Ilmastonmuutos ja energia Ajankohtaista esitysmateriaalia ilmastonmuutoksesta ja energiasektorista 1
Ohjeita käyttäjille Esityskokonaisuus on vapaasti käytettävissä ja muokattavissa kunkin käyttäjän tarpeisiin. PowerPointin muistiinpanosivuille on kirjoitettu monien kalvojen kohdalla tarkennuksia sekä tausta- ja lisätietoja. Tästä on maininta kalvon alareunassa. Muistiinpanoihin perehtyminen auttaa kalvojen syvällisemmässä ymmärtämisessä. Halutessanne nopean kokonaiskuvan esityksen sisällöstä, voitte katsella jäsennysnäkymää. 2
Tutkimustietoa ilmastonmuutoksesta 3
Ilmaston lämpeneminen johtuu kasvihuoneilmiön voimistumisesta Kasvihuoneilmiössä auringon säteily pääsee maan ilmakehän läpi ja lämmittää maata, mutta maasta poistuva lämpösäteily ei pääse ilmakehän läpi koska sen aallonpituus on eri kuin auringon säteilyllä. Kasvihuonekaasujen määrä ilmakehässä vaikuttaa siihen, kuinka paljon lämpösäteilyä pääsee poistumaan maapallolta. Toisaalta osa auringon säteilystä heijastuu takaisin ilmakehästä ja pilvistä, ennen kuin ne ehtivät lämmittää maata. Kasvihuoneilmiö Lähde: National Geographic 4 *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja
Maapallon energiatasapaino Maapallolle saapuva auringon säteily 100 % Ilmakehästä heijastuu 6% Pilvistä heijastuu 20 % Maanpinnasta heijastuu 64 % 4 % 6 % Lämpösäteily avaruuteen pilvistä ja ilmakehästä Absorboituminen ilmakehään 16 % Absorboituminen pilviin 3 % Johtuminen ilmaan 7% Absorboituminen maahan ja mereen 51% Suora säteily maasta avaruuteen Säteilyä absorboituu ilmakehään 15% Veden höyrystymiseen sitoutunut latenttilämpö 23 % Lähde: Nasa, Atmospheric Science Data Center *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja 5
Kasvihuoneilmiön voimistuminen johtuu kasvihuonekaasujen lisääntymisestä ilmakehässä Kioton pöytäkirjassa mainitut kuusi kasvihuonekaasua: Hiilidioksidi eli CO 2 Metaani eli CH 4 Ilokaasu eli dityppioksidi eli N 2 O Perfluoratut yhdisteet eli PFC:t Fluoriyhdisteet eli HFC:t Rikkiheksafluoridi eli SF 6 Muita kasvihuonekaasuja: Otsoni eli O 3 Bromiyhdisteet eli halonit, esim. CF3Br Freonit eli kloorifluoratut hiilivedyt eli CFC:t Vesihöyry eli H 2 O Merkittävin syy kasvihuonekaasujen lisääntymiseen on ihmisen toiminta! Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 6
Eri kasvihuonekaasujen vaikutus ilmaston lämpenemiseen Vasemmalta oikealle: 1.Hiilidioksidi 2. Muut sekoittuneet kaasut 3. Otsoni 4. Stratosfäärin vesihöyry 5. Pinnan heijastuskyky 6. Pienhiukkaset, suora 7. Pienhiukkaset pilvessä 8. Lentokoneitten vanat 9. Auringon säteily 10. Ihmiskunnan kokonaispakote Tiedon laatu Säteilypakote(W/m²) 2,0 1,0 0,0-1,0-2,0 Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 7
Hiilidioksidin eli CO 2 :n merkitys ilmaston lämpenemisessä Hiilidioksidi on ihmiskunnan tuottamista kasvihuonekaasuista merkittävin. Valtaosa ilmakehään päässeestä hiilidioksidista on peräisin fossiilisten polttoaineiden käytöstä sähkön ja lämmön tuotannossa sekä liikenteessä. Toinen pienempi, mutta merkittävä hiilidioksidin lähde on maankäytön muutokset, kuten metsien hävittäminen. Nykyinen ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on korkeampi kuin kertaakaan vähintään 650000 vuoteen. Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 8
Kasvihuonekaasujen jakaantuminen toimialoittain EU-27 Kotitaloudet, palvelut ja kauppa 17 % Muut 4 % Maanviljely 10 % Liikenne 21 % Energiasektori 28 % Lähde: EEA Teollisuus 20 % 9
Kasvihuonekaasujen määrä ilmakehässä on lisääntynyt 10000 5000 0 Aika (ennen v. 2005) Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 10 *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja
Kasvihuonekaasun määrä ilmakehässä korreloi maapallon keskilämpötiloja Hiilidioksidipitoisuus ja lämpötila ilmakehässä viimeisten 400 000 vuoden aikana, perustuen jään kairauksiin Vostokissa, Antarktiksella. Ilmakehän hiilidioksidi konsentraatio, ppmv Lämpötilaero verrattuna vuoteen 1950 Aika ennen vuotta 1950 Lähde: Vital Graphics, J.R. Petit, J. Jouzel, et al. Climate atmospheric historyof the past 420 000 years from the 11 Vostok ice core in Antarctica, Nature 399 (3 june), pp 429-436, 1999.
