Alhaalta ylös -lähestymistapa paljastaa: Fossiilisten polttoaineiden korvaaminen luultuakin suurempi tehtävä

Geologian tutkimuskeskuksen apulaistutkimusprofessori Simon Michaux’n raportti paljastaa nykyisen fossiilisiin polttoaineisiin perustuvan energiajärjestelmän korvaamisen koko ihmiskunnan käytettävissä olevilla uusiutuvilla energiateknologioilla olevan luultua suurempi tehtävä. Tarvittava lisäenergia ja materiaalit voivat muodostaa pullonkaulan, vaikka pystyisimme vähentämään kulutusta ja materiaalien tarvetta kiertotaloudella ja sääntelyllä.

”Investoinneissa, jotka riittäisivät teollisen ekosysteemimme muuttamiseen fossiilittomaksi 20–30 vuodessa, on nähtävissä huomattavaa kasvua. Siirtymän pitäisi pystyä vastaamaan myös yleisen väestönkasvun aiheuttamaan tulevaan energian ja materiaalien tarpeeseen”, Simon Michaux toteaa.

Avoin raportti käy läpi haasteita, joita kunnianhimoinen tavoite luopua vaiheittain ajoneuvojen polttomoottoriteknologiassa ja sähköntuotannossa nyt käytettävistä fossiilisista polttoaineista (öljy, maakaasu ja kivihiili) tuottaa.

Raportin esiin tuomat uudet lukemat poikkeavat varsin paljon aiempien tutkimusten lukemista. Tämä voi osittain johtua tutkimusten erilaisista viitekehyksistä. Tässä esitettävissä laskelmissa lähestyttiin asiaa alhaalta ylös tavanomaisen ylhäältä alas -lähestymistavan sijaan. Aiemmissa tutkimuksissa on lisäksi yleensä keskitytty arvioituihin tuotannon kustannuksiin ja hiilijalanjäljen kokoon. Käsillä oleva raportti perustuu sen sijaan fyysisiin materiaalitarpeisiin. Kaikki data, luvut ja kaaviot on luotu tai jäljennetty avoimesti saatavilla olevista lähteistä, ja lainaukset on merkitty.

Pienen mittakaavan ratkaisuja ei voi laajentaa vastaamaan maailmanlaajuisia tarpeita

Monet avoimesti saatavilla olevassa kirjallisuudessa käsiteltävät ratkaisut voivat toimia varsin hyvin melko pienessä mittakaavassa, mutta eivät voi toimia maailmanlaajuisessa mittakaavassa nykyiseen fossiilisiin polttoaineisiin perustuvaan järjestelmään verrattavalla tavalla. Yleensä tämän aiheuttava pullonkaula on tarvittavien mineraalien määrä, tuotantokapasiteetti tai yksinkertaisesti tuotannon käynnistämisen vaatima aika. Useimmat analyytikot tutkivat vain yhtä ekosysteemin osaa tai vain yhtä toimintoa erikseen. Tarvitaan kuitenkin ennemmin kokonaisvaltaista järjestelmäverkoston suunnittelua, jossa otetaan huomioon aiheeseen olennaisesti kuuluva monimutkaisuus. Tässä raportissa esitellään tätä lähestymistapaa.

Energia on tärkein resurssi

Keskeiset päätelmät:

  1. Energia on tärkein resurssi
  2. Vaiheittainen luopuminen fossiilisista polttoaineista on paljon suurempi tehtävä kuin nykyisessä paradigmassa arvioidaan
  3. Nykyisissä suunnitelmissa on huomattavasti aliarvioitu sitä, kuinka suuri tehtävä fossiilisista polttoaineista vaiheittainen luopuminen on
  4. Biopolttoaineita ja biomassaa tarvitaan, mutta niiden tuotantoa ei voi lisätä (skenaario D)
  5. Ydinvoimaa tarvitaan, mutta se ei voi korvata fossiilisten polttoaineiden käyttöä sähköntuotannossa (skenaario E)
  6. Uusiutuviin polttoaineisiin perustuvat järjestelmät eivät välttämättä ole riittävän tehokkaita, jotta niillä voisi korvata fossiilisiin polttoaineisiin perustuvat järjestelmät.

Näihin haasteisiin on löydettävä ratkaisu 20–50 vuoden kuluessa.

Mineraalien rooli on fossiilisista polttoaineista luovuttaessa kriittisen tärkeä, mutta väärinymmärretty

Jotta ihmiskunnan edessä oleviin moninaisiin suuren mittaluokan haasteisiin pystyttäisiin vastaamaan, tarvitaan luotettava energianlähde, joka on saatavilla suurimmalle osalle maapallon väestöstä. Tämän energianlähteen energiasijoituksen tuottoasteen (ERoEI) olisi oltava noin 50:1, mikä on nykyisten fossiilisiin polttoaineisiin perustuvien järjestelmien ja huomattavasti uusiutuvien energiajärjestelmien tuottoastetta parempi.  Ilman tällaista energialähdettä tulevaisuuden kehityssuunnitelmissa on luovuttava useista nykyisistä olettamuksista, jotka liittyvät kulutustottumusten ylläpitämiseen.

Mineraalien rooli on fossiilisista polttoaineista luovuttaessa kriittisen tärkeä, mutta väärinymmärretty. Haasteen luonteen vuoksi myös geologeja tarvitaan tulevaisuuden suunnittelussa.

Raportin rakenne ja sisältö kuvana
Raportin rakenne ja sisältö kuvana

Lisätietoja

Raportin yhteenveto (englanniksi)

Raportti kokonaisuudessaan (englanniksi)

Simon Michaux, apulaistutkimusprofessori, Geologian tutkimuskeskus

simon.michaux@gtk.fi, puh. 029 503 2159

Geologian tutkimuskeskus

Geologian tutkimuskeskus GTK tuottaa puolueetonta tutkimustietoa ja palveluita elinkeinoelämän ja yhteiskunnan tarpeisiin. GTK:n yli 400 asiantuntijaa ovat erikoistuneet mineraalitalouteen, kiertotalouteen, energia-, vesi- ja ympäristökysymyksiin sekä digitaalisiin ratkaisuihin. GTK on työ- ja elinkeinoministeriön alainen tutkimuslaitos, joka toimii Suomessa ja maailmalla.