Voiko energia-alan tulevaisuutta ennustaa?

Transkriptio

1 Voiko energia-alan tulevaisuutta ennustaa? Olli Hietanen Tulevaisuuden tutkimuskeskus, Turun yliopisto/turun kauppakorkeakoulu Sähköinfo Verkostopäivät Tallinna

2 Tulevaisuus Seuraavat 20 vuotta voivat muuttaa maailmaa enemmän kuin edelliset 200 vuotta. Esimerkiksi 20 viime vuotena on julkaistu enemmän kuin puolet kaikkina aikoina julkaistuista, tieteellisistä artikkeleista (n. 50 miljoonasta). Tulevaisuudentutkijat usein yliarvioivat lyhyen ajan muutoksen, mutta samalla aliarvioivat pitkän aikavälin muutosta. Tee lista kaikista niistä asioista, jotka ovat täysin mahdottomia. Kun lista on valmis, niin kysy ovatko ne mahdottomia vielä 1000 vuoden päästä? Melkein kaikki nykyinen teknologia olisi ollut mahdottomien listassa tuhat vuotta sitten (Michio Kaku) Paras tapa ennustaa tulevaisuutta on keksiä se

3 Mitä Montussa syödään ? Suuri kansallinen kysely tilastollisesti relevantilla otannalla: hernesoppaa Trendiekstrapolaatio siitä, mitä Montussa yleensä syödään: riisiä ja lihakastiketta Tulevaisuusverstas strategisille sidosryhmille: uusi ruokakulttuuri: leväpullia pimeässä Tarinan opetus on siinä, että tulevaisuudentutkimuksen tavoitteena ei ole tietää ja arvata etukäteen tulevaisuuden tapahtumia, vaan luoda erilaisia, vaihtoehtoisia tulevaisuuskuvia ja skenaarioita, jotta päätöksenteko tässä ja nyt olisi viisaampaa ja myös siinä, että tulevaisuuteen voi vaikuttaa: loppujen lopuksi Montun Menu riippuu siitä, mitä päätämme tehdä. Mitä enemmän ennakoimme ja innovoimme, sitä ennalta arvaamattomaksi maailma muuttuu ja sitä suurempia riskejä meille tulee. Myös monimutkaistuminen lisää mutua ja sattumaa.

4 Toimintaympäristön signaaleita

5 Kuudes aalto Venäläisen taloustieteilijän, Nikolai Kondratieffin mukaan teknologian ja talouden historiaa luonnehtivat pitkät aallot, joiden pituus on vuotta. Taloudellinen nousukausi alkaa uudesta teknologisesta innovaatiosta, jonka vaikutus aikanaan sammuu, jolloin talous suistuu lamaan, kunnes uusi innovaatio saa taas aikaan uuden taloudellisen kasvun. Merkittäviä murroskohtia ovat olleet mm. höyrykone (1780-luvulla), rautatiet (1840-luvulla), sähkö ja polttomoottori sekä kemianteollisuus (1890-luvulla), transistoriteknologia, viihde-elektroniikka, radio ja tv (1950-luvulla) sekä mikrotietokoneiden laajamittainen käyttö, tietoverkot, ohjelmat (1990-luvulla). Viime vuosina on puhuttu Kondratieffin kuudennesta aallosta ( ), jonka merkittävin ero viidenteen on se, että raaka-aineiden ja energian hinnat ovat nousussa, eikä nykyisellä teknologialla voida enää laskea niiden hintaa. Kilpailukyvyn keskiöön ovat nousemassa luonnonvaratalous ja niukkuuden teknologiat: Määritellään 10 ihmiskunnan suurinta ongelmaa ja kehitetään ratkaisuja niihin. Näitä tuotteita kysytään seuraavina vuosina jopa vuosisatoina jos/kun niukkuus ja ympäristöongelmat kasvavat

6 Luonnonvaratalous ja biokausi Sampovisio: tuotamme biomassaa, josta voimme tehdä mitä tahansa Teollinen ekologia/symbioosi Suomen pelloilla kasvaa tulevaisuudessa kompostoituvaa elektroniikkaa, ihmisen varaosia ja biomateriaalia 3D printtereihin. Lähiporkkanat yms. tuodaan Pietarista