Maapallon keskilämpötila on tutkimusten mukaan noussut 1900- ja 2000-luvuilla Pohjoinen pallonpuolisko Poikkeama lämpötilassa ( C) verrattuna vuosien 1961-1990 keskiarvoon. Mitatut lämpötilat punaisella. Puiden vuosirenkaista, koralleista ja jään kairauksista saadut lämpötilat sinisellä. Musta viiva on 50 vuodelle tasoitettu käyrä. Luotettavuusväli on osoitettu harmaalla. vuosi Lähde: IPCC:n kolmas arviointiraportti 12 *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja
Mittausten mukaan lämpötilat ovat nousussa Maapallon ilmasta mitatun lämpötilan poikkeama verrattuna vuosien 1961-1990 keskiarvoon 2006 poikkeama keskiarvosta oli +0.42 C, joka oli kuudenneksi korkein koskaan mitattu. Maailma (1850-2006) Suomessa ilmasta mitatun lämpötilan poikkeama verrattuna vuosien 1961-1990 keskiarvoon. Lähteet:Climatic Research Unit, School of Environmental Sciences, University of East Anglia Norwich. Tuomenvirta 2004, päivitetty. Kirsti Jylhä, Ilmatieteen Laitos 13
Eri tutkimuksissa on saatu erilaisia tuloksia keskilämpötilan historiasta Lähde: Global Warming Art, Original graphic by Robert A. Rohde, edited by Dilaudid. 14
Merenpinta on kohoamassa mm Merenpinnan keskimääräinen globaali korkeus verrattuna vuosien 1961-1990 keskiarvoon (mm) Punaisella rekonstruoidut arvot vuodesta 1870. Sinisellä vuorovesimittaukset vuodesta 1950. Mustalla satelliittimittaukset vuodesta 1992. vuosi Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 15
Jäätiköiden tilaavuuden muutokset Jäätiköiden kumulatiivinen tilavuuden muutos arktisilla alueilla vuodesta 1960 lähtien. Euraasia Venäjä Koko arktinen alue Pohjois-Amerikka Pohjois-Amerikka Venäjä Euraasia Koko arktinen alue *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja 16
Lämpötila nousee, mutta valinnoillamme on vaikutusta Vertailuvuosina on vuosien 1980 1999 keskiarvo *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 17
Ilmastonmuutoksen vaikutuksia Ilmiö, muutoksen Ihmisten suunta 1900-luvun lopulla vaikutus Vuoteen 2100 Entistä vähemmän (ja entistä leudompina) kylmiä päiviä ja öitä useimmilla maa-alueilla Hyvin todennäköistä Todennäköistä Lähes varmaa Entistä useammin (ja entistä kuumempina) kuumia päiviä ja öitä useimmilla maa-alueilla Hyvin todennäköistä Todennäköistä (yö) Lähes varmaa Helleaallot yleistyvät useimmilla maa-alueilla Todennäköistä Todennäköisyys > 50% Hyvin todennäköistä Kovat rankkasateet (tai niiden osuus kokonaissademäärästä) lisääntyvät useimmilla alueilla Todennäköistä Todennäköisyys > 50% Hyvin todennäköistä Kuivuuden vaivaama alue laajenee Todennäköistä (monilla alueilla 1970-luvulta alkaen) Todennäköisyys > 50% Todennäköistä Entistä enemmän voimakkaita trooppisia hirmumyrskyjä Todennäköistä (monilla alueilla 1970-luvulta alkaen) Todennäköisyys > 50% Todennäköistä Meren pinta nousee hyvin korkealle entistä useammin (muista syistä kuin maanjäristyksistä johtuen) Todennäköistä Todennäköisyys > 50% Todennäköistä *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 18
Ilmastonmuutoksen vaikutuksia maa- ja metsätalouteen sekä ekosysteemeihin Lähes varmaa (>99%) on, että Kylmillä alueilla sadot kasvavat ja lämpimillä pienenevät. Hyönteistuhot lisääntyvät Hyvin todennäköistä (90-99%) on, että Metsäpalojen riski kasvaa. Rankkasateet aiheuttavat vahinkoja viljelyskasveille. Todennäköistä (66-90%) on, että Entistä voimakkaammat trooppiset myrskyt vahingoittavat metsiä, viljelyksiä ja koralliriuttoja. Merenpinnan nousun johdosta makeita vesiä suolaantuu. Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 19
Ilmastonmuutoksen vaikutuksia vesivaroihin Lähes varmaa (>99%) on, että Vaikutuksia lumen sulamisesta muodostuviin vesivaroihin ja joihinkin vesihuoltojärjestelmiin. Hyvin todennäköistä (90-99%) on, että Helleaallot heikentävät veden laatua, esim. leväkukinnot, ja lisäävät kulutusta. Rankkasateet heikentävät pinta- ja pohjavesien laatua, mutta veden saatavuus voi helpottua. Todennäköistä (66-90%) on, että Kuivuuden vaivaamat alueet laajenevat. Myrskyjen aiheuttamat sähkökatkokset aiheuttavat veden jakeluhäiriöitä. Suolaantuminen vaikeuttaa vesihuoltoa. Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 20
