JULKAISU 2/2011 TUTKAS Tutkijoiden ja kansanedustajien seura Tulevaisuuden energiaratkaisut muuttuvassa ilmastossa Toimittanut Ulrica Gabrielsson
Tutkijoiden ja kansanedustajien seura TUTKAS järjesti keskiviikkona 16.2.2011 keskustelutilaisuuden aiheesta " Tulevaisuuden energiaratkaisut muuttuvassa ilmastossa ". Tilaisuuden avasi Tutkaksen puheenjohtaja, kansanedustaja Kimmo Kiljunen. Alustajina toimivat professori Lars J. Nilsson, Lunds universitet, Jean Monnetprofessori Pami Aalto, Tampereen yliopisto, Johtamiskorkeakoulu, professori Sanna Syri, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu, johtava tutkija Jari Liski, Suomen ympäristökeskus ja professori Antti Asikainen, Metla. Kommenttipuheenvuoronsa esittivät kansanedustajat Pekka Vilkuna (kesk.), Pentti Tiusanen (vas.), Sanna Perkiö (kok.) ja Merja Kuusisto (sd.).
SISÄLLYSLUETTELO Keskustelutilaisuuden ohjelma Hur styr man en klimatomställning till nollutsläpp? Professori Lars J. Nilsson, Lunds universitet EU:n energiapolitiikka Jean Monnet-professori Pami Aalto, Tampereen yliopisto, Johtamiskorkeakoulu Energiatekniikat ja energiatalous: tulevaisuuden energiaratkaisut Professori Sanna Syri, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Metsäbioenergian ilmastovaikutukset Johtava tutkija Jari Liski, Suomen ympäristökeskus Voiko metsäenergian tuotanto olla kannattavaa, kestävää ja hiilineutraalia? Professori Antti Asikainen, Metla
Tulevaisuuden energiaratkaisut muuttuvassa ilmastossa - keskustelutilaisuuteen keskiviikkona 16.2.2011 kello 16.00 19.00 Eduskunnan Pikkuparlamentin auditorio. Ohjelma 16.00 Tilaisuuden avaus Kansanedustaja Kimmo Kiljunen, Tutkaksen puheenjohtaja 16.10 Miten päästä nollapäästöihin ilmastonmuutoksessa? Professori Lars J. Nilsson, Lunds universitet Professori Nilsson on mm. uusiutuvia energiamuotoja koskevan IPCC-erikoisraportin pääkirjoittaja 16.40 EU:n energiapolitiikka Jean Monnet-professori Pami Aalto, Tampereen yliopisto, Johtamiskorkeakoulu 16.55 Kommenttipuheenvuoro Kansanedustaja Pekka Vilkuna, kesk. Kansanedustaja Pentti Tiusanen, vas. 17.10 Kahvitauko 17.30 Energiatekniikat ja energiatalous Professori Sanna Syri, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu 17.45 Metsäbioenergian ilmastovaikutukset Johtava tutkija Jari Liski, Suomen ympäristökeskus 18.00 Voiko metsäenergian tuotanto olla kannattavaa, kestävää ja hiilineutraalia? Professori Antti Asikainen, Metla 18.15 Kommenttipuheenvuoro Kansanedustaja Sanna Perkiö, kok. Kansanedustaja Merja Kuusisto, sd. 18.25 Keskustelua 19.00 Tilaisuuden päätös
Hur styr man en klimatomställning till nollutsläpp? Lars J Nilsson, Lunds universitet Tutkas, Lillparlamentet Helsingfors, 16 februari 2011
Minskade utsläpp för att hamna under 2 C global uppvärmning Global -50% by 2050 rel. 1990 Recent Science? Developed Countries to cut by 80-95% by 2050 rel. 1990 Helsingfors, 16 februarii 2011 Source: European Commission
Energieffektivisering och förnybar energi är de viktigaste tekniska åtgärderna Helsingfors, 16 februarii 2011
Teknik för energieffektivisering Fotogen ~0.05 Lumen per Watt LED ~100 Lumen per Watt Incandescent lamp converted to kerosene lantern (Ghana) Photo: Rick Wilk Helsingfors, 16 februarii 2011 Photo: Evan Mills, LBL Source: http://light.lbl.gov
