Biomassasta energiaa

Transkriptio

1 Biomassasta energiaa Kimmo Klemola Lappeenrannan teknillinen yliopisto MAOL ry:n syyspäivät Lahdessa Onko bio aina eko? Voimmeko lisätä biomassan käyttöä merkittävästi? Voimmeko tehdä sen kestävästi? Mihin rajalliset biomassavarat kannattaa käyttää? 1

2 Onko aina ympäristöystävällistä korvata fossiilisia polttoaineita biopolttoaineilla? Voisiko tilanne olla joissain tapauksissa päinvastainen? Eli biopolttoaineita kannattaisi korvata fossiilisilla polttoaineilla? Valaanrasvalamppuöljy Raakaöljyn ensimmäinen sovellus oli lamppuöljyn valmistukseen käytetyn valaanrasvan korvaaminen. 2

3 Puuhiilen valmistus Metallisulatot ja tiilenvalmistus tarvitsivat puuhiiltä, jonka valmistus aiheutti laajaa metsätuhoa. Kivihiili korvasi puuhiilen. Biomassan käyttö 3

4 4

5 Kestävyydestä Yhteiskunnan energiantarpeiden täyttämiseksi kestävästi: Kaiken energian tulee olla kestävää uusiutuvaa. Kestävyyden tulisi tarkoittaa toimintatapoja, joita voidaan jatkaa ikuisesti. Energia on siirrettävä ja käytettävä mahdollisimman tehokkaasti! 5

6 Vladimir Ivanovich Vernadsky, Biosfera, (1926): Ihminen, yksin ihminen, rikkoo vakiintuneen järjestyksen. Nobelisti Norman E. Borlaug: "Maailman ruoantuotannon tulee kaksinkertaistua seuraavan 50 vuoden aikana, jotta lisäsuut saadaan ruokituksi." 6

7 Lester Brown (1994) : On ironista, että pyrkiessämme tuottamaan itsellemme yhä enemmän vähennämme samalla maapallon kykyä pitää yllä elämää, myös ihmiselämää. Ympäristön sietokyvyn rajat ovat näkyvissä kaikkialla. Professori David Pimentel (USA): Ihminen käyttää nyt noin % biosfäärin biomassatuotosta. Sillä on jo nykyisellään valtava vaikutus ympäristöön, luonnon monimuotoisuuteen ja lajien sukupuuttoon. Mittava bioenergian käytön lisäys johtaa vääjäämättä ympäristöongelmien kasvuun, luonnon monimuotoisuuden häviämiseen ja kiihtyvään lajien katoon. 7

8 Professori Vaclav Smil (Kanada): Ihmiskeskeinen raakaainevarojen arvostaminen on varsin itsekästä. Katsomme olevamme maapallon herroja ja omistavamme sen eliökunnan ja biomassa- ja mineraalivarat. Massiivisten bioenergiaohjelmien kannattajat eivät liene tietoisia ekosysteemien realiteeteista. Luonnon toiminnalle välttämättömiä ekosysteemejä on jo muutettu ja tuhottu siinä mitassa, että laajamittainen bioenergian tuotanto vain pahentaisi luonnon kestokykyä. Tohtori Gerd Eisenbeiß (Saksa): Rajalliset biomassavarat tulisi käyttää lämmön- ja sähköntuotantoon. Energiakasvien viljely on epäeettistä maailmassa, jossa suuri osa väestöstä kärsii aliravitsemuksesta. Viljelysmaan ja vesivarojen tuhoutuminen ja väheneminen ovat kestävän kehityksen avainongelmia. Puun käytön kiihtyvä lisääminen sotii ilmastotavoitteita vastaan. Metsät ovat hiilinieluja. 8

9 Roger Revelle ja Hans Suess (1957) : Ihmiskunta toteuttaa maapallolla valtavaa koetta, jota ei olisi aiemmin voitu tehdä ja jota ei voi enää tulevaisuudessa toistaa. Muutaman vuosisadan aikana me siirrämme maaperästä ilmakehään ja meriin hiiltä, joka on sinne kertynyt satojen miljoonien vuosien aikana. George Perkins Marsh, "Destructiveness of Man" (1864) : Ihminen on jo kauan sitten unohtanut, että hänelle annettiin vain käyttöoikeus maapalloon. Sitä ei annettu hänelle kuluttamiseen ja vielä vähemmän tuhlailevaan haaskaukseen. 9

10 Kenneth Boulding: Vain hullu tai ekonomisti voi uskoa jatkuvaan kasvuun rajallisella maapallolla. Professori George Monbiot (Iso-Britannia): EU:n biopolttoainetavoitteilla yritetään luoda kysyntää Euroopan kasviöljyille, mutta todellisuudessa se lisää malesialaisen palmuöljyn ja brasilialaisen soijan kysyntää ja sademetsien hakkuita soija- ja palmuplantaasien tieltä. 10

11 Jorma Ollila: On mahdoton ajatus, että käytämme viljaa polttoaineiden tuottamiseen. Se on myös eettisesti kyseenalaista tilanteessa, jossa miljardi ihmistä saa puutteellista ravintoa joka päivä. Maailman energiankulutus Biomassan energiakäyttö lisätty BP:n dataan 11

12 Ilmastonmuutos Hiilidioksidikierto (unelma) 12

13 Maakaasu Kivihiili Raakaöljy Öljyhuippu peak oil 2008 X Lähde: ASPO Association for the Study of Peak Oil 13

14 Raakaöljyn kulutus yhden ihmisen elinaikana Raaka-ainevarojen teoreettinen potentiaali korvaamaan raakaöljyä tieliikenteessä Raaka-ainevarat öljyn korvaamiseen, miljardia öljybarrelia Raakaöljy Öljyhiekka Öljyliuske Maakaasu Kivihiili Turve Puut ja sadot Vuonna 2006 raakaöljynkulutus oli noin 31 miljardia barrelia. 14

