Keskustelua liuskeöljyn vaikutuksesta öljyntuotannon huippuun

Liuskeöljyn ja muiden ei-perinteisten öljyesiintymien merkitys öljyntuotannon huipun siirtymisen kannalta jakaa mielipiteitä. Tähän asti suomenkielisissä julkaisusarjoissa on debatoitu aiheesta melko vähän. Nyt Kansantaloustieteellisessä aikakauskirjassa käydään asiasta vilkasta keskustelua.

 

Syncrude Oil Operations in Alberta Tar Sands

 

Kansantaloudellisessa aikakauskirjassa (numerot 1/2014 ja 2/2014) on käyty keskustelua liuske-energiaboomin vaikutuksista talouteen ja siitä, että siirtääkö se öljyn tuotantohuippua merkittävästi. Yksi Ilmastotiedon blogin kirjoittajista, Aki Suokko, kirjoitti yhdessä Jukka Tuomelan kanssa otsikolla ”Liuske-energiaboomin vaikutukset talouteen toistaiseksi vähäisiä”. Tämä kirjoitus oli vastine ETLAN tutkija Paavo Sunin kirjoitukseen ”Maailman muutos, energian hinta ja liuske-energian nousu”. Keskustelun syvemmällä tasolla on kyse öljyn tuotantohuipun ajankohdasta ja merkityksestä energiajärjestelmän ja kansainvälisen talouden kannalta sekä siitä, että onko liuskeöljyn vaikutus öljyntuotantoon lyhytaikainen vai esimerkki teknologian ja korkean öljyn hinnan öljyntuotantoa lisäävästä (merkittävästä) vaikutuksesta.

Linkki Paavo Sunin kirjoitukseen numerossa 1/2014 (sivulta 111 alkaen).

Linkki Aki Suokon ja Jukka Tuomelan vastineeseen numerossa 2/2014 (sivulta 274 alkaen).

Linkki Paavo Sunin vastaukseen numerossa 2/2014 (sivulta 282 alkaen).

Suokko ja Tuomela ovat kirjoittamassa uutta vastinetta Sunin vastaukseen. Linkki tähän vastineeseen tullaan päivittämään tähän kirjoitukseen.

Autoilussa ja liikenteessä on rutkasti tehostamisen varaa

Öljyntuotannon mahdollinen niukkuus avaa uusia liiketoimintamahdollisuuksia, joiden potentiaali voi olla huikean suuri. Autoilu ja liikenne ylipäätään lienevät suurimpia mahdollisia tehostamiskohteita. Ilmastopäästöjen vähentyminen ei kuitenkaan seuraa tehostumista automaattisesti. 

 

Happy driving

 

Öljyntuotanto voi kääntyä pian laskuun ja sen hinta voi nousta.

Monille yrityksille öljyn tuotannon mahdollinen kääntyminen laskuun ja/tai kallistuminen on luonnollisesti suuri mahdollisuus. McKinsey-konsulttiyhtiön konsulttien julkaisemassa tuoreessa kirjassa  Resource Revolution: How to Capture the Biggest Business Opportunity in a Century nykyinen kalliiden resurssien aika nähdään suurena yhteiskunnallisena mahdollisuutena ja jopa suuren teknologisen vallankumouksen aattona.

Yksi resurssien käytön tehostumisesta liiketoimintaa havittelevista suuryrityksistä on Google. Ns. Google-auto, joka toimii ilman kuljettajaa, oli kulkenut vuoteen 2012 mennessä yli puoli miljoonaa kilometriä ilman kuljettajaa. Google-auto on ollut kaksi kertaa onnettomuudessa. Ensimmäinen onnettomuuksista sattui aivan Googlen pääkonttorin lähellä – silloin ohjauksesta ei ollut vastuussa automaatio vaan ihminen. Toisella kerralla sen perään ajettiin inhimillisen (sic!) erehdyksen seurauksena liikennevaloissa, joissa se oli pysähtyneenä odottamassa valon vaihtumista punaisesta vihreäksi.

Toisin sanoen Google-auto on ajanut ilman ”epäinhimillisistä syistä johtuvia” onnettomuuksia varsin pitkään. Tässä sairauskulujen ja sairauspoissaolojen vähentymispotentiaalissa on yksi syy, miksi Google-auton tapainen kuljettajaton, laser-tutkaan tai muuhun vastaavaan teknologiaan nojaava automaattisesti ohjautuva auto voi tarjota rutkasti tehostumista liikenteessä tulevaisuudessa. Vakuutusyhtiöiden tilastoja en ole Google-auton reittiin suhteutettuna nähnyt, mutta ainakin yllä mainitun kirjan  mukaan kolarit vähenevät vähintään 90 %. Suuruusluokaltaan potentiaali lienee oikea. Vakuutustoiminta on turismin ohella kaikkein suurimpia liiketoiminta-aloja, joten vakuutussäästöt voivat olla suuria. Minulla itselläni on noin 5500 euron arvoinen auto, jossa kaskovakuutuksen maksut ovat noin 600 euroa vuodessa. (Tavoitteenani on maksaa auton loppuvelka pian pois, että voin luopua suhteellisen kalliista kaskosta…) Oletettavasti kaupallistetussa ”Google-autossa” vakuutusmaksun ja auton arvon suhde ei olisi likimainkaan näin suuri ainakaan pitkällä aikavälillä.

Robottiautojen osuuden autokannasta tulee luonnollisesti kasvaa ja niiden pitää olla luotettavia (ei hillittömästi tietokonebugeja), jotta kolarit vähenevät. Nykyisissäkin autoissa on jo puoli miljoonaa riviä tietokonekoodia, joten aivan hillittömän suuri muutos ei tässä mielessä autonvalmistajille olisi.

Robottiautot vähentävät myös liikenneruuhkia. Ihmiskuljettajalle pitää laskea vähintään sekunti reagointiaikaa ja ehkä toinenkin siihen, että jalka on löytänyt jarrupolkimen ja alkanut jarruttaa. Tämä tarkoittaa, että 120 km/h keskinopeudella kahden auton välimatkaa (muistakaa turvaväli!) pitää olla vähintään 67 metriä. Robotin reaktioaika on sekunnin tuhannesosan luokkaa tai alle ja sillä on ”jalka jarrupolkimella” valmiiksi. Lisäksi auto, joka jarruttaa ensimmäisenä, voi lähettää signaalin takana tuleville, että jarruttakaa. Tällöin kyydissä olijat tietysti toivovat, että autossa, jossa he istuvat, on hiukan tehokkaammat jarrut kuin edellä menevällä, mutta hiukan huonommat kuin takana tulevalla. Tämä tarkoittaa, että käytännössä aivan kokonaan tuota 67 metriä ei voida hyödyntää, mutta useampi neljän metrin pituinen auto siihen mahtuu (pienempiä vielä enemmän). Olkaamme konservatiivisia turvallisuuden suhteen, jolloin voimme silti olettaa, että turvavälin robottiautoilla ei tarvitse olla kuin 10 metriä. (Voi olla tilanteita, joissa tämä turvaväli olisi liian lyhyt, mutta täsmällistä turvavälivaatimusta on vaikea ennakoida.) Tästä voidaan laskea, että tiekaistan kapasiteetti autoliikenteeseen yli viisinkertaistuu, jolloin teitä tarvitsee rakentaa a) vain viidesosa entisillä ruuhkilla tai b) ruuhkat helpottuvat oleellisesti taikka c) käytännössä valitaan jokin vaihtoehtojen a) ja b) yhdistelmä.

Robotti voidaan ohjelmoida niin, että se ei tee turhia ohituksia, törppöile liikenteessä, aiheuta haitariliikettä tai aja ylinopeutta. Mökille pääsisi rentona perille. Verenpainelääkkeiden ja peltipoliisien määrä vähenisi, mistä seuraisi myös säästöjä.

Jevonsin paradoksi ja tehokkuuden kostautuminen

Tällaisen massiivisen resurssien säästöpotentiaalin toteutuminen ei kuitenkaan automaattisesti vähennä päästöjä, ainakaan täysimääräisesti. Nimittäin jos autokanta pienenee ja polttoaineen kulutus vähenee merkittävästi, niin kuluttajille jää enemmän rahaa käyttöön, jolloin he kuluttavat enemmän. Mikäli tällainen säästöpotentiaali haluttaisiin kohdistaa suureksi osaksi ilmastonmuutoksen vastaiseen ”taisteluun”, niin silloin polttoaine- ja autoveroja olisi syytä korottaa tai muuten huolehtia, että kasvihuonekaasujen päästöt eivät kasvaisi. Energian ja resurssien käytön tehostuminen nimittäin johtaa käytännössä aina siihen, että osa säästyneestä rahasta kuluu saman ja/tai muiden hyödykkeiden ostamiseen, mistä syntyy päästöjä. Tästä ilmiöstä käytetään nimitystä Jevonsin paradoksi, keksijänsä William Stanley Jevonsin mukaan. Erityisen hankalaa päästöjen vähentämisen kannalta on se, jos kulutusta siirtyy tehostumisen myötä haittaverotuksen piirissä olevalta sektorilta jonnekin, jossa haittaverotusta ei ole. Jonkin tuotteen, prosessin tai toiminnan tehostuminen voikin aiheuttaa ns. tehokkuuden kostautumisen (backfire) eli tilanteen, jossa päästöjä syntyy tehostumisen jälkeen enemmän. Tunnetuin esimerkki tästä on höyrykone. Kun höyrykoneen hyötysuhde oli alle 1 %, niin sitä käytettiin vain kaivoksissa, koska muualle se oli liian tehoton. Kun höyrykoneen hyötysuhde kohosi mm. James Wattin keksintöjen ansioista, niin se päätyi junien ja laivojen voimanlähteeksi, jolloin kivihiilen kulutus kasvoi räjähdysmäisesti teollisen vallankumouksen myötä.

Maalaisjärkeen helposti istuva kuvitteellinen esimerkki tehokkuuden kostautumisesta on se, että vien autoni korjattavaksi ja ajan hermolla oleva autonkorjaaja säätää autoni moottoria niin, että se kuluttaa 500 litraa vuodessa vähemmän polttoainetta. Näin ollen muiden asioiden pysyessä samoina minulle jää tästä eteenpäin vuodessa 750 euroa (bensa maksaa 1,5 euroa litralta) enemmän käyttöön. Jos käytän tämän säästyvän rahan matkaan kaukomaille (äkkilähtö: 1500 euroa per matka) vaikka vain joka toinen vuosi niin henkilökohtaiset hiilidioksidipäästöni kasvavat. Lentoliikenteen päästöt ovat suurehkot, osin siksi, että lentoliikenteessä polttonesteitä ei juurikaan veroteta.

Näin ollen ns. cleantech-innovaatiot saattavat vaatia poliittisia toimia ollakseen ilmastonmuutoksen torjunnassa tehokkaita.

Lähteet

1.  Resource Revolution: How to Capture the Biggest Business Opportunity in a Century. Stefan Heck  (Author), Matt Rogers  (Author), Paul Carroll. Kindle-kirja 2014.

2. The Burning Question: We can’t burn half the world’s oil, coal and gas. So how do we quit? Mike Berners-Lee, Duncan Clark. Kindle-kirja 2012.

3. Wikipedia.

4. Rajoittaako niukka öljyntarjonta talouskasvua jo nyt?

 

Laura Sokka: ”Näin syntyi IPCC:n ilmastoraportti”

Jaamme VTT:n blogissa aiemmin tällä viikolla julkaistun, VTT:n erikoistutkija Laura Sokan blogikirjoituksen ”Näin syntyi IPCC:n ilmastoraportti” myös kaikille Ilmastotiedon lukijoille.

Näin syntyi IPCC:n ilmastoraportti

Hallitustenvälisen ilmastopaneelin IPCC:n uusimman eli viidennen arviointiraportin kolmas, ilmastonmuutoksen hillintää käsittelevä osaraportti julkaistiin eilen sunnuntaina Berliinissä. Minulla on ollut viimeisen kahden vuoden aikana erittäin mielenkiintoinen tehtävä osallistua raportin kirjoittamiseen avustavana kirjoittajana (contributing author) sekä niin sanottuna tieteellisenä avustajana.

IPCC:n arviointiraportit ovat prosessina ainutlaatuisia. Raporttien kirjoittajien lisäksi työhön osallistuu satoja muita asiantuntijoita ja päätöksentekijöitä kommentoijina.