Ilmastonmuutoksen vaikutuksia ihmisten terveyteen Lähes varmaa (>99%) on, että Kylmäaltistukset vähenevät ihmisillä. Hyvin todennäköistä (90-99%) on, että Korkeat lämpötilat aiheuttavat kuolleisuutta etenkin riskiryhmissä. Rankkasateet lisäävät kuolemanvaaraa, loukkaantumisia, tartuntatauteja, hengitystiesairauksia ja ihotauteja. Todennäköistä (66-90%) on, että Kuivuus lisää aliravitsemusta ja ravinnon kautta tarttuvia tauteja. Myrskyt aiheuttavat kuolemaa, loukkaantumisia ja lisäävät tartuntatautien määrää. Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 21
Ilmastonmuutoksen vaikutuksia teollisuuteen, asutukseen ja yhteiskuntaan 1/2 Lähes varmaa (>90%) on, että Lämmityksen tarvittavan energian määrä vähenee. Jäähdytykseen tarvittavan energian määrä kasvaa. Kaupunkien ilmanlaatu heikkenee. Lumen ja jään aiheuttamat liikennehäiriöt vähenevät. Vaikutuksia talvimatkailuun. Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 22
Ilmastonmuutoksen vaikutuksia teollisuuteen, asutukseen ja yhteiskuntaan 2/2 Hyvin todennäköistä (90-99%) on, että Helteet heikentävät asumisen ja elämän laatua köyhissä ja puutteellisissa oloissa elävillä. Tulvat aiheuttavat vahinkoa infrastruktuurille. Todennäköistä (66-90%) on, että Kuivuus aiheuttaa haittaa teollisuudelle. Trooppiset myrskyt aiheuttavat entistä enemmän vahinkoja. Merenpinnan nousu aiheuttaa muutospainetta infrastruktuuriin ja väestöön rannikolla. Lähde: IPCC:n neljäs arviointiraportti 23
Ilmastonmuutoksen vaikutuksia Suomessa Pohjoismaat ja arktinen alue lämpenevät etenkin talvella Talvikausi lyhenee ja lumipeitepäivät harvenevat Kasvukausi pitenee Suomessa sademäärät kasvavat etenkin talvisin, mutta eivät välttämättä kesäisin Rankkasateet voimistuvat kaikkina vuodenaikoina Lämpötilan noustessa havumetsävyöhyke siirtyy pohjoisemmaksi. Lähde: www.ilmastonmuutos.info, www.ilmasto.org 24
Energian tuotanto ja kulutus 25
Energian kokonaiskulutus on kasvanut merkittävästi Suomessa 40 000 35 000 Energiankulutus Suomessa 1976-2006 30 000 25 000 ktoe 20 000 15 000 10 000 5 000 0 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja 1998 2000 2002 2004 2006 Lähde: Tilastokeskus 26
Sähkön kokonaiskulutus on kasvanut energiankulutusta nopeammin Sähkön kulutus Suomessa vuosina 1930-2007 TWh 120 Tilasto Ennuste 100 80 60 40 20 1930 40 50 60 70 80 90 2000 2010 2020 2030 Lähde: Energiateollisuus ry, Energiavuosi 2007 0 27 *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja
Energian loppukäyttö Suomessa 2006 Muut 13 % Rakennusten lämmitys 20 % Teollisuus 51 % Liikenne 16 % Lähde: Tilastokeskus 28
Sähkön kulutus sektoreittain Suomessa 2006 Sähkön kulutus sektoreittain 2006 Siirto- ja jakeluhäviöt Palvelut ja 4 % julkinen kulutus 19 % Muu 53 % Koti- ja maataloudet 24 % Metalliteollisuu Metalliteollisuus s 9 % Muut 6 % Metsäteollisuus 31 % Kemian teollisuus 7 % Lähde: Tilastokeskus 29
Sähkön kokonaiskulutus 2007 90,3 TWh Teollisuus 53 % Häviöt 4 % Sähkölämmitys 10 % Palvelut 18 % Asuminen, maatalous 15 % Lähde: Energiateollisuus ry, Energiavuosi 2007 30
Sähkön hankinta Suomessa energialähteittäin 2007 (90,3 TWh) Kivihiili 14,8 % Nettotuonti 13,9 % Öljy 0,4 % Vesivoima 15,5 % Tuuli 0,2 % Turve 7,3 % Biomassa 10,9 % Maakaasu 11,4 % Lähde: Energiateollisuus ry, Energiavuosi 2007 Ydinvoima 24,9 % Jäte 0,7 % 31
Sähkön nettohankinta Suomessa 2006 tuotantotavan mukaan (93,0 TWh yhteensä) Vesivoima 15,5 % Tuulivoima 0,2 % Ydinvoima 24,9 % nettotuonti 13,9 % Lauhdutus ym. 16,1 % Yhteistuotanto, teollisuus 13,3 % Yhteistuotanto, kaukolämpö 16,1 % 32
Lämmityksen markkinaosuudet Lämmityksen markkinaosuudet v. 2006 kaukolämpö 48,3 % Suomessa 2006 Lähde: Tilastokeskus muut 8,8 % sähkö 17,5 % puu 11,4 % kevyt polttoöljy 14,0 % 33
Kaukolämmön ja siihen liittyvän sähkön tuotantoon käytetyt polttoaineet Suomessa 2007 turve 20,8 % puu 11,0 % öljy 4,6 % muu 3,8 % maakaasu 33,9 % kivihiili 25,9 % polttoaine-energia yhteensä 54,8 TWh 34
Kaukolämmön ja siihen liittyvän sähkön tuotantoon käytetyt polttoaineet 1976-2007 100 % muu turve puu 80 % 60 % maakaasu 40 % kivihiili 20 % öljy 0 % 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 35
