Ihmiskunta, energian käyttö ja ilmaston muutos Hannu Ilvesniemi Metla / Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Maailman väkiluku, miljardia Maailman väkiluvun muutos viimeisen jääkauden jälkeisenä aikana, 10 000 EAA - 2000. 10 000 BC 8 000 6 000 4 000 2 000 AD1 1000 2000
Maailman kaikista ihmisistä yli 1/3 on parikymppisiä Miljardi ihmistä: 1802 2 miljardia ihmistä: 125 vuotta myöhemmin, 1927 3 miljardia ihmistä: 34 vuotta myöhemmin, 1961 4 miljardia ihmistä: 13 vuotta myöhemmin, 1974 5 miljardia ihmistä: 13 vuotta myöhemmin, 1987 6 miljardia ihmistä: 12 vuotta myöhemmin, 1999
Käyttämätöntä maata ei maapallolla kohta juurikaan enää ole Rettenmaier et al. 2008 4
Maapallon keskilämpötilan ja fossiilisten polttoaineiden käytön aikakehitys
Korrelaatioiden käytössä selittäjänä on toki omat riskinsä
Ilmakehän CO 2 pitoisuuden pitkän ajan aikakehitys Mallit Mittaukset Miljoonaa vuotta
Maapallon keskilämpötilan pitkän ajan aikakehitys Maapallon lämpötilaero nykylämpötilaan verrattuna Miljoonaa vuotta BP Tuhatta vuotta BP
Energian kokonaiskäyttö, TW 1980 2004 2006 Öljy 4,38 5,58 5,74 Kaasu 1,8 3,45 3,61 Hiili 2,34 3,87 4,27 Vesi 0,6 0,93 1 Ydinvoima 0,25 0,91 0,93 Geoterminen, tuuli, 0,02 0,13 0,16 aurinko, puu Yhteensä 9,48 15 15,8 Auringon energia maan pinnalla 85 680
Energiamuotojen mittasuhteita
Eri tavoilla tuotetun primäärienergian kokonaiskulutus maailmassa Miljoonaa tonnia öljyekvivalenttia, 1 toe = 42 GJ, 12 MWh Hiili Vesi Ydinvoima Maakaasu Öljy
Suomen energiankulutus energialähteittäin Suomessa 2008 (Mtoe) Energian kokonaiskulutus energialähteittäin Suomessa vuonna 2008 (M toe) Öljy Hiili Maa Ydin Sähkön Vesi- ja Turve Teoll. Teoll. Puun Muut Energian kaasu energia tuonti tuuli jäte puu pien kokonais voima liemet tähteet poltto kulutus Mtoe 8,3 3,4 3,6 5,7 1,1 1,5 1,9 3,4 2,5 1,3 9,4 33,7 % 24,8 10 10,7 17 3,3 4,4 5,8 10,2 7,3 3,9 2,8 100 45,5 21,4 Lähde:Tilastokeskus
Eri maanosissa käytettyjen energianlähteiden suhteellinen osuus kokonaiskäytöstä Pohjois Etelä Eurooppa Lähi-Itä Afrikka Aasia Amerikka Amerikka
Maailman fossiilisten polttoaineiden varannot (tn Cekv) Location of the World's Main Fossil Fuel Reserves (Gigatons of coal equivalent) Source: Optima, Vol.1 No.1, Feb. 2005; as published in ECOAL Newsletter July 2005, World Coal Institute http://www.australiancoal.com.au/coal-and-its-uses_coal-uses_global-role-of-coal.aspx
Öljyn ja nesteytetyn kaasun toteutunut ja arvioitu tuotanto eri alueilla / Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
/ Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Fossiilisten polttoaineiden reservien suhde käyttöön (Reserve/Production) ratios
Suomi on osa boreaalista metsävyöhykettä
Globaalit biomassavarastot ja vuotuinen kasvu Ilmastovyöhyke Pinta-ala 10 6 km 2 Pinta-ala % Biomassa 10 9 to a -1 % NPP NPP 10 9 to a -1 % Arktinen 8 6,0 13,8 0,6 1,3 0,8 Boreaalinen 23 17,3 439,1 18,3 15,2 8,9 Subboreaalinen 22 16,5 278,7 11,5 18,0 10,5 Subtrooppinen 24 18,0 323,9 13,5 34,6 20,2 Trooppinen 56 42,1 1347,1 56,0 102,5 59,7 Yhteensä 133 100 2402,6 100 171,6 100
Metsien energiavarastot Suomessa Puuston kokonaistilavuus 2200 Mm 3 (2 MWh / m 3 ) Vuotuinen runkopuun kasvu 100 Mm 3 Hakkuutähteet 15 Mm3 Turvevarat 70 000 Mm 3 (0,5 MWh / m3) Turpeen vuosikasvu 15 Mm 3 (karkea arvio)
Puuston vuosikasvu on noussut 40 vuodessa erittäin paljon, miten tästä eteenpäin?