Vaikka työ on vaativaa ja perustuu vapaaehtoisuuteen, paikka johtavana kirjoittajana on erittäin tavoiteltu. Raportit muodostavat tärkeän hakuteoksen ja viitelähteen ilmastonmuutoksesta. Niiden merkitys YK:n ilmastoneuvotteluiden tieteellisenä pohjana on tärkeä.

Valvottuja öitä

Päätehtäväni on ollut avustaa kuudennen, skenaarioita käsittelevän luvun pääkirjoittajaa (coordinating lead author). Vaikka työ on ollut ajoittain raskasta, on se ollut myös erittäin antoisaa. Ennen kulloisenkin luonnoksen valmistumista työtä on tehty iltoja, viikonloppuja ja jopa öitä.

Raportin valmisteluun osallistuminen näin lähellä pääkirjoittajaa sekä raportin teknistä tukiyksikköä on tarjonnut todellisen näköalapaikan siihen, miten näitä raportteja tehdään.

Työ on myös vakuuttanut minut siitä, että raportteja pyritään todella tekemään niin, että tulokset olisivat puolueettoman ja avoimen prosessin tulosta. Viitatun kirjallisuuden on oltava ennen tiettyä päivää hyväksyttyä (epäselvissä tapauksissa tästä kerätään kirjalliset todisteet julkaisijalta) ja kuhunkin luonnoksista annettuun kommenttiin vastataan kirjallisesti.

Prosessi huipentuu viikon kokoukseen, jossa hallitusten edustajat vääntävät raportin päätöksentekijöille suunnatun tiivistelmän jokaisesta sanasta. Kun prosessi on ohi, varmasti jokainen siihen osallistunut on uupunut, mutta samalla myös ylpeä. Vaikka lopputulos ei ehkä ole täydellinen, on se parasta ja laaja-alaisinta mitä aiheesta julkaistaan.

Päästöt saatava lähes nollaan

Mitä sitten saatiin aikaiseksi? Kolmannen arviointiraportin viesti on selvä – ilman lisäpäästövähennystoimia kasvihuonekaasupäästöt kaksinkertaistuvat vuoteen 2050 mennessä. Skenaariot osoittavat, että ilmaston lämpenemisen rajoittaminen alle kahteen asteeseen vaatii globaalien kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä lähelle nollatasoa vuoteen 2100 mennessä.

nykyiset_vahennyslupaukset_editnykyiset_vahennyslupaukset_kuvaukset_edit

Mitä aiemmin hillintätoimet aloitetaan, sitä todennäköisemmin kahden asteen tavoite saavutetaan.

On selvää, että tavoitteeseen pääseminen tulee olemaan erittäin haastavaa. Päästöjen hillintään ei ole yhtä tietä vaan tehokas päästöjen vähennys vaatii toimia kaikilla sektoreilla. Keskeisiä keinoja ovat siirtyminen vähäpäästöisiin energialähteisiin, kuten uusiutuvaan energiaan ja ydinvoimaan sekä hiilidioksidin talteen ottoon ja varastointiin (CCS).

Energiantuotantoratkaisujen lisäksi tarvitaan energiaa säästäviä innovaatioita sekä elintapojen muutosta kohti pienempää energiankulutusta. Näissä kaikissa teknologian rooli on suuri.

Cleantech on vientituote

Vaikka ilmastonmuutoksesta aiheutuu yhteiskunnallisia kustannuksia, se tarjoaa myös uusia liiketoimintamahdollisuuksia. Cleantech-sektori on viime vuosina ollut yksi Suomen voimakkaimmin kasvavista aloista. Tiukat päästövähennystoimet tarjoavat paljon liiketoimintamahdollisuuksia ympäristöteknologian alalla. Myös VTT kehittää ilmastopäästöjä hillitseviä teknologioita hyvin laajalla rintamalla.

Ilmastonmuutoksen hillintää ei tule nähdä vain kustannuksena: se voi olla myös suuri mahdollisuus. Merkittävä osa päästöjen vähennystoimista tulee kohdistumaan kehittyviin maihin. Viennin osuus cleantech-alan liikevaihdosta on jo nykyisellään suuri. Lisääntyvät päästövähennystoimet tulevat luomaan entistä suuremmat markkinat Kiinaan ja muihin kehittyviin maihin.

Laura Sokka, erikoistutkija, VTT

Lähde: Perustuu IPCC:n 5. arviointiraportin WG3-osaraportin tietoihin. VTT & ympäristöministeriö

Lisää aiheesta:

IPCC:n englanninkielinen kolmas osaraportti ”Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change” IPCC:n nettiportaalissa.

Ilmastomuutoksen hillintä suomenkielisinä infograafeina.

Pasi Toiviainen haastattelee VTT:n erikoistutkijoita Laura Sokkaa ja Tommi Ekholmia Yle Radio 1:n Tiedeykkönen -ohjelmassa teemasta ”Miten maapallon lämpeneminen saataisiin pysäytettyä alle riskirajana pidetyn kahden asteen?”: Yle areena (20 min)

 

 

Kestäväksi määritelty metsäenergia ei täytä EU:n päästövaatimusta

[Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedote:]


Kuva: Anna Repo, SYKE.

Metsien hakkuutähteistä tuotettu energia voi vähentää kasvihuonekaasujen päästöjä merkittävästi Euroopan eri maissa. Päästövähennykset jäävät kuitenkin pienemmiksi kuin EU:n uusiutuvalle energialle kaavailema 60 %:n raja. Tällä epäsuhdalla voi olla merkittäviä vaikutuksia ilmastopolitiikkaan.

EU on määrittelemässä omia erityisiä kasvihuonekaasupäästöihin perustuvia kestävyyskriteereitään kiinteille biopolttoaineille. Näiden kriteereiden on ennakoitu edellyttävän 60 %:n päästövähennystä vaihtoehtoiseen fossiiliseen polttoaineeseen verrattuna.

Uudessa tutkimuksessa selvitettiin, kuinka suuriin päästövähennyksiin metsien hakkuutähteistä tuotetulla energialla voidaan päästä, jos tähteitä käytetään aiemmin metsätalouden kannalta kestäväksi arvioitu määrä Euroopan eri maissa. Näissä metsätalouden kestävyysarvioissa huomioitiin erilaisia ympäristöön, teknologioihin ja yhteiskuntaan liittyviä näkökulmia.

Tutkimuksen mukaan useimmissa Euroopan maissa hakkuutähde-energiaa on käytettävä 60–80 vuotta ennen kuin saavutetaan EU:n kaavailema 60 %:n päästövähennysraja. Päästövähennysten viive johtuu metsien hiilinielun heikkenemisestä hakkuutähteiden korjuun seurauksena (epäsuorat maankäyttöön liittyvät päästöt). Viiveestä huolimatta hakkuutähteillä voidaan saavuttaa merkittäviä päästövähennyksiä jo aiemmin. Esimerkiksi vuoteen 2035 mennessä päästöt vähenevät 25-50 %, jos tähteet käytetään lämmöntuotantoon. Sähköntuotannossa päästöt vähenevät 0-30 %. Saavutettavat päästövähennykset vaihtelevat maasta toiseen.

Erolla päästövähennysten ja EU:n kaavaileman rajan välillä voi olla merkittäviä seurauksia. Se voi vähentää kiinnostusta metsien hakkuutähteiden käyttöä kohtaan, vaikka tähteet ovat tärkeä uusiutuvan energian lähde monissa Euroopan maissa. Ero voi houkutella kehittämään vääristäviä laskentasääntöjä metsien hakkuutähteistä tuotetun energian päästöille. Puutteelliset laskentasäännöt johtaisivat harhaan ja aidosti vähäpäätöisiä ja ilmastoystävällisiä hakkuutähteisiin perustuvia energiantuotantotapoja voisi jäädä kehittämättä.

Tutkimusartikkeli

Repo, A., Böttcher, H., Kindermann, G. & Liski, J. Sustainability of forest bioenergy in Europe: land-use-related carbon dioxide emissions of forest harvest residues. Global Change Biology Bioenergy (Early View). DOI: 10.1111/gcbb.12179.

Lisätietoja:

Anna Repo, tutkija, p. 0295 251 555
Jari Liski, tutkimusprofessori, p. 040 748 5088

Rajoittaako niukka öljyn tarjonta talouskasvua jo nyt?

Öljyn korkea hinta ja öljyntarjonnan kasvun pysähtyminen saattavat jo rajoittaa teollisuusmaiden kasvua merkittävästi. Öljyntuotannon kasvua ennustetaan öljyn kysynnän perusteella, vaikka tarjonta saattaa olla tärkeämpi tuotannon rajoittaja. On alustavia merkkejä siitä, että kansainväliset öljyjätit eivät ole nykyisillä öljynhinnoilla enää valmiita kasvattamaan investointejaan vastaamaan syvänmeren ja liuskeöljyn kasvaneita tuotantokustannuksia. Tämä tarkoittaa, että öljyn tuotantohuippu saattaa olla käsillä.

Picture3

Perinteinen öljynkulutuksen kasvun malli ja sen kritiikki

Perinteisesti öljynkulutuksen kasvua on mallinnettu kysyntärajoitteeseen perustuen. Tämä on hyvin yksinkertainen malli, jossa öljynkulutuksen oletetaan kasvavan suhteessa talouden kasvuun. Teollisuusmaissa (OECD-maat) yhden prosentin kasvu bruttokansantuotteessa (BKT) on tarkoittanut 0,4-0,5 prosentin öljynkulutuksen kasvua eli öljynkulutuksen kasvu suhteessa talouskasvuun on ollut noin 40-50 %. Kehittyvissä maissa kuten Kiinassa, tämä suhde on ollut noin kaksinkertainen eli 90-100 %. Kuvasta 1 voidaankin havaita, että maailman BKT:n ja öljynkulutuksen kasvu ovat liikkuneet samaan suuntaan (ainakin vuoteen 2004 asti), joten mallin käytölle on ollut hyvät perusteet.

dvddv

Kuva 1. Muokattu lähteestä: Robert Hirch, 2005.

Perinteisen öljyn tuotanto ei ole kuitenkaan enää juurikaan kasvanut vuodesta 2004 (kuva 2), joten onko enää perusteltua käyttää kysyntärajoitteista ennustetta? Tämä kysyntärajoitteinen malli on perustunut oletukseen, että OPEC (lähinnä Saudi-Arabia) tasapainottaa öljyntarjontaa, mikäli öljyntarjonnassa alkaa esiintyä niukkuutta. OPECin kyvykkyys tai halukkuus lisätä öljyntarjontaa ei kuitenkaan ole enää itsestäänselvyys (kuva 3). OPEC ei pystynyt tai halunnut rajoittaa öljyn hinnannousua vuosina 2003-2008, jolloin lopulta vuoden 2008 kesällä öljyn hinta nousi  kaikkien aikojen ennätykseensä ja syöksi maailmantalouden taantumaan (Hamilton, 2010).

Toinen merkittävä oletus kysyntärajoitteisessa mallissa on se, että öljystä pystytään markkinoilla maksamaan marginaalikustannusten eli viimeisenä ja kalleimpana markkinoille tulleen tynnyrin kustannukset. Tätä oletusta on kritisoinut mm. Gail Tverberg useissa blogikirjoituksissaan osoitteessa ourfiniteworld.com. Tämä oletus tarkoittaa käytännössä sitä, että öljyn korkeat tuotantokustannukset pystytään siirtämään myyntihintaan, jolloin öljynkulutuksen kasvu on yksinkertaisesti vain bruttokansantuotteen kasvun funktio. Historiallisesti usein globaalia taantumaa on edeltänyt kohonnut öljyn hinta (kuva 4), mikä viittaisi siihen että korkeita tuotantokustannuksia ei välttämättä aina pystytä siirtämään hintoihin vaan että kysyntää saattaa tuhoutua korkeiden öljyn hintojen myötä, mikä johtaa taantumaan.

dfsd

Kuva 2. Tässä kuvassa ei näy liuskekaasun yhteydessä tuotettujen ns. kondensoituvien hiilivetyjen tuotto vaan perinteinen, edullisemman tuotantokustannusten öljyn tuotanto. Lähde: Steven Kopits, 2014.

sds

Kuva 3. Öljyn hinta (viiva, oikea asteikko) ja OPECin varakapasiteetti (pylväät ja vasen asteikko). Lähde: EIA.

dd

Kuva 4. Öljyn hinta (viiva) ja maailmanlaajuiset taantumat (harmaat alueet) 1970-2008.