Turpeella ja puulla on merkittävä osuus kaukolämmön tuotannossa maakuntatasolla (polttoaineet v. 2007) Ahvenanmaa Lappi Kainuu Pohjois-Pohjanmaa Pohjanmaa Etelä-Pohjanmaa Keski-Pohjanmaa Keski-Suomi Pohjois-Karjala Pohjois-Savo Etelä-Savo Etelä-Karjala Kymenlaakso Päijät-Häme Pirkanmaa Kanta-Häme Satakunta Varsinais-Suomi Itä-Uusimaa Uusimaa 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % maakaasu kivihiili turve puu öljy muut 36
Pohjoismaissa on monipuolinen sähköntuotantorakenne 3 % 27 % 10 TWh 73 % 1 % 1 % 14 % 24 % 22 % 51 % 122 TWh 98 % 1 % 9 % 58 % 28 % Pohjoismaat 2006 14 % 46 % 44 % 79 TWh 394 TWh 43 TWh 86 % 140 TWh Vesivoima Lähde: Nordel Annual Report 2006 Tuulivoima ja geoterminen Ydinvoima *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja Lämpövoima 37
10 TWh Sähkön kulutus pohjoismaissa 1% 10 % 20 % 8 % 4 % 5 % 10 % 71 % 30 % 2006 16 % 4 % 1 % 56 % 23 % 3 % 19 % 7 % 44 % 27 % 119 TWh 41 % 4 % 8 % 90 TWh 405 TWh 36 TWh 6 % 8 % 27 % 31 % 28 % 28 % 19 % 41 % 146 TWh Asuminen Teollisuus (sis. energiasektorin) Palvelut Maataloustuotanto ym. Verkostohäviöt Lähde: Nordel Annual Report 2006 38
Sähkön tuotanto Euroopassa 2006 Saksa Ranska UK Italia Espanja Turkki Puola Ruotsi Norja Hollanti Belgia Tsekki Suomi Itävalta Romania Kreikka Sveitsi Porttugali Bulgaria Tanska Unkari Slovakia Irlanti Slovenia Liettua Kroatia Islanti Viro Latvia Kypros Luxembo Malta 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 GWh Lähde: Eurostat 39
Sähköntuotannon energialähteet EU-27 2005 Uusiutuvat polttoaineet 3,6 % Geoterminen ja aurinkoenergia 0,3 % Sähkön nettotuonti 0,1 % Vesi- ja tuulivoima 4,5 % Muut 0,1 % Hiili, turve 32,1 % Ydinvoima 36,0 % Öljy 4,1 % Lähde: Eurostat Maakaasu 18,7 % 40
Energian kulutus Euroopassa 2006 Saksa Ranska UK Italia Espanja Turkki Puola Hollanti Belgia Ruotsi Itävalta Suomi Tsekki Romania Sveitsi Kreikka Porttuga Norja Unkari Tanska Irlanti Slovakia Bulgaria Kroatia Slovenia Liettua Luxemb Latvia Viro Islanti Kypros Malta 0 50000 100000 150000 200000 250000 ktoe Lähde: Eurostat 41
Energian kulutus energialähteittäin EU-27 2005 Uusiutuvat polttoaineet 4,5 % Geoterminen ja aurinkoenergia 0,3 % Sähkön nettotuonti 0,1 % Vesi- ja tuulivoima 1,8 % Ydinvoima 14,2 % Muut 0,1 % Hiili, turve 17,7 % Maakaasu 24,6 % Öljy 36,7 % Lähde: Eurostat 42
Primäärienergian ja sähkön kulutus asukasta kohden EU- maissa 2005 43
Sähkön käytön jakaantuminen EU-27 2005 Teollisuus 41 % Kotitaloudet ja palvelut 56 % Liikenne 3 % Lähde: Eurostat 44
Energian tuotanto kasvaa lähes kaikkialla maailmassa (11 435 Mtoe 2005) OECD Kiina Lähi-itä Muu Aasia Ent. Neuvostoliitto Lat. Amerikka Ei OECD Eurooppa Afrikka Lähde: IEA World Energy Outlook 2007 45
Energian tuotannon maantieteellinen jakautuminen 2005 Eurooppa Eurooppa, ei OECD Latinalainen Amerikka Lähi-itä Kiina Afrikka Entinen Neuvostoliitto Aasia (ilman Kiinaa) Meribunkkerit Lähde: IEA World Energy Outlook 2007 46
Kaikkien energialähteiden käyttö on lisääntynyt Hiili Öljy Kaasu Ydinvoima Vesi Muut uusiutuvat ja jäte Muut Lähde: IEA World Energy Outlook 2006 2007 47
Energialähteiden jakaantuminen maailmassa (5546 Mtoe 2005) Hiili Öljy Kaasu Ydinvoima Vesi Muut uusiutuvat ja jäte Muut 48 Lähde: IEA World Energy Outlook 2007
Sähkön tuotannon kasvu on ollut nopeampaa kuin energian käytön kasvu Lämpövoima Ydinvoima Vesi Muut Lähde: IEA World Energy Outlook 2006 49
Sähkön tuotanto maailmassa energialähteittäin (18 235 TWh 2005) Vesi Muut 16,0 % 2,2 % Hiili 40,3 % Ydinvoima 15,2 % Kaasu 19,7 % Öljy 6,6 % Lähde: IEA World Energy Outlook 2007 2006 50
Sähkön tuotannon alueellinen jakaantuminen 1971-2005 OECD Lähi-itä Ent. Neuvostoliitto Ei OECD Eurooppa Kiina Muu Aasia Lat. Amerikka Afrikka Lähde: IEA World Energy Outlook 2007 2006 51
Sähkön tuotannon alueellinen jakaantuminen maailmassa 2004 (17 450 TWh) Ei OECD Eurooppa Entinen Neuvostoliitto 7,7 % Kiina Muu Aasia 13,9 % 8,8 % Lat. Amerikka Afrikka Lähi-itä 3,5 % OECD 56,9 % Lähde: IEA World Energy Outlook 2007 2006 52
Käytetyimpien polttoaineiden jäljellä olevat varat nykykäytöllä Lähde: VTT, Energia suomessa 2004 53 *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja
Uusiutuva energia 54
Uusiutuvia energianlähteitä Vesi Biopolttoaineet Tuuli Aurinko Uusiutuva energia on lähtöisin aina alun alkaen auringosta kuten fossiilistenkin polttoaineiden energia. 55
