Energiankulutuksen ja talouskasvun kytkös on ollut varsin kiinteä jo vuosisatojen ajan. Teollisuusmaiden energiankäytöstä osa on siirtynyt kehittyviin maihin, jolloin näyttää, että kytkös on katkennut. Perinteisen taloustieteen mukaan energiankulutus on seurausta talouskasvusta ja kasvaneesta elintasosta. Biofysikaalisen taloustieteen mukaan talouskasvusta suurin osa on kuitenkin johtunut energiankulutuksen kasvusta. Mikäli näin on, niin mitä tämä merkitsee talouskasvulle tulevaisuudessa, kun ilmastonmuutoksen hillinnän ja ehtyvien fossiilisten energiavarojen vuoksi ei energiankulutusta voida enää kasvattaa?
Tämä kirjoitus on ensimmäinen osa kaksiosaista kirjoitusta, joka käsittelee vallitsevan taloustieteen puutteellista käsitystä energiasta ja sen roolista talouskasvussa. Ensimmäisessä osassa esitellään tuotantofunktiomalli ja sen kritiikki. Toisessa osassa käsitellään mm. energiatehokkuuden kasvun mahdollista roolia talouskasvussa ja pohditaan, että millaista talouskasvu saattaa olla öljyn tuotantohuipun jälkeen, mikäli energian rooli on talouskasvussa niin suuri kuin mihin ns. biofysikaalisen taloustieteen tutkimukset viittaavat.
Energiankulutus on kasvanut hurjasti viimeisten vuosisatojen aikana ja kiinteässä suhteessa bruttokansantuotteeseen eli talouden kokoon. Viimeiset vuosikymmenet 10 %:n talouskasvu on tarkoittanut 6-8 %:n kasvua energiankulutuksessa (täällä on havainnollistava animaatio ja täällä kerättynä tilastotietoa ja eräs selitysmalli). Alla on kuva energiankulutuksesta (eksajoulea, vasen akseli) ja BKT:sta (oikea akseli) koko maailman osalta lähes 200 vuoden ajalta.
Kuva 1. Maailman energiankulutus ja BKT 1820-2008. Lähteet: Vaclav Smilin Energy Transitions (2010) ja Agnus Maddisonin keräämät tilastot.
Vallitseva uusklassinen taloustiede olettaa, että energialla on teollisuusmaissa 5 – 10 %:n osuus talouskasvusta, koska kansantalouden tilinpidossa energiaan kuluu teollisuusmaassa 5 – 10 % kuluttajan budjetista. Tämä kustannusosuusteoreemaksi kutsuttu oletus edellyttää mm. täydellisen kilpailun markkinat, josta seuraa, että energia on taloudessa yhtä arvokasta kuin sen hinta. Tämä oletus tuntuu kyseenalaiselta, sillä jos esimerkiksi Suomi käyttää öljyyn vaikkapa 4 % kansantulosta ja yhtenä vuonna Suomi ei saa öljyä lainkaan, niin putoaako Suomen kansantuote vain 4 %? Millä esimerkiksi ruoka saadaan satamista lautaselle jos öljyä ei ole käytössä lainkaan? Miten teollinen just-in-time logistiikka, jossa useimmat varastot tyhjenevät muutamassa päivässä ilman kuljetuksia, sopeutuisi öljypulaan? Englannissa tätä ”demonstroitiin” vuonna 2000, jolloin huomattiin, että lakon aiheuttama polttoainepula johtaa mm. ruuan loppumiseen kaupoista alle viikossa. Tämä oletus, että kustannusosuus vastaa osuutta kansantuotteesta on ongelmallinen myös ilmastonmuutoksen suhteen. Esimerkiksi taloustieteilijä Thomas Schellingin mukaan ilmastonmuutos ei ole Yhdysvalloille suuri taloudellinen ongelma, sillä maatalouden osuus BKT:sta on alle 3 %. Tässä ajattelutavassa on ongelmana se, että ruualle ei ole korviketta taloudessa eikä ruuan kulutus voi näin korvautua jollakin muulla. Suurin osa muusta kulutuksesta on merkityksellistä ja astuu kuvaan vasta kun ruuantarve on tyydytetty. Täällä on esitetty muodollisempaa kritiikkiä kustannusosuusteoreemalle.
