Seura selvitti: Energiantuotanto mullistuu – Mitä vihreä siirtymä on käytännössä?
Energian tuotannossa ja käytössä on alkamassa suurin mullistus sitten 1700-luvun teollisen vallankumouksen, jolloin ensin hiili ja sitten öljy valjastettiin talouden moottoriksi. Mitä vihreä siirtymä käytännössä tarkoittaa?
Valtava energialoikka. Fossiiliset polttoaineet jäävät historiaan, kun maailma valmistautuu vihreään siirtymään. © iStock
Valkeakoski 1975. Tervasaaren selluloosatehtaan kyljessä komeili 53 metrin korkuinen neliskanttinen rakennus. Väreinä olivat siniharmaa ja vaaleanruskea. Piipun kera korkeutta kertyi yli sata metriä.
Pömpeli kätki sisäänsä tehtaalta tulevan jäteliemen polttokattilan laitteistoineen. Kattilan tuottama höyry pyöritti turbiinia, josta irtosi tehoa yli 23 megawattia. Maailman tämän hetken suurimman tuulivoimalan teho on 15 megawattia, joten aivan mitättömästä höyrypannusta ei ollut kyse.
Nykyrahassa 93 miljoonaa euroa maksanut hanke oli menestys: rahaa säästyi ja ympäristö kiitti. Aiemmin saman sähkön tuotanto oli niellyt vuodessa 15 000 tonnia raskasta polttoöljyä. Saastunut Vanajavesi alkoi tervehtyä. Laitos säästi hintansa nopeasti takaisin.
Tuolloisen Yhtyneiden Paperitehtaiden ratkaisu oli esimerkki 1970-luvulla heränneestä ympäristöajattelusta. Nykyään teollisuudessa on jo itsestään selvä tavoite, että syntyy mahdollisimman vähän jätettä ja että se mahdollisuuksien mukaan palautetaan takaisin valmistusprosessiin.
Pelastaako vety maailman?
Nyt tekeillä on energiaratkaisuja, joista monet olisivat 50 vuotta sitten kuulostaneet lähes tieteistarinoilta. Esimerkiksi Harjavaltaan nousee ensi vuonna niin sanottua vihreää vetyä valmistava laitos. Vetyä syntyy, kun vettä hajotetaan sähkön avulla.
Vihreys tarkoittaa, että vedyn tuotannossa käytetään päästötöntä sähköä, kuten tuuli-, vesi- tai aurinkovoimaa. Vedystä voidaan valmistaa esimerkiksi metaania kaasuautoihin ja laivamoottoreihin.
Uuden aikakauden taikasanoja on Power-to-X, lyhennettynä P2X. Mystinen termi tarkoittaa sitä, että sähkö valjastetaan tuottamaan samoja raaka-aineita, joita tähän asti on valmistettu fossiilisista lähteistä, kuten raakaöljystä, hiilestä ja maakaasusta. Olennaista on, että prosessissa käytetyn sähkön tuottamisessa ei ole syntynyt päästöjä.
P2X-teknologiassa voidaan ottaa myös hiilidioksidia talteen ja valmistaa siitä synteettisiä polttoaineita. Sama koskee typpeä, jota on ilmakehässä riittämiin: siitä saadaan lannoitteiden raaka-ainetta.
P2X-hankkeita on käynnissä maailmalla sadoittain, Suomessakin useita. Esimerkiksi Lappeenrannassa ja Lahdessa toimiva LUT-yliopisto on saanut Business Finlandilta neljän miljoonan euron rahoituksen alan tutkimukseen. Uuden laboratorion on määrä valmistua vuoden 2025 loppuun mennessä.
”P2X-tutkimus on ajankohtaista sekä ilmastonmuutoksen torjumiseksi että koko Euroopan Venäjä-riippuvuuden vähentämiseksi”, yliopiston energiatutkimuksen yksikön johtaja Olli Pyrhönen tiivistää.
Päästötön sähkö on taikavoimaa, jolla hiilidioksidia voi jopa imeä pois ilmasta. Esimerkiksi Islannissa toimii Climeworks-laitos, joka sitoo hiilidioksidin maan sisään kivimineraaleihin.