Uusiutuvien osuus energian tuotannosta oli jo liki neljännes Suomessa 2007 Maakaasu 10,5 % Ydinvoima 16,9 % Nettotuonti 3,1 % Puuperäiset Turve polttoaineet 7,3 % 20,7 % Uusiutuvat 24,2 % Hiili 13,2 % Öljy 24,8 % Lähde: Tilastokeskus Vesi- ja tuulivoima 3,5 % 56
Uusiutuvan energian osuus sähköntuotannosta Suomessa 2006 Hiili 14,8 % Öljy 0,4 % Netto tuonti 13,9 % Tuulivoima 0,2 % Maakaasu 11,4 % Renewable energy 26,6 % Biopolttoaineet 10,9 % Ydinvoima 24,9 % Jäte 0,7 % Turve 7,3 % Vesivoima 15,5 % Lähde: Energiateollisuus ry, Energiavuosi 2007 57
Uusiutuvien osuus on hitaassa 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 kasvussa EU-25 alueella Solar Aurinkoenergia Wind Tuulivoima Geoterminen Geothe rmal energia Hydro Vesivoima Source: Lähde: EEA, EEA, Eurostat. Eurostat 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 58 Osuusenergian Shares in primary kokonaiskulutuksesta energy consumption (%) (%)
Uusiutuvan energian osuus EU- maissa 2005 Suomi kärjessä 59
Uusiutuvan energian tuotanto EU-25 2004 60
Turve on hitaasti uusiutuvaa biomassapolttoainetta Suomessa turpeen kasvu on runsaampaa kuin käyttö Suomessa turve on määritelty hitaasti uusiutuvaksi biomassapolttoaineeksi, sillä sen uusiutumisaika on 2000-3000 vuotta. Turveteollisuus hyödyntää alle yhden prosentin Suomen turvemaista. Nostetusta turpeesta 90 % menee energiakäyttöön. Suomessa on turvemaita yhteensä noin yhdeksän miljoonaa hehtaaria. 61
Kasvihuonekaasupäästöt 62
Kasvihuonekaasupäästöt EU-27 maissa 2005 Saksa Iso-Britania Italia Ranska Espanja Puola Alankomaat Romania Tsekki Belgia Kreikka Itävalta Porttugali Unkari Irlanti Bulgaria Suomi Ruotsi Tanska Slovakia Liettua Viro Slovenia Luksembur Latvia Kypros Malta 0 200 400 600 800 1000 1200 Mt ekv. CO2 Lähde: EEA 63
Sähköntuotannon ominaishiilidioksidipäästöt eräissä Euroopan maissa 2003 Puola Unkari Romania Iso-Britannia Tsekki Tanska Saksa Alankomaat Portugali Espanja Belgia Suomi Latvia Liettua Ruotsi Norja Suomen vuosittainen vaihtelu 0 200 400 600 800 1000 1200 g (CO2)/kWh Lähde: Suomen osalta Energiateollisuus. Muun Euroopan osalta: Tilastokeskus, Eurprog. 64
Kasvihuonekaasupäästöjen kehitys EU:ssa 1990-2005 6000 Mt ekv. CO2 5000 4000 3000 2000 1000 0 EU-27 sisältäen maankäytön ja metsityksen Eu-27 ilman maankäyttöä ja metsitystä EU-15 sisältäen maankäytön ja metsityksen EU-15 ilman maankäyttöä ja metsitystä Sisältää Kioton pöytäkirjassa mainitut kuusi kasvihuonekaasua. 1990 1993 1996 1999 2002 2005 Lähde: EEA vuosi 65
Kasvihuonekaasupäästöjen kehitys Suomessa 1990-2006 Sisältää Kioton pöytäkirjassa mainitut kuusi kasvihuonekaasua Lähde: Suomen päästöoikeuksien jakosuunnitelma vuosille 2008-2012, Tilastokeskus, energiamarkkinavirasto, KTM:n arviot. 66
Kasvihuonekaasujen jakaantuminen toimialoittain EU-27 Kotitaloudet, palvelut ja kauppa 17 % Muut 4 % Maanviljely 10 % Liikenne 21 % Energiasektori 28 % Lähde: EEA Teollisuus 20 % 67
Suomen kasvihuonekaasupäästöt lähteittäin 2005 Lähde: Tilastokeskus 68
Suomen arvioidut kasvihuonekaasupäästöt vuonna 2010 ja 2025 14 % 84,6 MtCO2- ekv./vuosi 14 % 84,3 MtCO2- ekv./vuosi 6 % 34 % 6 % 34 % 4 % 2 % 16 % 2010 26 % 16 % 2025 Sähkö ja kaukolämpö Teollisuusprosessit ja teollisuuden energia Liikenne Lämmitys Muut toimialat Muut kuin CO2-päästöt 28 % Lähde: Suomen päästöoikeuksien jakosuunnitelma vuosille 2008-2012 69
Maailman hiilidioksidipäästöjen kehitys energialähteittäin 1971-2005 Hiili Öljy Kaasu Muut Lähde: IEA World Energy Outlook 20072006 70
Maailman hiilidioksidipäästöt energialähteittäin (27 136 Mt 2005) Kaasu Muut Hiili 0,3 % 19,7 % 40,5 % Öljy 39,5 % Lähde: IEA World Energy Outlook 2007 2006 71
Maailman hiilidioksidipäästöjen kehitys alueittain (27 136 Mt 2005) OECD Afrikka Lat. Amerikka Aasia* Kiina Ent. Neuvostoliitto Ei OECD Eurooppa Lähi-itä Lähde: Lähde: IEA IEA World World Energy Energy Outlook Outlook 2007 2006 Kansainvälinen liikenne 72
Maailman hiilidioksidipäästöt alueittain (27 136 Mt 2005) Muu Aasia Lat. Amerikka 3,5 % 9,5 % Kiina 18,8 % Ent. Neuvostoliitto 8,5 % Ei OECD Eurooppa 1.0 % Lähi-itä 4,6 % Kansainväliset bunkkerit 3,4 % Kansainvälinen liikenne Afrikka 3,1 % OECD 47,6 % Lähde: Lähde: IEA IEA World World Energy Energy Outlook Outlook 2006 2007 73