7 Blogalisaatio ja hybriditalous Hybriditalouden aktiiviset ja virtuaaliset kansalaiset: Tulevaisuudentutkimuksen Verkostoakatemian (TVA) Tutu 1 -kurssi G/streaming, multicasting, pilvipalvelut, laajennettu todellisuus, pilveä käyttävät koneet

8 Ubinetti, automatisaatio ja robotisaatio Pakkaukset tunnistavat kuka niitä käyttää ja valmistavat käyttäjälleen henkilökohtaista sisältöä; käyttöohjeita, diagnooseja yms. Pakkausta koskettamalla saa suoraa kuvaa sodista, lehmistä, avaruusasemasta, kalastajasta Älytalot tuottavat energiansa ja tarkkailevat veden ja sisäilman laatua, energian kulutusta ja asukkaiden terveyttä. Myös design on virtuaalinen: tapettien värit, valaistus, äänet ja tuoksut ovat säädeltävissä. Huonekalut, lattia, jääkaappi, pakkaukset ja vaatteet kommunikoivat keskenään ja sisältävät palvelujärjestelmiä. Esimerkiksi jääkaappi tietää mikä on loppu tai pilaantunutta ja kertoo lähikaupan tarjoukset. Vaatteet, huonekalut, jääkaappi ja asunnon rakenteet seuraavat terveyttä ja ohjeistavat terveelliseen ruokavalioon, liikuntaan, lääkitykseen tms. Vauhdikkaasti heiluvat teollisuusrobotit ja ihmiset yritetään yllensä pitää toisistaan turvallisuussyistä erillään. Yhdysvalloissa kehitetään nyt teollisuusrobottia, joka voisi työskennellä ihmisen rinnalla. (3T 2012) Helsingin yliopistollisessa keskussairaalassa robotit ovat alkaneet tehdä sydänleikkauksia (Yle 2011) Googlen sci-fi-auto sai ajoluvan Kaliforniassa (Taloussanomat 2012) Palvelurobotti Kaveria testattiin ylivieskalaisessa vanhusten palvelukodissa viime keväänä. ( 2011) Tietokoneiden välinen supernopea pörssikaupankäynti eli robottikauppa on muokannut rajusti sijoitusmarkkinoita. (Talouselämä 2011)

9 Koulumestarin koulu, Espoo

10 3D tulostus YLE : Kirjaston uusi palvelu mahdollistaa 3Dtulostamisen kaikille Risteilijän kokoinen 3D tulostin voisi valmistaa mitä tahansa HS AALTO YLIOPISTON FABLAB Parhaillaan 3D tulostimet maksavat nettikaupassa alle 300 dollaria ja lukiolaiset rakentavat niitä huvikseen Itse tehty 3D tulostin, Aarni Saarimaa, HS : 64 koulua haki avustusta 3Dtulostamiseen 3D tulostimet ovat vuonna 2025 kotitalouksissa yhtä yleisiä kuin mikroaaltouunit nykyään. Biomassasta voi tulostaa mitä tahansa. Tulevaisuuden tuotteet ovat ohjelmistoja ja algoritmejä!

11 Elämysyhteiskunta Terveys Huonekalut ja tarvikkeet Vaatteet ja jalkineet Liikenne Sekalaiset tarvikkeet ja palvelut Asuminen ja energia Ruoka ja juoma Vinnari 2006 Nykyisellä X-sukupolvella menivät työ- ja vapaa-aika sekaisin: työt seurasivat kotiin. Myös seuraavalla Y-sukupolvella työ- ja vapaa-aika sekoittuvat: hauskanpito siirtyy työelämään Ovat tottuneet harrastamaan tapa siirtyy työelämään. K70-kerholaiset ja lapselliset 30-kymppiset syövät rinnat paljaina TosiTV:ssä kilpaa matoja. Mediayhteiskunnan turhat julkkikset ja tyhjänpäiväinen ohjelmavirta