Klimatomställning är inte allt: Många motiv för energieffektivisering Worldwide Övriga 57% Latin Amerika 56% EBRD IEA 50% 24% 19% 11% 10% 5% 19% 43% 31% 26% 6% 3% 6% 18% 8% 4% 1% 2% Energy Energi- security Ekonomisk Economic Climate Klimat change Konkurrens- Economic development competiveness Public Hälsa health Övrigt Other säkerhet utveckling kraft IEA EBRD Latin America Non-IEA Asia, MENA and Africa IEA, 2011, Enabling Energy Efficiency: An Introduction to Energy Efficiency Governance Helsingfors, 16 februarii 2011
Förnybar energi: ett försök till sammanfattning RE has a significant role to play in the mitigation of climate change along with a portfolio of other low-carbon technologies. Deployment of many RE technologies is already well advanced but the rate of deployment can be accelerated in the short term given appropriate policy support measures including carbon pricing. The overall costs and benefits in the context of sustainable development of making a transition to high shares of RE supply in all sectors in the long term, relative to other mitigation options, are uncertain but there are no fundamental resource or technology limitations that constrain the share of RE in future energy systems. Helsingfors, 16 februarii 2011
Andel förnybar energi globalt Helsingfors, 16 februarii 2011 Källa: REN21
Ny kraftproduktion 1995-2008 GW per year Helsingfors, 16 februarii 2011 Source: Thomas B Johansson, iiiee, LU
Ny installerad effekt i EU 2009 Helsingfors, 16 februarii 2011 Source: EU JRC, 2010
Helsingfors, 16 februarii 2011 Källa: REN21
Helsingfors, 16 februarii 2011 Källa: REN21
Helsingfors, 16 februarii 2011 Courtesy: Lindström
Styrning av klimatomställning De globala utsläppen skall minska med minst 50% till 2050 I-ländernas utsläpp skall minska med 80-95% till 2050 Stora omställningar ( transitions ) är ingenting nytt Tidigare omställningar har sällan varit politiskt drivna Omställning är resursmässigt, tekniskt och ekonomiskt möjlig Hur styr man då för att nå dit? Helsingfors, 16 februarii 2011
Exempel på politiskt styrd omställning: Svensk fjärrvärme District heating production (TWh) 60 50 40 30 20 10 Oil Natural gas, incl. LPG Coal Electric boilers Heat pumps Industrial waste heat Peat MSW Other biomass fuels Tall oil Wood fuels 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Helsingfors, 16 februarii 2011
Transportsektorns energianvändning i Sverige 2050? TWh/år 120 Transportsektorns energianvändning 100 80 60 40 El Vätgas Bio Fossila 20 0 2005 Teknikscenariot Beteendescenariot Teknikscenariot: Fortsatt tillväxt i transportarbetet, hög energieffektivisering och stark teknikutveckling Beteendescenariot: Ingen ökning av transportarbetet, effektivisering men mindre teknisk utveckling Helsingfors, 16 februarii 2011
Helsingfors, 16 februarii 2011
Viktiga delar i en omställning Hög energieffektivitet i ny och befintlig bebyggelse Stark utveckling av förnybar elproduktion (vind) och kraftnät, inklusive balansering genom laststyrning Ökad integration mellan olika tillförselsystem (t ex el och fjärrvärme) Ökad användning av bioenergi i transportsektorn. Långtgående elektrifiering av transportsektorn och eventuellt införande av vätgas Avkarbonisering av basindustrin (järn&stål, cement, osv.) med el, vätgas eller koldioxidlagring Helsingfors, 16 februarii 2011
