Ilmastonmuutoksen hallintamalli

Samankaltaiset tiedostot
ENERGIANKÄYTTÄJÄN KÄSIKIRJA 2013

Ekoenergo Oy:n kustantamat kirjat

Suomen ilmastotavoitteet vuodelle Asko Vuorinen

Luku 8 Energiankäytön ympäristövaikutukset

Asko Vuorinen Ekoenergo Oy

IMATRAN VOIMASTA FORTUMIKSI

Luku 3 Sähkömarkkinat

Uusinta tietoa ilmastonmuutoksesta: luonnontieteelliset asiat

Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

EKOENERGO OY Asko Vuorinen Metsien hiilinielun kasvu ja hakkuumahdollisuudet

Lausunto ns. taakanjakoasetuksesta

Lataa Matemaattisia kaavoja ja taulukoita - Esko Valtanen. Lataa

Imatran Voimasta Fortumiksi

Lausunto ns. taakanjakoasetuksesta

Ilmastonmuutoksen vaikutukset tiemerkintäalaan

Ilmastonmuutokset skenaariot

Johtuuko tämä ilmastonmuutoksesta? - kasvihuoneilmiön voimistuminen vaikutus sääolojen vaihteluun

IPCC 5. ilmastonmuutoksen tieteellinen tausta

UUSIUTUVAN ENERGIAN ILTA

Kestävän energiankäytön toimenpideohjelma (Sustainable energy action plan, SEAP)

Miten Suomen ilmasto muuttuu tulevaisuudessa?

Mikä määrää maapallon sääilmiöt ja ilmaston?

Ilmastonmuutos mitä siitä seuraa?

EU vaatii kansalaisiltaan nykyisen elämänmuodon täydellistä viherpesua.

Energian hankinta ja kulutus

Ajankohtaista ilmastonmuutoksesta ja Espoon kasvihuonekaasupäästöistä

Luku 2 Sähköhuolto. Asko J. Vuorinen Ekoenergo Oy. Pohjana: Energiankäyttäjän käsikirja 2013

Lataa 34 tapaa estää maapallon ylikuumeneminen - Risto Isomäki. Lataa

IPCC:n kolmas osaraportti: Ilmastonmuutoksen hillintä Erikoistutkija Laura Sokka VTT

Ilmastonmuutoksessa päästöt voimistavat kasvihuoneilmiötä

Tutkimus. Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien. Työllisyyskatsaus. 4. vuosineljännes

Ilmastonmuutoksen hillinnässä korostuu uusi teknologia ja kansainvälinen ilmastoyhteistyö

Mahdollisuutemme ja keinomme maatalouden kasvihuonekaasupäästöjen. Sari Peltonen ProAgria Keskusten Liitto Maitovalmennus

Suomen rooli ilmastotalkoissa ja taloudelliset mahdollisuudet

Energian hankinta ja kulutus

Millä Tampere lämpiää?

Luku 4 Sähkön kilpailutus

EKOENERGO OY SÄHKÖN JA LÄMMÖN TUOTANNON VAIHTOEHTOJEN VERTAILU HELSINGIN SEUDULLA Asko Vuorinen Ekoenergo Oy

Apteekkien kokonaistaloudellinen tilanne

CCS:n rooli Suomen energiajärjestelmässä vuoteen 2050

Energian hankinta ja kulutus

ILMASTONMUUTOS JA HÄMEENKYRÖ ANTERO ALENIUS

Yhdyskuntarakenne, liikkuminen ja ympäristö

Kuntien toimia ilmastonmuutoksen hillinnässä. Kalevi Luoma, energiainsinööri, DI

Tulevaisuuden kaukolämpöjärjestelmät Hiilitieto ry Professori Sanna Syri, Energiatekniikka ja energiatalous Aalto yliopisto

Tutkimus. Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien. Työllisyyskatsaus. 1. vuosineljännes

AINEISTON RAKENNE (1/2) Low Carbon Finland platform ja SUSER -hankkeet: kuluttajakysely, kevät 2014

Yleistä. Millaiseksi ilmastomme on muuttumassa?

Ilmastonmuutos ja ilmastomallit

Sisältö. Työn lähtökohta ja tavoitteet Lyhyt kertaus prosessista Käytetyt menetelmät Työn kulku Tulokset Ongelmat ja jatkokehitys

Energia, ilmasto ja ympäristö

-päästöjään ainakin 20 % vuoteen 2020 mennessä.