Tarjontarajoitteinen öljyn kulutuksen malli

Steven Kopits Douglas-Westwood-yhtiöstä on hiljan kehittänyt tarjontarajoitteisen mallin, jossa öljynkulutusta rajoittavat öljyn tarjonta ja talouden öljyintensiteetin lasku ja öljyntuotanto on bruttokansantuotteen kasvun sijaan mallin riippumaton muuttuja. Öljyintensiteetin lasku taloudessa tarkoittaa, että öljyä käytetään tehokkaammin per tuotettu BKT-yksikkö. Mitä nopeammin talouden öljyintensiteetti laskee, sitä vähemmän öljyntarjonta rajoittaa talouskasvua.

Steven Kopits painottaa itsekin, että hänen mallinsa on varsin tuore ja että sen hyödyllisyydestä ei ole vielä tarpeeksi tietoa, jotta sen voisi varmuudella todeta toimivan paremmin kuin kysyntärajoitteiset mallit. Joka tapauksessa mallin hyödyllisyydelle löytyy epäsuoraa tukea, jota seuraavassa käydään läpi.

Öljyn kulutuksen huippu kenties koettu kehittyneissä maissa

Öljynkulutus on kääntynyt laskuun teollisuusmaissa, mutta jatkaa kasvuaan kehittyvissä maissa (kuva 5). Ovatko kehittyneissä maissa sosiaaliset arvostukset muuttuneet niin, että öljynkulutus on kääntynyt laskuun sen vuoksi? Yhdysvalloissa on kenties saavutettu ”motorisaation” eli autolla liikkumisen huippu jo vuonna 2005 sillä sekä ajetut kilometrit että autojen ensirekisteröinnit (kuva 5) ovat kääntyneet laskuun.

dgdg

Kuva 5. Teollisuusmaiden ja kehittyvien maiden öljynkulutus 1965-2012. Lähde: BP.

hghgh

Kuva 6. Autojen ensirekisteröinnit ovat kääntyneet laskuun Yhdysvalloissa. Lähde:  Schoettle & Sivak, 2013a.

Johtuuko autoiltujen kilometrien ja autojen ensirekisteröintien saavutettu huippu sosiaalisten arvostusten, kuten kasvanut julkisten liikennevälineiden käyttö, muutoksesta vai syrjäyttävätkö kehittyvät maat teollisuusmaita öljymarkkinoilta, jolloin öljynkulutuksen lasku teollisuusmaissa johtuisi pikemminkin öljyn korkean hinnan kulutusta tuhoavasta vaikutuksesta?Jälkimmäisestä on alustavia viitteitä (kuva 7), sillä kun Kiinan öljyntuonti on kasvanut viime vuosina niin Yhdysvaltain tuonti on laskenut tai ei ainakaan ole noussut ja päinvastoin. On huomattava, että kuvan pohjalla oleva data on Kiinan osalta kenties jonkin verran epätarkkaa. Öljynkulutus ei lyhyellä aikavälillä jousta niin helposti alas- kuin ylöspäin, joten käänteisen korrelaation ei sen vuoksi voi olettaa olevan täydellisen ”symmetristä”.

Yhdysvalloissa myös sisäiset lentomatkat (kuva 8) ovat vähentyneet trendinomaisesti ja tämäkin lasku alkoi jo vuonna 2005 eli jo vuosia ennen viimeistä finanssikriisiä ja vuoden 2008 globaalia taantumaa. Lentomatkat ovat vähentyneet 16 % vuoden 2005 huipusta. Mikäli lentomatkojen kasvu olisi jatkunut viimeisimmän taantuman jälkeen samalla nopeudella kuin ennen taantumaa, niin lentomatkojen määrä olisi 30 % nykyistä suurempi.

On jossain määrin epäselvää, että mistä nämä liikkumisen ”huiput” johtuvat. Suurten ikäluokkien ikääntymisestä autoilun huippu ei ainakaan näyttäisi johtuvan, sillä kyselytutkimuksen perusteella iäkkäämmän väestönosan todennäköisyys ostaa uusi auto on kasvanut vuodesta 2007 vuoteen 2011 (kuva 9). Nuorista henkilöistä 80 % ilmoittaa kokopäiväisen työn puuttumisen syyksi, etteivät aja enemmän (Schoettle & Sivak, 2013b).

sdgs

Kuva 7. Kiinan ja Yhdysvaltain öljyntuonnin muutokset 4/2010-2013. Kolmen kuukauden liukuva keskiarvo. Lähde: Steven Kopits, 2014.

fgfgf

Kuva 8. Yhdysvaltain lentomatkojen määräindeksi 1996-2013. Elokuu 2005 = 100. Lähde: Steven Kopits, 2014.

fgfgf

Kuva 9. Autonostoaikeet ikäryhmittäin Yhdysvalloissa. Lähde: Michael Sivak, 2013.

Kenties mielenkiintoisin yksittäinen vihje siitä, että amerikkalaiset eivät ole vähentäneet autoilua ”vapaaehtoisesti”, on se, että Kalifornian yliopiston tutkimuksen mukaan Yhdysvaltain asuntokupla puhkesi kallistuneisiin polttoaineisiin. Tutkimuksessa  esitetään  vakuuttavaa empiiristä näyttöä, jota lisäksi tukee talousteoria. Tutkimuksen mukaan asuntojen hinnan lasku oli sitä voimakkaampaa, mitä kauempana lähimmästä työpaikkakeskuksesta asuntoalue sijaitsi. Yhdysvalloissa etäisyydet työpaikkojen ja asuntojen välillä voivat olla todella suuria. San Franciscon keskustasta noin 70 kilometrin päässä sijaitseva Antioch oli yksi alueista, joissa asuntojen hinnat laskivat kaikkein eniten. Siellä asuvan San Franciscossa työskentelevän alhaisimman tuloneljänneksen tuloista keskimäärin 41 % meni autoiluun ja muuhun liikkumiseen vuonna 2008. Polttoaineiden hinnat keskimäärin tuplaantuivat Yhdysvalloissa vuodesta 2005 vuoteen 2008.

Kansainväliset öljyjättien investoinnit ovat kasvaneet hurjasti, mutta tuotanto on laskussa

Öljyn ja sen myötä polttoainejalosteiden hinta on ollut korkealla viime vuosina. Perinteiset öljyjätit, kuten Shell, Chevron ja Exxon-Mobil ovat moninkertaistaneet viime vuosina investointiensa määrän (kuva 10), mutta niiden tuotanto on kääntynyt laskuun, mikä kertonee siitä, että öljyntuotannossa on jouduttu siirtymään yhä kalliimpiin esiintymiin.

sgsg

Kuva 10. Julkisten öljyjättien öljyntuotanto (harmaa) ja investoinnit (punainen). Lähde: Steven Kopits, 2014.

On jo alustavia merkkejä siitä, että kansainväliset julkiset öljy-yhtiöt pienentävät investointejaan ja keskittyvät osinkojen maksuun myymällä omaisuuttaan (Steven Kopits 2014). Jää nähtäväksi, että onko tämä pysyvä käänne ja mikä merkitys tällä on öljyntuotannon kasvulle jatkossa. Jotkin öljyalaa seuraavat henkilöt ja tahot (kuten Gail Tverberg ja UK Industry Peak Oil taskforce) arvelevat, että öljyntuotanto saattaa kääntyä laskuun jo tänä tai ensi vuonna.

 Sopeutuuko talous mahdollisesti laskevaan öljyntuotantoon?

Kansainvälinen energiajärjestö IEA ja Yhdysvaltain energiatietoa tuottava viranomainen EIA ovat lähes poikkeuksetta joutuneet tarkistaneet öljyntuotantoennusteitaan alaspäin viime vuosina, mikä viittaa siihen, että ne ovat käyttäneet kysyntärajoitteista mallia ennusteissaan (kuva 11). Vielä vuonna 2001 EIA ennusti, että vuonna 2020 öljyntuotanto on 123 miljoonaa tynnyriä päivässä. Vuonna 2010 vastaava ennuste oli ”vain” 92 miljoonaa päivätynnyriä. Ennusteiden ero on suuruusluokaltaan sama kuin kolmen suurimman öljyntuottajan (Saudi-Arabia, Venäjä ja Yhdysvallat) yhteenlaskettu tuotanto.

dfgdfg

Kuva 11. EIA:n ennuste öljyntuotannosta vuosina 2000-2010. Lähde: EIA.

Kansainväliset energiajärjestöt ja -viranomaiset eivät siten ota huomioon kasvavan öljyntuotannon tarjontarajoitetta, joka voi syntyä siitä että kasvavan öljyntuotannon marginaaliset tuotantokustannukset ovat korkeammat kuin öljymarkkinoilla ollaan valmiita maksamaan. Kuvasta 12 voidaan nähdä kuinka marginaaliset tuotantokustannukset ovat yhtiöittäin Goldman Sachsin  näkemyksen mukaan (kuvan resoluutio on niin alhainen, että mikäli olet kiinnostunut yksittäisistä yhtiöistä, niin täällä on parempilaatuinen kuva. Suurella osalla liuskeöljyä tuottavista yhtiöistä marginaaliset öljyn tuotantokustannukset ovat >130 $ tynnyriltä. Viime vuosina öljyn (Brent-laatu) maailmanmarkkinahinta on ollut noin 100-110 dollaria per tynnyri.

sgsg

Kuva 12. Öljyntuotannon tarjontakäyrä (marginaaliset tuotantokustannukset). Lähde: Goldman Sachs.

Mielenkiintoista on se, että IEA arvioi (WEO 2013), että suuri osa tulevaisuuden öljyntuotannon lisäyksestä tulisi Brasiliasta, jossa on paljon syvänmeren öljyä. Hiljan toiseksi suurin brasilialainen öljy-yhtiö meni konkurssiin ja Petrobrasilla marginaaliset tuotantokustannukset ovat Goldman Sachsin mukaan yli 150 $, joten nykyisillä öljyn maailmanmarkkinahinnoilla ei Brasilian öljynvienti kenties juurikaan kasva.

Toisaalta, Douglas-Westwoodin käyttämä tarjontarajoitteinen malli ennustaa öljynhinnan nousevan merkittävästi nykyiseltä tasoltaan vuoteen 2020 mennessä (kuva 13 alla, pistekatkoviiva). Jos tämä ennuste pitää paikkansa (se vaatii, että maailmantalous kestää ennusteen mukaisen korkean öljyn hinnan), niin öljyntuotannon huippu saattaa viivästyä useita vuosia.

Picture13

Kuva 13. Öljyn hintaennuste. Lähde: Steven Kopits, 2014.

Öljy-yhtiöiden investoinnit laskussa?

Öljyntuotannon kasvu vuodesta 2005 lähtien on ollut lähes täysin kalliimpien epäkonventionaalisten esiintymien, kuten liuske-esiintymät, varassa.

Kopitsin mukaan kansainväliset, julkiset öljy-yhtiöt investoivat vuosina 1998-2005 1,5 triljoonaa  dollaria ja sai vastineeksi lisätuotantoa 8,6 miljoonaa päivätynnyriä. Vuosien 2006 ja 2013 välillä investointien summa oli 2,5 triljoonaa ja tuotanto laski tuona aikana noin miljoonan päivätynnyrin verran. On selvää, että tällainen kulurakenne ei ole kestävää. Monet öljy-yhtiöt ovat ilmoittaneet säästötoimista ja omaisuuserien myynnistä, voidakseen mm. maksaa osinkoa omistajilleen, joiden joukossa on monia eläkesäätiöitä, jotka tarvitsevat osinkoja eläkkeiden maksamiseen. Kopitsin arvion mukaan investoinnit öljyesiintymien hyödyntämiseen kääntyvätkin laskuun jo tänä vuonna (kuva 14). Samankaltaista viestiä voi lukea talouslehtien sivuilta (esim. täällä).

On syytä muistaa, että monet valtiolliset öljy-yhtiöt eivät ilmoita investointejaan eikä niillä ole samanlaisia osinkojen maksupaineita kuin pörssiyhtiöillä. Niillä on myös strategisia kannustimia olla paljastamatta investointiensa suuruutta. Näin ollen edellä esitetty pätee vain julkisesti noteerattuihin yhtiöihin, sillä julkista tietoa öljyalan kokonaisinvestoinnista ei ole olemassa.