Miksi energiankulutus kasvaa BKT:n mukana? Eräs selitys on se, että talouden kasvaessa kuluttajat vaurastuvat ja se johtaa lisääntyvään kulutukseen ja sen myötä energiankulutuksen kasvuun. Öljykriisien myötä useat fyysikot ja ekologit alkoivat 1970-luvulla tutkia sitä, että onko energiankulutuksella sittenkin merkittävä rooli talouskasvussa. Vallitsevan taloustieteen mukaan talouskasvu on seurausta kerääntyvästä tiedosta ja keksinnöistä eli ”teknologiasta” ja se voi jatkua ikuisesti. Työhön ja pääomaan voidaan tyypillisesti kohdistaa vain 10 % talouskasvusta ja lopun ajatellaan johtuvan teknologiasta, joka tarkoittaa periaatteessa tapaa yhdistellä tuotantopanoksia tuotannon aikaansaamiseksi. Perinteisessä taloustieteen suljetussa kiertokulkumallissa kuluttajat ostavat kaiken minkä yritykset tuottavat. Kotitaloudet tarjoavat yrityksille työtä ja pääomaa, josta yritykset maksavat kotitalouksille. Kotitaloudet puolestaan kuluttavat yritysten tuotteita, jolloin raha liikkuu vastakkaiseen suuntaan (kuva 2). Koska talouskasvu on lähinnä kasvavan teknologisen tiedon ja oppimisen seurausta ja tieto voi kasvaa rajatta, niin myös talous voi kasvaa rajatta (lue esimerkiksi Sixten Korkmanin kirja Talous ja utopia). Näin talouden koko voi kasvaa kohti ääretöntä, ilman mitään rajaa.
Kuva 2. Talouden suljettu kiertokulkumalli.
Mitä jos energia onkin ollut tärkeä tekijä talouskasvussa ja teknologia on ollut pitkälti työvoiman korvaamista ulkoisella energialla? Voiko esimerkiksi mahdollisesta öljyhuipusta seurata se, että talous kasvaa hyvin hitaasti tai ei lainkaan? Voiko talouskasvu suuntautua erilaisiin finanssikupliin, mikäli energiarajoitteita tulee? Voidaanko talouskasvu irrottaa aineellisesta kasvusta?
Ns. biofysikaalinen taloustiede (ks. esim. tämä kirja) ja monet luonnontieteilijät ei hyväksy kuvan 2 yksinkertaista talouden mallia, vaan vähintään haluavat liittää siihen energian, aineen ja jätteet (kuva 3). Tässä mallissa talous on materiaalivirtajärjestelmä ja osa luontoa eikä itsenäinen suljettu kiertojärjestelmä. Talous on riippuvainen energiasta ja aineesta ja tuottaa väistämättä vähintään alhaisen laadun lämpöä jätteenä, sillä termodynamiikan toisen pääsäännön mukaan energiaa ei voida kierrättää vaan sen laatu väistämättä heikkenee muuntoprosesseissa. Biofysikaalisessa taloudessa luonnosta peräisin olevia resursseja, kuten metalleja, ensin rikastetaan käyttämällä energiaa. Metalleja ja muita raaka-aineita prosessoimalla (energian avulla) saadaan tuotteita (esim. matkapuhelin) ja palveluita (matkapuhelinverkko). Jätteenä syntyy vähintään alhaisen laadun lämpöä (esim. tehtaan tehtaan käyttämän sähkön tuotannossa syntyneiden savukaasupäästöjen mukana, koneiden ja laitteiden kitkana jne.) ja hiilidioksidia.
Kuva 3. Biofysikaalinen talouden kiertokulkumalli, joka ei ole suljettu vaan termodynakiikan lakien mukainen. Muokattu lähteestä Hall & Klintgaard, 2012.