Kotien energia. Kotien energia Vesivarastot Norja

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien työllisyyskatsaus 2. vuosineljännes 2003

Ilmastonmuutos ja metsät: sopeutumista ja hillintää

SUOMI SADAN VUODEN KULUTTUA

Lataa Matemaattinen mallinnus. Lataa

Mistä sähkö ja lämpö virtaa?

Kommenttipuheenvuoro Selvitys kuntien ja kaupunkien energiavalinnoista. Jussi Laitinen Tampereen Sähkölaitos

Matti Kahra Suomen 2030 ilmasto -ja energiatavoitteet - tehdäänkö oikeita asioita riittävästi? Uusiutuvan energian ajankohtaispäivä 23.1.

Ilmastonmuutos pähkinänkuoressa

Energiaeksperttikoulutus, osa 1 -Taustaa tuleville eksperteille. Keski-Suomen Energiatoimisto

ILMASTONMUUTOSENNUSTEET

Etelä Suomen ja Viron Interreg III A ohjelma:

Jyväskylän energiatase 2014

Päästöt kasvavat voimakkaasti. Keskilämpötilan nousu rajoitetaan 1,5 asteeseen. Toteutunut kehitys

Äänekosken energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Jyväskylän energiatase 2014

Fossiiliset polttoaineet ja turve. Parlamentaarinen energia- ja ilmastokomitea

Ilmastonmuutoksen todennäköisyysennusteet. Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

ENERGIATODISTUKSET JA MERKIT TYÖKALUINA ENERGIATEHOKKUUSVIESTINNÄSSÄ

Rakennuskannan energiatehokkuuden kehittyminen

Uuden sähkömarkkinamallin kuvaus ja vaikutusten analysointi. Selvitys Teknologiateollisuus ry:lle

Energy Visions 2050 Globaali energia ja ilmastotulevaisuus skenaarioita vuoteen 2050

Sähköautot liikenne- ja ilmastopolitiikan näkökulmasta

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien työllisyyskatsaus 4. vuosineljännes 2004

Kymenlaaksolaista jätehuoltoa vuodesta 1997

Ilmastonmuutos tilannekatsaus vuonna 2013

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien työllisyyskatsaus 1. vuosineljännes 2005

ILMASTONMUUTOS IHMISTEN SYYTÄKÖ?

Lappeenrannan ilmasto-ohjelma

Uudenmaan maankäytön kehityskuvavaihtoehtojen kasvihuonekaasupäästöt asumisväljyyden herkkyystarkastelu

Energiamurros muuttaa tuotantorakenteita ja energian käyttöä

Luku 7 Energiansäästö

Ilmastonmuutoksen hillintä, päästöjen hinnoittelu ja riskienhallinta

Vesihuoltolaitosten vaikutus ilmastonmuutokseen

Ilmastonmuutoksessa päästöt voimistavat kasvihuoneilmiötä

ILMASTONMUUTOS MITEN JA MILLAISTA TULEVAISUUTTA MALLIT ENNUSTAVAT? YLEISTYVÄTKÖ ÄÄRI-ILMIÖT?

Lataa Työnohjaus. Lataa. Lataa kirja ilmaiseksi suomalainen Työnohjaus Lataa Luettu Kuunnella E- kirja Suomi epub, Pdf, ibook, Kindle, Txt, Doc, Mobi

Sähkön tuotantorakenteen muutokset ja sähkömarkkinoiden tulevaisuus

Ilmastonmuutoksessa päästöt voimistavat kasvihuoneilmiötä

Tutkimus. Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien. Työllisyyskatsaus. 1. vuosineljännes

Mitä ilmastolle on tapahtumassa Suomessa ja globaalisti

Lataa Sairaanhoitajan käsikirja. Lataa

Lataa Terveys ja johtaminen. Lataa

Suomen korkeakoulutetut työttömät koulutusaloittain ja asteittain

ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUS METSIIN JA METSIEN SOPEUTUMINEN MUUTOKSEEN

Kasvihuoneilmiö ja Maunulan energiatehokkuus / Hannu Kurki

LÄMMITYSENERGIA- JA KUSTANNUSANALYYSI 2014 AS OY PUUTARHAKATU 11-13

Lataa Lasten ja nuorten hoitotyön käsikirja. Lataa

Transkriptio:

Ilmastonmuutoksen hallintamalli Asko Vuorinen, Ekoenergo Oy Artikkeli perustuu kirjaan Energiankäyttäjän käsikirja 2013. Yhteenveto Ilmastonmuutoksen hallinnan tavoitteena on rajoittaa lämpötilan nousu korkeintaan 2 o C:een. Tämä on mahdollista tehdä, kun ensin ymmärretään lämpötilan nousun takana olevat matemaattiset mallit, jotka pohjautuvat CO 2 -päästöihin. Teorian lämpötilan noususta kehitti ruotsalainen tiedemies Svante Arrhenius, joka julkaisi Philosophical Magazine-lehdessä vuonna 1896 artikkelin, jossa hän esitti, että lämpötilan nousu ( T) johtuu ilmakehän CO 2 -pitoisuuden noususta seuraavan kaavan mukaisesti: jossa T = K x log (C/280) K = vakio, jonka arvo on 6.8 o C Suomen mittausten mukaan C= CO 2 -konsentraatio ilmakehässä (ppm) = 280 ppm vuonna 1700 Kun lämpötilan nousun malli on tiedossa, voidaan kehittää ohjelma, joka rajoittaa CO 2 - pitoisuuden nousun alle 550 ppm:n. Tämä tarkoittaa, että fossiilisten polttoaineiden kumulatiivinen CO 2 -päästö tulee rajoittaa arvoon 3700 Gt. Koska päästöistä on 1400 Gt jo tapahtunut, niin ohjelma tulee olla sellainen, että tulevaisuuden päästöt jäävät alle 2300 Gt. Ohjelma on seuraava: 1) Emissiot tulee pysäyttää nykyiselle tasolle, 36 Gt/vuosi vuoteen 2040 mennessä. Jokaisen maan päästöt vuonna 2040 tulee olla alle 4.2 t/asukas. 2) Vuoden 2040 jokaisen maan tulee vähentää päästöjään 2 % vuodessa. Vuonna 2100 CO 2 - päästöjen tulee olla alle 10 Gt vuodessa. 1 Lämpötilan nousun ennustaminen Ilmatieteen laitoksen mittausten mukaan lämpötilan nousu 1900-luvun alusta on tähän päivään mennessä noin 1 o C. Mitattu lämpötilan 30 vuoden keskiarvoja käyttäen vuosien 1900 1930 keskiarvosta vuosien 1980 2010 keskiarvoon on 0,77 o C (Kuva 1). 1

Kuva 1. Lämpötilan nousu kuukausittain on 80 vuodessa noin 0,77 o C. Maailman CO 2 -päästöt tunnetaan melko hyvin vuodesta 1965 lähtien British Petroleum (PB) energiatilastojen perusteella. Tilastojen mukaan vuoteen 1995 mennessä kumulatiiviset CO 2 -emissiot olivat noin 980 Gt. Vuonna 1995 ilmakehän CO 2 -pitoisuus oli 361 ppm. Kaavasta (1) voidaan laskea teoreettinen lämpötilan nousu seuraavasti: (1) T = 6.8 x log(361/280) = 0,75 o C Havaittu nousu oli noin 0.77 o C, joka vastaa melko tarkasti teoreettisen nousun arvoa 0,75 o C. Kaavasta (1) voidaan laskea, että ilmakehän sallittu CO 2 -pitoisuus saa olla korkeintaan 550 ppm, jotta lämpötilan nousu voidaan rajoittaa kahteen asteeseen 2. Pitoisuus ja emissiot Kumulatiiviset CO 2 -emissiot ovat kasvaneet Kuvan 2 mukaisesti ja CO 2 -pitoisuus on kasvanut Kuvan 3 mukaisesti. Molemmat kuvat ovat hyvin samanmuotoisia. Kun pitoisuus ja emissiot esitetään samassa kuvassa (Kuva 4), havaitaan, että CO 2 -pitoisuus on noussut 76 ppm lähtien 1960, kun päästöt ovat olleet samana aikana 1110 Gt. 2

Kuva 2. Kumulatiiviset emissiot vuodesta 1960 alkaen. Kuva 3. Mitattu CO2-pitoisuus Mauna Loalla, Hawajilla. 3

Kuva 4. CO2-pitoisuu on noussut 76 ppm, kun päästöt ovat olleet 1110 Gt. Kuva 5. Kriittinen pitoisuus, 550 ppm, saavutetaan, kun päästöt ovat 3700 Gt. 4