Exempel på styrningsutmaningar Bebyggelsen en nationellt styrningsproblem Andra boendemål, säkra efterlevnad, lagom effektivisering Lätt att öka efterfrågan på bioenergi men kan ha många negativa bieffekter (och möjligheter): Ökande priser, markkonkurrens, kolläckage, industrins konkurrenskraft (och biobaserade bränslen, kemikalier och material från bioraffinaderier) Basindustrin en bransch i hård internationell konkurrens Kolläckage/utflyttning, statsstöd, gränsskatter Helsingfors, 16 februarii 2011
Statens roll i klimatomställningen? Vision och målbild för att ange färdriktningen Ambitiös politik med långsiktighet och trovärdighet Policybeslut, styrmedel och resurser Hantera och balansera intresse- och målkonflikter Organisera och samordna omställningen Uppmuntra brett deltagande av berörda aktörer Helsingfors, 16 februarii 2011
Hur kan man göra? Etablera mekanismer för att säkra långsiktigt stabila villkor (hård styrning, top-down): Storbrittaniens lagstiftning (80% lägre utsläpp 2050) EU ETS Förutsägbara krav (t ex byggregler) Skapa förutsättningar för dialog och utveckling (mjuk styrning, bottom-up): Hollands transition management Positiva framtidsbilder Utveckla processer och verktyg för integration mellan politikområden för en enhetlig politik och för att lägga fast en långsiktig styrning Säkra genomförande och efterlevnad (t ex genom bättre uppföljning) Överväg organisatoriska förändringar i myndighetsstruktur m m Helsingfors, 16 februarii 2011
Sista bilden Tack! www.lets2050.se Helsingfors, 16 februarii 2011
EU:n energiapolitiikka Esitelmä Tutkijoiden ja kansanedustajien seuran (TUTKAS) seminaarissa Tulevaisuuden energiaratkaisut muuttuvassa ilmastossa, 16.2.2011, Helsinki Pami Aalto Jean Monnet professori/ Jean Monnet keskuksen johtaja Johtamiskorkeakoulu, Tampereen yliopisto <pami.aalto@uta.fi>
Onko EU:lla energiapolitiikkaa? Kompetenssit jakautuvat Komission ja jäsenmaiden kesken Komissio: keskeinen rooli mm. sisämarkkina, kuljetus- ja ympäristöpolitiikassa Jäsenmaat: kontrolli energian alkuperästä (koti/ulkomaa, EU/ei- EU); energian lähteestä (fossiiliset vs. muut); ja energian kokonaispaketista (energy mix) Kun 50-70% energiasta tuontitavaraa, korostuu kontrolli alkuperästä Solidaarisuuslauseke: Neuvosto voi Komission pyynnöstä päättää soveltuvista toimenpiteistä mikäli energiatoimituksissa vakavia vaikeuksia Lisäksi toimijoina mm. energiayhtiöt ja kansainväliset rahoituslaitokset, jotka rakentavat ja rahoittavat energiainfrastruktuuria Yhdelläkään toimijalla ei ole yksiselitteistä päätösvaltaa energiapolitiikan (policy) aikaansaamiseksi ja sitä tukevien toimenpiteiden edistämiseksi Komissiolla on sisämarkkinoiden vahdin, politiikkatavoitteiden asettajan ja koordinaattorin rooli (määrätyissä raameissa jos yhteistä politiikkaa on, sen tulee olla Komissio-vetoista Konkretisoituu Komission vuosittaisessa dokumenttituotannossa energiapolitiikan alalla: Tuottavatko dokumentit tulevaisuuden energiaratkaisuja? Markkinat ja kilpailu Toimitusvarmuus Kestävä lehitys (ilmastopolitiikka, jne.)
Tuottaako EU:n energiapolitiikka tulevaisuuden ratkaisuja I: markkinat ja kilpailu Kaikkiaan edistystä ja tuloksia, mutta yhä monopolistisia ja oligopolistisia, EU-lainsäädäntöä rikkovia markkinoita, joille vaikeahkoa päästä Suuret kansalliset yhtiöt nähdään vastauksina globaaliin kilpailuun Sähkö: pohjoisen tuulivoima ja etelän aurinkoenergiaoptio kärsivät sisämarkkinan infrastruktuuriongelmista Pulllonkauloja jäsenmaiden välisessä energian siirtokapasiteetissa Riittämättömiä yhteyksiä uuden uusiutuvan energian paikallistuotannon ja pääverkkojen välillä Maakaasu: tehostuneilla Luoteis-Euroopan markkinoilla lisääntynyt tarjonta on painanut hintoja huomattavasti alas 2009-10 LNG-markkina ja väliaikainen ylitarjonta (Qatar) Tosin kaikki syyt eivät EU-lähtöisiä (USAn epäkonventionaalinen kaasu) Tarvittaneen kanta ydinvoimaan! Uusiutuvat energianlähteet: tarvitaan rahallista tukea samassa mittakaavassa kuin fossiilisille polttoaineille! OECD:ssa 57mrd vs. 9mrd, ydinvoima 16mrd) EU ei aivan omien 2020 20% lisäystavoitteiden tahdissa