Kuva 14.

Kuva 14. Öljyntuotannon pääomakulut. Lähde: Steven Kopits, 2014.

Talouden öljyintensiteetin lasku

Laskevaan öljyntuotantoon voidaan sopeutua talouden öljyintensiteettiä pienentämällä, jolloin bruttokansantuotetta voidaan kasvattaa pienenevällä öljynkulutuksen lisäyksellä. Maailmanlaajuinen öljyntuotanto ei ole ainakaan vielä kääntynyt laskuun ja yksittäisten kehittyneiden talouksienkin osalta öljynkulutus on laskenut alle kymmenen vuotta, joista jälkimmäinen viisi vuotta on kulunut talouden matalasuhdanteessa. Näin ollen tarkkaa rajaa eri kansantalouksien kyvystä alentaa öljyintensiteettiään ei voida tuntea. Steven Kopitsin laskelmien mukaan normaaliaikana Yhdysvaltain talouden öljyintensiteetti pienenee 1,2 % vuodessa. Euroopassa tämä on ollut 1,6 % vuosina 1970-2005 (Kander ja muut, 2013).Taantuma-aikoina jopa 2,0 %:n intensiteetin lasku on ollut mahdollista Yhdysvalloissa (tällöin sosiaaliset kustannukset ovat olleet suuremmat esimerkiksi kasvavan työttömyyden myötä). Viime vuosina Yhdysvalloissa öljyintensiteetti on laskenut jopa lähes 4 % vuosittain ja EU:ssakin noin 2,7 %, mutta toisaalta näissä maissa julkinen velka on samalla kasvanut voimakkaasti. On mielenkiintoista nähdä, että kuinka paljon öljyintensiteetti voi laskea, kun Yhdysvaltain tai Euroopan unionin julkinen velka ei enää kasva. Velka on yhden tulkinnan mukaan energiankulutuksen siirtoa tästä hetkestä tulevaisuuteen, joten on varsin luontevaa, että velkaantumalla voidaan talouden energiankulutusintensiteettiä näennäisesti pienentää (Morgan 2013). Taloustieteessä ei tietääkseni ole julkista velkaantumista koskaan käsitelty yhtenä muuttujana, kun talouden energiaintensiteettiä on tutkittu.

Steven Kopitsin tulkinta on, että öljyntarjonnan tiukkuus rajoittaa teollisuusmaiden talouskasvua 1-2 prosenttiyksikköä. Eli jos taloudella on potentiaalia kasvaa 3 % vuodessa, niin öljyn korkea hinta alentaa tämän talouskasvun 1-2 prosenttiin. Euroopan mailla on ollut hiukan Yhdysvaltoja nopeampi öljyintensiteetin lasku öljykriisien jälkeisenä aikana (1980-2005), mutta toisaalta niillä ei ole omaa öljyntuotantoa käytännössä lainkaan, joten niitä ei voi suoraan verrata toisiinsa. Joka tapauksessa on selvää, että nykyisessä globaalissa taloudessa Euroopan talouskasvu korreloi jollakin tavalla Yhdysvaltojen talouden, joka on maailman suurin talous, kanssa ainakin lyhyellä aikavälillä. Mikäli öljyntarjonta kääntyy laskuun ja kehittyvät maat kuten Kiina pystyvät jatkamaan öljynkulutuksensa kasvua, niin kehittyneiden maiden talouksilla on edessä voimakas tarve laskea talouksiensa öljyintensiteettiä. Nähtäväksi jää kuinka suuret sosiaaliset kustannukset tällä on.

Öljyntuotannon huippuun sopeutuminen pitäisi erään kaikkein kattavimman öljyntuotantohuippuun sopeutumista tutkivan raportin mukaan aloittaa vuosikymmen tai mieluummin 20 vuotta ennen varsinaista tuotantohuippua (Hirch, 2005). Osa periaatteessa toimivista sopeutumistoimista, kuten liikenteen polttonesteiden valmistaminen kivihiilestä, on katastrofaalisia ilmastonmuutoksen torjunnan kannalta mikä entisestään lisää talouden sopeutumishaastetta öljyajan jälkimmäiselle puoliskolle.

Johtopäätökset

Edellä esitetty data on vielä suhteellisen koettelematonta ja tuoretta, joten lopullisia johtopäätöksiä öljyntuotannon kääntymisestä pian laskuun ei voida tehdä. Öljyntuotannon tiukkuudesta on kuitenkin selviä merkkejä näkyvissä jo nyt. Voimakkaasta talouskasvusta on kokemusta vain viimeisen 200 vuoden ajalta, jolloin parhaimman laatuisen energiankantajan, ensin kivihiilen ja sittemmin öljyn, tuotanto on koko ajan lisääntynyt ja niiden reaalinen hinta on pääsääntöisesti  laskenut noin 200 vuotta (kuvassa 15 on esitetty viimeiset noin 100 vuotta). Nyt näyttää siltä, että kallistuva energia vaikuttaa talouskasvua alentavasti ja että tämä on pitkäaikainen ilmiö. Tarve alentuvaan öljyntuotantoon sopeutumiselle on suuri sekä talouden että ilmastonmuutoksen hillinnän kannalta.

Kuva 15.

Kuva 15. Neljän eri raaka-aineryhmän (maataloustuotteet, energia ja metallit) hintojen perusteella muodostettu hintaindeksi. 1999-2001 on 100. Lähde McKinsey.

Lähteet

1. Astrid Kander, Paolo Malanima ja Paul Warde (2013). Power to the People: Energy in Europe over the Last Five Centuries (Kindle-kirja).

2. Tim Morgan (2013). Life After Growth: How the global economy really works – and why 200 years of growth are over (Kindle-kirja).

3. Robert Hirch (2005). PEAKING OF WORLD OIL PRODUCTION: IMPACTS, MITIGATION, & RISK MANAGEMENT.

4. BP Statistical Review of World Energy 2013.

5. Steven Kopits (2014). Hänen esityksensä ja videoluentonsa löytyvät täältä.

6. Michael Sivak (2013). Marketing implications of the changing age composition of vehicle buyers in the U.S.

7. Brandon Schoettle & Michael Sivak (2013a): Has motorization in the U.S. peaked?

8. Brandon Schoettle & Michael Sivak (2013b). The Reasons for the Recent Decline of Young Driver Licensing in the U.S.

9. James Hamilton (2010). Causes and Consequences of the Oil Shock of 2007-08.

Kategoria(t): Energia. Leave a Comment »

Maakaasun metaanivuodot voivat kääntää ilmastohyödyn haitaksi

IEA julkaisi Twitter-tilillään kuvan maakaasutuotannon metaanivuotojen vaikutuksesta maakaasun kasvihuonekaasupäästöihin:

IEAleakage

Vasemmalla on kivihiili ja oikealla maakaasu. Siniset palkit näyttävät, että ilman metaanivuotoja maakaasun kasvihuonekaasupäästöt olisivat vain noin puolet kivihiilen päästöistä tuotettua energiayksikköä kohti. Keltainen palkki kuvaa metaanivuotojen määrää parhaassa tapauksessa – edelleen jäädään selvästi kivihiilen päästöjen alle. Musta palkki kuvaa metaanivuotojen määrää pahimmassa tapauksessa ja päästöjen määrä nousee huomattavasti kivihiilen päästöjä korkeammaksi. Jos siis alamme korvaamaan kivihiilen käyttöä maakaasulla, tilanne voi mennä ilmaston kannalta paljon huonommaksi.

On kuitenkin huomattava, että kuvassa on esitetty ainoastaan kivihiilen poltosta syntyneet päästöt. Kivihiilikaivoksista pääsee myös metaania ilmakehään, joten on todennäköistä, että kivihiilen päästöt ovat jonkin verran korkeammat kuin kuvassa on esitetty. Oletettavasti metaanivuodot ovat kuitenkin selvästi pienempiä kuin maakaasutuotannossa, koska kivihiilikaivoksissa louhittavat materiaali on kiinteässä muodossa, kun taas maakaasutuotannossa tuote on kaasumaisessa muodossa.

Tähän asiaan sisältyy toinenkin ongelma. Kun maakaasuun on panostettu sillä mielellä, että saadaan ilmastohyötyjä, on jätetty panostamatta johonkin toiseen asiaan, josta olisi oikeasti voinut saada ilmastohyötyä. Niinpä maakaasun haitta voi olla kaksinkertainen: lisääntyvä ilmastohaitta ja menetetty hyöty. Koko maailman primäärienergiasta kivihiili edustaa 29,9 % ja maakaasu 23,9 % (vuoden 2012 tilanteen mukaan, BP Statistical Review of World Energy 2013), joten kyse on melko merkittävästä asiasta.

Lisäksi maakaasun poltosta pääsee kivihiiltä vähemmän aerosoleja, joilla on ilmastoa viilentävä vaikutus (Hayhoe ja muut, 2002). Siirtyminen kivihiilestä maakaasuun siis vähentää aerosolipäästöjä, eli vähentää ilmastoa viilentäviä päästöjä, eli lämmittää ilmastoa. Todellisuudessa tilanne saattaa siis olla vielä pahempi kuin yllä oleva kuva esittää. On kuitenkin muistettava, että monet aerosoleista ovat haitallisia ilmansaasteita, joiden väheneminen on sinällään hyvä asia.

Joka tapauksessa tämänhetkisen tiedon mukaan on olemassa se vaara, että maakaasua aletaan ottaa käyttöön paljon niin sanottuna siirtymäenergiana (väliaikaisena energian lähteenä, kunnes saadaan riittävästi vähäpäästöistä energiaa) ja tavoitteena ilmastohyöty, mutta todellisuudessa mennäänkin ilmaston kannalta ojasta allikkoon. On vieläpä mahdollista, että allikkoon mennään syvälle.

Lähteet:

IEA:n Twitterissä julkaisema kuva.

Statistical Review of World Energy 2013, BP.

Katharine Hayhoe, Haroon S. Kheshgi, Atul K. Jain, Donald J. Wuebbles, 2002, Substitution of Natural Gas for Coal: Climatic Effects of Utility Sector Emissions, Climatic Change, July 2002, Volume 54, Issue 1-2, pp 107-139, DOI: 10.1023/A:1015737505552. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Kategoria(t): Energia. Leave a Comment »

Ilmastonmuutoksen haitalliset vaikutukset maatalouteen kalliimmat kuin bioenergiatuotannon aiheuttama hintojen nousu

Kunnianhimoinen kasvihuonekaasujen vähentämistavoite, jonka avulla maapallon lämpeneminen voidaan rajoittaa alle kahteen asteeseen, edellyttää todennäköisesti huomattavia määriä bioenergiaa osana tulevaisuuden energialähteiden yhdistelmää. Vaikka tämä ei onnistu ongelmitta, maailman elintarvikemarkkinat kärsisivät huomattavasti enemmän rajoittamattomasta ilmastonmuutoksesta kuin lisääntyneestä bioenergian kysynnästä.

Raps

© jgphoto76 – Fotolia.com

Maataloustuotteiden hinnat voivat olla ilmastonmuutoksen aiheuttamien satotappioiden vuoksi vuonna 2050 noin 25 prosenttia korkeammat kuin ilman ilmastonmuutosta. Sitä vastoin suuri bioenergian kysyntä kunnianhimoisen ilmastonmuutoksen hillinnän vuoksi näyttää nostavan hintoja vain noin 5 prosenttia.

Maatalous sekä kärsii ilmastonmuutoksesta että vaikuttaa ilmastonmuutosta edistävästi tai estävästi. Maataloustuotanto ja maankäytön muutokset aiheuttavat noin kolmasosan maailmanlaajuisista kasvihuonekaasupäästöistä.

”Toisen sukupolven bioenergiasta saattaa tulla merkittävä tekijä hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä etenkin pitkällä aikavälillä esimerkiksi biopolttoaineina liikenteessä, koska muut tekniset vähäpäästöiset vaihtoehdot kuten sähköistys ovat suhteellisen kalliita”, tutkija Hermann Lotze-Campen sanoo. Nykyinen bioenergian maailmanlaajuinen tuotanto on tällä hetkellä noin 40 eksajoulea (1018 joulea), josta valtaosa on perinteistä puun käyttöä lämmityksessä ja ensimmäisen sukupolven liikenteen polttoaineita, kuten etanolia sokeriruo’osta tai biodieseliä öljykasveista. Vaikka ensimmäisen sukupolven biopolttoaineet kilpailevat suoraan elintarvike- ja rehutuotannon kanssa, toisen sukupolven biopolttoaineilla on mahdollista vähentää kilpailua elintarvikkeiden ja energian välillä sekä myös pienentää tuotantokustannuksia.