3 Tulevaisuuden CO 2 -päästöt ja CO 2 -pitoisuuden kasvu Kuvan 4 päästöjen kasvukuvaa on jatkettu 5000 Gt:iin asti Kuvassa 5. Siitä voidaan havaita, että pitoisuuden kriittinen arvo 550 ppm saavutetaan, kun kumulatiivinen päästö on 3700 Gt. 4 Päästöjen rajoittamisohjelma On monta tapaa, miten päästöt voidaan rajoittaa alle sallitun 3700 Gt. Yksi ohjelma on pienentää päästöjä 1 % joka vuosi, jolloin kokonaispäästöiksi vuoteen 2100 mennessä tulisi 3420 Gt (Kuva 6). CO 2 -pitoisuuden arvo vuonna 2100 jäisi tällöin arvoon 526 ppm (Kuva 7). On kuitenkin käytännössä mahdoton aloittaa päästöjen vähentäminen nopeasti, koska voimalaitosten rakennusajat ovat pitkiä. Tämän takia päästöjen kasvu jatkuu ainakin jonkun aikaa. Jos kasvu jatkuu samanlaisena vuoteen 2100 asti, niin päästöt nousevat arvoon 7500 Gt ja CO 2 -pitoisuus nousee arvoon 800 ppm. Tämä merkitsee, että ilmakehän lämpötila nousisi 3.2 o C kaavan (1) mukaan laskettuna. Tarvitaan parempi ohjelma. Kuva 6. Kumulatiiviset CO2-päästöt. 5

Kuva 7. CO2-pitoisuuden ennusteet. 5 Mahdollinen päästöjen rajoitusohjelma Päästöjen rajoitusohjelma on esitetty Taulussa 5.1. Sen mukaan CO 2 -päästöt pyritään pitämään nykytasolla, 36 Gt vuodessa, vuoteen 2040 asti. Vuonna 2040 jokaisen maan päästö tulisi olla 4.2 t/asukas. Taulu 5.1 Päästöjen rajoitusohjelma Maailma Kumulat. Vuosi Väkiluku Päästö Säästö Päästö päästö milj. Mt % t/asukas Mt 2010 7,0 36,0 0 % 5,1 1364 2020 7,5 36,0 0 % 4,8 1724 2030 8,0 36,0 0 % 4,5 2084 2040 8,5 36,0 0 % 4,2 2444 2050 9,0 29,4-18 % 3,3 2771 2060 9,2 24,0-33 % 2,6 3038 2070 9,4 19,6-45 % 2,1 3257 2080 9,6 16,0-55 % 1,7 3435 2090 9,8 13,1-64 % 1,3 3581 2100 10,0 10,7-70 % 1,1 3700 6

Vuoden 2040 jälkeen kaikkien maiden tulee vähentää päästöjään 2 % vuodessa, jolloin vuonna 2100 maailman päästöt olisivat 10 Gt. Kumulatiiviset CO 2 -päästöt jäisivät tällöin alle sallitun, 3700 Gt. tavoite kehittyneille maille tulee olemaan paljon haastavampi. Esimerkiksi Suomen tulee aloittaa päästöjen vähentämisohjelma heti vähentämällä päästöjä joka vuosi 2.6 %, jotta to vuoden 2040 tavoite 4,2 t/asukas voidaan saavuttaa (Taulu 5.2). Taulu 5.2 Suomen CO 2 -päästöjen vähentämisohjelma Suomi Vuosi Väkiluku Päästö Säästö Päästö milj. Mt % t/asukas 2010 5,4 56,0 0 % 10,4 2020 5,6 43,0-23 % 7,7 2030 5,8 33,1-41 % 5,7 2040 6,0 25,4-55 % 4,2 2050 6,2 20,8-63 % 3,3 2060 6,4 17,0-70 % 2,7 2070 6,6 13,9-75 % 2,1 2080 6,8 11,3-80 % 1,7 2090 7,0 9,3-83 % 1,3 2100 7,2 7,6-87 % 1,0 Kehittyneissä maissa tiukempi ohjelma on mahdollista toteuttaa, koska esimerkiksi Suomella on tarpeeksi osaamista ja resursseja rakentaa CO 2 -vapaita energiamuotoja kuten biovoimaa, ydinvoimaa ja tuulivoimaa. 7