Tuottaako EU:n energiapolitiikka tulevaisuuden ratkaisuja II: toimitusvarmuus Heikoimmat tulokset EU-kompetenssin puuttuessa ja bilateralismin, rajoitetun koalitiopohjaisuuden sekä riittämättömän luottamuksen vallitessa laajemman Euroopan alueella tuottajien, transitmaiden ja kuluttajamaiden välisissä suhteissa EU-maat häviävät kollektiivisesti vaikka Saksa voittaa aina Silti ei ehkä paljoa tehtävissä koska historiallisesti rakennetut energiaratkaisut ja infrastruktuurit niin erilaisia ettei yhteisiä intressejä yksinkertaisesti löydy tarpeeksi Kaikkia ei Venäjä tai Pohjois-Afrikka kiinnosta Energian lähteiden ja alkuperämaiden monipuolistaminen ajaa suuret toimittajat etsimään uusia markkinoita muualta EU-Venäjä energiadilemma (Monaghan) Tarvitaan idea pan-eurooppalaisesta energiapolitiikasta, joka ei perustu vain EU:n omaan markkinat ja kilpailu -periaatteeseen
Tuottaako EU:n energiapolitiikka tulevaisuuden ratkaisuja II: kestävä kehitys EU yhä kenties suunnannäyttäjä, mutta kuinka pitkään ja onko suunta oikea/riittävä? Nykyinen Kioto-pohjainen päästökauppa hyödyllinen, mutta kovin raskas mekanismi 5% GHG-päästövähennyksen aikaansaamiseksi GHG-vero? Energiatehokkuuden 20% lisäys 2020 ei nykyvauhdilla toteutumassa Erityisesti kuljetussektori ongelma, rakentamisessa ja yhdyskuntarakenteessa paljon kehitettävää EU jäämässä Kiinan ja jopa USA:n jalkoihin uusissa investoinneissa ja teknologian kehittämisessä Päästävä eroon halvan energian illuusiosta kilpailuvalttina! Otettava energiapolitiikka kiinteäksi osaksi yhteiskunnallista suunnittelua koko Unionin tasolla ja lisättävä EU:n kompetensseja
Energiatekniikat ja energiatalous: tulevaisuuden energiaratkaisut Sanna Syri, energiatalouden professori, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu TUTKAS 16.2.2011
Ilmastonmuutoksen hillintä: päästöjen vähentämisellä on kiire Lähde: IPCC, 2007. Synthesis Report. Pitkällä aikavälillä vaatimuksena voivat olla jopa negatiiviset nettopäästöt (esim. Bio+CCS)
Ilmastonmuutoksen tehokas hillintä tarkoittaa energiavallankumousta - lainsäädäntöä, joka veisi tähän, ei vielä ole olemassa Lähde: IEA Energy Technology Perspectives 2050. IEA, 2010.
Energian hinta nousee ja teknologiat vaihtuvat Lähde: IEA Energy Technology Perspectives 2050. IEA, 2010.
Uudet teknologiat CCS-teknologian kehittämiseen panostetaan kaikkialla voimakkaasti Kivihiili tulee vielä kymmeniä vuosia olemaan maailman suurin sähköntuotannon energialähde (esim. IEA:n raportit) VTT 2010: Suomessa tulisi laajasti käyttöön kustannustasolla 70-100 /tonni CO2 Ydinvoimaa rakennetaan lisää Kokonaiskapasiteetti maailmassa tuskin nousee voimakkaasti, koska edellinen sukupolvi poistuu käytöstä Energiatehokkuuden parantaminen on erittäin kustannustehokasta. Se luo myös laajasti uusia mahdollisia vientituotteita. Sähkön hinta on nousussa Euroopassa. Hyvillä paikoilla tuulivoima voi pian olla kilpailukykyistä ilman tukiakin.