12 Seitsemäs kuppi kahvia? BKT:n rinnalle on luotu hyvinvoinnin mittareita, kuten aidon kehityksen mittari (GPI, Genuine Progress Index) ja kestävän taloudellisen kehityksen mittari (ISEW, Index of Sustainable Economic Development). GPI- mittari kääntyi Yhdysvalloissa laskuun jo 1970-luvun puolessa välissä ja on edelleen alempana kuin silloin. Samaan aikaan USA:n bruttokansantuote on kuitenkin noussut yli puolella. Hyvinvoinnin ja talouskasvun kehitykset erkanivat myös Suomessa toisistaan 1990-luvun laman myötä. Suomen kestävä taloudellinen hyvinvointi (ISEW) oli huipussaan vuonna Vuonna 2000 se oli vain noin puolet vuoden 1983 tasosta. Samaan aikaan Suomen bruttokansantuote oli kuitenkin kasvanut noin puolella. (Tilastokeskus) Muun muassa Eurostatin ja OECD:n mukaan Suomi on ollut 2000-luvulla maa, jossa köyhyys ja eriarvoisuus ovat kasvaneet muita Euroopan maita nopeammin. Suomessa jää joka päivä 6 alle 30 vuotiasta nuorta sairaseläkkeelle masennuksen vuoksi. (THL)

13 Energia-alan taustatrendejä ja tulevaisuuskuvia

14 Energian tulevaisuuskuvia 2004 Vain ydinvoima ja fossiiliset polttoaineet ovat kilpailukykyisiä teknologioita. Käyttö jatkuu siksi vielä pitkään. Muutospaine: pohjautuvat hupeneviin luonnonvaroihin ja aiheuttavat ympäristöongelmia. Ympäristöteknologiat, kuten esimerkiksi hiilen talteenotto heikentävät hyötyastetta. Peak oil Rinnalle noussut kaikki keinot käyttöön strategia : erilaisia uusiutuviin energialähteisiin perustuvia ratkaisuja: tuuli, aurinko, maalämpö, vety, vesi, jätteet, bakteerit, turve, levät yms. biomassa. Haaste: myös biomassa on rajallinen: kilpailee ruoan kanssa ja voi horjuttaa biodiversiteettiä. Uusi teknologia: Kaupungin katoille tuulivoimaa ja aurinkoa, lähiöiden alle geotermisiä energiantuotantolaitoksia. Jätteenpolton ekologisuuden kehittäminen ja rinnalle uusiutuvia energialähteitä hyödyntäviä energialaitoksia. Lisäksi maatalouden ja teollisuuden sivuvirtojen hyödyntäminen. Teollinen ekologia ja älykäs sähköverkko. Politiikka: Politiikassa tarvitaan pitkäjänteisyyttä investointien helpottamiseksi. EU: energian kokonaiskulutusta vähennettävä, sähkön kulutus kasvaa (kaikki toimii sähköllä), hajautettu tuotanto ja omavaraisuus (turvallisuuspolitiikka).

15 Muuttuuko iso kuva? Energian tulevaisuuskuvia 2014 Liuskekaasu ja -öljy palauttavat maailman halvan fossiilisen energian aikakauteen Toteuttaako kaasu Kööpenhaminan ilmastosopimuksen tavoitteet? Saksan Energiewenden kohtalo (maksaa biljoonan, vihreät työpaikat ovat jo vähenemässä/syntymässä Kiinaan) Edistävätkö hajautettu energiantuotanto ja älykkäät sähköverkot uusiutuvan energian käyttöä? Nettomittarointi. Tuuli, aurinko, jäte, bio, vety, geoterminen, vesi, aalto, Poistaako sähköistyminen öljyriippuvuutta? Syntyykö sähköriippuvuus? (energia ja älyverkot suurin kyberuhka) Radikaalit teknologiat: Magnetismi, miniydinvoimalat, energiaa ilmasta (Tesla), keinotekoinen fotosynteesi, lentävät tuotantolaitokset, ekj&${thwids}=0.46/ _237186&${trippife}=pdf.pdf

