“Tässä työssä auttaa, että on pienenä ihaillut Peppi Pitkätossua.”

Scientific American: Maailma voi pyöriä uusiutuvalla energialla 2030

Kun eilen tulin kotiin, Jukka kiiruhti kertomaan, että uudessa Scientific Americanissa on hieno juttu tulevaisuuden energiasta. Juttu on otsikoitu “A Path to Sustainable Energy by 2030”, kirjoittajat ovat Mark Z Jacobson ja Mark A Delucchi. Seuraavassa siitä yhteenveto.

Jacobson ja Delucchi ovat laskeneet, että koko ihmiskunnan tarvitseman energian voi vuonna 2030 tuottaa uusiutuvalla energialla, tuulella, auringolla ja vesivoiman eri muodoilla. Vesivoimaksi he laskevat myös geotermisen energian sekä aalto- ja vuorovesivoiman.

Stanford Universityssä USAssa on tänä vuonna julkaistu tutkimus, jonka mukaan ilmastoystävällisimmät energiamuodot ovat tuuli- ja aurinkoenergia, geoterminen energia, vuorovesienergia ja vesivoima. He käyttävät näistä energiamuodoista, jotka perustuvat tuuleen (wind), veteen (water) ja aurinkoon (sun) yhteisnimitystä WWS-energia. Ydinvoima ja fossiilienergia, vaikka se olisi varustettu hiilidioksidin talteenotolla, sekä bioetanoli ovat ilmastovaikutuksiltaan huonompia kuin WWS-energiamuodot. Esimerkiksi jos ydinvoiman päästöihin lasketaan ydinpolttoaineen valmistuksen ja kuljetusten sekä laitosten rakentamisen päästöt, niin ydinvoiman päästöt ovat 25-kertaiset tuulivoimaan verrattuna. Saman tutkimuksen mukaan myös liikenteen saasteongelmista päästään eroon, kun siirrytään sähkö- ja vetyautoihin.

Jacobson ja Delucchi laskivat, että ihmiskunta voisi tuottaa vuonna 2030 tarvitsemastaan energiasta 51 % tuulesta, 40 % auringosta ja loput vesienergiamuodoilla. Aurinkosähköstä noin 30 % tuottaisivat talojen katoille asennetut aurinkopaneelit, loppu saataisiin keskitetyistä aurinkovoimaloista. Tarvittavista vesienergialaitoksista 70 % on olemassa jo nyt.

Urakka olisi valtava, ei kuitenkaan mahdoton. Kaiken kaikkiaan tarvitaan 3,8 miljoonaa isoa tuulivoimalaa, 90 000 isoa aurinkovoimalaa, lukuisia geotermisiä ja vuorovesivoimaloita sekä katoille asennettavia aurinkopaneeleita.

Isoista urakoista on selvitty ennenkin. Toisen maailmansodan aikana USA muunsi autotehtaansa suoltamaan lentokoneita, joita USA yksin tuotti 300 000 ja muu maailma samaan aikaan ainakin 486 000. Tätä nykyä maailmassa tuotetaan 73 miljoonaa autoa ja kuorma-autoa joka vuosi.

Ne 3,8 miljoonaa isoa tuulivoimalaa veisivät tilaa 50 km2, eli vähemmän kuin Manhattan. Kun otetaan huomioon tuulivoimaloiden vaatima etäisyys, ne tarvitsisivat prosentin maailman pinta-alasta, mutta voimaloiden välit voidaan tietenkin hyödyntää esimerkiksi peltona, laitumena tai merialueena. Keskitetyt aurinkovoimalat veisivät 0,33 % maapallon maapinta-alasta. Jos sama energia tuotettaisiin uusilla hiilivoimaloilla, ne vaatisivat enemmän tilaa, kun otetaan huomioon myös hiilikaivokset.

Kun liikenteessä siirrytään sähköön ja polttokennoihin ja lämmityksessä lämpöpumppuihin, hyötysuhteet paranevat. Tämän johdosta uusiutuvaan energiaan siirtynyt ihmiskunta pärjäisi melkein kolmannesta pienemmällä primäärienergialla kuin jatkamalla fossiilisiin nojaamista.

Kirjoittajien mukaan WWS-energia tulee vuoteen 2020 mennessä jopa halvemmaksi kuin perinteinen energiantuotanto. Teräksen ja betonin riittävyys ei ole ongelma, sen sijaan pullonkauloja voi tulla harvinaisemmista metalleista, joita tarvitaan esimerkiksi ohutkalvoaurinkopaneeleissa ja sähköautojen akuissa. Mutta on se öljynkin saatavuus ongelma, jos jatkettaisiin öljyriippuvuutta. Jo nyt tuulisähkön ja geotermisen energian hinta on USAssa alle 7 c/kWh, eli sama kuin uusien hiili-, kaasu ja ydinvoimaloiden tuottaman sähkön. Viimeksi mainitun hinnan odotetaan nousevan 8 senttiin kilowattitunnilta vuoteen 2020 mennessä. Toisin sanoen tuulisähkön hinta laskee vuoteen 2020 mennessä fossiili- ja ydinsähkön hinnan alle. Myös USAssa tuulivoimaloita käynnistetään nyt megawateissa mitaten toiseksi eniten maakaasulaitosten jälkeen. Tuuli on siis ohittanut hiilen uusien voimalaitosten energianlähteenä. Tässä asiassa USA tulee Euroopan jäljessä, Euroopassahan vuosisadan vaihteessa maakaasu oli uusien voimalaitosten energianlähteenä ykkönen ja tuuli kakkonen. Pari vuotta sitten tuuli nousi ykköseksi.

Kirjoittajat arvioivat myös aurinkosähkön tulevan kilpailukykyiseksi vuoteen 2020 mennessä. Hinta-arvioon on laskettu mukaan energiavarastot, jotka tarvitaan jotta sähköä saadaan myös yöllä.

Entäpäs sähkö- ja polttokennoautot? Delucchin ja Kalifornian yliopiston (Berkeley) tutkijan Tim Lipmanin tekemän tutkimuksen mukaan sarjavalmisteiset sähköautot, joissa on litiumioni tai nikkeli-metallihybridiakut, maksavat auton elinaikana kilometriä kohden saman verran kuin bensa-auto, jos bensan hinta on vähintään 2 usd gallonalta (eli siis noin 50 USAn senttiä litralta, eurosentteinä 30-40 c per litra). Toisin sanoen ainakin eurooppalaisilla hinnoilla sähköauto tulee kilometriä kohden jo halvemmaksi kuin bensa-auto.

Ja kun otetaan huomioon saasteiden aiheuttama hinta terveydelle ynnä muulle, WWS-energia tulee aina vain edullisemmaksi.

Koko urakan investointihinnaksi 20 vuodessa kirjoittajat arvelevat noin 100 000 mrd dollaria (eli siis n 5000 mrd $/v). Mutta tämä ei ole valtion budjettirahaa, vaan investointeja, joiden tuottaman energian hinnalla katetaan kulut. Vastaavat investoinnit perinteisiin energiamuotoihin tulisivat vielä kalliimmiksi.