Talouskasvun ensimmäinen lähestymistapa – tuotantofunktiomalli
Biofysikaalisen taloustieteen näkökulmasta valtavirran taloustieteen kiertokulkumalli (kuva 2) perustuu ns. ikiliikkujaan eikä siten voi olla mahdollinen. Mineraaliesiintymien (metallit, fossiiliset polttoaineet…) pitoisuuden alentuessa ehtymisen myötä niiden entropia kasvaa eli yhä enemmän joudutaan sijoittamaan energiaa, jotta näiden esiintymien prosessointi raaka-aineiksi, energiankantajiksi ja lopputuotteiksi on mahdollista. Teknologinen kehitys kompensoi tätä kehitystä, mutta ei välttämättä loputtomiin, sillä esiintymien heiketessä teknologian kehittymisen rajakustannus tyypillisesti kasvaa (tähän palataan tarkemmin kirjoituksen toisessa osassa).
Tuotantofunktio on yksi tapa, jolla tuotannontekijöiden yhdistymistä tuotokseksi taloudessa mallinnetaan. Perinteisesti taloustieteen parissa ajatellaan, että talouskasvun ”kaava” on % BKT = % Työvoima + % Pääoma + % Teknologian kehitys. Teknologian kehitystä ei pystytä mittamaan suoraan. Se osa talouskasvusta, jota ei voida kohdistaa työvoiman ja pääoman määrän kasvuun, ns. ”residuaali” eli jäännös, on määritelmän mukaan teknologian kehitystä, joka kattaa loppuosan talouskasvusta.
Pääoma ja työlle kohdistuu tyyppillisesti vain noin 10 % talouskasvusta lopun ollessa määritelmän mukaan teknologiaa. Kun energia otetaan mukaan tuotannontekijäksi työn ja pääoman pääoman rinnalle, niin energialle saadaan tyypillisesti 30 – 90 %:n osuus talouskasvusta mallista, maasta ja aikajaksosta riippuen. Tällöin teknologiselle kehitykselle jää huomattavasti pienempi osa. Energian voi helposti mieltää tuotannontekijäksi fysikaalisessa mielessä, sillä ilman energiaa ei pääomakannalla ole käyttöä. Jos paperitehtaan oma voimalaitos joudutaan ajamaan alas eikä sähköä voida tuoda muualta, niin tuotantoprosessia ei voida pitää yllä vaan se ajetaan alas.
Esimerkiksi Reiner Kümmel (2011) on ottanut energian yhdeksi tuotannontekijäksi ja saanut Saksan, Japanin teollisuuden ja USA:n talouskasvussa energian osuudeksi kolmanneksesta kahteen kolmannekseen 1900-luvun jälkimmäisellä puoliskolla (kuva 4). Kümmel (2011) ei huomioinut energian laadun parantumista vaan otti energiankulutuksen malliinsa yksinkertaisesti primäärienergiana. Kümmelin (2011) jälkeen monissa tutkimuksissa on otettu energian laatutekijä huomioon eli että energian laatu paranee ajan myötä, jolloin energian osuus talouskasvussa tyypillisesti suurenee edelleen. Energian laadun voi ajatella paranevan esimerkiksi kun energiankäytön kasvu kohdistuu puun sijasta kivihiileen tai kivihiilen sijasta öljyyn. Tällä hetkellä energian keskimääräinen laatu ei välttämättä nouse yhtä nopeasti kuin 1900-luvulla, koska kivihiilen osuus energiasta kasvaa öljyn kustannuksella (tästä on lisää täällä).