16 Energiateollisuus ry:n Kestävän kehityksen foorumilla esille tulleita teemoja Jätevedenpuhdistamolla tuotetusta biokaasusta biometaania liikenteen polttoaineeksi Yhdyskunta- ja teollisuusjätettä polttavat ekovoimalaitokset Rakennusten jäähdyttäminen kaukojäähdytyksellä Biovoimalaitoksilla ja biopolttoaineilla (esim. metsähakkeella, puupelletillä jne.) kotimaista, päästötöntä, paikallisesti tuotettua, ympäristöystävällistä ja kilpailukykyisesti hinnoiteltua sähköä ja kaukolämpöä paikallisiin tarpeisiin. Ympäristöystävällisiä tuotteita tuotetaan kestävällä ja energiatehokkaalla tavalla Sähköisen liikenteen perusinfrastruktuuri ja ajoneuvokanta. Kuluttajille suunnattu energiatehokkuustuotteiden kokonaisuus: reaaliaikainen kulutuksenseurantaan tarkoitettu kotinäyttö, oman sähköntuotannon mahdollistava aurinkopaketti, halvalla sähköllä varaava vesikiertolämmitys. Kuluttajan hiilijalanjäljen pienentämiseen tähtäävät kampanjat, joilla havainnollistetaan sitä, miten suuria päästösäästöjä saadaan aikaan laajamittaisilla muutoksilla, vaikka yksilön kohdalla ne olisivatkin pieniä tekoja.

17 MIT TOP 10 Aurinkoenergia 1. Erittäin tehokas aurinkopaneeli (2012): 34 % hyötysuhteella toimiva aurinkopaneeli tekee ehkä mahdolliseksi haastaa hiileen tai kaasuun perustuvan energiantuotannon 2. Kylän edullinen sähköverkko perustuen aurinkoenergiaan (2012): On kehitetty halpenevaan aurinkoenergiaan perustuva edullinen sähköverkko kehitysmaiden kuten Intian tarpeisiin 3. Parhaiden akkumateriaalien nopea tunnistaminen (2012): Menetelmä, jolla voidaan Akkuteknologia nopeasti vertailla akkujen erilaisten katodi-anodi-elektrolyytti yhdistelmien edullisuutta 4. Sähkönjakelun tehokas kontrollointi (2011): Uusi sähkön jakeluratkaisu mahdollistaa joustavan sähkön jakelun sinne missä sitä eniten tarvitaan. Tämä on tarpeen mm. sähköautojen latauksen organisoimiseksi. 5. Keveät akut (2011): Akkuratkaisu, joka voi keventää sähköautoissa käytettävän Mikrobit akun painon puoleen laskien radikaalisti auton hintaa. 6. Etanolia tuottavat mikrobit (2010): Biopolttoaineen tuottaminen pelkästään hiilidioksidilla ja vedellä. 7. Tehokas ohutkalvo-aurinkokenno (2010): Nanohiukkasia käyttäen on onnistuttu Energiatehokkaat kehittämään entistä paremmalla hyötysuhteella toimiva ohutkalvo-aurinkokenno 8. Vihreä betoni (2010): Perinteisen sementin valmistus tuottaa kiloissa suunnilleen materiaalit yhtä paljon CO2 kuin mitä sementtiä. Uudella magnesium oksidiin perustuvalla valmistustavalla voidaan sementistä tehdä jopa CO2:ta sitova. 9. Nesteakku (2009): Aivan uudella tavalla valmistettu akku perustuu nestemäisiin elektrodeihin, jotka pystyvät Ydinvoiman tulevaisuus nopeasti lataamaan suuria määriä sähköä. 10. Traveling-Wave ydinreaktori (2009). Kaavaillussa reaktorityypissä reaktori valmistaa oman polttoaineensa asteittain, niin että ketjureaktion aikaansaavan polttoaineen osuus on vähäinen. Energiatehokas teknologia 11. Pieniä virheitä sallivat prosessorit (2008): On kehitetty prosessori, joka jossain määrin tarkkuudesta tinkimällä voi säästää tuntuvasti energiaa. 12. Johdoton voimansiirto (2008): Magneettista resonanssia hyödyntäen on kehitetty turvallinen menetelmä Langaton energian lähisiirtoon ilman johtoja. 13. Sellupohjaisesta materiaaleista etanolia tuottavat entsyymit (2008): Geenimuuntelulla on sähkönsiirto kehitetty tehokkaammin sellupohjaisista materiaaleista etanolia tuottavia entsyymejä. 14. Sähkön siirto nanoputkilla (2005): Nanoputkista punottu johto siirtää sähköä erittäin tehokkaasti. Nanoputket Entsyymit