Tämänhetkinen lainsäädäntö Kioton pöytäkirjan jatkoneuvottelut ovat kesken Tavoitteena on alueellisesti kattavampi sopimus kuin Kioton pöytäkirja EU:lla on jäsenmaita sitovat tavoitteet vuodelle 2020 Päästökauppasektori: -21% vuodesta 2005 Ei-päästökauppasektori: kansalliset velvoitteet, Suomelle -16% vuodesta 2005 (liikenne, jätehuolto, maa- ja metsätalous, pienvoimalat, lämmitys) Kansalliset uusiutuvien lisäysvelvoitteet (Suomi 28,5% -> 38%)
Kansalliset vähennysstrategiat on sovitettava EU:n lainsäädäntöön Päästökauppasektori (energiantuotanto > 20 MW, teollisuus) on EU:n päästökaupan alainen 2013-2020 kasvava osuus päästöoikeuksista huutokaupataan Päästökauppasektorin verotus fiskaalisista syistä tulee olla samansuuntainen mekanismi, jotta kansantaloudellisesti järkevä (energiaverouudistus perustuu CO2-päästöön turvetta lukuun ottamatta) Päästökauppasektorilla omat vähennystoimet tulee toteuttaa vain päästökaupan hintatasoon asti. Kalliimmat toimet eivät tuo lisähyötyä ympäristölle. Ei-päästökauppasektorin (liikenne, jätehuolto, maa- ja metsätalous, pienvoimalat, lämmitys) kansallinen päästöjen vähentäminen Kustannustehokkuuden tulisi olla keskeinen kriteeri /tonnico2 Liian usein kansallisen lainsäädännön valmistelussa tämä tieto puuttuu tai ei ole verifioitavissa
Mitä tekevät EU:n energiajätit? RWE: hiililauhde 97 TWh v. 2009 (Suomen sähkönkulutus 2009 81 TWh) hiili 61%, ydinvoima 18%, kaasu 16%, uusiutuvat 3% EO.n: 25 GW hiililauhdetta ( ~ 2x Suomen kaikki voimalaitokset) öljy & kaasu 38%, hiili 34%, ydinvoima 15%, vesivoima 7%, muut 6% Kumpikaan yritys ei aio vähentää hiililauhteen käyttöä Yhteisyritys rakentaa Iso-Britanniaan 6 GW ydinvoimaa (OL3 1,6 GW) Saksan miljardituella aurinkosähköön on saatu 1 % osuus, päästövähennyksen kustannus ~700 /tonco2 (Energy Policy 2008)
1560 MW, vuosipäästöt n. 6-7 MtonCO2 Lisäksi esim. 2100 MW ruskohiililauhdelaitos rakenteilla Kölnin lähelle RWE Annual Report 2009.
Olemassa oleva hiili-yhteistuotanto (CHP): toistaiseksi ei ole syytä suuriin muutoksiin Hiililauhteen hyötysuhde n. 40% Hiili Suomessa yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa 90 % Maakaasuun on kannattavaa siirtyä vasta n. 40 /tonnico2 (tällä hetkellä EU:n päästökauppa n. 15 /tonnico2) Biopolttoaineiden laaja käyttö esim. kaasuttamalla hiilipölykattilassa on tehoton ratkaisu sekä taloudellisesti että teknisesti Biopolttoaineet ovat parhaimmillaan sitä varten suunnitelluissa CHP-laitoksissa Rannikolle suuret määrät biopolttoaineita saatettaisiin hankkia laivakuljetuksena globaaleilta markkinoita
Suomen ilmastopolitiikka määrittää miljardien investoinnit kymmeniksi vuosiksi tarvitaan avointa valmistelua, jossa nähtävissä toimien kustannukset ja tehokkuus ja vuoropuhelua tutkijat päätöksentekijät
Metsäbioenergian ilmastovaikutukset Jari Liski Suomen ympäristökeskus
Metsäbioenergian ilmastovaikutukset 1. Ilmastonmuutoksen hillintä ja metsäbioenergia 2. Metsäbioenergian ilmastovaikutukset Suomessa 3. Kaksi näkökulmaa metsäbioenergian ilmastovaikutuksiin 4. Yhteenveto 15.2.2011
Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus ja ilmaston lämpeneminen Ilmakehän CO 2 -pitoisuus Ilmaston lämpeneminen A2 A1B 15.2.2011 B1 IPCC 2001, 2007