Idea kuulostaa hyvältä, mutta merkittävä ilmastohyöty vaatisi kymmeniä tuhansia vastaavia laitoksia ympäri maailman. Eikä kaikkialla maasta pursua ilmaiseksi kuumaa vettä sähköntuotantoon, kuten Islannissa.
Tuulivoima kasvaa vauhdilla
Kivihiilen poltto energianlähteenä loppuu Suomessa 2029. Suomen tavoite on olla hiilineutraali 2035.
Vihreä siirtymä tarkoittaa taloutta ja kasvua, jonka käyttövoimana ovat ympäristöystävälliset tavat tuottaa energiaa. Maailmassa investoitiin toissa vuonna ympäristöystävälliseen energiaan ensi kertaa yhtä paljon kuin fossiilisiin energiahankkeisiin. Suunta on selvä.
Mikään sähköntuotannon tapa ei ole täysin vihreä, koska esimerkiksi tuulivoimalassa tarvittavan teräksen tuotanto aiheuttaa päästöjä. Tavoite kuitenkin on, että voimalan valmistus kuormittaa ilmastoa mahdollisimman vähän, ja itse tuulivoimalahan ei tuota päästöjä.
Aalto-yliopiston professori Peter Lund mainitsee, että tuulivoiman tuotantokyky kasvoi Suomessa viime vuonna 75 prosenttia, mikä rahassa merkitsi kolmen miljardin euron investointeja.
”Lähivuosikymmen näyttää tuulen kannalta hyvin lupaavalta, sillä rakenteilla ja suunnitteilla olevat tuulivoimalat Suomessa nostavat tuulivoiman osuuden sähkönkulutuksesta 28 prosenttiin vuoteen 2028 mennessä”, Lund kertoo.
”Kansainvälinen energiajärjestö IEA arvioi, että vuonna 2050 jo 70 prosenttia maailman sähköstä tulee aurinko- ja tuulienergiasta. Monin paikoin ne tuottavat jo nyt markkinoiden halvinta sähköä.”
Energiamuutos tuo myös uusia haasteita, kuten energiajärjestelmän tasapainottamisen. Tuuli vaihtelee ja aurinko laskee, mutta sähköä tarvitaan koko ajan.
Lundin mukaan vedyn käyttö on yksi lupaavimmista keinoista tasata sähköntuotantoa suuremmassa mittakaavassa. Kun vedystä tehdään metaania ja etanolia polttoaineeksi ja ammoniakkia lannoitteisiin, näistä tulee käytännössä aurinko- ja tuulisähkön varastoja.
Vihreän siirtymän Kiina-riippuvuus huolettaa
Aurinkoenergian talteenoton teho kasvaa huimasti, mutta esimerkiksi aurinkopaneeleissa on riskialttiita kiinalaisia materiaaleja. Ongelmia on myös akkujen koboltin tuotannossa: yli puolet maailman koboltista louhitaan Kongosta. Litiumista lähes puolet tulee Chilestä.
Näiden ja monien muiden kriittisten materiaalien tarve monikymmenkertaistuu lähivuosikymmeninä. Kaivoksia tarvitaan tuhansittain lisää, ja niitä suunnitellaan myös Suomeen. Kaivosala ei ole tunnettu ympäristöystävällisyydestään.
Peter Lund myöntää ongelmat mutta muistuttaa, että tekniikkakin kehittyy koko ajan.
”Kriittisiä materiaaleja voidaan myös korvata toisilla materiaaleilla. Esimerkiksi litiumakkujen koboltti voidaan korvata jo nyt rautafosfaatilla ja litium tulevaisuudessa natriumilla, joita on paljon saatavilla.”
Myös teknisissä ratkaisuissa on vaihtoehtoja. Esimerkiksi vaihteettomissa tuuligeneraattoreissa käytettävät kestomagneetit tarvitsevat harvinaista neodymiumia ja dysprosiumia.
”Yhtä hyvin voidaan rakentaa tuulivoimala, joka käyttää vaihdelaatikkoa ja tavallista sähkögeneraattoria, jossa on pääasiassa kuparia. Kuparinkin kysyntä on kovassa kasvussa, mutta se ei ole harvinainen metalli.”
Teknisten ja sähköisten laitteiden hyötysuhde ja energiatehokkuus paranevat koko ajan eli vähemmästä saadaan irti enemmän. Tämäkin pienentää materiaalien tarvetta.