18 Suomen sata uutta mahdollisuutta radikaalit teknologiat 2.82 Nopeasti halventuva aurinkoenergia 2.83 Tehokkaat kevyet aurinkopaneelit 2.84 Keinotekoinen lehti, synteettisesti polttoainetta auringonvalosta ja hiilidioksidista 2.85 Nestemäisten polttoaineiden tuotanto entsyymien, bakteerien ja levien avulla 2.86 Lentävät tuulivoimalat ja muu uudentyyppinen tuulivoima 2.87 Piezosähköiset energialähteet, kineettisen energian talteenotto 2.88 Sarjavalmistetut pienydinvoimalat, fissio ja fuusio 2.89 Kevyet tehokkaat nopeasti ladattavat akut ja kondensaattorit 2.90 Energian massiivinen varastointi suurtehoakkuihin 2.91 Aurinkolämpö ja lämmön pitkäaikainen varastointi 2.92 Vedyn edullinen säilytys nanorakenteiden avulla 2.93 Johdoton voimansiirto (magnetismi), sähköautoihin ym. sähkölaitteisiin 2.94 Suurteholaserit, langaton tehonsiirto, laseraseet Aurinko Varastointi Siirto Uudet teknologiat TRIPPIFE}=PDF.pdf

19 Mikä ihmeen radio? Nikola Tesla irrotti vuonna 1931 bensamoottorin Pierce-Arrow -autostaan ja asensi tilalle 80 hevosvoimaisen vaihtovirtasähkömoottorin ilman akkuja. Sen jälkeen hän asensi autoonsa 12 radioputkea kolme antennia ja joitakin muita alan tarvikkeita ja ajoi Pierce-Arrowillaan noin viikon verran, jopa yli 90 mailin tuntinopeudella. Ilman ulkopuolista tai näkyvää energialähdettä. Kun Teslalta tivattiin mistä hänen autonsa energia tulee, hän viittasi kädellään taivaalle ja sanoi: eetteristä joka ympäröi meitä kaikkialla. Koeajonsa päätteeksi Tesla purki mystisen laitteensa, joten arvoitus miten hän kehitti auton tarvitseman sähkön, ei ratkennut koskaan. Teekkarit saavat tällä samalla vapaaenergialla ja radioaalloilla koneet kulkemaan ja esineet lentämään: pdf

20 Haasteena unohtaminen ja hullunkuriset perheet Metsäsektori ilman puuta ja paperia: biokausi, jolloin kaikki mahdollinen tehdään bioraaka-aineista. Puuta yms. bioraaka-aineita (kaikkea mikä kasvaa) myydään nesteenä, kaasuna, kuituina, massoina jne. Ihmisen varaosia, kompostoituva kännykkä, keinolihaa, hiilinieluja Meriteollisuus ilman laivaa ja merta: vesirakentamista sekä tehtaita, peltoja, kaupunkeja, energialaitoksia yms. veteen tai minne tahansa. Nokia ilman kännykkää: mobiliteknologian liittäminen kaikkeen: vaatteisiin, huonekaluihin, kodinkoneisiin, pakkauksiin, rakenteisiin jne. (ubinetti) Agritalous ilman ruokaa: Voimme tehdä biomassaa mistä tahansa mikä kasvaa ja tehdä siitä mitä tahansa. Esimerkiksi 3D printterien avulla tai kasvattamalla: vuonna 2050 herätyskellot saavat poikasia ja talollani on kuumetta (se on saanut herpeksen cityhuuhkajalta ) Mitä energia-alan pitäisi unohtaa? Energia + mikä?