Fate of Anthropogenic CO 2 Emissions (2000-2009) 1.1±0.7 PgC y -1 4.1±0.1 PgC y -1 47% 2.4 PgC + y-1 7.7±0.5 PgC y 27% -1 Calculated as the residual of all other flux components 26% 2.3±0.4 PgC y -1 Average of 5 models Global Carbon Project 2010; Updated from Le Quéré et al. 2009, Nature Geoscience; Canadell et al. 2007, PNAS
Suomen kasvihuonekaasupäästöt ja hiilinielu v. 1990-2007 15.2.2011 YM ja Tilastokeskus 2009
Metsäbioenergian oleelliset piirteet ilmastonmuutoksen kannalta 1. Korvattavien polttoaineiden päästöjen muutokset 2. Metsien hiilinielun muutokset 3. Ajoittuminen (päästö- ja hiilinielumuutokset) 4. Muutokset tulevaisuudessa nykytasosta 15.2.2011
Suomen metsistä energiakäyttöön korjattava puubiomassan määrä 16 14 Metsähakkeen korjuumäärä (m3/v) 12 10 8 6 4 Metsähake yhteensä Oksat yms. Kannot 15.2.2011 2 0 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Aika (kalenterivuosi) Metsätilastollinen vuosikirja 2009, TEM 2010b
Energiapuun korjuun vaikutus Suomen metsien hiilitalouteen Hakkuutähteitä (oksia, harvennuspuuta ja kantoja) korjataan pois metsistä entistä enemmän Maaperään tulevien hakkuutähteiden määrä pienenee Metsien hiilivarasto pienenee ja ilmakehän hiilivarasto kasvaa hiilimäärällä, joka poiskorjatuissa hakkuutähteissä olisi, jos ne olisi jätetty metsään Tavoite v. 2020, 13,5 Mm 3 hakkuutähteitä, sisältää n. 3 Mt hiiltä 55 44 810 (+6) 1300 (+2)? 1 Kuva: Suomen metsien hiilivarastot (Mt C) ja virrat (Mt C/v) 1990- luvulla (Liski ym. 2006. Annals of Forest Science) ja hakkuutähteiden korjuun vaikutus (punaiset luvut, v. 2020 tavoite). 75 13 12 +3=15-3=10 15.2.2011
Energiapuun korjuun vaikutus Suomen metsien hiilimäärään ja puusta saatava energiamäärä Metsästä puuttuva hiilimäärä =ilmakehän hiilimäärän lisäys Puusta saatava energiamäärä 15.2.2011 Liski ym. 2011. Suomen ympäristö 5/2011.
Päästöjen vertailu Suomessa v. 2000-2025: Metsäenergia vs. korvattava kivihiilienergia 200 180 Hiilidioksidipäästö (Mt CO2-ekv.) 160 140 120 100 80 60 40 Kivihiili: metsäenergia yhteensä Kivihiili: oksat Metsäenergia yhteensä Oksat Kivihiili: kannot 15.2.2011 20 0 Kannot 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Aika (kalenterivuosi) Tiedot: Liski ym. 2011. Suomen ympäristö 5/2011.
Metsäenergian ja fossiilisten polttoaineiden päästöjen vertailu Suomessa v. 2000-2025 15.2.2011 Liski ym. 2011. Suomen ympäristö 5/2011.
Energiapuun korjuun vaikutus Suomen metsien hiilinieluun v. 2005-2025 15.2.2011 Vertailutiedot: Sievänen ym. 2007 Liski ym. 2011. Suomen ymparisto 5/2011
Metsäenergian vaikutus Suomen kasvihuonekaasupäästöihin v. 2020 Suomen kasvihuonekaasupäästöt ja hiilinielu v. 1990-2007 Metsäenergian vaikutus päästöihin ja hiilinieluun 15.2.2011 Liski ym. 2011. Suomen ympäristö 5/2011.
Metsäenergialla saavutettavat päästövähennykset v. 2020 Korvattaessa fossiilisten polttoaineiden käyttöä niiden päästöt vähenevät Biomassan korjaaminen pois metsistä heikentää hiilinielua Hiilinielun heikentyminen leikkaa päästövähennyksiä 60 %:lla kivihiili 70 %:lla öljy 80 %:lla maakaasu 15.2.2011 Liski ym. 2011. Suomen ympäristö 5/2011.
Maankäytön päästöihin on alettu kiinnittää huomiota Searchinger ym., Melillo ym., Fargione ym. 2008-2009. Science, Repo ym. 2010. GCB-Bioenergy.
Metsäenergian ja fossiilisten polttoaineiden päästöt tuotettaessa 1 PJ energiaa/v 15.2.2011 Repo ym. 2010. Global Change Biology Bioenergy. Liski ym. 2011. Suomen ympäristö 5/2011.
Metsäenergian aiheuttamien metsän hiilitaseen muutosten huomioiminen raportointi- ja laskentamenetelmissä 15.2.2011 Liski ym. 2011. Suomen ympäristö 5/2011.
Energiapuun korjuun vaikutus metsien hiilivarastoihin: kaksi näkökulmaa Ilmastonmuutoksen hillitseminen energiapuun avulla Energiapuun korjuun vaikutus metsien hiilivarastoihin Ei korjata vs. korjataan Hidastaako energiapuun käyttö ilmakehän hiilivaraston kasvuvauhtia Energiantuotannon päästöt + metsän hiilivarastomuutos Nopea ajoittuminen Nykytaso vertailukohtana Metsien biomassan kestävä hyödyntäminen Miten metsien hiilivarastot kehittyvät, kun energiapuuta korjataan Säilyvätkö metsien biomassan hyödyntämismahdollisuudet, kun energiapuuta käytetään Pitkän aikavälin kestävyys Hiilivarastojen nollamuutostaso vertailukohtana
Yhteenveto: Metsäenergian ilmastovaikutukset Metsien hiilinielu heikkenee, maaperän hiilivarasto alkaa vähentyä, lisää hiiltä ilmakehään Metsäenergialla voidaan korvata fossiilisia polttoaineita ja vähentää niiden päästöjä ilmakehään Nettopäästöt ilmakehään vähenevät näiden muutosten erotuksena joko melko nopeasti (oksat) tai hitaasti (kannot) Mitä hitaammin metsäenergia vähentää päästöjä sitä enemmän päästöjä on vähennettävä muilla keinoilla ilmastonmuutoksen rajoittamiseksi Metsäenergialle asetettu tavoite vaikuttaa loppupäätelmään Ilmastonmuutoksen hillintä Metsäbiomassan runsas kestävä hyödyntäminen
Voiko metsäenergian tuotanto olla kannattavaa, kestävää ja hiilineutraalia? Antti Asikainen, Metla TUTKAS 16.2.2011, Pikkuparlamentti Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Metsäenergia maailmalla ja meillä Maailman, EU:n ja Suomen puuenergiavarat ja kasvun rajoitteet Voiko energiabiomassan kasvatus olla kannattavaa ja kestävää? Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Metsäenergian lisäysmahdollisuus n. 2% maailman energiankulutuksesta 1200 1000 Milj. m 3 /a 800 600 400 200 Plantaasit Hakkuutähteet Sellupuu 0 Liikenne Sähkö ja lämpö Source: Röser et al. 2008 Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
EU:lla n. 100 milj. kuivatonnin biomassavaje v. 2020 600 500 Milj. kuivatonnia 400 300 200 100 Biolämpö Biopolttoaineet Biosähkö Ainespuu Lyhytkiertoviljely Agrobiomassa Puu 0 Tarjonta Supply Kysyntä Demand Rettenmaier et al. 2008 Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Suomen metsähakkeen käyttk yttö kuusinkertaistunut 2000 -luvulla Metsähakkeen käyttö, 1000 m 3 /a 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2020 Pienkäyttö Sekal. Kannot Järeä runkopuu Hakkuutähde Kokopuu Karsittu ranka
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 6
Metsäenergian osuus jo 25% puunkorjuun koko työpanoksesta 9000 8000 Työvoimapanos, htv 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Vuosi Energiapuu Ainespuu 7
Metsähakkeen tekninen korjuupotentiaali kahdella ainespuun hakkuuskenaarioilla ja metsähakkeen nykykäytt yttö Latvusmassa Kannot Nuorten metsien energiapuu Järeä runkopuu 25 Metsähaketta, milj. m³ vuodessa 20 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 Tavoite 13,5 milj. m³ vuoteen 2020 mennessä Lähteet: Salminen 2010/Mela ryhmä, Ylitalo 2010
Kuitupuuta ohjautuu energiaksi ja dieseliksi Tavoite metsähakkeelle (25 TWh + 3 biodiesel -laitosta) kova, mutta saavutettavissa jos Päästölupien jako riittävän kireä (vähintään 25 /t-co2) Sahatukin kysyntä palaa korkeammalle tasolle Kuitupuudimensioista puuta ohjautunee myös energiasektorille. Biodiesel -laitosten metsähakkeen käyttö nostaa hintoja ja vähentää metsähakkeen polttoa sähkö- ja lämpölaitoksissa
Voiko energiapuun tuotanto olla kannattavaa? Polttoaineet Suomessa ilman veroja /MWh 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Raskas PÖ Maakaasu Hiili Turve Hakkuutähde Kannot Pienpuu
Voiko energiapuun tuotanto olla kannattavaa?