Yhteistuotannon vaikutus CO 2 päästöihin milj. t CO 2 25 20 15 säästö yhteistuotannosta 10 5 CO 2 - päästöt kaukolämmön ja siihen liittyvän sähkön tuotannossa 0 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 74
Päästöttömillä sähköntuotantomuodoilla vältetyt CO2-päästöt Suomessa 70 MtCO 2 60 50 40 30 20 Tuulivoima Bioenergia Vesivoima Ydinvoima 10 Toteutuneet päästöt 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Lähde: Energiateollisuus ry 75
YK:n ilmastosopimuksen tavoite on vakauttaa ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuudet turvalliselle tasolle 30 25 CO 2 -päästöt (GtC) Kehittyneet maat Päästöjen perusura Kehitysmaat 20 15 10 5 0 Päästöjen vakautustaso 450 ppm Päästöjen vakautustaso 550 ppm 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Lähde : UK DEFRA 76
Ilmastosopimukset ja politiikka 77
YK:n Ilmastosopimus Rio de Janeirossa vuonna 1992 pidetyssä YK:n Ympäristö- ja kehityskonferenssissa hyväksyttiin YK:n Ilmastonmuutoksen yleissopimus eli ns. Ilmastosopimus. Yleissopimuksessa sen allekirjoittaneet maat tunnustavat virallisesti ilmastonmuutoksen olevan vakava ongelma. Sopimuksen tavoitteeksi on asetettu ilmakehän kasvihuonekaasujen vakiinnuttaminen vaarattomalle tasolle. YK:n ilmastomuutoksen puitesopimuksen on ratifioinut 192 valtiota. *Tähän diaan on liitettynä muistiinpanoja Lähde: UNFCCC 78
Kioton pöytäkirja 1/2 Jatkoa Rion ilmastosopimukselle (1992), joka laajalti hyväksytty ja ratifioitu. Merkittävä kansainvälispoliittinen sopimus. 175 maata ratifioinut Aloite päästöjen vähentämiseksi kestävälle tasolle. Ilmastovelvoitteet koskevat kuutta kasvihuonekaasua yhteensä. CO 2, N 2 O, CH 4, SF 6, HFC, PFC hiilidioksidi selvästi merkittävin Tavoitteena vähentää teollisuusmaiden päästöjä n. 5 % vuodesta 1990 vuosina 2008-2012; EU:n tavoite on -8 %, joka jaettu jäsenvaltioille taakanjakosopimuksen mukaisesti. Lähde: UNFCCC 79
Kioton pöytäkirja 2/2 Päästörajoitukset 38 valtiolle, mm. EU-15-8 % (taakanjakosopimus) USA - 7 % (ei ole ratifioinut) Japani ja Kanada - 6 % Australia + 8 % (ei ole ratifioinut) Venäjä, Ukraina, Uusi-Seelanti 0 % Itä-Euroopan siirtymätalouksien maat (ei kaikki) - 8 %; ml. 8 uutta EU:n jäsenmaata Itä-Euroopan rajoitukset eivät edellytä mitään toimia. Päästöt joka tapauksessa paljon alle sovitun tason. Rajoitusten ulkopuolella mm. Lähi-idän öljymaat, Kiina, Intia, Etelä-Amerikka, Aasian kehittyvät teollisuusmaat, Etelä-Afrikka, tarkoitus oli, että näille rajoituksia myöhemmin Lähde: UNFCCC 80
EU-15:n taakanjakosopimus EU jakoi tavoitteensa jäsenmaiden kesken. Suomen tavoite palauttaa päästöt vuoden 1990 tasolle. Prosentit eivät kerro sitä, kuinka haastava tavoite on. Suomen tavoite arvioitu useassa analyysissä yhdeksi kalleimmista tavoittaa Suomen päästöt 1990 noin 71 MtCO2-ekv. 2008-2012 keskimäärin noin 83 MtCO2-ekv. Luxemburg -28 % Saksa -21 % Tanska -21 % Itävalta -13 % Iso-Britannia -12,5 % Belgia -7,5 % Italia -6,5 % Hollanti -6 % Suomi 0 % Ranska 0 % Ruotsi + 4 % Irlanti + 13 % Espanja + 15 % Kreikka + 25 % Portugali + 27 % 81
EU:n päästökauppajärjestelmä 1/2 EU:n päästökauppajärjestelmä käynnistyi vuonna 2005 Tarkoituksena on vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja täyttää Kioton pöytäkirjan velvoitteet sekä jäsenmaiden että koko EU:n osalta Päästökauppajärjestelmän piiriin kuuluvat yritykset velvoitetaan hakemaan lupaa päästää kasvihuonekaasuja määrittämään ja todentamaan vuotuinen CO2- päästömäärä laitoksittain palauttamaan vuosittain edellisen vuoden päästöjä vastaava määrä päästökiintiötä eli päästöoikeuksia 82
EU:n päästökauppajärjestelmä 2/2 Jäsenmaat kiintiöivät yritysten päästöt päästöoikeuksia myönnetään vähemmän kuin yritykset tarvitsevat, jolloin syntyy pakote vähentää päästöjä EU:n komissio valvoo ja päättää päästöoikeuksien jaosta Vuosina 2008-2012 on toinen päästökauppakausi päästöoikeuksia annetaan EU:ssa noin 10 % (200 miljoonaa tonnia CO2/vuosi) vähemmän kuin vuosille 2005-2007 yritykset joko vähentävät päästöjään tai ostavat muilta yrityksiltä päästöoikeuksia kokonaisuudessaan päästöt vähenevät tällä määrällä Suomen päästökauppayritykset saavat noin 18 % (8 miljoonaa tonnia CO2 / vuosi) vähemmän päästöoikeuksia kuin vuosille 2005-2007 leikkaus kohdentuu pääosin sähkön ja kaukolämmön tuotantoon 83
