koko polttonesteiden kulutus, karkeasti arvioin sen tähän 60 TWh / vuosi, korvattaisiin siten, että yksi kolmannes siitä siirtyisi sähköön, yksi kolmannes biopolttoaineisiin (bionesteet ja biokaasu) ja yksi kolmannes sähköstä syntetisoituihin polttonesteisiin/kaasuihin (Power-to-Gas[oline]).

Jos mietitään käyttökohteita, niin skenaariossa kenties reilu puolet tai kaksi kolmasosaa henkilöautoista olisi joko sähkö tai plugin-hybridejä, loput polttomoottorilla. Raskas liikenne sekä maatalous, metsä ja rakennuskoneet sekä muut nestepolttoaineet jäisivät pääosin polttomoottorille (nesteita tai kaasua).

Oletetaan seuraavaa (edelleen otan kokoluokat karkeina arvioina, huomauttakaa ihmeessä jos olen mielestänne metsässä). Polttonesteen korvaaminen sähköllä on 3+ kertaa polttomoottoria energiatehokkaampaa. Power-to-Gasoline muunnoksen kokonaishyötysuhde on arvioitu olevan 33%, biopolttoaineissa muunnoksen hyötysuhde on arvioitu olevan 50%. (Hyötysuhde on karkea kokonaisarvio erilaisista toisen sukupolven biopolttoaineista).
Yksi kolmannes öljystä (20 TWh) korvataan sähköllä, eli sähköajoneuvot kuluttavat noin 5 twh.
Biopolttoaineita tarvitaan 20 twh. Ne ovat yksi yhteen fossiilisen öljyn kanssa, tosin primäärienergiana/puuna karkeasti 40-50 twh. Tästä osa saadaan myös lämmöksi, joskin sähkä kuluu myös hieman.
Ja sitten kolmannes öljysstä (20 TWh) power-to-gas(oline) muunnoksena, eli tarvitaan 20 twh nesteitä/kaasuja joihin kuluu sähköä karkeasti 60 TWh.

Eli lähdettiin korvaamaan 60 TWh fossiilista öljyä (tämä on primäärienergiaa). Siihen kului 5 twh sähköä + 50 TWh biomassaa + 60 TWh sähköä P2G-muunnokseen.

En laskenut sähköille primäärienergiavastaavuutta koska en oleta että tätä tehdään polttamalla (jos tuo sähkö tehdään puusta niin sitten voidaan kertoa se vielä karkeasti kolmella eli yhteensä reilu 200 TWh biomassaa – noin kaksinkertaisesti Suomen nykyinen puun energiakäyttö), ja muunnosten hyötysuhteet ovat karkeita arvioita.

Yhteensä siis liikennepolttoaineiden korvaamiseen kuluu 115 TWh, josta 65 TWh sähköä ja 50 TWh biomassaa (noin 25 Milj kiintokuutiota puuta). Öljyn korvaaminen nestepolttoaineissa kasvatti energiantarpeen karkeasti kaksinkertaiseksi, ja skenaariossa yli puolet henkilöautoista sähköistettiin. Kyseisen sähkömäärän tuottamiseen tarvittaisiin esimerkiksi noin 5 OL3 kokoista ydinreaktoria, tai 7 Hanhikivi-1 kokoista. Sen tuottamiseen voisi valjastaa myös karkeasti viisi Tanskan tai Ruotsin koko tuulivoimakapasiteettia. Lisäksi puun energiakäyttö (oletin että bionesteet tehdään puusta) lisääntyi 25 miljoonaa kuutiota vuodessa nykyisestä. Se on yli 4 kertaa enemmän mitä WWF arvioi jokin aika sitten kestäväksi maksimilisäykseksi.
ps. Tätä kirjoittaessa myös Helsingin sanomat julkaisi jutun jossa näitä kokoluokkia pohdittiin. Hienoa.
Mainokset
5 kommenttia
  1. Jes! Tähän suuntaan keskustelua pitää vielä, koska hiilettömän sähkön tekeminen on helppoa moneen muuhun energiaan verrattuna. Oikein itkettää ja naurattaa puheet, joiden mukaan Fennovoima syö markkinat uusiutuvalta energialta. Markkinoita on jäljellä vielä vaikka kuinka paljon, kuten nämä kirjekuori-arviot osoittavat.