Kivennäismailla kasvavien metsien hiilivaraston koko Puut Pintakasvillisuus Karike Juuret Humus Etelä Pohjoinen Mineraalimaa 0-40 cm
Suomen pinta-alasta n. 1/3 on turvemaita, näistä iso osa on samalla myös metsiä
t/ha Hakkuutähteiden kuivamassa päätehakkuussa 60 40 20 Latvahukkapuu Oksat Neulaset 0 Kuusi Mänty Levula, T. (2001)
Hakkuutähteiden ravinnemääriä päätehakkuussa kg/ha 400 300 200 100 0 Kuusi Kuusi Mänty Mänty Ca Mg K P N Neulaset Oksat Neulaset Oksat
m 3 /ha/v Tilavuuskasvu harvennushakkuun ja hakkuutähteiden (HT) korjuun jälkeen 0 x HT 1 x HT 2 x HT 20 15 Harvennus Harvennus 10 5 0 I II III 5-vuotis jakso Kukkola, M. & Mälkönen, E. 1997
Ravinteet saatava kiertämään Turve- ja puutuhkaa syntyy Suomessa n. 500 000 tonnia vuodessa Puhdasta puutuhkaa n. 150 000 tonnia vain 10% käytetään lannoitteena 28
Milj. kuivatonnia EU:lla n. 100 milj. kuivatonnin biomassavaje v. 2020 600 500 400 300 200 Biolämpö Biopolttoaineet Biosähkö Ainespuu Lyhytkiertoviljely Agrobiomassa Puu 100 0 Supply Demand
Metsähaketta, milj. m³ vuodessa Metsähakkeen tekninen korjuupotentiaali kahdella ainespuun hakkuuskenaarioilla ja metsähakkeen nykykäyttö 25 Latvusmassa Kannot Nuorten metsien energiapuu Järeä runkopuu 20 Tavoite 13,5 milj. m³ vuoteen 2020 mennessä 15 10 5 0 Suurin kestävä ainespuun hakkuumäärä: 78,4 milj. m³/vuosi jaksolle 2017-2026 Toteutuneiden hakkuiden taso ja rakenne: 56,1 milj. m³/vuosi jaksolle 2017-2026 Metsähakkeen käyttö vuonna 2009 Lähteet: Salminen 2010/Mela ryhmä, Ylitalo 2010 30
Metsähakkeen käyttö, 1000 m 3 /a Suomen metsähakkeen käyttö kuusinkertaistunut 2000 -luvulla 16000 14000 12000 10000 Pienkäyttö Sekal. Kannot 8000 6000 4000 2000 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2020 Järeä runkopuu Hakkuutähde Kokopuu Karsittu ranka
/MWh Voiko energiapuun tuotanto olla kannattavaa? Polttoaineet Suomessa ilman veroja 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Raskas PÖ Maakaasu Hiili Turve Hakkuutähde Kannot Pienpuu
Puuenergian tuotanto laskenut 15% 50000 Vuotuinen käyttö, 1000 m 3 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 Pienkäyttö Sekal. Kannot Järeä runkopuu Hakkuutähde Kokopuu Karsittu ranka Mustalipeä Sahojen sivutuotteet 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2020 Vuosi
Suomen hiilivelka on maksettu ennakkoon 34
Metsien hiilivarasto kasvaa nyt 40 Mt/a 35
Metsiin perustuvaan biotalouteen vaikuttavia taustatekijöitä - Kansallinen ja globaali näkökulma - Kun laaditaan visiota tulevaisuudesta, tuotteiden nykyhintaa ei välttämättä kannata käyttää määräävänä kriteerinä - Kaikkea ei tarvitse muuttaa kerralla - Energiatuotteiden rinnakkaistuotanto muiden tuotteiden kanssa - Koko ketjun ympäristövaikutuksien huomioiminen (metsien käytön kestävyys, hiilitase, ravinnetase) - Alueelliset ja paikalliset ratkaisut
Kotiläksyt 1) Globaalit ilmiöt on hyvä ymmärtää globaaleina asioina, ja pohtia kansallisia ratkaisuja siten että ne huomioivat tämän lähtökohdan 2) Metsien kestävä käyttö on mahdollista, mutta ilmaista lounasta ei ole olemassa; metsien intensiivisen käytön seurannaisvaikutukset on huomioitava 3) Tarvitsemme myös tulevaisuudessa luotettavaa, jatkuvasti päivittyvää ja ennustevoimaista informaatiota metsistämme 4) Resurssit uusien tuotteiden ja tuotantotapojen kehittämiseen on varmistettava
Kiitos!!!