Biomassan käyttö energian tuotannossa globaalit ja alueelliset skenaariot vuoteen 2 Erikoistutkija Tiina Koljonen VTT Energiajärjestelmät Bioenergian kestävä tuotanto ja käyttö maailmanlaajuisesti 6.3.29, Vantaa
Biomassan kysyntä ja käyttö energian tuotannossa Politiikka ja talouskehitys avaintekijöitä, lisäksi bioenergiateknologioiden kehitys ja siirto tärkeitä Vuosi 21 22 2 Ilmastopolitiikka ml. päästökauppa Talouden ja väestön kasvut Teknologian kehitys ja siirto - Biomassan tuotanto & käyttö - Kilpailevat teknologiat Niukkenevat polttoainereservit + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + _ + + + + + + Ilmastonmuutos??? 2
Global TIMES -malli Osittaistasapainomalli Kysynnän ja tarjonnan tasapaino Eksogeenisia muuttujia mm. talouskasvu, väestönkasvu, sektorikohtaiset kysynnät, alueelliset resurssit Aikajänne vuoteen 21 asti Perustuu ETSAP TIAM malliin, jossa kuvattuna 1 maantieteellistä aluetta Laaja teknologiatietokanta Kuvattu tuhansia prosesseja, satoja hyödykkeitä Sisältää ilmastomallin Kuvattuna CO 2, CH 4, N 2 O, F-kaasut VTT:n malliversiota kehitetty erityisesti teknologia-arvioiden ja uusiutuvien energialähteiden potentiaaliarvioiden osalta. Tietokannassa kuvattu myös nykyinen energian tuotantokapasiteetti ja sen poistuma CAN USA MEX LAM WEU EEU MEA AFR FSU CHI JPN KOR IND ODA AUS 3
Pitkän aikavälin energia- ja päästöskenaariot Baseline Ei ilmastopolitiikkaa vuoden 212 jälkeen BKT-kehitysarviot lähellä IEA:n ennusteita CO 2 -päästöt yli kaksinkertaistuvat vuoteen 2 mennessä 2 C-scenario Ilmakehän lämpötilan nousu max. 2 astetta Annex 1-maiden khk-vähennystavoite: -2% vuonna 22, -7% vuonna 2 ja -9% vuonna 29 verrattuna vuoden 199 päästöihin CO 2 -päästöt kolmasosa nykytasosta tällä vuosisadalla 2 C -scenario Kuten edellä, mutta investointeja kaasun tuotantoon ja infrastruktuuriin rajoitettu Vaikutukset kaasun saatavuuteen Euroopassa Emissions, Pg CO2 Emissions, Pg CO2 Baseline 7 ODA IND 6 CHI MEA AUS AFR 4 SKO CSA 3 MEX USA 2 CAN JPN 1 FSU EEU WEU 2 21 22 23 24 2 26 27 28 29 21 2 C optimization 7 ODA IND 6 CHI MEA AUS AFR 4 SKO CSA 3 MEX USA 2 CAN JPN 1 FSU EEU WEU 2 21 22 23 24 2 26 27 28 29 21 4
Primäärienergian kulutus Baseline-skenaariossa 3 % primäärienergiasta kulutetaan kehittyvässä Aasiassa vuonna 2 1 Baseline 1 2 C Optimization 9 9 Primary energy, 8 7 6 4 3 Primary energy, 8 7 6 4 3 Global 2 2 1 1 2 21 22 23 24 2 2 21 22 23 24 2 3 Baseline 3 2 C Optimization 3 3 Primary energy, 2 2 1 1 Primary energy, 2 2 1 1 Developing Asia 2 21 22 23 24 2 2 21 22 23 24 2
Energian kulutuksen kasvu Aasiassa nopeinta vuoden 22 jälkeen Bioenergian käyttö määrällisesti kasvaa, mutta suhteellisesti ei merkittävästi 21 22 2 21 22 2 14 12 China 1 9 8 India 1 8 6 4 2 7 6 4 3 2 1 Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C 21 22 2 21 22 2 12 1 8 6 4 2 21 22 2 Southeast Asia Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C 21 22 2 6