Päätehakkuulla havaitut biomassan talteensaantoprosentit n. 62% (Peltola ym. 2010) palstalle jäävä biomassa pääosin neulasia ja pienoksia-> kasvuvaikutukset jäävät pieniksi Harvennushakkuulla kuusta ei korjata kokopuuna mäntyjen oksista merkittävä osa karsiutuu hakkuussa (latvusmassasta saadaan talteen vain puolet) runkojen järeytyminen johtamassa yhä enemmän karsitun rangan korjuuseen
Kokopuuhakkuu voi nostaakin kasvua
Ravinteet saatava kiertämään Turve- ja puutuhkaa syntyy Suomessa n. 500 000 tonnia vuodessa Puhdasta puutuhkaa n. 150 000 tonnia vain 10% käytetään lannoitteena
Tuhka pidentää typen lannoitusvaikutusta
Kantojen poltto kivihiilen veroinen päästö? -100 Mt/a +70 Mt/a
Metsien hiilivarasto kasvaa nyt 40 Mt/a
Kantojen hajoamisnopeus, malli vs. mittaukset kanto, kenttäkokeet, Ruotsi kanto, kenttäkokeet, METLA Lähde: SYKE 2010
Metsään jätetyt kannot vapauttavat hiilen nopeasti ilmakehään kanto, kenttäkokeet, Ruotsi
Suomalaista metsäenergiateknologiaa energiateknologiaa
Kehitysajurit Keski- ja Etelä-Euroopassa
Kasvun rajoitteen keskiarvo Kasvun rajoitteen keskihajonta Kehittämispotentiaalin keskiarvo Kehittämispotentiaalin keskihajonta Korjuukustannukset: Harvennuspuu Korjuun & käsittelyn vaatima ammattitaito: Harvennuspuu Työvoiman tarve: Harvennuspuu Metsänomistajien suhtautuminen energiapuukauppaan: Harvennuspuu Integroitavuus muihin toimintoihin: Harvennuspuu 4,8 4,4 4,3 3,3 3,3 0,4 0,8 0,7 1,3 1,2 4,6 4,6 3,9 3,8 3,8 0,9 1,1 0,9 0,5 0,6 Harvennusenergiapuun kehityspotentiaali Lähde: Laitila ym. 2010 Lainsäädäntö & metsänkäsittely: Harvennuspuu 3,4 1,3 3,6 1,1 Saatavuus eri markkinatilanteissa: Harvennuspuu 2,4 1,0 3,7 1,0 Kuljetustehokkuus: Harvennuspuu 2,9 1,0 3,1 0,9 Pääoman tarve: Harvennuspuu 3,1 1,0 2,8 1,3 Kestävyys & seurannaisvaikutukset: Harvennuspuu 2,5 1,1 3,2 1,0 Materiaalin kuormaus & purku: Harvennuspuu 2,5 1,0 2,9 1,1 Laatu & lämpöarvo: Harvennuspuu 2,2 1,0 3,1 0,9 Varastoitavuus: Harvennuspuu 2,5 0,7 2,6 0,8 Soveltuvuus eri kokoluokan käyttöpaikoille: Harvennuspuu 1,5 0,7 1,8 0,8
Johtopäätöksiä Taloudellisen kestävyyden puuttuminen pysäyttää metsäenergian nopeimmin Sosiaalisen kestävyyden aikaskaala kuukausia-vuosia, Ekologinen vuosiavuosikymmeniä Kannot ovat 10 vuodenkin tarkastelujaksolla yhtä hyvä polttoaine kuin maakaasu ja pidemmillä tarkastelujaksoilla maakaasuakin parempia hiilipäästöjen suhteen Biojalostamoiden ja kivihiililaitosten raakaainekäyttö voi vähentää puun käyttöä perinteisessä sähkön ja lämmön tuotannossa
Metsähakkeen heikoin kestävyystekijä: talous Pilkkeen heikoin kestävyystekijä: hiukkaset