”Jos energiatehokkuus paranisi vuoteen 2050 mennessä puoli prosenttia vuodessa sen sijaan että energian käyttö kasvaisi puoli prosenttia vuodessa normaalikehitykseen verrattuna, tuulivoiman tarve ja vedyn tarve Suomessa putoaisi tässä ajassa puoleen. Energia- ja materiaalitehokkuus ovat siis keskeisessä roolissa, ettei metalleista tule pullonkaulaa vihreälle siirtymälle”, Lund huomauttaa.
Ympäristöalan osaajista pulaa
Osaamisen ja osaajien merkitys korostuu siirtymässä, ja heistä on pulaa. Pelkästään Saksassa tarvitaan miljoona uutta ympäristöalan osaajaa lähivuosina.
Suomenkin kilpailukyky ja vientimahdollisuudet riippuvat keskeisesti osaamisesta.
”Koulutustason putoaminen ja tutkimus- ja kehityspanosten väheneminen on erittäin huolestuttavaa, kun kilpailijamaissa suunta on toinen. Suuret maat, kuten Saksa, Yhdysvallat ja Kiina satsaavat tutkimukseen ja osaamisen nostamiseen valtavasti”, Lund sanoo.
Suomeen on syntymässä toistakymmentä suuren mittakaavan koelaitosta vedyn tai siitä tehtävän synteettisen polttoaineen valmistamisessa. Lundin mielestä tätä kehitystä valtion kannattaisi tukea sekä rahallisesti että lainsäädäntöä ja lupamenettelyjä kehittämällä. Vedyn jatkojalostus olisi myös tärkeää tuottavuuden parantamiseksi.
”Teollisuus, yliopistot ja ammattikorkeakoulut rakentavat tulevaisuutta, ja siihen on löydyttävä valtiolta rahaa ja tahtoa. Suomi on pieni maa, ja vain tutkimuksen, kehittämisen ja osaamisen avulla voimme pysyä maailman muutoksessa mukana.”
Yksi iso tavoite on vähäpäästöinen teräksen tuotanto. Lähes kymmenen prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä syntyy terästeollisuudessa, joka puolestaan kasvaa neljän prosentin vuosivauhtia.
Vety rientää apuun tässäkin asiassa. Esimerkiksi ruotsalainen teräsyhtiö SSAB suunnittelee Inkooseen terästehdasta, jonka prosesseissa käytettäisiin hiilen sijasta vetyä. Tästä käytetään nimitystä vihreä teräs.
Tulevaisuuden vetyputki sellaisena kuin taiteilija on sen visioinut. Vedystä kaavaillaan ekologista energianlähdettä ja kulmakiveä monenlaisten kemikaalien ja raaka-aineiden valmistukseen. © iStock
Tarvitaan isoja ja pieniä tekoja
Kiertotalous on olennainen osa vihreää siirtymää. Esimerkiksi alumiinin kierrätys säästää 95 prosenttia energiaa verrattuna siihen, että alumiini tuotetaan malmista.
Tavoite on, että suurin osa kaikesta käyttökelpoisesta raaka-aineesta saadaan kiertoon. Joissakin materiaaleissa tämä toteutuu jo hyvin: esimerkiksi koboltista kiertää jo 68 prosenttia, teräksestä 40 prosenttia.
Akuissa tärkeän litiumin kierrätys on sen sijaan vasta alkamassa. Yksi ratkaisu käyttää autojen akkumateriaalit uudelleen on vanhojen akkujen käyttö sellaisenaan energiavarastoina.
Entä me tavalliset ihmiset ja arjen teot? Onko ilmastolle esimerkiksi väliä, syömmekö liha- vai kasvisruokaa? Lihansyönnin vähentäminen on tutkitusti terveellistä ja vähentää myös ilmastopäästöjä.
Pitäisikö aina suosia lähiruokaa? Ei välttämättä. Esimerkiksi tomaatin kasvatus suomalaisessa kasvihuoneessa voi kuormittaa ympäristöä enemmän kuin tomaatin viljely ja kuljetus Espanjasta.
Luonnonvarakeskuksen uusimpien tutkimusten mukaan kotimainen tomaatti kuormittaa ympäristöä vähemmän kuin esimerkiksi espanjalainen tomaatti, jos otetaan huomioon myös vesijalanjälki.