Bioenergian merkitys vaihtelee Aasian kehittyvissä talouksissa Siirtyminen tehottomasta polttopuun käytöstä tehokkaampiin teknologioihin 4 21 22 2 3 21 22 2 3 3 2 2 1 China Hydro Wind 3 2 2 1 India Hydro Wind 1 1 Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C 21 22 2 21 22 2 21 22 2 4 4 3 3 Southeast Asia 2 2 1 1 Hydro Wind Basel. 2 C Basel. 2 C Basel. 2 C 21 22 2 7
Primäärienergian kulutus EU-3-alueella Kasvu hyvin maltillista verrattuna kehittyviin talouksiin 1 9 8 7 6 4 3 21 22 2 Bioenergian käyttö maksimissaan politiikkaskenaarioissa vuonna 2 Kaasun saatavuus vuonna 22 vaikuttaa bioenergian kysyntään, myös kulutus joustaa 2 1 21 22 2 8
Bioenergian käyttö lisääntyy rajusti EU-3-alueella vuoden 22 jälkeen 2 C-skenaarioissa Ennen vuotta 22 EU:n uusiutuvien tavoitteen saavuttaminen tarvitsisi myös teoreettisessa lähestymistavassa muutakin tukipolitiikkaa kuin päästökauppa 4 4 3 3 2 2 1 1 21 22 2 Hydro Wind Share of renewables in final energy % 4 % 4 % 3 % 3 % 2 % 2 % 1 % 1 % % % 21 22 2 21 22 2 21 22 2 9
EU-3 alueen sähköntuotantoskenaario Biomassan käyttö Euroopan sähköntuotannossa voisi kasvaa 2 prosenttiin vuoteen 2 mennessä, tai jopa suuremmaksi jos biomassaa olisi saatavilla Baseline 2 C scenario 6 Wind 6 Wind Electricity generation, PWh 4 3 2 1 2 21 22 23 24 2 Solar Fusion Fission Hydro Con+CCS Con-Gas/Oil Con-Coal Con-BioIGC Con-Bio CHP-Gas/Oil CHP-Coal CHP-Bio Electricity generation, PWh 4 3 2 1 2 21 22 23 24 2 Solar Fusion Fission Hydro Con+CCS Con-Gas/Oil Con-Coal Con-BioIGC Con-Bio CHP-Gas/Oil CHP-Coal CHP-Bio 1
CCS:n rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä Bio-CCS alentaisi merkittävästi ilmastonmuutoksen hillinnän kustannuksia Bio-CCS-mukana Ilman bio-ccs:ää 7 Baseline 8 Baseline 6 2 C, Gross 7 2 C, Gross Global emissions, Pg CO 2 4 3 2 1 2 C, With afforestation 2 C, W ith CCS CCS Global emissions, Pg CO 2 6 4 3 2 1 2 C, With afforestation 2 C, With CCS CCS 2 22 24 26 28 21 2 22 24 26 28 21 11
Johtopäätökset Ilmastonmuutoksen hillintä voisi kasvattaa globaalin bioenergian käytön nykyisestä 1 prosentista 2 prosenttiin vuoteen 2 mennessä. Skenaariolaskelmien perustella bioenergian käytön merkitys kasvaa erityisesti teollisuusmaissa. Kehittyvissä talouksissa nopea energian kysynnän kasvu lisää erityisesti fossiilisten polttoaineiden kysyntää. Kehittyvän Aasian CO 2 -päästöt maailman CO 2 -päästöistä kasvoivat kaikissa skenaarioissa nykyisestä noin 2 prosentista noin 4 prosenttiin vuoteen 2 mennessä. Bioenergiaa käytettiin kuitenkin määrällisesti huomattavia määriä politiikkaskenaariossa. Avaintekijä skenaariolaskelmissa oli oletettu biomassan maksimipotentiaali!!! Kuva: Levien kasvatusaltaita lähde: Shell 28. 12