15 Raaka-ainevarojen teoreettinen potentiaali nostaa ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta Atmospheric CO 2 rise above current level 385 ppm CO 2, ppm CO Petroleum Oil sands Oil shale Natural gas Coal Peat Forest vegetation and crops Vuonna 2006 ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli 385 ppm. Jos kaikki maailman ruoka, viini, viina ja olut autojen polttoaineiksi: Production quantity (1000 tonnes) Ethanol Biodiesel Ethanol Biodiesel L/ton L/ton Billion L Billion L Wheat Rice (Milled Equivalent) Barley Maize Rye Oats Millet Sorghum Cereals, Other Cassava Potatoes Sweet Potatoes Yams Roots, Other Sugar Cane Sugar Beet Vegetable Oils Fruits - Excluding Wine Wine Beer Beverages, Fermented Beverages, Alcoholic Total ethanol, billion L Total biodiesel, billion L Pohjadata: FAO 15

16 Kaikki maailman ruoka, viini, viina ja olut autojen polttoaineiksi: 40,3 % maailman autojen polttoaineenkulutuksesta Kaikki maailmassa käytetty puu autojen polttoaineiksi (selluetanoli): 16,7 % maailman autojen polttoaineenkulutuksesta Kaikki maailmassa tuotettu ruoka, viini, viina, olut ja puu autojen polttoaineiksi: 57 % maailman autojen polttoaineenkulutuksesta Ihmisen toiminta on hävittänyt puolet maailman metsistä 16

17 Biopolttoaineet vaikuttavat haitallisesti kolmeen asiaan Maa Ilma Vesi Maa Maaperän eroosio ja köyhtyminen Maaperän saastuminen Maaperän happamoituminen Fossiilisten polttoaineiden hupeneminen Monimuotoisuuden tuhoutuminen Sademetsien ja metsien tuhoutuminen Maapallon metsäpinta-alasta 52 prosenttia on trooppista metsää. Trooppisten luonnonmetsien häviäminen on yksi maailman suurimpia ympäristöongelmia. Tropiikin metsäkato on tällä hetkellä reilut 12 miljoonaa hehtaaria vuodessa ja se tarkoittaa, että trooppista metsää häviää noin 0,7 prosenttia vuodessa. Trooppisten savannien tuhoutuminen 17

18 Ilma Hiilikierto Maankäytön muutokset Lisäävät hiilen määrää ilmakehässä noin 1 2 GtC/a, fossiilipäästöt 7 GtC/a Metsien hakkuut (varsinkin sademetsien) Soiden kuivaus Maaperän kaskeaminen Metsät pelloiksi Sademetsät, trooppiset savannit, ruoantuotantopellot ja laitumet biopolttoaineille, sademetsät ja trooppiset savannit laitumiksi Maatalouden tehotuotanto ja tuotantoprosessit kuluttavat paljon fossiilisia polttoaineita ja tuottavat siten myös paljon hiilidioksidipäästöjä. Typpikierto Ilma Typpilannoitteiden käyttö voimistaa biosfäärin typpikiertoa Typpioksiduuli alailmakehässä voimakas kasvihuonekaasu Yläilmakehässä typpioksiduuli tuhoaa otsonikerrosta 18

19 Vesi Maanviljelyksen osuus on 70 % maapallon veden käytöstä Pohjavesivarojen hupeneminen Olemassa olevan viljelysmaan muuttuminen viljelykelvottomaksi kuivuuden/veden loppumisen takia Luonnollisten vesireittien (joet ja järvet) katoaminen ja uudelleenjärjestäminen Puhtaiden vesivarojen pilaantuminen Rehevöityminen Nitraattien, torjunta-aineiden ynm kertyminen vesiin Viljan käyttö energiaksi raakaöljyn korvaavuus Raakaöljyn käyttö vähenee, litraa/1000 kg ohraa Ohra korvaa lämmitysöljyä Ohraetanoli korvaa bensiiniä 19

20 1 kg ohraa (ihmisten ruoka) tuottaa 0,25 kg etanolia (autojen ruoka) 0,25 kg rehua (eläinten ruoka) 0,5 kg CO2 700 Puun käyttö energiaksi raakaöljyn korvaavuus Öljynkorvaavuus, litraa/tonni kuivaa puuta Puuetanoli korvaa bensiiniä Fischer- Tropschpuubiodiesel korvaa dieseliä Puupelletti korvaa öljylämmitystä Hake korvaa öljylämmitystä Kotitarvehalot korvaavat öljylämmitystä 20

21 Biokaasu Biokaasu lannasta tai yhdyskuntajätteistä tuotettuna on järkevä vaihtoehto. Mikäli tavoitellaan maksimaalista hyötyä hiilidioksidipäästöjen ja öljyn korvaavuuden kannalta, biokaasu kannattaa käyttää lämmitykseen tai sähköntuotantoon. Raakaöljynkulutuksen vähennys, miljoonaa L Biokaasu lämmitysöljyn korvaajana Biokaasu hiilisähkön korvaajana Biokaasu Biokaasu tieliikenteessä tieliikenteessä dieselin korvaajana dieselin korvaajana* *) prosessisähkö biokaasusta 21

22 CO 2 -päästövähennys, miljoonaa tonnia Biokaasu lämmitysöljyn korvaajana Biokaasu hiilisähkön korvaajana Biokaasu tieliikenteessä dieselin korvaajana Biokaasu tieliikenteessä dieselin korvaajana* *) prosessisähkö biokaasusta 22

23 23

24 24