Ruokahävikkiä kannattaa välttää. Ruisleipäviipaleen heittäminen roskiin kuormittaa ympäristöä paljon enemmän kuin ohut muovipussi, jossa kannoimme leivän kotiin.
Kierrätys on helppo ekoteko: pahvi, paperi, lasi, metalli ja muovi muuttuvat uudelleen materiaaleiksi, samoin sähkö- ja elektroniikkaromu. Biojätteestä tehdään multaa.
Kovaan kulutukseen perustuvaan elämäntapaan on tehtävä muutoksia, mutta mistä tiedämme, mitkä muutokset ovat tehokkaimpia? Sitä eivät tiedä vielä kaikki tutkijatkaan.
Peter Lund tähdentää, että vihreässä siirtymässä tarvitaan joka tapauksessa sekä yrityksiä että yksilöitä. Kyseessä on valtava yhteiskunnallinen muutos.
”Tärkeää on, että kaikki pysyvät mukana. Tämä edellyttää sosiaalista oikeudenmukaisuutta, koska kaikilla ei ole varaa esimerkiksi muuttaa kotinsa lämmitysmuotoa ympäristöystävälliseksi. Samoin maailman köyhimmät alueet tarvitsevat siirtymässä rikkaimpien maiden tukea. Kukaan ei tästä rytäkästä selviä yksinään.”
Arjen vihreitä ekotekoja. Uuden helsinkiläisen taloyhtiön jätehuolto kertoo jo nyt, miltä tulevaisuus voi näyttää. Kruunuvuorenrannan Rode -putkikeräysjärjestelmä hyödyntää viimeisintä teknologiaa, jonka avulla kierrätyksestä on haluttu tehdä asukkaille vaivatonta. © iStock
Järjestelmän toimintaperiaate: 1. Keräyspisteet tyhjentävät itsensä, automaattisesti 2. Jäte kulkee maanalaista putkistoa pitkin keräys-asemalle oikeisiin jätekontteihin.3. Kuorma-autot noutavat täydet jätekontit keräysasemalta ja kuljettavat jätteet jatkokäsittelyyn © Kruunuvuorenrannan rode
Yritysmaailma innoissaan vihreästä siirtymästä
Elinkeinoelämän keskusliiton EK:n ”Suomesta vihreä silta maailmalle” -tavoite tuo vahvasti esille, että vihreän siirtymän mahdollisuudet kasvattavat kilpailukykyä. Näkymissä siintää valtion ja yritysten välinen saumaton yhteistyö. Verotusta pitää uudistaa siten, että se edistää murrosta ja rohkaisee investointeja, sanoo EK:n vihreän kasvun vastuualueen johtaja Ulla Heinonen.
”Vakaa ja ennakoitava toimintaympäristö rohkaisee sijoittamaan vihreään siirtymään ja tuo varmuutta investoinneille. On tärkeää, että verotus kannustaa yrityksiä luomaan uutta liiketoimintaa ja työpaikkoja.”
Heinosen mukaan digitalisaatio on yksi vihreän siirtymän moottori.
”Kerätyn ja analysoidun datan avulla saamme ymmärrystä materiaalivirroista ja energian tuotannosta ja kulutuksesta. Tavaroiden ja palvelujen tuotanto kuluttaa entistä vähemmän luontoa, kun asiat tehdään järkevämmin, tehokkaammin ja materiaaleja ja energiaa säästäen.”
Heinonen korostaa, että Suomen on pidettävä kiinni ilmastotavoitteistaan. Suomen vihreä siirtymä lisää kotimaista kysyntää yritysten ratkaisuille. Samalla se tarjoaa yrityksille tuotannon pilottikohteita, mikä puolestaan tukee vientimarkkinoita.
”Pystymme osoittamaan, että teknologiat oikeasti toimivat. Pitkän ajan tavoitteet ja vakaa toimintaympäristö houkuttelevat vihreän siirtymän investointeja Suomeen”, Heinonen tähdentää.
EK:n mukaan luvitusprosessit hidastavat yritysten investointeja ja uudistumista. Monet teollisuushankkeet tyssäävät, kun jokaiseen eri prosessiin on sisällytetty omat valitusoikeutensa erillisine valitusaikoineen. Koko luvitusprosessi voi kestää vuosikausia.