    • Kiitos. Näissä kirjekuorilaskelmissa tulee usein niin hurjia lukuja ja kokoluokkia, että pitää moneen kertaan tarkistella ettei ole tehnyt pilkkuvirheitä! 😀

  2. Käytännössä kaikki käytössä olevat energialähteemme nojaavat, joko suoraan tai välillisesti fossiilisten polttoaineiden käyttöön. Voisiko ydinvoimaa rakentaa tai operoida pitkään ilman fossiilisia polttoaineita? Ei. Voiko biopolttoaineita tuottaa suuria määriä ilman hyötysuhteen tippumista ilman fossiilisia? Tuskin. Jos katsotaan nykyisiä biopolttoaineita, mukaanlukien Nexbtl, niin niiden tuotanto nojaa kokonaan fossiiliseen pohjaan. Sokeriruoko kasvaa pelloilla, jotka lannoitetaan typpilannoitteilla. Eläinrasvat saadaan kerättyä kokoon vain tieverkoston ja fossiilisiin perustuvien kuljetusten avulla jne. Tätä taustaa vasten en ymmärrä Rauli sinun ydinvoimatukeasi. Mielestäni on parasta ymmärtää, että orastavan talousromahduksen alla elintasomme ja energiankäyttömme tulee tippumaan rajusti. Tässä maailmassa ydinvoima on vain turvallisuusriski, sillä rappeutuvan yhteiskunnan voimat eivät riitä sen turvalliseen alasajoon. Voidaan myös kysyä pystyykö maailma elättämään nykyisensuuruista väestöä ilman fossiilisten polttoaineiden työntöapua? Ei tietenkään, veikkaanpa, että toisen maailman sodan rappaus tulee olemaan pientä tähän vuosisataan verrattuna. Venäjän talous menee sitä vauhtia alas, että veikkaanpa, että Hanhikiven rakentaminen tulee jäämään pahasti kesken ja vanhat neuvostovoimalat tulevat olemaan lähitulevaisuuden suurimpia ympäristöriskejä ainakin lokaalisti, mutta ehkä jopa globaalistikkin. Jälleen yksi kallis naula ydinvoiman ja keskitettyjen energiaratkaisujen arkussa.

    • Pari faktaa, joiden toivon auttavan ymmärtämään sen, että en vastusta ydinvoimaa.

      1) Se on EROEI:hin perustuen yksi vähiten fossiilisia kuluttava energiantuotantomuoto (olkoonkin että yhteiskuntamme on kokonaisuudessaan varsin riippuvainen fossiilisista, ja energiasta ylipäätään)
      2) polttoaineita ja lannoitteita (lähinnä öljyä, siitä riippuvuus on suurin) pystytään tekemään synteettisesti. Toki, hinta on todennäköisesti fossiilisia kovempi ja talousjärjestelmä ottaa kalliimman energian myötä osumaa (mutta kaikenlaisesta on myös selvitty historian saatossa)

      Ja viimeiseksi ehkä tärkein. Jos huomaan kaatuvani vaikka pyörällä, niin en suinkaan keskity odottamaan mahdollisimman mojovaa ja tuskallista mässähdystä, vaan koetan tehdä kaikkeni että selviän mahollisimman pienillä vammoilla. Olen omalta osaltani käynyt tuon ”romahdusromantiikan” ja siihen liittyvän dystooppisen, kiehtovankin, ajatusleikin läpi. Olen (myös lasten myötä) tullut siihen tulokseen, että kannattaa koettaa tehdä asialle jotain positiivista, sillä joka tapauksessa meidän tietoisuutemme tilanteesta ja sen dynamiikasta on _aina_ vajavainen. En vaan kehtaa heittää haskoja naulaan, ja huomata jossain vaiheessa, että hitto jos oltaisiin silloin vielä yritetty niin tästä olisi voitu selvitä. Tämä ei tarkoita että sokeana optimistina painaa kaasua, vaan että tekee hyväksi kokemiana asioita ja pitää silmällä riskien ja tilanteen kehittymistä.

      Ja vielä, jos rysähtää niin pahasti, että ydinvoimaloita ei ehditä sammuttaa (ne sammuvat usein automaattisesti), niin ne ydinvoimalat (ja käytetty polttoaine) ovat yksi niistä pienemmistä ongelmista joita meillä on. (kannatan myös uusien ”walk-away-safe” -reaktorimallien pikaista tuomista markkinoille ja rakentamista).

  3. Mikään ei sinänsä estä pyörittämästä koko ketjua jollain muulla kuin fossiilisella polttoaineella. Jos nyt ajatellaan vaikka, että sähköllä tuotetaan polttoaineita, joita sitten käytetään tuuli-, aurinko- ja ydinvoimaloiden valmistamiseen ja kunnossapitoon. Yhä silloinkin EROEI on hyvä mittari, koska se kertoo, minkä verran bruttotuotantoa tarvitaan halutun nettotuotannon ylläpitämiseen.

    Tällainen ilman fossiilisia toimiva järjestelmä olisi ilmeisesti rakennettava ennen kuin fossiiliset loppuvat, koska muuten sen rakentamiseen tarvittava primäärienergiaa on vaikea mistään saada.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: