Ilmastonmuutoksen hillinnän haasteet Ilmastotalkoot Porin seudulla III 23.11.2011 Ilkka Savolainen Tutkimusprofessori
2 Maailman energiajärjestelmän suuria haasteita Väestön muutos - Väestö kasvu, kaupungistuminen, vanheneminen - Energia kaikkien saataville Talouden muutos - Vahvasti kasvava talous erityisesti nousevissa kehitysmaissa - Luotettava energian saanti on välttämätöntä taloudelle Kasvava energian kysyntä rajoittavien tekijöiden alaisena - Rajalliset ja keskittyneet energiavarat => Energiavarmuus on tärkeää - Tiukat kasvihuonekaasujen päästötavoitteet lisäävät vähäpäästöisen energian kysyntää - Uusien teknologioiden markkinat kasvavat erityisesti Ei-OECD-maissa
3 Ihmisen toiminnasta aiheutuvat päästöt ovat yhteensä 46,000 MtCO 2 eq. Datojen lähde: CAIT, cait.wri.org. *) Arvioitu maankäytön muutosten ja metsätalouden päästö, 8,000 MtCO 2, on vuodelle 2000.
4 Hiili Kaasu Uusiutuva energia Biomassa Ydin Vesi Öljy IPCC 2011
5 Lähde: IPCC 2001
6 70 Industrial countries 60 Developing countries Total 50 Industrial countries, 2000-2005 Developing countries, 2000-2005 Gt CO 2 /a 40 30 Total 2000-2005 Baseline, IEA Energy Techonology Perspectives 2008 20 10 50 % Emission reduction level 0 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 85 % Emission reduction level Sources: CDIAC, IEA, VTT, CAIT (values 2000-2005) CO2-päästöt fossiilisista polttoaineista. Käyrät 50 ja 85 % vastaavat 2 asteen lämpötilan nousutavoitteen päästöjen ylä- ja alarajaa (IPCC 2007). EU:n uusin teollisuusmaita koskeva indikatiivinen tavoite on 80-95 % vähennys vuoteen 2050 mennessä.
7 Ilmastosopimukset Rion puitesopimus 1992 Osapuolten kokoukset COP Kioton pöytäkirja 1997 Rajoituksia teollisuusmaiden (Annex-1) päästöille 2008-2012 Täydentää Rion puitesopimusta Jatkoa Kööpenhamina 2009 Cancun 2010 Durban 2011
8 Kööpenhaminan tulokset vahvistettiin Cancunissa Merkittäviä askeleita kirjatussa paperissa: Lämpötilan nousu tulisi rajoittaa 2 asteeseen (vuonna 2015 arvioidaan tieteelliseltä pohjalta onko 1,5 C perustellumpi tavoite) Sekä teollisuusmaat että kehitysmaat osallistuvat päästöjen rajoittamiseen Monet tausta-asiat edistyivät, mm. kehitysmaiden rahoitusapu Jatko: Maat toimittavat vapaaehtoiset päästönrajoitustavoitteensa ja -toimensa Kööpenhaminan sitoumuksen taulukoihin EU harkitsee tavoitteensa kiristämistä 20 prosentista
9 Sama kuva Annex I ja non Annex I -maaryhmille
10 EU:n ja Suomen sitovat tavoitteet vuodelle 2020 EU: KHK-päästöjen vähennys 20 % Energian säästö 20 % Uusiutuvan energian osuus 7 => 20% Uusiutuvan energian osuus liikenteessä 10% Päästöjen vähennys 80 % vuoteen 2050 Suomi: KHK-vähennys 16% ei-pk-sektorilla Uusiutuvan energian osuus 28,5 => 38 % Uusiutuva energia liikenteessä 20 % EU harkitsee päästönvähennystavoitteen kiristämistä 30 prosenttiin, myös Suomen tavoite kiristyisi.
11 EU:n päästönvähennysten tiekartta Sähköntuotanto Rakennukset ja palvelut Teollisuus Liikenne Maatalous Muut Voimakkain väheneminen sähköntuotannossa Liikennesektorin päästöt kasvavat aluksi
12 Päästöjen rajoittaminen Parempi teknologia (esim. energian tuotannossa ja käytössä) Kulutuksen muuttuminen Eivät aina erillisiä (esim. uusi teknologia voi helpottaa uusien käyttötapojen omaksumista ja päinvastoin) Ohjauskeinot mm. päästöjen hinta, normit, valistus
13 Päästöjen rajoittamisessa tarvitaan monia keinoja Merkittävimpiä keinoja päästöjen rajoittamisessa ovat: Energian käytön tehostaminen (säästö) Uusiutuvan energian lisäys Ydinvoiman lisäys (jos hyväksyttävissä) Hiilidioksidin erotus ja varastointi (CCS) Myös muiden khk-kaasujen kuin CO2:n päästöjen rajoittaminen Hiilen varastointi biosfääriin (nielu) ja metsänhävityksen pienentäminen (Geoengineering vaikuttaminen suoraan maapallon säteilyenergiataseeseen suuria riskejä?)
14 Kestävä kehitys Päästönvähennyskeinoista eniten synergiaa kestävän kehityksen kanssa on: Energian käytön tehostamisella (säästö) Uusiutuvan energian lisäyksellä Vähentävät uusiutumattomien luonnonvarojen kulutusta Vähentävät riippuvuutta mm. öljyn hinnan heilahtelusta Tuovat työpaikkoja kotimaahan Parantavat kauppatasetta Yleensä vähentävät myös muita saasteita
15 Maailman päästöjen rajoittaminen Uusiutuvat Ydin Sähköntuotannon tehokkuus Loppukäytön polttoaineenvaihto Polttoaineen ja sähkön käytön tehokkuus IEA ETP 2010
16 (Krewitt 2008)
17 PAIKALLISET OLOSUHTEET VAIKUTTAVAT HUOMATTAVASTI UUSITUVIEN ENERGIALÄHTEIDEN KÄYTTÖÖN Teknologian kehityksen myötä mahdollisuudet uusiutuvien hyödyntämiseen kasvavat kaikkialla (tuulivoimaloiden koon kasvu, laajamittainen sähkönsiirto, jne.) GE 2,5xl turbiinin kapasiteettikerroin 100 m korkeudessa. Alkuperäinen lähde: Lu, McElroy &Kiviluoma 2009 Alkuperäinen lähde: NASA 2009
18
19 Visio tulevaisuuden sähköverkosta (super grid) (Krewitt 2008, Trieb & Müller-Steinhagen 2007) Toisaalta myös vaihtelevan kulutuksen ja tuotannon kohtaaminen (älykäs verkko smart grid)
20 Hiilidioksidin erotustekniikoita (IPCC 2005)
21 Energiateknologian vienti vuonna 2008 Lähde: EnTech, Etlatieto Suomi 7 % viennistä Tanska 7 % Ruotsi 5 % Voi kasvaa huomattavasti, kun uuden energiateknologian tarve lisääntyy
22 Työllistävä vaikutus Tutkimus ja kehitys Laitteiden ja järjestelmien valmistus Palvelut: projektitoiminta, huolto- ja ylläpito Bioenergian polttoaineen hankinta Suomen viennistä 8 % energiatekniikkaa Ympäristö- ja energiatekniikan maailmanmarkkinat kasvavat nopeasti Esimerkkejä: Dieselmoottorit, taajuusmuuttajat, energiakattilat, tuulivoimatekniikka Ympäristön mittausjärjestelmät
23 Kasvihuonekaasupäästöt ja maankäyttö, maankäytön muutos ja metsätalous-sektorin nettonielut (-) vuosina 1990-2009 (milj.t CO 2 ekv.) Suomessa Milj. t CO 2 -ekvivalenttia 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40-50 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 Tuija Lapveteläinen Tilastokeskus KHK-päästöt ilman LULUCF-sektoria LULUCF-sektorin nettonielu Päästöt vähennettynä nettonieluilla 7.11.2011
24 TK
25 TK
26 Kehityksen tukeminen Tutkimuksen ja kehityksen tuki - tarvitaan pitkäjänteistä strategista tutkimusta - yritysten T&K-tukea ja kaupallistamisen tukea - kotimarkkinat usein hyvä tuki - olemassa monenlaisia ohjauskeinoja Viennin riskien pienentäminen
27 Tulevaisuuden päästöjen vähennykset tulevat mullistamaan energiasektorin Suuri kysyntä energiatehokkuutta parantavalle teknologialle sekä bio-, aurinko- ja tuulienergialle Vuosien 2020-2030 jälkeen fossiilinen energiantuotanto on suureksi osaksi varustettu CCS:llä Kustannukset kohtuullisia mutta epätasaisesti jakautuneita, T&K alentaa kustannuksia Muita hyötyjä: energiavarmuuden ja työllisyyden paraneminen, monien muiden saasteiden väheneminen
28 Yhteenveto Energiateknologian (ml. tehostaminen ja säästö) ja ympäristöteknologian markkinat kasvavat nopeasti (maailmanmarkkinat, kotimarkkinat) Jo nyt Suomelle merkittävä hyvinvoinnin lähde Jos Suomi pystyy pitämään markkinaosuutensa kasvavista markkinoista, Suomen päästönrajoituskustannukset eivät muodostu ongelmaksi Energia- ja ympäristöteknologia hyödyttää ympäristöä ja luo vaurautta.