Toisen sukupolven bioenergian (sato- ja hakkuutähteet, jätteet, tarkoitukseen viljellyt kasvit kuten Miscanthus-norsunheinät tai poppelipuut) kysynnän oletetaan tutkimuksessa lisääntyvän noin sadalla eksajoulella vuoteen 2050 mennessä (noin 15 prosenttia koko primaarienergiatarpeesta), jos ilmaston lämpeneminen on tarkoitus rajoittaa kahteen asteeseen esiteolliseen aikaan verrattuna. Tämä kunnianhimoinen ilmastonmuutoksen hillitseminen bioenergialla ei välttämättä nosta maailmanlaajuisia elintarvikkeiden hintoja kovin paljon.

Tutkija Christoph Schmitz selvitti kymmenellä maailmanlaajuisella maatalousmallilla, kuinka paljon viljelysmaata käytetään erilaisissa yhteiskunnallis-taloudellisissa ja ilmastonmuutosskenaarioissa. ”Useimmissa malleissa viljelymaan tarve kasvaa vuoteen 2050 mennessä ja lisäystarve on yli 50 prosenttia korkeampi skenaarioissa, joissa ilmastonmuutosta ei hillitä, kuin muuttumattoman ilmaston skenaarioissa”, Schmitz sanoo.

Lisäystarve muuttuvassa ilmastossa olisi 320 miljoonaa hehtaaria ja muuttumattomassa noin 200 miljoonaa hehtaaria. Ero vastaa lähes neljä kertaa Suomen pinta-alaa. Kaikissa simulaatioissa suurin lisäämistarve on Etelä-Amerikassa ja Saharan eteläpuolisessa Afrikassa. ”Tämä voi olla huono uutinen, koska niillä alueilla viljelymaan lisäys tapahtuu vuosisatoja vanhoja sademetsiä kaatamalla. Tämä ei ainoastaan lisää hiilidioksidipäästöjä vaan lisäksi vähentää luonnon monimuotoisuutta ja uhkaa tärkeitä ekosysteemipalveluja”, Schmitz selittää.

Toistaiseksi ennusteet tulevasta maankäytöstä ovat osoittaneet hyvin erilaisia tuloksia, koska tiedoissa ja menetelmissä on suurehkoja epävarmuuksia. Jotta ymmärtäisimme paremmin eroja, kymmenen johtavaa kansainvälistä alan mallinnustiimiä työskenteli yhdessä kaksi vuotta ottaakseen oppia toisiltaan. Tuloksena saatiin tämä ainutlaatuinen monen mallin vertailu, joka mahdollistaa varmemmat arvioinnit ja ymmärryksen ilmastonmuutoksen, maankäytön ja maataloustuotteiden hintojen yhteyksistä.

Ilmastonmuutoksen vaikutukset maatalouden tuottamiin satoihin ovat suuret, mutta vaikutukset vaihtelevat huomattavasti eri alueilla ja eri kasvilajeilla. Perusuran (ns. business as usual) skenaariossa viiden tärkeimmän viljelykasvin eli riisin, vehnän, maissin, soijan ja maapähkinöiden sadot pienenevät globaalisti ilmastonmuutoksen takia 10-38 prosenttia nykyisestä vuoteen 2050 mentäessä. Sopeutumiseen ei ole yhtä yleispätevää keinoa. Tuotanto on mahdollista siirtää alueille, joilla ilmastonmuutoksen kielteiset vaikutukset ovat pienempiä. Jotkin alueet voivat hyötyä maatalouden tehostumisesta.

Tulevaisuuden maatalouden ennusteissa on edelleen huomattavia epävarmuustekijöitä, esimerkiksi hiilidioksidilannoituksen vaikutus (lisääntyvä hiilidioksidia tehostaa fotosynteesiä ja siten kasvien kasvua tiettyyn rajaan asti), maatalousmaan lisäämisen mahdollisuudet ja tuottavuuden kasvun nopeus. ”Kuivuus, kuten vuonna 2012 Yhdysvalloissa, voi vaikuttaa valtavasti satomääriin ja vientiin”, tutkija Lotze-Campen sanoo. ”Tämä osoittaa, että huono sato tärkeillä tuotantoalueilla, vaikkakin pinta-alaltaan rajallisilla, voi vaikuttaa merkittävästi maatalousalan maailmanmarkkinoihin, hintoihin ja elintarviketurvallisuuteen. Tämä vaikutus todennäköisesti voimistuu, ellei ilmastonmuutosta hillitä.”

Lähde

Potsdam Institute for Climate Impact Research: Global Food Markets – Climate impacts would be more costly than bioenergy effects, lehdistötiedote 15.1.2014

Aiemmat kirjoituksemme samasta aihepiiristä

Luento biopolttoaineiden energiakäytöstä

Palmuöljytuotannon ympäristövaikutuksia Indonesiassa

Mihin tietoon luottaa palmuöljydieseliin liittyen?

Metsähakkeen energiakäytön hiilidioksidipäästöt

Suuret odotukset leväenergiaa kohtaan – realismia vai ei?

Talouskasvun perustana oleva energiaylijäämä on nopeassa laskussa

Suomen bruttokansantuote on vuoden 2006 tasolla ja julkinen velkamme kasvaa nopeasti. Yhtenä vähälle huomiolle jääneenä tekijänä tässä voi olla se, että energiaylijäämä, johon yhteiskunnan monimuotoisuus ja talouskasvu ovat perustuneet, on laskussa ympäri maailman. Teollisesta vallankumouksesta alkanut fossiilisen energian kulutuksen arvo on ollut 200 vuotta niin suuri energian tuotannon kustannuksiin nähden, että useimmat taloustieteilijät ovat voineet suhtautua energiaan hyödykkeenä muiden joukossa vaikka se on koko talouden perusta. Energiaylijäämä on hiljan kääntynyt voimakkaaseen laskuun. 2000-luvun ensimmäisten vuosikymmenten tyypillinen taloustilanne saattaa olla lievä taantuma, jota holtittomasta velkaantumisesta johtuvat kuplat aika ajoin rikkovat.

Tämän kirjoituksen lyhyempi versio julkaistiin Aamulehden Näkökulma -palstalla 16.12.2013.

Kansikuva

Suomen bruttokansantuote on vuoden 2006 tasolla ja julkinen velkamme kasvaa nopeasti. Yhtenä vähälle huomiolle jääneenä tekijänä tässä voi olla se, että energiaylijäämä, johon yhteiskunnan monimuotoisuus ja talouskasvu ovat perustuneet, on laskussa ympäri maailman. Laskeva energiaylijäämä selittäisi osaltaan sitä, että tuottavuuskehitys on ollut hidasta koko 2000-luvun ajan muuallakin, kuten Yhdysvalloissa. Energiaylijäämä tarkoittaa yhteiskunnan hyödyksi päätyvän energian ja tämän energian hankkimiseen kuluneen energian erotusta. Teollisesta vallankumouksesta alkanut fossiilisen energian kulutuksen arvo on ollut 200 vuotta niin suuri energian tuotannon kustannuksiin nähden, että useimmat taloustieteilijät ovat voineet suhtautua energiaan hyödykkeenä muiden joukossa vaikka se on koko talouden perusta.

Metsästäjä-keräilijä -yhteisöissä hankittu ravinto kulutettiin – energiaylijäämää ei ollut. Monimutkainen, erikoistuneeseen työnjakoon nojaava yhteiskunta ja sen myötä kasvava talous syntyivät, kun opimme maanviljelyn ja energiaylijäämää alkoi muodostua. Maanviljely vapautti osan ihmisistä tekemään parempia työkaluja, erikoistumaan ja tehostamaan maanviljelyä, mikä entisestään lisäsi energiaylijäämää. Näin alkoi itseään vahvistava kierre, jossa energian arvon ja tuottamisen kustannuksen erotus ja sen myötä talous kasvoi. Maanviljelyn keksimisen yhteydessä syntyi velka – talouskasvua lisäävä innovaatio – joka oli sitoumus työpanoksesta eli energiankulutuksesta tulevaisuudessa. Teollinen vallankumous voimistui lämpövoimakoneen keksimisen myötä, kun kivihiili ja öljy löydettiin, jolloin energiaylijäämä ja talous kasvoivat ennätyksellisen voimakkaasti. Velka ei tarkoittanut enää kirjaimellisesti työpanosta vaan yleisesti vaadetta energiapanokseen jossakin muodossa tulevaisuudessa. Raha voidaan pelkistää välineeksi eri energiapanosten siirtämiseksi sekä taloudellisten toimijoiden välillä (esimerkiksi bensiiniä, fossiilista energiaa paljon sitonutta terästä ja leipää on helpompi vaihtaa toisiinsa rahan avulla) että ajan yli velan muodossa. Velan määrä on kasvanut kymmeniä vuosia reaalitaloutta nopeammin. Kuinka kauan tämä voi jatkua?

Energiaylijäämän kääntymistä laskuun ei voi tilastoista päätellä suoraan, sillä energiantuotannon energiakustannuksia ei raportoida. Energiaylijäämän laskusta on kuitenkin selviä merkkejä, kuten öljyn hinnan nelinkertaistuminen vuosikymmenessä (kuva 1) ja ruuan hintojen raju nousu. Kansainvälisten, julkisten öljy-yhtiöiden vuosittaiset investoinnit suhteessa öljyntuotantonsa määrään ovat lähes kolminkertaistuneet vuosikymmenessä (kuva 2). Luottoluokitusyhtiö Standard & Poorsin tuoreen raportin mukaan energiainvestointien osuus investoinneista on kasvanut alle viidenneksestä kolmannekseen 2000-luvun aikana. Osa alenevan energiaylijäämän energiainvestoinneista syrjäyttänee tuottavampia investointeja eli voi alentaa investointien keskimääräistä tuottoa. Energiainvestoinneista valtaosa kohdistuukin yhä huonompilaatuisten fossiilisten esiintymien hyödyntämiseen vain osan suuntautuessa uusiutuvaan energiaan.

Kuva 1_uusi

Kuva 1. Öljyn inflaatiokorjattu hinta viimeisen sadan vuoden aikana. Lähde: BP Statistical Review of World Energy 2013.

Kuva 2. Kansainvälisten, julkisten öljy-yhtiöiden investoinnit kahden eri lähteen mukaan. Vuoden 2012 jälkeen kyseessä on arviot.

Kuva 2. Kansainvälisten, julkisten öljy-yhtiöiden investoinnit kahden eri lähteen mukaan. Vuoden 2012 jälkeen kyseessä on arvio. Oikealla pystyakselilla on näiden öljy-yhtiöiden päivätuotanto.

Halvan, korkean energiaylijäämän omaavan öljyn tuotanto laskee noin 5 % vuodessa. Tervahiekka- ja liuske-esiintymien öljyntuotantoon sijoitettu öljytynnyri tuottaa vain 2-5 tynnyriä takaisin (Tim Morgan, 2013). Öljyntuotantoon sijoitettu tynnyri tuotti 40 tynnyriä öljyä vielä vuonna 1990, 20 tynnyriä vuonna 2010, mutta 2020 enää arviolta 5-10 (Tim Morgan, 2013; Andrew Lees, 2010; kuva 3). Energian takaisinmaksukertoimen (EROEI, energy return on energy invested) käsitteen ja mittarin kehittänyt professori Charles Hall on laskenut, että pelkästään nykyaikaisen länsimaisen yhteiskunnan ylläpitämiseen vaaditaan keskimääräinen energian takaisinmaksukerroin 5-10. Energiaylijäämä pienenee EROEI-arvon pienentyessä. Intuitiivisestikin on selvää, että energian hinnan nousupaine on kääntäen verrannollinen ko. energian EROEI-arvoon (täällä se on kuitenkin osoitettu). Hintaan toki vaikuttaa moni muukin tekijä, kuten kysyntä ja mahdollisten korvaavien energiamuotojen saatavuus. Merkityksensä on silläkin, että mitä energiaa energiainvestointiin on käytetty. Kivihiilen tuottama energiayksikkö on halvempi kuin öljystä saatu. EROEI-mittarin suurimpia heikkouksia onkin se, että se ei ota huomioon energiapanosten laatunäkökulmaa.

jkj

Kuva 3. Öljyn tuotannon arvioitu energian takaisinmaksukerroin 1990-2020.