Päästökaupan piiriin kuuluvat Energiatoiminnot lämpöteholtaan yli 20 MW laitokset, öljynjalostamot ja koksiuunit Suomessa myös alle 20 MW laitokset kaukolämpöverkossa, jos samassa verkossa yksikin yli 20 MW laitos ei koske ongelma- eikä yhdyskuntajätteenpolttoa Terästeollisuus metallimalmin pasutus-ja sintrausyksiköt raudan ja teräksen tuotanto ja valu, kapasiteetti yli 2,5 t/h Rakennustuoteteollisuus sementin ja kalkin valmistus, lasin ja lasikuidun valmistus, keraamisten tuotteiden valmistus polttamalla (erilaiset tiilet, kivituotteet ja posliini) Paperi- ja metsäteollisuus sellun, paperin ja kartongin valmistus puusta tai muusta kuidusta, jos tuotantokapasiteetti yli 20 t/h massanvalmistus puusta tai muista kuiduista 84
Päästökaupan kattavuus Päästökaupan piiriin kuuluu noin 60 % EU:n kasvihuonekaasupäästöistä. Päästökauppa koskee Suomessa noin 500 energiantuotanto- ja teollisuuslaitosta. EU:n alueella noin 12 000 laitosta. Päästökauppa saatetaan laajentaa koskemaan esimerkiksi lentoliikennettä sekä alumiini- ja kemianteollisuutta. Myös muita kasvihuonekaasuja saatetaan ottaa mukaan järjestelmään. Unionin kaikki 27 jäsenmaata ovat mukana päästökaupassa. 85
Päästökaupan kokonaiskiintiön niukkuus nostaa hintaa ja leikkaa päästöjä Noin 12 000 laitosta käy kauppaa keskenään Suomen osuus kiintiöstä noin 2 %. EU:n päästökauppadirektiivin piiriin kuuluvien toimijoiden päästökiintiöt muodostavat kokonaisuuden. Mikäli järjestelmä toimii halutusti, kiintiö on yhtä suuri kuin toimijoiden kokonaispäästö. Mikäli joku vähentää päästöjään, joku toinen voi vastaavasti lisää päästöjään. 86
Päästökaupan tavoite on vaikuttaa tarjontaan ja kysyntään hiilidioksidin hinnan kautta Päästöttömien ja vähäpäästöisten kilpailukyky paranee edistää investointeja ja nostaa käyttöasteita päästöllisen tuotannon päästöoikeuksien on tarkoitus olla yksi investointien rahoituslähde Vaikutus kysyntään aiheutuu tuotteiden hinnanmuutoksista. Kilpailu markkinoilla pyrkii pitämään vaikutukset mahdollisimman vähäisinä - eli mahdollisimman edullisina. Päämääränä kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen. 87
Päästökaupan vaikutus polttoaineiden hintaan ja kilpailukykyyn Nykyinen veroton hinta /MWh CO2-päästö Lisäkust. 5 Lisäkust. 20 Polttoaine t/mwh /MWh /MWh kivihiili 0,334 6-8 1,67 6,68 16,7 turve 0,378 7-8 1,89 7,56 18,9 puu 0 10-15 0 0 0 maakaasu 0,201 17-21 1,005 4,02 10,05 raskas pö 0,276 20-25 1,38 5,52 13,8 Lisäkust. 50 /MWh Lähde: Tilastokeskus 88
Päästökauppa ja ilmastopolitiikka Jäsenmaan päästövelvoite vuosille 2008-2012 ilman Kioton mekanismeja ja EU:n päästökauppaa Lisäpäästökiintiö Kioton mekanismeilla (JI, CDM, kv. päästökauppa) EU:n päästökaupan piirissä olevat laitokset Yritysten vastuulla Kiintiöinti Muiden toimintojen CO2-päästöt ja muiden kasvihuonekaasujen päästöt Politiikkatoimet Lisäoikeudet EU:n päästökaupalla Lisäoikeudet Kioton hankemekanismeilla JI, CDM 89
Joustomekanismit 1/2 CDM, puhtaan kehityksen mekanismi, hankemekanismi CDM, Clean Development Mechanism, project mechanism Kioton joustomekanismi. Toteutetaan kehitysmaassa. Mekanismiksi hyväksytyllä hankkeella vähennetään kasvihuonekaasupäästöjä tai lisätään nieluja. Hankkeesta syntyneistä päästövähennyksistä saadaan CER-päästöyksiköitä. (SY607) Lisäisyys additionality Hankemekanismien hankkeiden on täytettävä ns lisäisyysehto. Hankkeiden on tuotettava sellaisia päästövähennyksiä tai hiilinielujen lisäyksiä, joita ei olisi tapahtunut ilman hankkeita. Hankkeiden pitää myös olla sellaisia, että ne eivät toteutuisi ilman hankemekanismien mukanaan tuomia mahdollisuuksia. (SY607) 90
Joustomekanismit 2/2 JI, yhteistoteutus, hankemekanismi JI, Joint Implementation, project mechanism Kioton joustomekanismi. Toteutetaan toisessa teollisuusmaassa, yleensä niin sanotuissa siirtymätalousmaissa. Mekanismiksi hyväksytyllä hankkeella vähennetään kasvihuonekaasupäästöjä tai lisätään nieluja. Hankkeesta syntyneistä päästövähennyksistä saadaan ERU-päästöyksiköitä. (SY607) 91