Kuva 4. Talouskasvun osatekijät. Lähde: Reiner Kümmel, The second law of economics: Energy, entropy and the origins of wealth, 2011.
|
Lundin yliopiston taloushistorian professori Astrid Kander on kollegoineen (2013) tutkinut Ruotsin talouskasvua viimeisen 200 vuoden ajalta. Ruotsista on hyvät energiankulutustilastot tuolta ajalta. Energia on tässä mallissa ollut tärkeämpi tuotannontekijä kuin työ ja pääoma vielä 1900-luvun loppupuolellakin (kuva 5). Energian osuus Ruotsin talouskasvusta on pienentynyt ajan myötä. Olisin varovainen tekemään johtopäätöksen, että energian merkitys olisi 2000-luvulla pienempi kuin aiemmin vaikka energian rooli on pienentynyt talouskasvussa 1900-luvun aikana mm. Kanderin ja muiden (2013) tutkimuksessa, koska maailma on olennaisesti globaalimpi nyt kuin 1900-luvun jälkimmäisellä puoliskolla.
Kuva 5. Talouskasvun osatekijät Ruotsissa 1800-2000. Lähde: Astrid Kander et al. Power to the People: Energy in Europe over the Last Five Centuries.
Energian merkityksen pienentymisestä talouskasvussa ajan myötä Kanderin ja kumppaneiden mallissa voi ainakin osa selittyä sillä, että energiankulutus ja BKT tilastoidaan osin eri maissa. Pohjoismaissa sijaitsevaan kuvitteelliseen moottorikokoonpanotehtaaseen tulee esim. Kiinassa valmistettuja metallisia osia, joiden valmistus (ja rahti) on kuluttanut paljon energiaa, mutta jalostusarvo eli arvonlisä, jota BKT mittaa, on kasvanut vain vähän Kiinassa. Moottorien kokoonpanossa ei tarvita energiaa kovinkaan paljon, sillä mitään ei tarvitse juurikaan sulattaa tai lämmittää tms. Sähköä tarvitaan jonkin verran nostureihin ja paineilmatoimisten työkalujen käyttämän paineilman valmistamiseen. Moottorin jalostusarvosta suurin osa kuitenkin syntyy kuitenkin kokoonpanossa, jossa energiaa kuluu vain vähän. Näin jalostusarvo eli BKT syntyy valtaosin eri paikassa kuin energiankulutus, jolloin maakohtaiset tilastot eivät enää ole luotettavia. Esimerkiksi Ruotsin hiilidioksidipäästöistä (joista energiankulutus aiheuttaa suurimman osan) yli 30 % tilastoitiin muissa, lähinnä kehittyvissä maissa vuonna 2004. Kiinan CO2-päästöistä lähes neljännes kohdistui vientiin.
Kander ja kumppanit (2013) jakoivat mallissaan energian vielä erilaisiin osuuksiin energian määrän, laadun ja energian käyttöön liittyvän teknologisen kehityksen mukaan. Laatu tarkoittaa tässä esimerkiksi sitä, että energiayksikkö öljyä on laadukkaampaa talouden kannalta kuin energiayksikkö turvetta. Mielenkiintoista on, että energian laadun merkitys on 1900-luvulla vähentynyt (selittynee osin sillä, että fossiiliset polttoaineet eivät enää 1900-luvun lopussa lisänneet osuuttaan). Samalla energian määrä on tullut merkittävämmäksi 1900-luvun aikana.
Kuva 6. Energian osatekijän osuus talouskasvussa (energian osuudesta, joka on esitetty kuvassa 5). 1800-2000. Lähde: Astrid Kander et al. Power to the People: Energy in Europe over the Last Five Centuries.
Kirjoituksen toisessa osassa hahmotetaan energiansäästötoimien ja talouskasvun yhteyttä sekä pohditaan öljyn tuotantohuipun ja ilmastonmuutoksen hillinnän kaltaisten haasteiden vaikutusta talouskasvuun.
- Charles Hall ja Kent Klintgaard (2012). Energy and the Wealth of Nations: Understanding the Biophysical Economy.
- Reiner Kümmel (2011). The Second Law of Economics: Energy, Entropy, and the Origins of Wealth
- Robert Ayres ja Benjamin Warr (2010).The Economic Growth Engine: How Energy and Work Drive Material Prosperity
- Astrid Kander ja muut (2013). Power to the People, Energy in Europe over the Last Five Centuries.
- BP:n Energy Outlook 2035.
- ExxonMobil Energy Outlook 2040.
Ilmastotieto 
Jätä kommentti