Öljyn ohella kivihiiliesiintymien laatu heikkenee nopeammin kuin teknologia kehittyy. Yhdysvaltain, maailman toiseksi suurimman kivihiilen tuottajan, kivihiilen tuottavuus (tonnia per työtunti) kasvoi 1980-2000, mutta on laskenut yli kymmenen vuotta sen jälkeen (kuva 4). Mikäli huomioidaan Yhdysvaltain kivihiilituotannon laadullinen heikentyminen (kuva 5; kivihiilen laatu ja energiasisältö per massayksikkö alenee järjestyksessä antrasiini > bituminen hiili > alibituminen hiili > ligniitti) eli määriteltäisiin työn tuottavuus megajoulea per työtunti, niin kivihiilen tuotannon tuottavuus olisi laskenut kuvassa 4 esitettyäkin jyrkemmin 2000-luvulla. Kuvasta 4 voi huomata, että öljykriisit 1970-luvulla aiheuttivat hetkellisen tuottavuuden alenemisen. Suhteellisesti samansuuruinen öljynhinnan korotus 2000-luvun taitteesta lähtien on aiheuttanut voimakkaamman laskunopeuden tuottavuudessa. Joko kivihiiliteollisuuden tuottavuus on nykyisin herkempi korkealle öljyn hinnalle tai sitten jokin muu tekijä on muuttunut sitten 1970-luvun öljykriisien. Myös Australian kivihiilien tuotannossa tuottavuus on kääntynyt laskuun vuosituhannen vaihteessa.

Kuva 4. Kivihiilen tuotannon työn tuottavuus Yhdysvalloissa 1949-2011.

Kuva 4. Kivihiilen tuotannon työn tuottavuus Yhdysvalloissa 1949-2011.

Kuva 3. Yhdysvaltain kivihiilen tuotannossa ollaan siirrytty asteittain laadultaan alempiin kivihiilen muotoihin.

Kuva 5. Yhdysvaltain kivihiilen tuotannossa ollaan siirrytty asteittain laadultaan alempiin kivihiilen muotoihin.

Saksan Bundeswehrin mukaan 95 % teollisuudesta on riippuvaista öljystä. Talouskasvusta nopeasti alenevassa energiaylijäämässä ei ole kokemusta ja on mahdollista, että tuottavuuskehitys ei riitä jatkossa kompensoimaan alentuvaa energiaylijäämää. On syytä huomata, että esimerkiksi Yhdysvalloissa talous ei ole velkaantumisesta puhdistettuna kasvanut enää vuodesta 2005. Tilannetta ei auta se, että valtavirtataloustiede, johon talouspolitiikka perustuu, ei ymmärrä energiaylijäämän mahdollisesti suurta vaikutusta elintasossamme. Valtavirtataloustieteen mukaan fyysinen tai geologinen niukkuus energiankantajissa ei realisoidu taloudelliseksi niukkuudeksi, koska pääoma ja työ voivat rajoituksetta korvata energiaa (Agion ja Howitt, 1998). Tästä jotkut ns. biofysikaalisen taloustieteen tutkijat (kuten Robert Ayres ja Charles Hall) ovat jyrkästi eri mieltä. Mielenkiintoista on se, että kansainvälisen valuuttarahaston (IMF) mallinnusosaston tutkijoiden julkaisun mukaan öljy ei ole täydellisesti korvattavissa pääomalla tai työllä vaan on vain rajallisesti korvattavissa ilman, että fysiikan lakeja rikotaan. Joidenkin tutkijoiden, kuten David Sternin,  mukaan nykyinen talous on ”lukkiutunut” suureen hiilen (öljy, kivihiili ja maakaasu) käyttöön. Ehtyvien ja kallistuvien fossiilisten energialähteiden korvaaminen voi olla talouskasvun kannalta hankalampaa kuin valtavirtataloustieteen talouskasvumallit olettavat. Sternin mukaan erityisesti pitkälle kehittyneissä maissa lukkiutuminen tiettyihin fossiilisen energian muotoihin on suurta.

Osa tunnetuista valtavirtataloustieteilijöistäkin, kuten Paul Krugman ja Larry Summers, on hiljan alkanut epäillä talouskasvun mahdollisuuksia tulevina vuosikymmeninä. Heidän mukaansa tulevien vuosikymmenten talouden kuva on jatkuva pieni taantuma, jota rikkoo vain hetkittäiset holtittomasta velkaantumisesta aiheutuvat kuplat. Krugman näkee talouskasvua hidastavina tekijöinä epätasaisen tulonjaon ja väestönkasvun hidastumisen. Summers tyytyy vain toteamaan näkemyksensä. Christine Lagarde, kansainvälisen valuuttarahaston pääjohtaja, varoitti hiljan ilmastonmuutoksen ja resurssiniukkuuden olevan ”villi kortti” talouskasvun mahdollisena uhkana tulevaisuudessa.  1900-luvun jälkimmäiselle puoliskolle oli tyypillistä pitkät nousukaudet, joita harvat taantumat rikkoivat. Nyt näyttää siltä, että 2000-luvun ensimmäiset vuosikymmenet ovat lievää taantumaa, jota puolestaan holtittomasta velkaantumisesta johtuvat kuplat aika ajoin rikkovat.

Mitä merkitystä talouskasvun mahdollisella loppumisella tai merkittävällä hidastumisella on ilmastonmuutoksen kannalta? Talouden koko ja kasvihuonekaasujen päästöt ovat korreloineet keskenään viime vuosinakin hyvin vahvasti. Voisiko talouskasvun loppuminen olla ilmastonmuutoksen hillinnän kannalta hyvä asia? Näin uskoo ainakin Kjell Aleklett (kirjassaan Peeking at Peaking oil). Aleklett on toinen Peak oil –käsitteen lanseeraajista. Toiset, kuten Ugo bardi, ovat varovaisempia, sillä ympäristöongelmat kytkeytyvät talouteen monimutkaisella tavalla ja näiden yhteyksien yhteisvaikutusta on vaikea arvioida. Sekin on mahdollista, että talouskasvun ylläpitämiseksi löytyy jokin energiamuoto, jolla nyt on vain vähän tai ei lainkaan merkitystä, vaikkakaan se ei nyt näytä todennäköiseltä. Toisaalta, talouskriisi on hidastanut ympäristöpolitiikkaa, kuten kansainväliseen ilmastosopimukseen pääsemistä. Tulevaisuus näyttää millainen näiden asioiden ja toistaiseksi kokonaan hahmottamatta olevien tekijöiden summavaikutus tulee olemaan ilmastonmuutoksen kannalta.

P.S. Kirjoituksestani voi saada kuvan, että metsästys-keräily -elinkeinosta olisi siirrytty maatalouteen ja edelleen fossiilitalouteen suoraviivaisesti. Tämä on räikeä yksinkertaistus ja antropologisesti kaikkea muuta kuin totta. Metsästäjä-keräilijä -yhteisöjä tai -yhteiskuntia on olemassa vielä nykyisinkin ja myös heillä voi olla talous, kuten lahjatalous. Tässä kirjoituksessa käsitteiden käyttö on etnosentristä. Nykyisten fossiilitalouden ongelmien suhteen ei tässä yksinkertaistamisessa kuitenkaan tehdä suurta vääryyttä. Antropologiasta hyvin perillä oleva henkilö suositteli luettavaksi esimerkiksi Ted Lewellenin teosta Political Anthropology – An Introduction, mikäli haluaa totuudenmukaisemman kuvan asiasta.

P.P.S. Paul Erhlich, amerikkalainen ekologi, julkaisi vuonna 1968 kirjan The Population Bomb, jossa hän varoitti ihmiskuntaa ylikansoituksen vuoksi odottavasta kriisistä. Hän ennusti, että 1970-luvulla satoja miljoonia ihmisiä kuolee nälänhätään, tauteihin ja sosiaaliseen levottomuuteen. Tätä ei tapahtunut. Samaan aikaan kuin Ehrlich varoitti ihmiskuntaa odottavasta kriisistä, myöhemmin Nobel-palkinnolla palkittu biologi Norman Borlaug oli jo kehittämässä uusia satoisampia viljalajikkeita, mikä tarkoitti että ruokaa riitti yhä useammalle. Borlaugin työn tuloksia kutsutaan joskus vihreäksi vallankumoukseksi, vaikka hänen kehittämänsä satoisammat monokulttuuriviljelytekniikat lisäsivät kriitikoiden mukaan fossiilisperäisten lannoitteiden käyttöä. Voi olla, että tällä hetkellä joku ”borlaug” on kehittämässä vallankumouksellista teknologiaa energiateknologian alalla. Vakuutusala on 4 % maailman bruttokansantuotteesta ja ”suurin teollisuuden ala” ennen turismia. Siitä päätellen olemme keskimäärin varovaisuusperiaatteen noudattajia ja riskin kaihtajia. Minusta olisi luontevaa, että mahdollisesti muuttuvaan maailmaan alettaisiin varautua nykyistä pontevammin sillä panoksena voi olla sekä paheneva ilmastonmuutos että heikentyvä talous.

Lähteet

Ronald Wright, 2010. A Short history of Progress.

Tim Morgan, 2013. Life After Growth: How the global economy really works – and why 200 years of growth are over [Kindle Edition].

Andrew Lees, 2010. ‘In search of energy’ kirjassa: Patrick Young (ed.). The Gathering Storm, Derivatives Vision Publishing.

Kjell Aleklett, 2012. Peeking at peaking oil [Kindle Edition].

M. Kumhof and D. Muir, 2012. ”Oil and the World Economy. Some Possible Futures. IMF Working Paper No. 12/256.

P. Aghion and P. Howitt, 1998. Endogenous growth theory, Cambridge MA: The MIT Press.

Standard & Poors, 2013. Global Corporate Capital Expenditure Survey 2013.

Steven Kopits, 2013. Econbrowser-blogin kirjoituksensa kommentissa.

Talouskasvu ei vastoin yleistä luuloa ole kytkeytynyt irti energiankulutuksesta

On yleinen väärinkäsitys, että talouskasvu olisi irtikytkeytynyt energiankulutuksesta. Tällainen harhakuva syntyy helposti jos ei oteta huomioon, että maailmassa energiankulutus syntyy suurelta osin muualla kuin sen seurauksena syntynyt bruttokansantuote mitataan.

Copyright:  Yuriy Kobets.

Copyright: Yuriy Kobets.

On yleinen väärinkäsitys, että talouskasvu olisi irtikytkeytynyt energiankulutuksesta. Tällainen harhakuva tosin syntyy helposti jos vertailee jonkin kehittyneen maan talouskasvu- ja energiankulutustilastoja. Esimerkiksi taloustieteen professori Matti Pohjola on todennut, että Suomen talouskasvu on kestävää, koska Suomessa talous kasvoi vuosina 1985-2008 ja samaan aikaan hiilidioksidipäästöt kasvoivat taloutta hitaammin (täällä).  Pohjola ei kuitenkaan ota huomioon, että olemme ulkoistaneet suuren osan hiilidioksidipäästöistä kehittyviin maihin, kuten Kiinaan. Samaan tapaan Tim Harford tulkitsee Yhdysvaltain tilastoja tuoreessa kirjassaan Undercover Economist Strikes Back. Pohjolalta, Harfordilta ja oletettavasti monilta muilta taloustieteilijöiltä on jäänyt huomaamatta se, että länsimaiden talouskasvusta yhä suurempi osa tehdään kehittyvissä maissa, jolloin osa kehittyneiden maiden energiankulutuksesta ja hiilidioksidipäästöistä näkyy kehittyvien maiden ”kirjanpidossa”.