Viitteet Artikkeli perustuu kirjaan Energiankäyttäjän käsikirja 2103, jonka tiedot on kerrottu seuraavassa: Energiankäyttäjän käsikirja 2013 Vuonna 2009 julkaistusta Energiankäyttäjän käsikirjasta on tehty uusi painos e-kirjana. Kirja on tarkoitettu nyt myös oppikirjaksi korkeakouluihin ja oppilaitoksiin. Siihen on lisätty luku maailman CO 2 -päästöistä ja ilmaston lämpenemisestä. Lainaan Nobelin rauhanpalkinnon saajan Al Goren ajatuksia /8/: Mitä sinä aiot kertoa lastenlapsillesi ilmastonmuutoksesta? Kerrotko, että tiesit, mutta et välittänyt koko asiasta? Kerrotko ehkä, että et ymmärtänyt, mistä on kysymys?. Kirjassa kerrotaan myös, miten tavallinen kansalainen voi vaikuttaa omaan energialaskuunsa ja päästöihinsä. Kirjassa esitetyn esimerkin mukaan jokainen voi pudottaa omia päästöjään 30 % nopeasti ja jopa 50 % vähennys on mahdollinen. Siinä opastetaan myös rakentajia omakotitalojen lämmitystavan valinnassa ja energiasäästöjen tekemisessä. Kirjaan liittyy myös Ekoenergo oy:n ylläpitämä nettisivusto www.energianet.fi, jossa asunnon sähkönkulutuksesta voi laatia energiatodistuksen ja suorittaa sähkön kilpailutuksen. Ekoenergo Oy:n nettisivuilta www.ekoenergo.fi on ladattavissa excel-tiedostoja, joita voi käyttää omien energialaskelmien pohjana ja esimerkkilaskelmina opetustoiminnassa. Tiedostojen avulla voi laatia myös omakotitaloon lämmönkulutuslaskelman ja tehdä erilaisia energiansäästölaskelmia. Kirja on kooltaan B5 (250 x 176 mm) 259 sivua. Siinä on värikuvitus. Kirja on julkaistu sähkökirjana helmikuussa 2013. Ekoenergo Oy. www.ekoenergo.fi ISBN 978-952-67057-5-0 (PDF) 8

Asko Vuorinen Asko Vuorinen on suorittanut Teknillisessä korkeakoulun Sähköosastolla diplomi-insinöörin tutkinnon vuonna 1971 ja Koneinsinööriosastolla tekniikan lisensiaatin tutkinnon vuonna 1994. Hän on toiminut suunnitteluinsinöörinä Imatran Voima Oy:n Atomivoimaprojektissa 1971-79 ja pääsuunniittelijana Voimalaitososastolla 1980-92. Hän toimi Wärtsilä Oy:n tytäryhtiön Modigen Oy:n toimitusjohtajana ja Wärtsilän energiasuunnittelun johtajana 1992-2010. Hän on konsultoinut järkevästä energiankäytöstä ja julkaissut kirjoja vuonna 1979 perustamansa yhtiön, Ekoenergo Oy, toimeksiannosta. Asko Vuorinen on toiminut myös luennoitsijana sähköjärjestelmien suunnittelussa Lappeenrannen Teknillisen Yliopiston tekniikan tohtorikurssilla vuonna 2012. Hän on Suomen Tietokirjailijat ry:n jäsen. Ekoenergo Oy Ekoenergo Oy on vuonna 1979 perustettu perheyritys, joka valmisti energiansäästölaitteita ja teki talojen energiakatselmuksia. Se päätuote oli Ekoair-säätäjä, jolla ohjataan taloyhtiöiden huippuimureita portaattomasti. Vuosina 1982 2005 yhtiö toimi isännöitsijätoimistona, jonka teki taloyhtiöiden isännöintitehtäviä. Tuona aikana se toimi myös rakennuttajana. Yhtiö rakennutti Espooseen Suomen ensimmäisen yksityisen jalkapallohallin vuonna 1996 ja toimi jalkapallohallin isännöitsijätoimistona 1996 2005. Vuodesta 2007 alkaen yhtiö on julkaissut kirjoja ja nettisivuostoja, jotka liittyvät energiajärjestelmien suunnitteluun ja käyttöön. Yhtiö on julkaissut neljä energiakirjaa ja kaksi sukukirjaa. Energiakirjat ovat Planning of Optimal Power Systems, Planning of Nuclear Power Systems to Save the Planet, Energiankäyttäjän käsikirja ja Energiankäyttäjän käsikirja 2013. Kirjoja on käytetty myös oppikirjoina korkeakouluissa ja oppilaitoksissa. www.ekoenergo.fi 9