Päästöyksiköt päästövähennysyksikkö, ERU emission reduction unit, ERU Kioton pöytäkirjan päästöyksikkö. Syntyy toteuttamalla kasvihuonekaasujen päästöjä vähentäviä JI-hankkeita teollisuusmaissa. Vaihtokelpoinen muiden päästöyksiköiden kanssa. Voi siirtää rajoitetusti seuraavalle sitoumuskaudelle. Yksi ERU vastaa yhtä hiilidioksidiekvivalenttitonnia. (PK) sertifioitu päästövähennys, CER Certified Emission Reduction, CER Kuten ERU, mutta syntyy toteuttamalla kehitysmaissa kasvihuonekaasujen päästöjä vähentäviä CDM-hankkeita. 92
Ilmastopoliittinen aikajana Suomen energiateollisuuden näkökulmasta EU:n tavoite 20-30% päästöjen vähennys vuoteen 2020 mennessä 93
Tulevaisuuden näkymät 94
Maailman energiankäytön kasvunäkymät maailmassa 18 000 16 000 14 000 12 000 Muut uusiutuvat Ydin Biomassa Kaasu Mtoe 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 Hiilil Öljy 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Lähde: IEA World Energy Outlook 2006, perusskenaario 95
Energiankäytön CO 2 päästöjen kasvu maailmassa 50 40 Miljardia tonnia 30 20 10 0 1990 2004 2010 2015 2030 Hiili Öljy Kaasu Lähde: IEA World Energy Outlook 2006, perusskenaario 96
Suomen sähköntuotanto vuoteen 2025 120 Sähkön tuotanto energialähteittäin, TWh 100 80 60 40 nettotuonti muut polttoaineet turve maakaasu öljy kivihiili ydinvoima tuulivoima vesivoima 20 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 Lähde: KTM 97
Päästönnusteiden toteutuma Toteutuneet päästöt CDIAC Toteutuneet päästö EIA toteutuma Co2-päästöt Gt/a Lähde: Raupach et al.: Global and regional drivers of accelerating CO 2 emissions, PNAS Early Edition, The National Academy of Sciences of the USA 2007 98
EU:n ilmasto- ja energiapoliittiset tavoitteet vuodelle 2020 Kasvihuonekaasupäästöt - 20% vähennys vuoden 1990 tasoon verrattuna, sitova tavoite 30 %, jos muut teollisuusmaat mukaan Uusiutuva energia 20 % osuus osuus energian kokonaiskulutuksesta, sitova tavoite Liikenteen biopolttoaineet 10 % osuus liikenteen polttoainekäytöstä, sitova tavoite Energiatehokkuuden 20 % tehostaminen 99
Suomen ilmastopolitiikan toimet vuosille 2008-2012 Päästöt ylittäisivät velvoitteen noin 12 miljoonalla tonnilla vuodessa (15%) Vähennysvelvoitteen jako: sähkön ja kaukolämmön tuotanto 10 Mt/vuosi teollisuus alle 0,5 Mt/vuosi muut sektorit 1 Mt/vuosi liikenne, jätehuolto, maatalous, lämmitys valtion suorat toimet 2,4 Mt/vuosi Lähde: Suomen päästöoikeuksien jakosuunnitelma. 100
Keskeiset tekniikat, joilla uusiutuvien osuutta tullaan lisäämään 1/2 Vesi Jokien hyödyntäminen Tekoaltaat Vuorovesi Aaltoenergia Bioenergia Puun ja peltokasvien polttotekniikat Biokaasun poltto Biomassan jalostus polttonesteiksi 101
Keskeiset tekniikat, joilla uusiutuvien osuutta tullaan lisäämään 2/2 Tuulivoima Aurinko Tuulimyllyt Nykytekniikka mahdollistaa sijoittamisen merelle, rannikolle tai korkeille paikoille maalle Aurinkosähkö Aurinkokenno Aurinkolämpö Aurinkokeräin Maahan sitoutuva energia, lämpöpumput Sähkö ja lämpö Aurinkotorni 102
Hiilidioksidin talteenotto - CCS, Carbon Capture and Storage Periaatteessa voimalaitosten hiilidioksidipäästöt olisi mahdollista ottaa talteen polttoaineesta riippumatta. Talteenottoon ja varastointiin liittyy kuitenkin vielä huomattavia teknisiä ja taloudellisia sekä osin myös ympäristöllisiä haasteita. Nykytekniikoilla voimalaitosten hyötysuhde pienenisi noin 7-14 prosenttiyksikköä verrattuna tilanteeseen ilman hiilidioksidin talteenottoa. Hiilidioksidin talteenotto on jo kaupallisessa käytössä öljyntuotannossa sekä pienessä mittakaavassa joissakin teollisissa prosesseissa. Ensimmäiset voimalaitosten yhteyteen demonstraatio käyttöön tulevat hiilidioksidin talteenottoyksiköt ovat rakenteilla Euroopassa ja USA:ssa. 103
Hiilidioksidin talteenotto Kaasua kotitalouksille Kaasu Biomassa Hiili Sementti/teräs/jalosteet jne. Maakaasu + CO 2 talteenotto Öljy Sähkön tuotanto Petrokemian laitos Mineraali karbonointi CO 2 talteenotto H 2 :n käyttö CO 2 :n geologinen varastointi Teollinen käyttö CO 2 :n geologinen varastointi CO 2 :n varastointi merenpohjaan (laivoilla tai putkea pitkin) IPCC:n erikoisraportti hiilen talteenotosta ja varastoinnista 104