Tuoreen tutkimuksen mukaan vuonna 2004 maailman hiilidioksidipäästöistä 23-60 % (määritelmästä riippuen) liittyi kansainväliseen kauppaan. Voidaan perustellusti kysyä, että onko mielekästä tarkastella talouskasvun ja energiankulutuksen tilastoja pelkästään yhdessä maassa? Kuvan 1 mukaan sekä Suomessa että Yhdysvalloissa on tarvittu ajan saatossa vähemmän energiaa kansantalouden tuotannon arvoa kohti eli energiankulutus per dollari bruttokansantuotetta on laskenut. Pohjola ja Harford eivät siis kapeasti tulkiten ole väärässä. Talous voi (ainakin teoriassa) kytkeytyä irti energiankulutuksesta kahdella tavalla, suhteellisesti tai absoluuttisesti. Edellinen tarkoittaa, että talous kasvaa energiankulutusta nopeammin ja jälkimmäinen, että talous kasvaa energiankulutuksen pienentyessä. Harford toteaa kirjassaan, että Yhdysvalloissa energiankulutus (henkeä kohti) pieneni vuosina 1986-2011 keskimäärin 0,17 % vuodessa eli irtikytkeytyminen olisi absoluuttista. Mikäli tuossa luvussa huomioitaisiin kansainvälinen kauppa ja teollisuuden ulkoistaminen kehittyviin maihin, niin mitä todennäköisimmin tuo energiankulutuksen lasku kääntyisi kasvuksi. Yhdysvalloissa energiankulutus henkeä kohti on tuona aikana pienentynyt käytännössä vasta 2000-luvulla eli voimakkaan globalisoitumisvaiheen aikana (kuva 7 täällä).

Kuva 1. Pohjois-Amerikan ja Suomen energiankulutus per bruttokansantuote. Lähde: EIA. Btu = British thermal unit, energiayksikkö.

Kuva 1. Pohjois-Amerikan ja Suomen energiankulutus per bruttokansantuote. Lähde: EIA. Btu = British thermal unit, 1055 joulea.

Kuvasta 2 nähdään, että koko maailman osalta talouskasvu ei kuitenkaan ole kytkeytynyt irti energiankulutuksesta, vaan talouskasvun energiaintensiteetti oli vuonna 2010 samalla tasolla kuin 1983.

Koko maailman energiankulutus per bruttokansantuote. Lähde: EIA.

Kuva 2.Koko maailman energiankulutus per bruttokansantuote. Lähde: EIA. Btu = British thermal unit, 1055 joulea.

Jos tarkastelemme esimerkiksi Etelä- ja Väli-Amerikkaa, Thaimaata, Vietnamia ja Indonesiaa, niin huomaamme, että näissä maissa energiankulutus bruttokansantuotetta kohti on pikemminkin kasvanut kuin laskenut ajan myötä (kuva 3). Yhtenä selityksenä on se, että näihin maihin on ulkoistettu paljon länsimaista teollisuustuotantoa. 

Kuva 3. Joidenkin kehittyvien maiden energiankulutus per bruttokansantuote. Lähde: EIA.

Kuva 3. Joidenkin kehittyvien maiden energiankulutus per bruttokansantuote. Lähde: EIA.

Kiina ja Intia tunnetaan maailman ”hikipajoina” (kuva 4). Kiinassa energiankulutus per bruttokansantuote laski voimakkaasti ennen vuotta 2001, jolloin Kiinasta tuli Maailman kauppajärjestön (WTO) jäsen. Käänsikö kauppajärjestön jäsenyys Kiinan energiatehokkuuden kehityksen? Kuvissa 1-4 esitettyjen tilastojen perusteella on syytä kysyä, että olemmeko ulkoistaneet teollisia prosesseja energiatehokkaista maista maihin, joissa prosessit tuottavat enemmän päästöjä bruttokansantuoteyksikköä kohti?

jj

Kuva 4. Kiinan ja Intian energiankulutus per bruttokansantuote. Lähde: EIA. Btu = British thermal unit, 1055 joulea.

Koko maailman talouskasvun energiaintensiteetti on siis ollut hämmästyttävän vakio (kuva 2) vuosikymmenien ajan. Mikäli primäärienergiankulutusta ja bruttokansantuotetta tarkastellaan kahdella eri aikavälillä eli 1969-1999 (kuva 5) ja toisaalta 2000-2011 (kuva 6), niin huomataan, että 2000-luvulla käyrät ovat kulkeneet lähes päällekkäin.

Kuva 5. Maailman primäärienergia (vasen pystyakseli) ja bruttokansantuote vuoden 2005 dollareissa (oikea pystyakseli). Lähteet: BP Statistical Review of World Energy 2013 ja IMF.

Kuva 5. Maailman primäärienergia (vasen pystyakseli) ja bruttokansantuote vuoden 2005 dollareissa (oikea pystyakseli). Lähteet: BP Statistical Review of World Energy 2013 ja IMF.

Kuva 6.

Kuva 6. Maailman primäärienergia (vasen pystyakseli) ja bruttokansantuote vuoden 2005 dollareissa (oikea pystyakseli). Lähteet: BP Statistical Review of World Energy 2013 ja IMF.

Kuvista 5 ja 6 voidaankin nähdä, että maailman energiankulutus kasvoi aavistuksen hitaammin kuin talous vuosina 1969-1999, mutta tällä vuosituhannella ne ovat kasvaneet käytännössä samaa tahtia. Tämä tällä vuosituhannella alkanut kehitys johtunee ainakin osittain globalisaatiosta, sillä sekä Kiinan että Intian energiankulutus lähti räjähdysmäiseen kasvuun vuosituhannen vaihteessa samalla kuin Yhdysvalloissa ja Euroopassa se on lähtenyt laskuun (kuva 7). 

kuva 7

kuva 7. Energiankulutuksen trendejä. Lähde: BP Statistical Review of World Enerry 2013.

On olemassa selviä viitteitä siitä, että kehittyvät maat, kuten Kiina, toimivat kehittyneiden maiden ”savupiippuna”. Esimerkiksi vuosina 1990-2008 kehittyneiden maiden hiilidioksidipäästöt pienenivät 2 % kun samaan aikaan kehittyvien maiden hiilidioksidipäästöt kasvoivat 113 % (lähde täällä). Kun kansainvälinen kauppa otetaan huomioon, niin kehittyneiden maiden hiilidioksidipäästöt todellisuudessa kasvoivat, vaikka niiden kansalliset päästötilastot näyttävätkin vähennystä hiilidioksidipäästöissä. Koska suurin osa hiilidioksidipäästöistä tulee energiantuotannosta, niin myös energiaa on siten kulutettu paljon kehittyvissä maissa niin, että vastaavasti talouskasvua kirjataan kehittyneiden maiden tilinpidossa.

Johtopäätökset

Pohjolan kalvosarjan perusteella näyttää, että Suomessa talouskasvu ja energiankulutus ovat kytkeytyneet irti toisistaan suhteellisesti. Tämä kuitenkin heijastelee rajallista kirjanpitoa tai puutteellisesti aseteltuja ”taserajoja” maailmassa jossa raha, varallisuus, energiankantajat ja erilaiset väli- ja lopputuotteet liikkuvat suhteellisen vapaasti maiden rajojen yli. Siten Suomen ja Yhdysvaltojen talouskasvusta on globalisaation etenemisen myötä tullut yhä suurempi osa ulkomailla tapahtuvan energiankulutuksen tuloksena. Pohjolan ja Harfordin puolustukseksi on sanottava, että kaikkea energiaa, joka esimerkiksi Kiinassa kulutetaan, ei tietenkään voida liittää kehittyneiden maiden päästöiksi, mutta varsin merkittävä osa kuitenkin. Yhden arvion mukaan ainakin vuonna 2001 hiilidioksidipäästöjä syntyi nettomääräisesti kehittyvissä maissa niin, että varsinainen tuote ”kulutettiin” kehittyneissä maissa (Peters & Hertwich, 2008).

Ilmastonmuutoksen hillinnän kannalta kansainvälisen kaupan suuri rooli talouskasvussa tarjoaa mielenkiintoisen vaihtoehdon. Mikäli fossiilisten polttoaineiden sisältämälle hiilelle asetettaisiin vero tai päästökiintiöhinta, niin hiilidioksidipäästöjä voitaisiin hillitä ja hallinnoida suhteellisen vähäisessä määrässä maita. Tämä johtuu siitä, että Kiina, Yhdysvallat, Lähi-Itä, Venäjä, Kanada, Australia, Intia ja Norja eli yhteensä vain noin 20 maata tuottavat noin 67 % fossiilisista polttoaineista. Verottamalla fossiilisten polttoaineiden hiiltä näissä maissa siirtyisi veron aiheuttama taloudellinen taakka varsin vähäisellä byrokratialla kansainvälisiin toimitusketjuihin. Tällöin toimitusketjun jokaisella lenkillä olisi kannustin alentaa hiilidioksidipäästöjä. Tämän veroluonteisen maksun tuoton ”oikeasta” jakautumisesta eri maiden välillä toki olisi varmasti monia eri näkemyksiä.

Lähteet

  1. Energiankulutus per dollari bruttokansantuotetta: EIA, taulukko: Energy Intensity – Total Primary Energy Consumption per Dollar of GDP (Btu per Year 2005 U.S. Dollars (Market Exchange Rates)).
  2. Maailman bruttokansantuote: IMF, World Economic Outlook database, Country Group .
  3. BP, Statistical Review of World Energy 2013. (http://www.bp.com/en/global/corporate/about-bp/statistical-review-of-world-energy-2013.html)
  4. Davisa, S.J., Petersb, G.P. & K. Caldeira (2011). The supply chain of CO2 emissions. PNAS.
  5. Harford, T. (2013) The Undercover Economist Strikes Back: How to Run or Ruin an Economy. Kindle-kirja.
  6. Peters, G.P. & E.G Hertwich. (2008) CO2 embodied in international trade with implications for global climate policy. Environ Sci Technol 42:1401–1407.

Detroitin konkurssi – yksittäinen tapahtuma vai enne tulevasta?

Detroit oli yksi maailman nykyaikaisimmista miljoonakaupungeista maailmansotien välisenä aikana. Miten Detroitista tuli autioituva, slummiutuva kaupunki, jossa puolet ihmisistä on käytännössä lukutaidottomia ja jossa on kymmeniä tuhansia hylättyjä rakennuksia? Onko Detroitin konkurssilla laajempaa merkitystä länsimaisten massakulutusyhteiskuntien tulevaisuuden kannalta?

Detroitia.

Kuva 1. Detroitia.

Joseph Tainter määrittelee tutkimuksessaan ”The collapse of Complex Societies” romahduksen yhteiskunnan monimutkaisuuden suhteellisen nopeasti eteneväksi pienentymiseksi. Detroitin voidaan ajatella romahtaneen, sillä suuri osa kaupungista on hylätty ja ainakaan niiltä osin sen infrastruktuuria ei pidetä yllä, eli sen ”monimutkaisuus” on olennaisesti pienentynyt suhteellisen lyhyessä ajassa. Seuraavassa yritän hahmotella tähän johtaneita syitä sekä pohtia, että onko Detroit yksittäistapaus vai vakavasti otettava varoitussignaali.

Teollisuuden osuuden väheneminen teollisuusmaiden talouksissa – deindustrialization– on maailmanlaajuinen ilmiö, jonka ruumiillistumana voidaan pitää Yhdysvaltojen Michiganin osavaltiossa sijaitsevaa Detroitia. Yhdysvaltain autoteollisuus, jonka keskuspaikka Detroit on, työllisti vuonna 2000 1,3 miljoonaa työntekijää kun vuonna 2009 vain 624 000 työntekijää sai palkkansa autoteollisuudesta (Smil, 2013). Detroit on suurin koskaan Yhdysvalloissa konkurssiin hakeutunut kaupunki.

Toisen maailmansodan jälkeen teollisuustyöpaikkojen määrä nousi Yhdysvalloissa tasaisesti aina vuoteen 1979 asti (Smil, 2013). Tämän jälkeen teollisuustyöpaikkojen määrä oli pitkään suhteellisen tasainen, kuten kuvasta 2 voidaan nähdä. Tämän vuosituhannen ensimmäisen vuosikymmenen aikana teollisuuden työpaikkojen määrä kuitenkin laski kolmanneksella! Monet uskovat, että palvelualojen kyky työllistää on periaatteessa rajaton. Sitä ei kuitenkaan tue havainto, että Yhdysvalloissa ei syntynyt maatalouden ulkopuolisia (lisäys 11.11. klo 16.10) työpaikkoja nettomääräisesti lainkaan vuosina 2000-2010 (Smil, 2013; toinen lähde täällä, lisätty 11.11. klo 16.10). Michiganin osavaltiossa, jossa Detroit sijaitsee, katosi 47 % eli lähes puolet teollisista työpaikoista vuodesta 2000 vuoteen 2010! Jopa väkirikkaissa Ohion, New Jerseyn ja New Yorkin osavaltioissa yli kolmannes teollisista työpaikoista katosi samaisella kymmenvuotiskaudella (Smil, 2013). Teollisuustyöpaikkojen kato johti työttömyyteen ja verotulojen menetykseen ja edelleen Detroitin hallinnon konkurssiin. Onko julkisen sektorin ylivelkaantuminen se varoventtiili, josta ennennäkemätön kehittyneiden maiden työn rakennemuutos purkautuu?

n

Kuva 2. Teollisuustyöpaikkojen määrä Yhdysvalloissa.