Heinonen ja johtava asiantuntija Minna Ojanperä kirjoittivat tammikuussa Kauppalehdessä, että viranomaiskäsittelylle tulisi määritellä kahdeksan kuukauden sitova lakisääteinen maksimikesto. Kaikuja toiveesta on nähtävissä tuoreen hallituksen linjauksissa.
”Esitämme aivan uutta ’lupamestarin’ roolia, jonka päätehtävä olisi koordinaatio yli hallinto- ja yksikkörajojen. Lupamestari vastaisi keskitetysti myös yhteydenpidosta yrityksen suuntaan”, he visioivat.
Heiskanen sanoo, että meillä on jo hyvää kokemusta suurhankkeesta, josta pitäisi ottaa oppia.
”Suomessa on ainakin yksi onnistunut sujuvasti edennyt ison kokoluokan luvitusprosessi, 2017 valmistunut Äänekosken biotuotetehdas.”
Vihreä siirtymä onnistuu vain tuottoa tekemällä
Yritysten on saatava vihreistä investoinneistaan vähintään yhtä hyvä tuotto kuin muistakin sijoituksista, jotta ne olisivat valmiit investoimaan. Talous- ja ympäristöhyötyjen tärkeysjärjestys ja mittaaminen ei kuitenkaan ole aina suoraviivaista, huomauttaa ekonomisti Roger Wessman.
”Voidaanko päästöjä vähentää jokaista sijoitettua euroa kohden enemmän investoimalla esimerkiksi aurinko- ja tuulivoimaan? Vai saataisiinko päästöjä vähennettyä kaikkein tehokkaimmin investoimalla päästöttömään teräksentuotantoon”, Wessman kysyy artikkelissaan MustRead-sivustolla.
”Periaatteessa voidaan yrittää mitata, mitkä investoinnit vähentävät päästöjä tehokkaimmin. Paljonko päästöjä esimerkiksi uuden tuulivoimalan rakentaminen tuottaa ja paljonko muita päästöjä se syrjäyttää?”
Arviointi olisi Wessmanin mukaan helppoa, jos kaikki päästöt hinnoiteltaisiin esimerkiksi päästöveron tai päästökauppajärjestelmän kautta. Omistajan kannattaisi toteuttaa kaikki investoinnit, joiden avulla päästöjen vähentäminen olisi halvempaa kuin päästöistä koituva rahallinen ”rangaistus”.
”Voimassa oleva päästöjen hinnoittelu ei kuitenkaan välttämättä riitä. Päästökauppa ei kata kaikkia päästöjä edes EU:n sisällä, eikä päästökaupan asettama hinta ehkä ole tarpeeksi korkea”, Wessman pohtii.
Laskelmien vaikeus ulottuu myös metsien käytön arviointiin. Puun sitoma hiili pysyy puutalossa tallessa pitkään, mutta samaa raaka-ainetta havittelee selluteollisuus. Puusta halutaan jalostaa myös muovin korvikkeita. Maailmaan olisi hyvä istuttaa miljardeja puita, mutta silloin pinta-ala on pois ruoan tuotannosta.
Vielä yksi esimerkki: vihreän siirtymän teknologiaan tarvitaan yhä enemmän metalleja – mutta niiden kaivaminen ja jalostaminen kuormittaa rankasti ilmastoa.
Hyöty- ja haittalaskelmia tehtäessä muistuu mieleen sanonta harakasta tervatulla aidalla: kun pyrstö irtoaa, nokka jää kiinni, ja päinvastoin.
”Kun päästöille asetetaan maksujen tai veron kautta hinta, yrityksiä kannustetaan huomioimaan ilmastovaikutukset ja löytämään mahdollisimman kustannustehokkaan keinon päästöjen vähentämiselle.”
Juttua korjattu 2.8.2023 klo 21.42. Muokattu kohtaa kotimaisen tomaatin kasvatuksesta suomalaisessa kasvihuoneessa ja lisätty linkkejä Luonnonvarakeskuksen tutkimuksiin kasvihuonevihannesten ilmastonvaikutuksesta ja vesijalanjäljestä. Kotimainen tomaatti kuormittaa Luonnonvarakeskuksen uusimpien tutkimusten mukaan ympäristöä vähemmän kuin espanjalainen tomaatti, jos otetaan huomioon myös vesijalanjälki.