Taloustieteilijät suhtautuvat teollisuusmaiden teollisuuden rakennemuutokseen tyypillisesti luonnollisena ja osin jopa haluttuna kehityskulkuna, jossa teollisuuden sijaan yhä suurempi osuus taloudesta on palveluja. Teollisuudesta vapautuvan työvoiman ajatellaan usein siirtyvän palvelualoille. Onko realistista olettaa, että palvelualojen työpaikat ovat yhtä tuottavia ja hyvin palkattuja kuin se teollisuustyö, jota se korvaa? Vai pitäisikö meidän yrittää pontevammin sopeutua tulevaan, jossa materiaalinen yltäkylläisyys on pitkälti historiallinen poikkeama? Teollisuustyö on perinteisesti tarjonnut suhteellisen hyvin palkattua työtä myös vähemmän koulutetulle työvoimalle. Jotkut suhtautuvatkin epäillen tähän palveluvaltaisuuteen, kuten vaikkapa Vaclav Smil tuoreessa kirjassaan Made in the USA: The Rise and Retreat of American Manufacturing ja Robert Atkinson tutkimuksessaan. Smil ja Atkinson huomauttavat, että teollisuustyö on ollut suurin innovaatioiden lähde ja että teollisuuden siirryttyä kehittyviin maihin tuotekehitys seuraa tyypillisesti perässä. Atkinsonin mukaan kyse ei ole vain siitä, että teollisuustyön tuottavuus olisi kasvanut eli vähemmällä työvoimalla saataisiin sama tuotos ja ”näkymätön käsi” ohjaisi talouden rakennemuutosta. Syynä on hänen mukaansa pikemminkin ollut mm. kehittyvien maiden alhaisista verokannoista ja valuuttojen aliarvostamisesta johtuva keinotekoinen kilpailukyky. Yhdysvalloissa olisi 13,8 miljoonaa työpaikkaa enemmän, jos teollisuus olisi kasvanut samaa tahtia kuin ei-teolliset alat.

Suomen tilanne teollisuustyöpaikkojen suhteen

Suomessa teollisuustyöpaikkojen määrä vähenee rajusti. Selvimmin se näkyy teollisuuden bruttokansantuoteosuuden laskuna (kuva 3, lähde: Tilastokeskus). Suomessa teollisuuden osuus bruttokansantuotteesta on pudonnut noin kolmanneksella viimeisen kymmenen vuoden aikana eli ”kehitys” on ollut samansuuntaista kuin Yhdysvalloissa. Viimeisen viiden vuoden aikana on hävinnyt 60 000 teollista työpaikkaa ja ainakin 40 000 työpaikan arvellaan katoavan ennen vuotta 2020 (lähde).

Kuva 3. Teollisuuden osuus suomen bruttokansantuotteesta (Tilastokeskus).

Kuva 3. Teollisuuden osuus suomen bruttokansantuotteesta (Tilastokeskus).

Teollisuuden osuus euromaiden kansantuotteesta

On hyvin hankalaa löytää kattavia tilastoja teollisista työpaikoista Euroopassa. Yhdysvalloissakin, jossa tilastoinnin taso on ainakin oman kokemukseni perusteella Eurooppaa huomattavasti kehittyneempää, on tilastointi teollisuuden työpaikoista puutteellista (Smil, 2013). Löysin kuitenkin tilastoja, joista pystyy ainakin epäsuorasti hiukan arvioimaan tilannetta. Käyttökelpoisimpia teollisen toiminnan tason mittareita lienee teollisuuden energiankulutus. Tässäkin mittarissa on heikkouksia, kuten se, että energian käyttö tehostuu ajan myötä.  Euroopassa teollisuuden energiankäyttö on tehostunut keskimäärin 1,5-1,8 % vuosittain. On syytä kuitenkin huomata, että esimerkiksi Saksassa energiatehokkuus lisääntyy hyvin hitaasti, koska siellä on jo käytössä energiatehokkaat teolliset prosessit. Eniten energiatehokkuus lisääntyykin kehittyvissä Euroopan maissa. Teollisuuden energiankulutuksen arvioimista hankaloittaa sekin, että talouskriisi toisaalta alentaa energiatehokkuutta, koska teollisuutta käytetään vajaakapasiteetilla, jolloin monien prosessien energiatehokkuus kärsii. Euroopan velkakriisin jälkeen teollisuuden energiatehokkuus voi siten olla itse asiassa alemmalla tasolla kuin ennen sitä.

Energiankäytön tehostumista voimakkaampi trendi eurooppalaisessa teollisuudessa on ollut sähkön käytön osuuden raju kasvu. Teollisuuden energiankulutuksessa sähkön osuus on kasvanut 50 % viimeisen 20 vuoden aikana. Tämä ei ole yllättävää, sillä sähköenergia on käyttökelpoisinta energiaa teollisuuden kannalta: siitä saadaan liike-energiaa jopa noin 90 %:n ja lämpöä lähes 100 %:n hyötysuhteella.

Yhdistettynä energiatehokkuustrendi ja teollisuuden sähköistyminen tarkoittaisi varovaisestikin arvioituna, että sähkönkulutus pitäisi olla noin kymmenyksen suurempaa euromaissa vuonna 2011 kuin vuonna 2000, mikäli teollisuuden osuus ei olisi laskenut euromaiden kansantuotteessa. Kuitenkin sähkönkulutus euromaissa oli jonkin verran alemmalla tasolla vuonna 2011 kuin vuonna 2000 vaikka kansantuotekin on jonkin verran kasvanut näiden vuosien välillä. Huomattavaa on, että Saksan, joka on Euroopan kantava talousmahti, teollinen sähkönkulutus lisääntyi (Eurostat).

Mitä Detroitista pitäisi oppia?

Vuosituhannen vaihteesta alkanut voimakas öljyn hinnannousu, jonka uskotaan laajalti olevan enemmän tai vähemmän pysyvä, tarkoitti sitä, että amerikkalaiset paitsi siirtyivät suurista, paljon polttoainetta kuluttavista amerikkalaisista autoista mm. japanilaisiin autoihin, alkoivat ajaa vähemmän (kuva 4). On syytä huomata, että Yhdysvaltain väestö on kasvanut noin 1 %:n vuodessa 2000-luvun aikana, mutta siitä huolimatta ajokilometrit eivät enää ole kasvaneet lähes kymmeneen vuoteen.

h

Kuva 4. Ajetut mailit ja bensiinin hinta Yhdysvalloissa.

Autoilun määrän voi olettaa kääntyvän laskuun ympäri kehittyneen maailman mikäli öljyntuotannossa saavutetaan huippu tai öljy kallistuu edelleen. Autoilu on öljyperäisten polttoaineiden varassa, sillä vain noin 5 % liikennepolttoaineista on ei-öljypohjaisia. Halvan öljyn tuotantohuippu koettiin jo vuonna 2006 (IEA, WEO 2010). Detroitin tapauksen keskeisimpiä oppeja on, että kulutuskäyttäytymisen muutos voi tulla suhteellisen nopeasti ja yksipuolisen elinkeinorakenteen omaavien yhteisöjen ja yhteiskuntien sopeutumiskyky tällaisiin muutoksiin on merkittävästi alentunut.

Detroitin teki poikkeuksellisen alttiiksi romahdukselle se, että sen elinkeinorakenne oli hyvin yksipuolinen. Joukkoliikenteen puuttuminen on saattanut entisestään yksipuolistaa Detroitia, sillä esimerkiksi palveluvaltaista työtä tekevä ”luova luokka” arvostaa hyviä liikenneyhteyksiä.  Luovia luokkia tutkinut Richard Florida korostaakin hyvien joukkoliikenneyhteyksien tärkeyttä jo siksi, että liikenne on amerikkalaisen perheen suurin yksittäinen kuluerä asumisen jälkeen.

Yksi tulevaisuuden haasteista on se, että maailma kaupungistuu ja samaan aikaan energiantuotannon osalta ollaan kokemassa suurta muutosta, joka on osittain vastakkainen. Vastakkaisella tarkoitan sitä, että energiankulutuksen tiheys (wattia/neliömetri) keskimäärin lisääntyy, mutta uusien energiantuotantomuotojen tuotannon, kuten aurinko- ja tuulisähkön, energiatiheys on huomattavasti alempi kuin vaikkapa kivihiilellä tai maakaasulla tuotetun sähkön (Smil, 2010). Näin ne vaativat suuria pinta-aloja ja joutuvat kilpailemaan maankäytöstä mm. asumisen ja maanviljelyn kanssa. Yksin Kiinassa on 400 miljoonaa ihmistä muuttanut maalta kaupunkiin muutamassa vuosikymmenessä. Kiinassa on jo yli 120 miljoonakaupunkia, joista monia on rakennettu paikalle käytännössä tyhjästä. Suurkaupungit ovat olleet luonteva kehityskulku kun fossiilisen energian myötä saavutettiin suurien energiatiheyksien energiantuotanto (Nikiforuk, 2012).

Suurkaupungit kuluttavat energiaa tyypillisesti 100-1000 wattia per neliömetri (Smil, 2010). Uusiutuva energia, kuten tuuli- ja aurinkovoima, tuottaa energiaa Saksassa ja Englannissa tyypillisesti 1-3 wattia neliömetriltä (Smil, 2010) eivätkä ainakaan Euroopan sähköverkot ja -markkinat pysty nykyisellään ottamaan sitä kovin hyvin vastaan (The economist, 2013). Ydinvoima on yksi mahdollisista ratkaisuista sekä kasvihuonekaasupäästöjen, että sähköverkkojen kannalta, mutta ehditäänkö/halutaanko sitä rakentaa tarpeeksi ajoissa? Bioenergialla on alhaisen energiatiheyden lisäksi ongelmana se, että sen vaikutuksista ilmastonmuutokseen ja sen potentiaaliin hillitä ilmastonmutosta liittyy paljon kysymysmerkkejä (kansantajuinen johdatus löytyy täältä). Tällä hetkellä uusien uusiutuvien energiamuotojen (tuulivoima, aurinkosähkö ja geoterminen energia) osuus on noin 1,9 % koko maailman energiankulutuksesta (BP 2013). Ne eivät välttämättä ehdi kasvaa suureen osuuteen sähköntuotannosta ennen kuin fossiilisessa energiantuotannossa saavutetaan tuotantohuippu. Fossiilisen energian tuotantohuippu saatetaan saavuttaa pian kattavan ilmastosopimuksen myötä, mutta on joidenkin arvioiden mukaan (esim. täällä) edessä joka tapauksessa lähivuosikymmeninä.

Tärkeätä on, että kuluttajat ja poliittiset päättävät tiedostavat mahdollisesti kallistuvien polttoaineiden ja fossiilisen energian todennäköisesti suhteellisen pian edessä olevan tuotantohuipun, jolloin niiden vaikutuksiin varautuminen on helpompaa.

Lähteet

Kirjoituksessa olevien linkkien lisäksi seuraavia lähteitä on käytetty:

TAINTER, J. 1989: The collapse of complex societies. (kirja)

ATKINSON, R.D., STEWART, L.A., ANDES, S.M. & EZELL, S.J. 2012: Worse Than the Great Depression:  What Experts Are Missing About American Manufacturing Decline.

BP, 2013. BP Statistical Review of World Energy 2013.

SMIL, V. 2010. Vaclav Smil: Energy Transitions. History, Requirements, Prospects. (kirja)

SMIL, V. 2013. Vaclav Smil: Made in the USA: The Rise and Retreat of American Manufacturing. (kirja)

NIKIFORUK. A. 2012: The Energy of Slaves: Oil and the New Servitude. (kirja)

Seuraa

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: