Vuoden tiedekirja -palkinto Ilmastotiedon kirjoittajille

Tieteellisten seurain valtuuskunta ja Suomen tiedekustantajien liitto on valinnut vuoden tiedekirja -palkinnon voittajaksi teoksen Energian Aika – Avain talouskasvuun, hyvinvointiin ja ilmastonmuutokseen (WSOY 2017). Sen kirjoittajat Aki Suokko ja Rauli Partanen ovat molemmat vaikuttaneet jo vuosien ajan Ilmastotiedon taustajoukoissa ja blogikirjoittajina.

Vuoden tiedekirjan kriteereitä ovat aiheen kiinnostavuus ja merkittävyys, sisällön tieteellinen painoarvo sekä teoksen kirjalliset ansiot. Tiedekirjan täytyy perustua tutkimukseen, kertoa tutkimuksen tuloksista ymmärrettävällä tavalla ja antaa lukijalle mahdollisuus tarkistaa kirjoittajan väitteet ja johtopäätökset.

Energian aika kirja kuvaa modernia yhteiskuntaa, taloutta, ihmisten hyvinvointia ja ilmastonmuutosta ja muita ympäristövahinkoja energian näkökulmasta. Vaikka fossiilisia polttoaineita paljon parjataan, ei ilman niitä teollisia vallankumouksiakaan olisi todennäköisesti tapahtunut, ja nykyinen hyvinvointi olisi kenties jäänyt syntymättä. Energia on näytellyt keskeistä osaa ihmiskunnan lähihistoriassa. Kirjassa tuodaan esille monia fossiilisille polttoaineille vaihtoehtoisten energiamuotojen merkittäviä ongelmia, jotka ovat jääneet vähälle huomiolle.

Palkintoraatiin kuuluivat dosentti Markku Ihonen, dosentti Tuija Parvikko ja emerituskansleri Kari Raivio. Raadin sihteerinä toimi Tieteellisten seurain valtuuskunnan tiedotuspäällikkö Ilari Hetemäki. Palkintoraati antoi seuraavat perustelut:

Energian aika on analyyttinen, huolellisesti argumentoiva ja realistinen mutta myös innovatiivinen ja innostava esitys planeettamme isoimmista haasteista. Yhteiskunta joutuu tekemään vaikeita valintoja ja kompromisseja niin sanottujen viheliäisten ongelmien ratkaisemiseksi. Ainoa kestävä peruste on monipuolinen tutkittu tieto. Teokseen on koottu suuri määrä tätä tietoa ymmärrettävään muotoon. Asian tärkeyttä ja ajankohtaisuutta ei voi korostaa liikaa.

Aki Suokko ja Rauli Partanen osoittavat tinkimättömästi, mitä vallitseva käsitys talouskasvun pakosta merkitsee energiankulutukselle ja -tuotannolle. Kun hyvinvointia tavoitellaan lähinnä talouskasvun kautta, myös ympäristöhaitat lisääntyvät tuhoisasti. Hyvinvointi ei kuitenkaan edellytä energiankulutuksen kasvua, ja tavoitteeksi tulisikin asettaa eettisesti ja ympäristöllisesti kestävä hyvinvoinnin lisääminen ja oikeudenmukaisuus.

Kirjan alaotsikossa mainitut talouskasvu, hyvinvointi ja ilmastonmuutos ovat riippuvaisia toisistaan, mutta pääotsikko korostaa energian saannin ja tuotantotavan ratkaisevaa roolia. Fossiilisten polttoaineiden haitat tiedostetaan yleisesti, mutta teos avaa oivallisesti myös vaihtoehtojen huomattavia ongelmia. Kirjoittajat peräänkuuluttavat laskutaitoa vaihtoehtoja punnittaessa eivätkä puolla mitään tiettyä teknologiaa. He päätyvät kuitenkin väittämään, että ”ydinvoimalla on numeroiden valossa oltava valtava rooli ihmiskunnan energiatulevaisuudessa tällä vuosisadalla”.

Suomen hallitus korostaa uusiutuvaa energiaa, etenkin biotaloutta, mutta hataralta tietopohjalta. Jokaisen poliitikon ja päättäjän olisikin syytä lukea Suokon ja Partasen kirja. Se panee ajattelemaan isoja asioita mutta myös tarjoaa ajattelulle tutkittuun tietoon perustuvia aineksia.

Aki Suokko on filosofian tohtori, diplomi-insinööri ja Rauli Partanen tietokirjailija.

Lainatut kohdat ovat Tieteellisten seurain valtuuskunnan lehdistötiedotteesta: https://www.tsv.fi/fi/vuoden-tiedekirja/vuoden-tiedekirja-palkinto-aki-suokolle-ja-rauli-partaselle

Ilmastonmuutoksen ekologiset ja taloudelliset vaikutukset -luento

Pidin Ilmastotiedon edustajana esitelmän Tieteen Ystävien Seuran (ry) pyynnöstä 30.5.2017 aiheesta ilmastonmuutoksen ekologiset ja taloudelliset vaikutukset sekä niihin varautuminen Metsätalolla, Helsingin Unioninkadulla.

Esityksen kalvot voi ladata täältä: TYS_Luentokalvot 30.5.2017

Ilmastonmuutos heikentää talouden tuottavuutta

Aiemmin ajateltiin, että ilmastonmuutos ei juuri vaikuta talouden tuottavuuteen varakkaissa maissa. Uusi, 160 maata ja 50 vuotta kattava tutkimus kumoaa tämän. Näyttäisi myös, että teknologian kehitys ja varallisuuden kasvu eivät suojaa ilmastonmuutoksen tuottavuutta alentavalta vaikutukselta. llmastonmuutoksen hillintään kannattaa investoida enemmän nyt jos teknologinen kehitys ei suojaa talouksia ilmastonmuutoksen tuottavuusvaikutuksilta. Paljonko ilmastonmuutoksen hillintä maksaisi? 

Ilmastonmuutoksen kustannukset vallitsevan taloustieteen mukaan

Vallitsevan taloustieteen parissa tehdyissä tutkimuksissa ilmastonmuutos vaikuttaa talouskasvuun lähinnä kehittyvissä maissa. Esimerkiksi tunnettu taloustieteilijä Thomas Schelling järkeilee, että Yhdysvaltain BKT:sta vain pieni osa tehdään sisätilojen ulkopuolella ja ilmastonmuutos vaikuttaa vain siihen osaan. Schelling laskee, että Yhdysvalloissa maa- ja metsätalous on vain 3 % BKT:sta ja jos vaikka puolet maa- ja metsätaloudesta menetettäisiin yhtenä vuonna, niin silloin BKT laskisi vain 1,5 prosenttia. Schellingin järkeily perustuu täydellisten tuotannontekijämarkkinoiden oletukseen, jossa jokaisesta tuotannontekijästä maksetaan sen tuottavuuden mukaan. Tällöin tuotannontekijän vaikutus tuottavuuteen on yhtä suuri kuin sen BKT-osuus.

Schellingin soveltama ”kustannusosuusteoreema” paljastuu intuitiivisesti epäilyttäväksi pienellä ajatuskokeella. Ajatellaan vaikkapa, että öljy kattaa kolme prosenttia globaalista BKT:sta. Tällöin globaalista BKT:sta menetettäisiin kolme prosenttia, jos jonakin vuonna ei tuotettaisi öljyä lainkaan. On kuitenkin vaikea uskoa, että ilman öljyä kaikki muu talous eli se ”97 %” toimisi kuin ennenkin. Pelkästään ajatuskokeeseen ei tarvitse edes tyytyä, sillä esimerkiksi James Hamilton (2011) on tutkinut öljyshokkeja (tilanteita, joissa öljyn saanti alenee ja hinta nousee äkisti) ja havainnut, että öljyn pienentynyt saatavuus on pienentänyt bruttokansantuotetta noin kymmenkertaisesti siihen nähden kuin sen BKT-osuus antaisi olettaa. Schellingin soveltamaa kustannusosuusteoreemaa onkin kritisoitu ekologisen taloustieteen piirissä. Hiljan Larry Summers, entinen Harvardin yliopiston professori ja presidentti Obaman talousneuvoston puheenjohtaja, päätyi samantapaiseen tulokseen IMF:n tilaisuudessa pitämässään puheessaan (Summers, 2015) päättelemällä, että vaikka finanssisektorin BKT-osuus on suhteellisen pieni, niin ilman sitä maailmantalous ei voi toimia.

On siis aivan mahdollista, että vaikka maatalous on vain pieni osa BKT:sta varakkaissa maissa, niin suuret sadonvaihtelut vaikuttavat voimakkaammin talouteen kuin maatalouden pieni BKT-osuus vihjaa (varsinkin jos ruuan varastointi ja/tai tuonti eivät kompensoi).

 

Ilmastonmuutos vaikuttaakin rajusti tuottavuuteen myös kehittyneissä maissa

Lämpötila vaikuttaa niin ihmisen fysiologiaan kuin moniin luonnon prosesseihinkin. Stanfordin yliopiston professori Marshall Burke kollegoineen julkaisi viime syksynä Nature-lehdessä Suomessa aika vähälle huomiolle jääneen tutkimuksen keskimääräisen lämpötilan vaikutuksista talouskasvuun. Tutkimuksessa analysoitiin 160 maata 50 vuoden ajalta. Talouden kannalta optimaaliseksi keskilämpötilaksi paljastui noin 13 celsiusastetta. Maissa, joissa keskilämpötila on lähellä tätä muodostuu liki koko maailman BKT (kuva 1a). Mikäli lämpötila kohoaa yli 13 asteen, talouskasvu (muut asiat vakioituna) hidastuu tutkimuksen mukaan voimakkaasti.Vaikka poistaisi USA:n, Kiinan tai öljyntuottajat, niin tulos ei juuri muutu. Tulos ei eroa myöskään sen suhteen, että onko kyseessä köyhät vai rikkaat maat. Ajanjakson valintakaan ei vaikuta juuri lainkaan (ks. kuva 1c). Ehkä selvintä eroa on siinä, että köyhien maiden talouskasvu on herkempi lämpötilan kohoamiselle (1d ja 1e). Lämpötilan vaikutus talouden tuottavuuteen ei siis uusimman tutkimuksen mukaan ole mitätön kehittyneille maille ja lineaarinen kehittyville maille kuten aiemmin on ajateltu vaan vaikuttaa tutkimuksen mukaan molempiin voimakkaan epälineaarisesti (suhteellisesti enemmän). Tutkimuksessa havaitun korrelaation taustalla olevista mahdollisista syy-seuraussuhteista ei tiedetä juuri mitään, mutta käytetty aineisto on sen verran laaja, että sen tulos on otettava vakavasti.

Enter a caption

Kuva 1. Pystyakselilla on logaritminen BKT/capita muutos. Käyrät ovat mediaaneja ja sininen vaihteluväli on 90 prosentin luottamusväli. Lähde: Burke ja muut, 2015.

 

Kehittyneet taloudet eivät ole sopeutuneet korkeampiin lämpötiloihin

Burke ja kumppanit muodostivat havaintoaineiston perusteella eräänlaisen integraalifunktion. jonka avulla he mallinsivat ilmastonmuutoksen tuottavuusvaikutuksia. Mallin mukaan ilmastonmuutoksen kustannukset taloudellisen tuotannon menetyksinä ovat 2,5-100-kertaa suuremmat verrattuna aiempiin tutkimuksiin. Mallissa ei ole otettu huomioon merenpinnan nousua tai trooppisia sykloneja yms. vaan huomioitu vain taloudellisen tuotannon menetykset. Ehkä hämmentävin tulos Burken ja kumppaneiden tutkimuksessa on se, että heidän tuloksensa mukaan kasvanut BKT ja kehittyneempi teknologia eivät lisää sopeutumista lämpötilan muutokselle (kuvassa 1c käyrät 1960-1989 ja 1990-2010 kulkevat liki päällekkäin), kuten aiemmin on ajateltu. Tällä perusteella he olettavat, että ilmaston lämpeneminen pienentää merkittävästi taloutta vuoteen 2100 mennessä verrattuna siihen, että ilmastonmuutosta ei olisi.

Burken ja kollegoiden (2015) tutkimus myötäilee muita tutkimuksia siinä, että ilmastonmuutoksesta tulee suurin taakka taloudellisessa tuotannossa niissä maissa joissa tuotetaan vain pieni osa kasvihuonekaasuista. Ilmastonmuutos siten kasvattanee tuloeroja maiden välillä. Burken ja kumppaneiden (2015) mallinnukset eivät sisällä tuloerojen kasvusta mahdollisesti aiheutuvia konflikteja, siirtolaisuutta yms. Eurooppa tulee kokonaisuutena etenemään kohti optimaalista lämpötilaa, mutta sen kauppakumppaneista moni on jo optimaalisen lämpötilan yläpuolella, joten kokonaisuutena ei ole selvää, että Eurooppa hyötyy ilmastonmuutoksesta. Myöskään mahdollista tautien leviämistä, metsätuhoja ja ilmastosiirtolaisuutta ei siis huomioida tässä.

Kiinassa myönnetään yrityksille tukea helleaaltojen työn tuottavuutta alentavan vaikutuksen kompensoimiseksi. Tuoreen tutkimuksen mukaan ilmaston lämpenemisen myötä useammin esiintyvien lämpöaaltojen takia kompensointiin käytetyt maksut voivat kasvaa nykyisestä 0,2 prosentin BKT-osuudesta jopa 3 prosenttiin vuoteen 2100 mennessä. Kolme prosenttia ei kuulosta suurelta osuudelta, mutta se on yli puolitoista kertaa Kiinan sotilasmenojen osuus. Niinpä edes armeijan lopettaminen ei riittäisi lämpöaaltojen tuottavuusmenetysten kompensointiin mikäli tutkimuksen suurin arvio tuottavuustappioista otetaan vertailuun. Ennenaikaisten kuolemien lisäksi helleaallot alentavat tuottavuutta ja ilmeisesti altistavat kognitiivisille virheille (ks. esim. tämä, tämä ja tämä) jopa Australiassa, jossa ihmiset ovat tottuneet helleaaltoihin. Euroopassa helleaaltojen vaikutukset ovat odotettavasti suurempia. Pitkittyneestä helleaallosta saatiin Euroopassa kokemusta vuonna 2003, jolloin kuoli arviolta yli 70 000 ihmistä helleaallon seurauksena (Robine, 2008).

 

Ilmastonmuutoksen hillinnän kustannukset suhteessa muihin projekteihin

Kuinka paljon ilmastonmuutoksen rajoittaminen 2 asteen lämpenemiseen maksaisi? Tätä on erittäin vaikea arvioida, mutta esimerkiksi Nicholas Stern arvioi kuuluisassa raportissaan vuonna 2006, että prosentti globaalista BKT:sta olisi kohdistettava ilmastonmutoksen hillintään (CO2-taso 500-550 ppm). Vuonna 2008 Stern kohotti arvionsa kahteen prosenttiin. Sternin arvio voi olla vieläkin alakanttiin, koska nykyisin arvellaan, että sallittu hiilidioksidipitoisuus on pienempi (arviot vaihtelevat) mikäli halutaan (usein 66 prosentin varmuustasolla laskettuna) pysyä alle kahden asteen lämpenemän. Kuinka paljon tuo kaksi prosenttia olisi? Se ei kuulosta paljolta, mutta se on paljon kun tarkemmin katsotaan. Esimerkiksi Suomessa noin 42 000 työntekijää pitäisi valjastaa ja noin kaksi prosenttia tuotantopääomasta siirtää ilmastonmuutoksen torjuntaan. Moni teollisuudenala (saastuttavimmat ensin?) pitäisi lopettaa kokonaan. Yhteiskunnassa on tunnetusti vaikea ottaa yhdeltä sektorilta pois resursseja ja antaa niitä toisille (”yhteiskuntasopimuksen” vaikeus on tästä esimerkki). Tästä arvatenkin seuraisi voimakasta lobbausta, sillä mikään taho ei tyypillisesti halua luopua resursseista vaan kaikki haluavat mieluummin lisää. Jos lopettaisimme puolustusvoimat niin saisimme lähes kaksi kolmannesta resursseja ilmastonmuutoksen torjuntaan, sillä puolustusvoimien osuus Suomen BKT:sta on noin 1,3 prosenttia. Emeritusprofessori Eero Paloheimon ajatus, että maailman armeijat kohdennetaan ilmastonmuutoksen torjuntaan, näyttäisi siten olevan suuruusluokaltaan oikean suuruinen sillä Maailmanpankin mukaan sotilasmenoihin kului 2,3 % maailman BKT:sta vuonna 2014, vaikka sen realistisuudesta voidaan keskustella.

Miten 1-2 prosenttia BKT:sta vertautuu historiaan? Deborah Stinen laskelmien mukaan sodan ja kylmän sodan aikaiset Manhattan- ja Apollo-projektit olivat suurimmillaan noin 0,4 % Yhdysvaltojen bruttokansantuotteesta ja 70-luvun öljyshokkien jälkeen panostukset energiateknologioiden kehittämiseen keskimäärin 0,1 % BKT:sta (energiapanostuksissa on ollut suurta ajallista vaihtelua, mitä symboloi se, että Jimmy Carter asennutti aurinkopaneelit Valkoisen talon katolle ja Ronald Reagan poistatti ne melkein ensi töikseen astuttuaan presidentin virkaan). Suomen Neuvostoliitolle maksamat sotakorvaukset olivat jopa 4 prosenttia bruttokansantuotteesta vuosina 1946-1952. Vertailukohtana Suomen sotakorvaukset ei ehkä ole kovin hyvä, sillä työvoima sotakorvauksiin lienee vapautunut pitkälti sota-ajan tuotannosta ja kenties maa- ja metsätaloudesta, jonka tuottavuus oli alkanut kasvaa jo 1920-luvulta alkaen voimakkaasti. Sota-ajan tuotanto (sekä Suomessa että esimerkiksi Yhdysvalloissa) ja kenties sotakorvauksetkin ovat toisaalta esimerkkejä resurssien voimakkaasta kohdentamisesta yhteisesti hyväksi koetun asian eteen ilman suuria konflikteja.

Saksan Energiewende olisi ollut mielenkiintoinen vertailukohde, mutta en löytänyt lähdettä, jonka luotettavuudesta olisin varmistunut. Jos lukijani sattuu tietämään hyvän lähteen, niin mielelläni päivitän tätä tekstiä siltä osin. Jos palaamme kysymykseen, että kuinka paljon on 1-2 prosenttia BKT:sta johonkin asiaan kohdistettuna, niin hankalinta on kuitenkin se, että tuo 1-2 prosenttia tai kenties vielä suurempi osuus on laskettu pitkälle aikajaksolle keskiarvoksi. Aluksi panosten täytyy olla huomattavasti suurempia, sillä niiden hyöty jakautuu pitkälle ajalle, mutta panoksia vaaditaan etupainotteisesti.

Ilmastonmuutoksen torjunnan kustannuksia tai etuja voidaan hahmottaa myös hiilidioksiditonnin sosiaalisella hinnalla (hinnalla, joka pyrkii ottamaan myös markkinaosapuolien ulkopuoliset haitat huomioon). Yhdistetyissä talous- ja ilmastomalleissa (IAM) hiilidioksiditonnin sosiaalisen hinnan parhaaksi arvioksi saadaan 100 dollaria tai alle. Hiljan eräässä tutkimuksessa arvioitiin parhaaksi arvioksi 200 dollaria tonnilta vaikka siinä olettiin, että sopeutuminen ilmastonmuutokseen on nopeaa. On huomattava, että usein näissä ”parhaissa arvioissa” on enemmän virhemahdollisuutta ylöspäin kuin pienempään suuntaan. Marshall Burken ryhmä on vasta laskemassa omaa arviotaan CO2-tonnin sosiaaliseksi hinnaksi, mutta hänen ensimmäinen arvionsa on, että heidän laskelmansa antavat korkeamman luvun kuin 200 dollaria. EU:n päästökaupassa CO2-tonni oli hinnaltaan 5-17 euroa vuosina 2011-2012.

Näyttää yhä varmemmalta, että ilmastonmuutoksen hillintä on kannattavampaa kuin on aiemmin luultu. Nicholas Sterniä kritisoitiin aikanaan, kun hän valitsi raportissaan suhteellisen alhaisen, lähellä nollaa olevan diskonttokoron. Alhainen diskonttokorko suosii tulevien sukupolvien näkökulmaa tämän päivän päätöksenteossa ja kannustaa tekemään enemmän nyt. Se, että rikkaat maat kärsivät köyhiä maita vähemmän ilmastonmuutoksen haitoista, puoltaa pienempää diskonttokorkoa eli enemmän toimintaa nyt. Tarkempaa pohdintaa ja hyviä linkkejä diskonttokorosta on mm. täällä. Sternin valintaa alhaisesta korkotasosta voi siten puolustaa maiden välisten tuottavuuserojen kasvun lisäksi sillä, että ilmastonmuutoksen hillintä on aiemmin yleisesti arveltua ”kannattavampaa”, sillä ilmaston lämpeneminen on tulevien sukupolvien vauraudesta pois myrsky- ja muiden vahinkojen lisäksi nähtävästi myös tuottavuuden alentumisen muodossa eikä mahdollinen vaurauden kasvu suojaa tältä niin hyvin kuin aiemmin ajateltiin, mikäli Burken ja kumppaneiden (2015) tutkimukseen on luottaminen.

 

Ilmastonmuutoksen rajoittaminen uusiutuvan energian investointiohjelmalla?

Ugo Bardi on kollegoineen hiljan arvioinut (Sgouridis et al.,2016), että nykyinen uusiutuvan energian investointien taso olisi noin kymmenkertaistettava, jotta ilmaston lämpeneminen jää alle kahden asteen. Bardin ja kumppaneiden tarkastelun lähtökohta on minusta siinä mielessä hyvä, että siinä huomioitiin ainakin periaatteellisesti globaalin talouden vaatima nettoenergia tai energiaylijäämä eli että investoinnit eivät voi olla liikaa pois nykyisestä kulutuksesta, koska muuten maailmantalous ajautuisi taantumaan. Vähän kuin perunanviljelijä, joka saa kolme perunaa satoa per istutettu siemenperuna, ei voi joka vuosi istuttaa (investoida) kolmea perunaa per siemenperuna, mikäli aikoo myös syödä perunoita ja/tai käydä kauppaa perunoilla (eli kuluttaa perunoita). Toisaalta, mitä useampi peruna saadaan sadoksi per siemenperuna (energiaylijäämä tai energiapanoksen tuottokerroin EROEI on korkea), sitä vähemmän tarvitsee perunoita istuttaa (mitä korkeampi energiaylijäämä, sitä vähemmän tarvitaan energiainvestointeja bruttona). Bardi kollegoineen tavallaan siis optimoi sen välillä, että perunoita on paljon tulevaisuudessa (ilmastonmuutoksen hillinnässä onnistutaan) mutta missään vaiheessa ei nähdä nälkää liiallisen perunoiden istuttamisen vuoksi (maailmantalous ei ajaudu taantumaan investointien vuoksi). Minusta lähtökohtaa voi kuitenkin kritisoida siitä, että se keskittyi vain uusiutuviin eikä vähäpäästöinen ydinvoima ollut mukana. (Minusta ydinvoima olisi voinut olla mukana ainakin siirtymäajalla, jona investoinnit kasvavat ja ei ainakaan alusta alkaen ole sopeuduttu uusiutuvan energian vaihtelevaan tuottoprofiiliin.)

Minulle jäi paperista vaikutelma, että se on monilta osin hyvin epärealistinen vaikka lähtökohta oli hyvä kuten edellisessä kappaleessa kuvasin. Paperissa mahdollisesti oletettiin uusiutuville energiamuodoille varsin korkea energiaylijäämä suhteessa siihen, että energian varastointia ja/tai tarvetta ylikapasiteettiin ei huomioitu lainkaan. Satunnaisesti (tai sään ja ajan mukaan) vaihtelevien uusiutuvien energiamuotojen tuottaman energian varastoinnin tai ylikapasiteetin tarve oli siis jätetty huomiotta. Myöskään ei ollut huomioitu mittavia muutoksia fossiilisen energian varassa rakentuneeseen ”infrastruktuuriin” (maailmassa on esimerkiksi yli miljardi polttomoottoria ja määrä on kasvussa), mikäli investoinnit fossiiliseen energiaan vähenisivät rajusti. Muita mahdollisia pullonkauloja ei otettu huomioon (esimerkiksi joistakin magneettisista metalleista voi tulla pulaa, mikäli investoinnit kaivoksiin eivät pysy perässä).

Öljyntuotanto kääntyisi maailmassa IEA:n mukaan 9 prosentin vuosittaiseen laskuun jos investoinnit öljyntuotantoon lakkaisivat täysin. Bardin ja kumppaneiden paperissa öljyntuotanto laskee noin 4 prosenttia (digitoin datan kuvasta 1a WebPlotDigitizer-sovelluksella) vuodesta 2025 alkaen eli he eivät ilmeisesti oleta, että investoinnit öljyntuotantoon lakkaavat täysin (investoinnit saavat pudota suhteessa enemmän kuin öljyn tuotanto investointien alenevan rajatuoton vuoksi, mikä on hyvä asia). Neljän prosentin pudotus öljyn tuotannossa on sekin hurja ja sitä voi hahmottaa sillä, että jos kaikki tuotannosta poistuva öljy otettaisiin pois EU:n kulutuksesta niin 3-4 vuodessa EU ei kuluttaisi öljyä lainkaan (kehittyvien maiden tarve saattaa samalla kasvaa edelleen, jolloin nettona kehittyneissä maissa öljynkulutus putoaisi enemmän kuin 4 %). Viime vuonnakin, kun öljystä oli ylitarjontaa, sen kulutus oli n. 1,5 prosentin kasvussa. Koskaan ei ole ollut tilannetta, jossa öljynkulutus pienenisi globaalisti 4 % vuosittain useiden vuosien ajan. Miten maailmantalous sopeutuisi tällaiseen tilanteeseen?

Toisaalta uusiutuvan energian loppukäyttö on sähköä, joka mahdollistaa korkeamman lopullisen hyötysuhteen kuin fossiilisesta energiasta usein saadaan, joten osa nykyisestä fossiilisen energian tarpeesta korvautuisi paremmalla hyötysuhteella. Tämä puolestaan vaikuttaisi parempaan suuntaan. Uusiutuvan energian energiaylijäämä saattaa kasvaa teknologisen kehityksen myötä, mutta aurinko- ja tuulivoimaa joudutaan kenties asentamaan huonommille paikoille ja investointeihin käyttämään heikompia mineraaliaesiintymiä, mikä vaikuttaa puolestaan toiseen suuntaan. Aurinkopaneelien hinnat voivat hyvin pudota vielä vaikkapa 50%, mutta itse paneelien osuus kustannuksista on jo varsin pieni, joten kokonaishinnassa pudotus on paljon pienempi.

Henkilökohtainen tuntumani on, että Bardin ja kumppaneiden laskelmat investointitarpeesta ovat alakanttiin ja toisaalta he ehkä yliarvioivat maailmantalouden sopeutumiskyvyn öljyn tuotannon voimakkaaseen laskuun. Jos Bardin ja kumppaneiden laskelmat kuitenkin pitävät likimäärin paikkansa (olen siis mielelläni väärässä), niin investointien vaadittava taso on suunnilleen tuplasti se mitä nykyisin käytetään fossiiliseen energiaan, uusiutuviin ja ydinenergiaan yhteensä, joka on nyt noin 2 % globaalista BKT:sta. Eli noin 4 prosenttia globaalista BKT:sta olisi kohdistettava ei-fossiilisiin energiainvestointeihin ja jatkettava näin vuoteen 2050 asti, minkä jälkeen tahti hiukan taittuisi. Bardin ja kollegoiden laskelmissa päädyttäisiin suurin piirtein samoihin suuruuslukuihin kuin Sternin päivitetty arvio. Bardin ja kumppaneiden laskelmissa on toisaalta kaksi kertaa Sternin arvio, jotka voimme hahmottaa osissa. Ensin noin 2 % BKT:sta on siirrettävä fossiiilisesta energiasta ei-fossiiliseen energiaan (aurinko- ja tuulienergiaan mainitussa paperissa). Fossiilienergiateollisuus taistelisi oletettavasti kynsin hampain tällaista muutosta vastaan. Fossiilienergiateollisuuden vähittäinen alasajo ei kuitenkaan vielä riittäisi, sillä olisi vielä siirrettävä kulutusta tai muita investointeja (käytännössä jokin yhdistelmä) 2 % BKT:sta vähähiiliseen energiaan. Eero Paloheimo kenties sanoisi, että armeijojen resurssit (2,3 % maailman BKT:sta) on siirrettävä tähän tehtävään ja olisi suuruusluokassaan Bardin ja kumppaneiden arvion kanssa linjassa. Tällöin ilmaston lämpeneminen saataisiin rajoitettua kahteen asteeseen siirtämällä resurssit fossiilienergiateollisuudesta ja sotilasmenoista ilmastonmuutoksen hillitsemiseen. Ilmastonmuutosta voi hillitä muutenkin kuin investoimalla vähähiiliseen energiantuotantoon ja osa tällaisista keinoista saattaa olla edullisempiakin. Esimerkiksi lihan korvautuminen viljalla ruokavaliossa voisi vapauttaa karjan laiduntamiselle raivattua metsää uudelleen metsittämiselle, mikä sitoisi hiiltä samalla kun kansanterveys paranisi.

 

Lähteet

1. Marshall Burke, Sol Hsiang, and Ted Miguel. 2015. Global non-linear effect of temperature on economic production. Nature. Burken ryhmän tutkimusta (2015) on siteerattu monissa sanomalehdissä, kuten The Guardian-lehdessä (1, 2).  Myös HS julkaisi tutkimuksesta jutun.
   2. Tord Kjellström. 2014. Productivity Losses Ignored in Economic Analysis of Climate Change.
2. Hamilton, James. 2011. Historical oil shocks.
3. 4. Robine JM, et al. 2008. Death toll exceeded 70,000 in Europe during the summer of 2003. C R Biol 331(2):171–178.

5. Larry Summers. 2015. IMF Economic Review 63:277-280.

6. Sgouris Sgouridis, Ugo Bardi, Denes Csala. 2016. A Net Energy-based Analysis for a Climate-constrained Sustainable Energy Transition.

Ilmastotieto Itä-Suomen yliopiston valintakokeessa

Ilmastotiedon kirjoitus kiertotaloudesta oli vuoden 2015 valintakokeiden aineistokokeena Itä-Suomen yliopistossa niillä hakijoilla, jotka pyrkivät opiskelemaan ympäristötiedettä luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa.

Ilmastotiedon blogia seuraavat hakijat saattoivat saada pientä etua haussa. Etu on kuitenkin ollut pieni ja pelkästään Ilmastotiedon blogia seuraamalla tuskin valittiin montakaan tulevaa opiskelijaa, sillä alkupisteiden ohella valintakokeeseen sisältyivät Ilmastotiedon kirjoitukseen perustuvan aineistokokeen ohella biologian ja kemian valintakokeet.

Ympäristötieteen opinnoista kiinnostuneiden kannattaakin Ilmastotiedon blogin seuraamisen ohella panostaa lukion opintoihin tai opiskella lukion opintosisältö soveltuvin osin.

Kirjoitus, johon aineistokoe perustui, löytyy täältä. Aineistokokeen kysymykset ja mallivastaukset löytyvät täältä.

Ilmastotieto suhtautuu jatkossakin positiivisesti aineistonsa käyttöön valintakokeissa. Yhteyden meihin saa esimerkiksi sähköpostitse. Sähköpostiosoite löytyy esittely-kohdasta.

Faktantarkastus: Pohjois-Atlantin merivirtauksen hidastumisen uutisointi

Pohjois-Atlantin merivirtaus on tuoreen tutkimuksen mukaan hidastunut.

Helsingin Sanomat uutisoi  23.3.2015, että Pohjois-Atlantin merivirtaus on hidastunut ja että syynä on tuoreen Nature Climate Change –julkaisusarjassa julkaistun tutkimuksen mukaan ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos.

Väite on totta.

HS näyttää käyttäneen lähteenään tutkimusjulkaisun lisäksi sen ensimmäisen kirjoittajan kirjoittamaa samaan tutkimukseen perustuvaa popularisoitua blogikirjoitusta Real Climate -blogissa, vaikka ei tätä mainitsekaan jutussaan.

Itse vertaisarvioidussa artikkelissa ei oteta kantaa ihmisen osuudesta merivirran hidastumiseen, mutta viittausketjuja seuraamalla päädytään siihen, että Grönlannin jäätiköistä ihmisen voimistaman ilmaston lämpenemisen myötä sulava makea vesi laimentaa Pohjois-Atlantin merivirtauksen toimimiselle välttämätöntä, suolaista ja tiheää vettä.

Atlantin viileä vesi on raskasta ja pyrkii siksi painumaan kohti pohjaa ja virtaamaan kohti eteläistä pallonpuoliskoa. Etelästä sen tilalle virtaa lämmintä vettä. Matkalla kohti pohjoista lämmin vesi jäähtyy ja muuttuu tiheämmäksi luovuttaessaan lämpöenergiaa ilmakehään.

Tarpeeksi kauas pohjoiseen matkattuaan lämmin vesi käy jäähtymisen myötä raskaammaksi, vajoaa vuorostaan kohti pohjaa ja alkaa virrata takaisin kohti etelää. Näin lämmön siirtyminen merestä ilmakehään pitää yllä termohaliinista kiertoliikettä, joka tuo lämpöä etelästä kauas pohjoiseen ja palauttaa viilenneen veden takaisin. Nasan merivirta-animaatio on täällä.

Grönlannin jäätiköiden sulamisesta mereen valuva vesi on makeaa vettä, joka vähäisen suolapitoisuutensa vuoksi on kevyempää kuin merivesi. Kevyen sulamisveden sekoittuminen meriveteen hidastaa pintaveden vajoamista syvemmälle, jolloin merivirta hidastuu. Grönlannin jäätiköiden sulamisen kiihtyminen puolestaan johtuu vallitsevan tieteellisen konsensuksen mukaan ihmisen aiheuttamasta ilmastonmuutoksesta. Tämä todetaankin selvästi tutkimusta käsittelevässä blogikirjoituksessa.

HS kertoi uutisessaan Pohjois-Atlannin merivirran pysähtymisen riskin todennäköisyyden olevan kuluvalla vuosisadalla ilmastopaneeli IPCC:n arvion mukaan yksi kymmeneen eli 10 prosenttia. Todellisuudessa IPCC:n arvio riskistä on matemaattisesti ilmaistuna < 10 % (IPCC,2007).

Tämä kirjoitus julkaistiin Faktabaarissa 7.4.

P.S. Tässä tarkastettavana väitteenä oli toimittajan alkuperäislähteen käyttäminen ja sen tulkitseminen. Itse varsinaista vertaisarvioitua tutkimusta emme arvioineet.

Kiertotalous näköpiirissä?

Kiertotaloudessa pyritään vähentämään käyttöön otettavien raaka-ainevirtojen määrää sekä minimoimaan taloudellisen toiminnan myötä syntyvien jätteiden syntyminen. Kiertotaloudesta puhutaan paljon. Tuoreen tutkimuksen perusteella voidaan hahmottaa, että kuinka lähellä ollaan tilannetta, jossa ”läpivirtaustaloudesta” ollaan siirrytty kiertotalouteen. Millaisia mahdollisuuksia ja haasteita kiertotalouteen siirtymisessä on?

Luonnonvarojen ehtyessä sekä raaka-aineiden hinnat että niiden vaihtelu saattavat kasvaa. Toisaalta kasvavan taloudellisen toiminnan myötä syntyvien jätteiden määrä on jo ylittänyt ympäristön kyvyn ottaa päästöjä vastaan (esim. ilmastonmuutos, biologisen monimuotoisuuden vähentyminen ja merten happamoituminen). Kiertotalous voi periaatteessa vastata näihin haasteisiin, sillä siinä pyritään vähentämään käyttöön otettavia raaka-aineita ja syntyviä päästöjä sulkemalla raaka-aineiden kiertoja kierrätyksen avulla. Raaka-aineiden kierrättäminen kuluttaa tyypillisesti paljon energiaa, joten energiahuolto on aivan keskeisessä osassa kiertotaloudessa. Energiaa ei voida kierrättää, joten energiahuolto pitää järjestää muuten kestävällä tavalla. Iso osa ongelmaa on, että noin 87 % maailman energiankulutuksesta tuotetaan fossiilisten polttaineiden avulla. Esiintymien laatu heikkenee eli koko ajan joudutaan sijoittamaan suurempi määrä energiaa ja pääomia tietyn energiamäärän saamiseksi yhteiskunnan käyttöön.

Luonnonvarojen ehtyminen on suhteellista siinä mielessä, että jos käytössä on liki rajaton määrä sopivassa muodossa olevaa energiaa ilman merkittäviä paikallisia tai globaaleja haittavaikutuksia, niin juuri mikään raaka-aine ei maapallolla ehdy. Tällaista energialähdettä ei ole ainakaan vielä näköpiirissä, joten joidenkin mineraalien ja energiankantajien ehtyminen voi synnyttää talouskasvua hidastavia palautekytkentöjä ja geopoliittisia jännitteitä.

Maailmantalouden sosiaalis-taloudellista aineenvaihduntaa on tutkittu varsittu vähän. Tuoreessa tutkimuksessa (Haas et al., 2015) analysoitiin maailmantalouden ja EU:n raaka-ainevirrat vuodelta 2005. Tutkijat hämmästyivät itsekin tulostaan, jonka mukaan globaalin talouden materiaalivirroista vain 6 % kierrätetään. EU:n osalta luku oli suurempi, mutta silti pienehkö 13 %. Koko maailman tasolla vuonna 2005 raaka-aineita otettiin käyttöön 62 gigatonnia, josta 4 gigatonnia (6 %) on kierrätysmateriaalia ja 58 gigatonnia neitseellisiä materiaaleja. Nk. Sankey-diagrammeilla voidaan havainnollistaa tätä (kuva 1). Viivan paksuus heijastaa virran suuruutta (kuvan luvut gigatonnia vuodessa). Kuvan alimmainen osa kuvastaa kierrätystä (”Stocks”-laatikon alapuolella). Tällainen tutkimus ei koskaan voi olla täydellinen, mutta on kaikki syyt uskoa, että ko. tutkimuksen mukainen suuruusluokka on oikea. Haasin ja kumppaneiden (2015) tutkimus antaa tekijöiden mukaan todennäköisesti liian optimistisen kuvan kiertotaloudesta. Esimerkiksi rakennusten käytöstä poistetun purkujätteen, jota ei käytetä uudelleen, määrän arviot vaihtelevat suuresti, mutta Haas ja kumppanit (2015) käyttivät pienintä mahdollista julkaistua arviota, joka johtaa suurimpaan kierrätysasteeseen.

Kuva 1. Sankey-diagrammi globaaleista ja EU27-maiden raaka-ainevirroista (Haas et al., 2015). Creative Commons attribution license.

Sankey-diagrammista paljastuu mielenkiintoisia asioita. Stocks-laatikko kuvastaa talouden käyttöön kumuloituneita eli kerääntyneitä raaka-aineita (jalostettuna), kuten rakennus- ja laitekantaa. Kuten nähdään kuvasta, Stocks-laatikkoon virtaa enemmän ainetta enemmän kuin siitä poistuu sekä maailmantalouden että EU27-maiden kohdalla. Eli EU:ssakaan ei olla vielä tilanteessa, jossa rakennus- ja laitekanta olisi vakaa. Globaalisti se kasvaa vielä nopeammin kuin EU:ssa. Vuosina 1950-2010 raaka-ainevirrat ovat kasvaneet keskimäärin 3,6 prosentin vuosivauhtia (eli kaksinkertaistuvat alle 20 vuodessa). Euroopan unioniin tuodaan nettona paljon raaka-aineita (Net Imports), mikä viittaa siihen, että EU:n kulutuksesta varsin merkittävä osa näkyy jätteiden synnyssä jossain muualla kuin EU:ssa (tämä on hyvin linjassa aiemmassa kirjoituksessani käytettyjen lähteiden kanssa).

Raaka-ainevirtojen yhdistäminen Sankey-diagrammaksi ei ole ongelmatonta. Siinä yhdistetään raaka-ainevirtoja, joiden energiankulutus ja päästöt tuotettua yksikköä kohti eivät ole yhtäläisiä. Esimerkiksi alumiinin valmistus kuluttaa paljon enemmän energiaa tonnia kohti kuin vaikkapa kuparin. Biomassa (kuvassa vihreänä) on periaatteessa kierrätettävissä yhteyttämisen kautta takaisin, mutta käytännössä tässä on paljon ongelmia. Esimerkiksi ravinnepitoisen maan ravinteet eivät välttämättä palaudu takaisin. Tanskassa on tutkittu ainetaseet typen, fosforin ja kaliumin osalta (Markussen & Østergård, 2013). Tuloksena oli, että Tanskaan näistä ravinteista 80-90 % tuodaan ulkomailta. Suuri osa näistä tuontiravinteista päätyy laimentuneena meriin eikä takaisin maaperään sinne missä ruoka/rehu kasvatettiin. Osa ruuan- ja rehuntuotannosta on uusiutumattomien pohjavesivarojen varassa. Käytettyä biomassaa vastaavaa määrää uutta biomassaa ei siis synny automaattisesti.

Kiertotaloutta voitaisiin lisätä sillä, että ruokaa ja rehua tuotettaisiin enemmän paikallisesti, jolloin ravinteiden kierrättäminen takaisin kasvupaikalle olisi helpompaa. Kasvispainotteiseen ruokavalioon siirtyminen olisi suurehko askel kiertotalouden suuntaan, sillä eläinten suuri osuus ruokavaliossa on varsin materiaali- ja energiaintensiivistä. Arviolta 20-30 % ruuasta päätyy hukkaan kun koko ketju korjuusta kulutukseen huomioituna, joten ruuan hävikissä on suuri potentiaali kiertotalouden edistämisen kannalta.

Uusiutuva energia lisää kiertotaloutta ainakin niiltä osin kuin se korvaa fossiilista energiaa. Fossiilisten polttoaineiden osuus globaaleista materiaalivirroista on lähes puolet eli 44 % ja vain 0,26 % fossiilisista polttoaineista kierrätetään tällä hetkellä lähinnä muovien muodossa. Kierrättämisen yksi haaste paljastuukin juuri muoveissa, eli laadun heikkeneminen kierrätettäessä, kun pakkausmuovia kierrätetään mm. muovipusseiksi. Joissakin metalleissa on samaa laadun heikkenemistaipumusta, sillä osa arvokkaista metallilejeeringeistä ”laimentuu” raakaraudaksi kierrätyksessä. Samoin paperia kierrätettäessä selluloosaketjujen keskimääräinen pituus pienenee ja lujuusominaisuudet heikkenevät.

Joidenkin metallien osalta kierrätysaste on jo lähellä täydellistä. Lyijystä lähes kaikki käytetään lyijyakuissa, ja lyijyakkujen kierrätysaste on yli 90 %, joten lyijystä kierrätetään globaalistikin yli 90 %. Raudastakin noin 90 % kierrätetään. Asfaltista arviolta noin 99 % kierrätetään Yhdysvalloissa, joskin asvaltin kierrättäminen on energiaintensiivinen prosessi sekin. Paperistakin jo noin 50 % kierrätetään sekä Euroopassa että globaalisti. Joidenkin metallien kierrätyksessä jäädään alle yhteen prosenttiin, kuten litiumin ja talliumin kohdalla. Metallien kierrätys ei ole niin kehittynyttä teknologiaa kuin kaivostoiminta, joten kierrätysasteen nostossa on useiden metallien kohdalla sekä potentiaalia että haasteita.

Kierrätys ei aina ole ongelmatonta senkin vuoksi, että kierrättäminen saattaa vaatia runsaasti energiaa ja kierrätetyn materiaalin mahdollisesti alentunutta laatua joudutaan kompensoimaan jollain muulla tavalla, kuten suuremmalla määrällä neitseellistä materiaalia. Kierrätyksen kasvattamisessa on potentiaalia varsinkin metallien suhteen, ennen kaikkea jos jo suunnitteluvaiheessa otettaisiin kierrätettävyys huomioon paremmin ja taloudellisia kannustimia lisättäisiin. Toisaalta kierrätettävyyden nosto on monen metallin kannalta hankalaa. Esimerkiksi jos lopputuotteessa on pienempi pitoisuus metallia kuin parhaissa kaivos-esiintymissä. Kierrätettävyyttä ei pitäisikään optimoida itseisarvona vaan vain silloin kun se on ympäristörasituksen vähentämisen kannalta järkevää (eikä esimerkiksi johda suurempiin ympäristöhaittoihin kuin neitseellisen materiaalin tuottaminen).

Metalleista kierrätetään maailmanlaajuisesti 71 % (kokonaismassasta). Käytännössä kierto-osuus on kuitenkin noin 40 %, koska maailmantalous ja sen myötä metallien käyttö kasvaa. Suurin ongelma metallien kierrättämisen ongelma onkin niiden kasvava käyttö. Jos esimerkiksi raudan tai lyijyn käyttö kasvaa esimerkiksi 3,5 % vuosittain, niin 20 vuoden keskimääräinen käyttöikä tarkoittaa sitä, että täydelliselläkin kierrätyksellä tarvitaan silti yhtä suuri määrä ”tuorerautaa” talouteen kuin käytöstä palautuva rautavirta on. Jos metallin käyttö kasvaa 7 % vuosittain, niin 20 vuoden päästä käytöstä poistuvan metallin täydellinen kierrättäminen riittää kattamaan enää noin 25 % koko metallin tarpeesta ja lähes 75 % on katettava neitseellisellä materiaalivirralla (kuva 2 kirjoituksen lopussa havainnollistaa tätä). Kasvava maailmantalous tuo siten haasteita kiertotalouteen siirtymisessä. Toki ainakin osaratkaisuna voidaan kasvattaa tehokkuutta, jolla materiaaleja käytetään. Silti Haas et al. (2015) näkevät, että raaka-aineiden käytön fyysisen kasvun on vähintäänkin tasaannuttava (tällöin stocks-laatikkoon tulee sama määrä ”kantaa” kuin sieltä poistuu) tai mieluummin raaka-ainevirrat pitäisi pystyä kääntämään lasku-uralle.

Raaka-aineiden hinnanvaihtelu tekee kierrätyksestä haastavaa alan toimijoiden kannalta. Esimerkiksi nyt öljyn hinta on alhainen (”vain” kaksin-kolminkertainen 1990-luvun tasoon nähden), jolloin muovia kierrätetystä materiaalista valmistavat yhtiöt ovat vaikeassa kilpailutilanteessa. Neitseellisten materiaalien käyttöönotossa voisi olla eräänlainen globaali raaka-ainevero, joka tasoittaisi hinnanvaihteluita ja kannustaisi kierrättämään (mutta vain silloin kun se on kokonaisuuden kannalta järkevää).

Maailmantalouden raaka-aineiden ”sosioekonominen aineenvaihdunta” on kasvanut hurjaa 3,6 prosentin vuositahtia vuosina 1950-2010 (Schaffartzik et al., 2014). Globaalit ja paikalliset haitalliset vaikutukset ovat olleet huomattavia jo vuoden 2000 aineenvaihdunnan tasolla, mutta silti raaka-aineiden tarpeen odotetaan kaksinkertaistuvan vuoteen 2020 mennessä. Monet raaka-aineita vievät maat harjoittavat vientiä oman infrastruktuurinsa kustannuksella ja globaali epätasa-arvo onkin tässä mielessä kasvanut. BBC julkaisi hiljan varsin havainnollisen jutun Mongolian Baotoun alueen kaivosteollisuuden paikallisista vaikutuksista.

Haasin ja kumppaneiden (2015) mukaan on yllättävää, että EU:ssakin ollaan hyvin kaukana kiertotaloudesta kun ottaa huomioon kierrätystä edistävän EU:n politiikan. Teollisissa maissakin kierrätettävät materiaalivirrat ovat varsin pieniä suhteessa koko raaka-aineaineenvaihduntaan ja kierrättämisen ohella fyysisten resurssien kulutuksen kasvu pitää pystyä taittamaan tai jopa kääntämään laskuun. Tämä voi olla ristiriidassa talouden jatkuvan kasvun vaatimusten kanssa. Tai kuten tutkijat (Haas et al.,  2015) toteavat hienovaraisemmin: raaka-aineiden kulutuksen kasvun pysäyttäminen pysyy haasteistamme suurimpana.

Lähteet

1. Haas et al., 2015. How Circular is the Global Economy? An assessment of material flows, waste production, and recycling in the European Union and the World in 2005. Journal of industrial ecology.

2. Schaffartzik et al., 2014. The global metabolic transition: Regional patterns and trends of global material flows, 1950–2010. Global Environmental Change 26:87–97.

2. Markussen, Mads & Hanne Østergård, 2013. Energy Analysis of the Danish Food Production System: Food-EROI and Fossil Fuel Dependency. Energies 6:4170-4186.

Kuva 2. Eksponentiaalisen kasvun vaikutus tarvittavaan kierrossa olevaan raaka-aineiden määrään. Mitä nopeammin raaka-aineiden tarve kasvaa, sitä vähemmän voidaan tarvetta tyydyttää jo olemassa olevalla raaka-aineen kannalla (kierrätys).

Faktantarkastus: ydinvoima ja Ranskan CO2-päästövähennykset

Ilmastotieto tarkastaa yhdessä Faktabaarin kanssa vaalikeskustelun energiapolitiikkaan ja ilmastonmuutokseen liittyviä lausuntoja, uutisia ja väitteitä. Tämä kirjoitus käsittelee tarkastuspyynnön koskien Ranskassa ydinvoiman avulla saavutettuja CO2-päästövähennyksiä.

Eduskuntavaaliehdokas Petrus Pennanen kirjoittaa blogissaan: ”Ydinvoiman ansiosta Ranskan päästöt romahtivat peräti 60%”. Ehdokas Pennasen käyttämästä Maailmanpankin datasta voidaan päätellä, että vuosina 1979-1987 Ranskan sähkön- ja lämmöntuotannosta syntyvät CO2-päästöt vähenivät 62,7 %. Pennanen ei mainitse vertailuvuosia käyttämässään kahdeksanvuotisjaksossa, mutta ne ovat siis 1979-1987, sillä muina jaksoina jäätiin alle 60 prosentin vähennykseen. Ranskan kokonaispäästöt kuitenkin laskivat BP:n (2014) mukaan ”vain” 26 % tuolla Pennasen tarkastelemalla aikavälillä.

Ranskan sähkön- ja lämmöntuotannon historiallisen suuri CO2-päästövähennys 1979-1987 voidaan tulkita ydinvoiman ansioksi, sillä vaikka uusiutuvan energian (lähinnä vesivoima) tuotanto kasvoi samana aikana, niin se kasvoi hitaammin kuin sähkönkulutus. Sähkönkulutus kasvoi Ranskassa voimakkaasti 1979-1987, joten ydinvoiman päästövähennysvaikutus oli todellisuudessa suurempi kuin toteutunut vähennys, koska osa uudesta ydinvoimasta meni kasvaneen kulutuksen kattamiseen. Lämmönkulutusta tilastoissa ei ole eritelty, mutta oletettavasti sen merkitys ei ole kovin suuri.

Pennasen väite 60 %:n CO2-päästövähennyksestä ydinvoiman ansiosta energiantuotannossa (sähkön ja lämmön tuotanto) pitää siis paikkansa. Kokonaisuudessaan Ranskan CO2-päästöt vähenivät ”vain” 26 % 1979-1987.

Pennasen kirjoitus koskee Ranskan ja Saksan sähkön- ja lämmöntuotannon CO2-päästöjen kehitystä. Mikä on ollut uusien energiamuotojen vaikutus CO2-päästöihin globaalisti? Vaikka Ranskassa ydinvoiman päästövähennykset ovat olleet suuret ja ydinvoima aidosti korvasi öljyä ja kivihiiltä sähköntuotannossa, niin globaalisti uudet energiamuodot ovat tähän asti aina tulleet edellisten lisäksi, eivät niitä korvaamaan. Näin ollen maailmanlaajuiset CO2-päästöt ovat kasvaneet huolimatta uusista energiankantajista ja energiateknologioista. Kivihiilenkin käyttö on kasvanut tähän asti, vaikka öljyä ja maakaasua on otettu käyttöön kasvavia määriä (kuva 1). Ilmastonmuutoksen hillinnän haasteen suuruutta kuvaakin hyvin se, että näihin päiviin asti mikään uutena mukaan tullut energiamuoto ei ole onnistunut kääntämään pitkäaikaisesti laskuun jo olemassa olevaa energiantuotantomuodon tuotantoa. Tarkemmin 2000-luvun energiatrendeistä ja ”kivihiilen paluusta” on löydettävissä mm. täältä.

Globaali energiankulutus 1820-2008. Lähde: Vaclav Smil, Energy Transitions, 2010. Vain suurimmat kuusi energiamuotoa ovat mukana.

 

Kirjoittajat: Aki Suokko ja Rauli Partanen,

Faktantarkastuksen koordinoijia (energia- ja ilmastopolitiikka)

Tiedote faktantarkastuksesta on luettavissa täällä. Edellinen faktantarkastus koski EU:n talouskasvun ja CO2-päästöjen yhteyttä.

Tämä kirjoitus julkaistiin hiukan lyhennettynä Faktabaarissa 4.3.

Faktantarkastuspyyntöjä voi lähettää tämän lomakkeen avulla.

Käytetyt lähteet

World Bank’s Development Indicators 1960-2011.

BP Statistical Review of World Energy 2014.

Energy Transitions. History, Requirements, Prospects. Vaclav Smil, 2010.

Faktantarkastus: EU:n talouskasvu ja CO2-päästöt

EU:n talouskasvu ei ole irtautunut CO2-päästöjen kasvusta vastoin varsin yleistä harhaluuloa. Kehittyviin maihin on ulkoistettu melkein kaksi kertaa niin paljon CO2-päästöjä kuin omalla maaperällä vähennettiin 1990-2008.

Eduskuntavaaliehdokas Jaana Pelkonen (kok) kirjoittaa Maailmantalouden tekijät-blogissa: ”EU on onnistunut vähentämään kasvihuonekaasupäästöjään yli 18 % vuoden 1990 tasosta. Se on näin osoittanut, että päästöjen leikkaamisen ei tarvitse tarkoittaa talouskasvun leikkaamista, sillä talous on kasvanut yli 40 % tänä aikana.”

Tämä väite ei pidä paikkaansa.

Eurooppa on kokonaisuudessaan vähentänyt omalla maaperällään syntyviä CO2-päästöjä vuodesta 1990 vuoteen 2008, mutta vastaavasti siirtänyt noin kaksinkertaisen määrän CO2-päästöjä kehittyviin maihin (kuva 1). Kansainväliseen kauppaan liittyvät CO2-päästöt nelinkertaistuivat välillä 1990-2008 eikä niitä voi globaalien toimitusketjujen ja pääoman vapaan liikkumisen aikana jättää huomiotta. Pelkosen puolustukseksi on sanottava, että tutkimusaiheena globaalien toimitusketjujen myötä eri maissa syntyvät päästöt on varsin uusi ja esimerkiksi Kioton protokolla huomioi vain omalla maaperällä syntyvät (tuotantoperusteiset) CO2-päästöt.

Kuva 1. Omalla maaperällä vähennetyt päästöt (vasen puoli kuvassa) ja muualle ulkoistetut päästöt (oikea puoli). Lähde: Peters et al., 2011. ”Europe” kuvassa on EU27-maat lisättynä Kroatialla, Islannilla, Liechtensteinilla, Norjalla ja Sveitsillä. Punainen asterisk-merkki tarkoittaa Kioton protokollan mukaisia päästötavoitteita.

Teollisuusmaat tavallaan käyttävät kehittyviä maita savupiippunaan, jolloin niiden omalla maaperällään tuottamat päästöt pienenevät. Esimerkiksi Bangladeshissa tuotetun, mutta Ruotsissa jälleenmyydyn t-paidan CO2-päästöt voidaan kirjata sekä Bangladeshiin (tuotanto) että Ruotsiin (kulutus).

Tähän asti kenties kattavimmassa tutkimuksessa (Peters et al., 2011) arvioitiin kansainväliseen kauppaan liittyviä CO2-virtoja käyttämällä laajahkoa aineistoa, jossa analysoitiin 113 valtiota jakamalla talous 57 sektoriin. Tutkimuksen perusteella esimerkiksi Ruotsin, joka usein mainitaan esimerkkinä maasta joka on kyennyt katkaisemaan talouskasvun ja CO2-päästöjen määrän kasvun yhteyden, CO2-päästöt olivat jopa 69 % suuremmat vuonna 2008, jos Ruotsin alueella syntyneiden CO2-päästöjen lisäksi huomioitiin kansainvälinen kauppa.

Suomenkin CO2-päästöt olivat yli 40% suuremmat kulutusperusteisesti kohdistettuna vuonna 2008. Koko Euroopan tai EU:n osalta luvut ovat maltillisemmat, mutta silti EU:n CO2-päästövähenemä omalla maaperällä lähes tuplattiin kehittyvissä maissa 1990-2008 kun vienti ja tuonti huomioidaan (kuva 1) eli CO2-päästöjen kasvu ei taittunut 1990-2008. Globaalissa taloudessa teollisuusmaat nettona vievät energiankulutusta ja päästöjä kehittyviin maihin, joista ne puolestaan nettona tuovat arvonlisää ja kulutushyödykkeitä jolloin alueellisten päästöjen kehitys teollisuusmaissa antaa harhaanjohtajan kuvan arvonlisän muodostumisen ja aineellisten resurssien kulutuksen yhteydestä. Koko maailman yhteenlaskettu BKT:n on kasvanut hiukan nopeammin kuin energiankulutus tai CO2-päästöt eli suhteellista irtikytkentää on tapahtunut (kuva 2), mutta absoluuttista irtikytkentää, jossa talouskasvu ei vaadi luonnonvarojen, energian tai CO2-päästöjen kasvua, ei ole tapahtunut teollisissakaan maissa kansainvälinen kauppa huomioiden.

Kuva 2. Koko maailman BKT:n energia- ja CO2-intensiteetit. Lähde: EIA.

Kuvasta 2 voidaan havaita, että  globaalin BKT:n CO2-päästöintensiteetti on laskenut vuodesta 1989 vuoteen 2011 viidenneksellä eli noin 1,5 % vuodessa.  1990-luvun taitteeseen osuva piikki (kuva 2) johtunee paljolti Neuvostoliiton hajoamisesta. Globaali BKT on kasvanut moninkertaisella nopeudella BKT:n CO2-päästöintensiteetin laskuun verrattuna, joten kokonaisuudessaan maailmanlaajuiset CO-päästöt ovat kasvaneet (kuva 3). CO2-päästöt ovat kasvaneet 2000-luvulla nopeammin kuin esimerkiksi vuosina 1983-1997.

Kuva 3. Globaalit CO2-päästöt. Lähde BP (2014).

Tämä kirjoitus julkaistiin hiukan lyhennettynä Faktabaarissa 2.3. Tuossa Faktabaarin kirjoituksessa mainittiin myös Osmo Soininvaaran (vihr) todenneen taannoisessa blogikirjoituksessaan, että absoluuttinen irtikytkentä olisi tapahtunut. Soininvaara kirjoitti blogissaan 24.2.15: ”Teollisissa maissa yhteys reaalisella BKT:lla mitatun talouden volyymin ja raaka-aineiden ja energian käytön välillä taittui. Näin kävi, vaikka luonnonvarojen kulutukseen laskettaisiin mukaan tuontitavaroihin sisältyvät panokset.” Soininvaara teki 3.3.15 lisäyksen kirjoitukseensa, jossa mainitsi viitauksensa ”tehdään vähemmästä enemmän” tarkoittaneen absoluuttisen irtikytkennän sijaan suhteellista irtikytkentää, jossa tuotoksen lisäämiseen tarvitaan siltikin enemmän panoksia, mutta tuotos suurenee nopeammin kuin panosten käyttö. Näin ollen Soininvaara ei väittänyt, että absoluuttinen irtikytkentä talouskasvun ja luonnonvarojen käytön kasvun välillä olisi tapahtunut, vaan tarkoitti suhteellista irtikytkentää. Näiden termien ero on huomattava, joten niiden käytössä on tärkeää olla tarkkana.

Suhteellinen ja absoluuttinen irtikytkentä ovat nimittäin ilmastonmuutoksen hillinnän lopputuloksen kannalta kaksi täysin eri asiaa. Suhteellisen irtikytkennän täytyy toki edeltää absoluuttista irtikytkentää, mutta siitä itsessään on vielä laihanlaisesti lohtua, jos absoluuttinen irtikytkentä ei tapahdu ja talous jatkaa kasvamista. Talouden ”koolla” ei ole lopulta suurta merkitystä, jos ajamme planeetan absoluuttisten päästöjen kasvun (tai liian hitaan pienenemisen) seurauksena katastrofaaliseen ilmastonmuutokseen. Tässä mielessä tulkinnanvarainen terminologia voi lopulta vaikeuttaa ilmastonmuutoksen hillinnän haasteen hahmottamista. Jos ihmiset saavat käsityksen, että päästöt ovat laskussa vaikka talous kasvaa, heille jää helposti käsitys, että ilmastonmuutos voidaan torjua jatkamalla nykyisellä polulla.

Tämä tuskin riittää, sillä todellisuudessa esimerkiksi länsimaiden absoluuttisten päästöjen tulee pienentyä lähes kolme prosenttia vuodessa, joka vuosi, ainakin vuoteen 2050 asti, mikäli tarvittaviin ja suunniteltuihin päästövähennyksiin aiotaan päästä. Mikäli globaali talous kasvaa odotetusti, talouden täytyy PricewaterhouseCoopersin julkaiseman Low Carbon Economy Indexin (2014) mukaan vähentää päästöintensiteettiään (CO2/BKT) 6,2 prosenttia vuodessa, joka vuosi, vuoteen 2100 saakka, jos haluamme suhteellisen todennäköisesti pysytellä alle kahden asteen lämpenemisen rajan. Tämä vauhti on noin viisinkertainen nykyiseen verrattuna, joten ainakin PwC:n laskelmien mukaan olemme vielä kaukana absoluuttisesta päästöjen ja talouden irtikytkennästä.

Absoluuttisen irtikytkennän haastavuuteen viittaavat myös Minq Lin (2014) laskelmat, joiden mukaan globaalin talouden kasvaessa 5 % vuodessa täytyy joka vuosi uuden pääoman olla päästöintensiteetiltään 50%  pienempi kuin jo olemassa oleva pääomakanta keskimäärin (Li olettaa laskuissaan, että 5 % vanhasta pääomakannasta vaihtuu uuteen poistojen myötä vuosittain), jotta CO2-päästöt eivät kasva. Ei siis riitä, että tuleva pääomakanta on 50 % CO2-tehokkaampaa jatkossa kuin nyt vaan tehostumisen täytyy korkoa korolle -ilmiön vuoksi jatkua joka vuosi ollakseen 50 % pienempi päästöintensiteeltään kuin olemassa oleva pääomakanta (joka tehostuu koko) ajan ja tällöinkin saadaan CO2-päästöjen kasvu laskevan uran sijaan vasta pysäytettyä. Mikäli talous kasvaisi ”vain” 3 % vuodessa, niin olemassa olevaa pääomakantaa 50 % CO2-tehokkaampi pääoma saisi aikaan CO2-päästöjen pienentymisen yhdellä prosentilla vuosittain. Absoluuttiseen irtikytkentään vaadittava CO2-päästöintensiteetin pienennys riippuu siis sekä uuden pääomakannan CO2-tehokkuudesta että talouden kasvuvauhdista. Ja pelkkä päästöjen kasvun pysäyttäminen ei siis riitä, vaan CO2-päästöt pitäisi saada vähenemään lähes 3 % vuodessa.

Monet IPCC:n skenaariot, joilla pysytään kohtuullisen todennäköisesti alle kahden asteen lämpenemisen, sisältävät jonkinlaisen oletuksen tulevasta ilmastonmuokkauksesta (geoengineering). Mittakaava hiilidioksidin poistamisessa on huikea, sillä jo lähivuosikymmeninä hiilidioksidia pitäisi poistaa ilmakehästä vuosittain määriä, jotka ovat kymmenen kertaa suurempia kuin maailmanlaajuinen raudan vuosituotanto tai suurempi kuin ihmiskunnan vuosittain tuottaman öljyn, kivihiilen ja maakaasun yhteismäärä. Haaste CO2-päästöjen laskuun saamisessa on historiallisen suuri. Ja mitä nopeammin talous kasvaa ja mitä hitaammin BKT:n CO2-päästöintensiteetti laskee, niin sitä suuremmat haasteet ovat.

Kirjoittajat: Aki Suokko ja Rauli Partanen,

Faktantarkastuksen koordinoijia (energia- ja ilmastopolitiikka)

Tämä kirjoitus julkaistiin hiukan lyhennettynä Faktabaarissa 2.3.

Faktantarkastuspyyntöjä voi lähettää tämän lomakkeen avulla.

Lähteet:

1. Glen P. Peters et al. (2011) PNAS 108: 8903–8908. Growth in emission transfers via international trade from 1990 to 2008.
2. Steven J. Davis & Ken Kaldeira. (2010) PNAS 107:5687–5692. Consumption-based accounting of CO2 emissions.
3. Andreas Malm. (2012) China as Chimney of the World: The Fossil Capital Hypothesis. Organization & Environment 25:146–177.
4. EIA:n CO2- ja energiaintensiteettidata, joka löytyy täältä. Käytettiin ostovoimapariteettikorjattua dataa.
5. BP Statistical Review of WOrld Energy 2014.
6. PricewaterhouseCoopers LLP (2014).
7. Minq Li. (2014) Peak Oil, Climate Change, and the Limits to China’s Economic Growth. (Routledge Studies in Ecological Economics)

Soininvaaran teksti

Pelkosen teksti

Öljyn hinnanlasku on harvinaislaatuinen mahdollisuus ilmastonmuutoksen hillinnässä

Öljynhinta on laskenut yli 50 % viimeisen kuuden kuukauden aikana. Yhdysvalloissa moottoribensiinin kulutus ja ajettujen kilometrien määrä ovat olleet voimakkaassa laskussa viime vuosina kun öljyn hinta on ollut korkealla. Nyt trendi näyttää ainakin tilapäisesti kääntyneen, sillä öljyn hinnanlaskun myötä moottoribensiinin kulutus on noussut yli 40 %. Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) mukaan öljyn hinnan puolittuminen tarjoaa harvinaislaatuisen  mahdollisuuden edistää kestävää energiajärjestelmää ja ilmastonmuutoksen hillintää ilman suurta taloudellista haittaa.

Yhdysvalloissa moottoribensiinin verotus on hyvin kevyttä (keskimäärin alle 23 dollarisenttiä gallonalta eli noin 6 senttiä litralta), joten öljyn hinnanmuutokset päätyvät lähes suoraan moottoribensiinin hintaan. Suomessa bensiinin hinnasta reilusti yli puolet on veroja nykyisellä öljynhinnalla. Vertailua hankaloittaa se, että osa Suomen polttoaineveroista (ja veroluonteisista maksuista) on suhteellisia ja osa absoluuttisia, mutta kokonaiskuva on silti selvä. Bensiinin kulutus on laskenut rajusti vuoden 2007 jälkeen kun öljynhinta on ollut korkealla (kuva 1). Öljyn voimakas hinnanlasku tarjoaa nyt mahdollisuuden tarkastella, että onko moottoribensiinin kulutuksen laskun taustalla pysyvä sosiaalinen muutos vai onko korkea bensiinin hinta lähinnä tuhonnut bensiinin kysyntää. Arvelin vajaa vuosi sitten kirjoituksessani ”Rajoittaako niukka öljyntarjonta talouskasvua jo nyt?”, että Yhdysvalloissa polttoainejalosteiden kysyntää tuhoutuu öljyn korkean hinnan vuoksi eikä muutos johdu pelkästään öljyn hinnasta riippumattomista demografisista tekijöistä, kuten väestön ikääntymisestä. Tuoreimmat tilastot moottoribensiin kulutuksesta ja hintateidoista, jotka on esitetty kuvassa 1, tukevat tuolloisia arvelujani.

Öljyn (Brent-laatu) hinta on laskenut yli 50 % ja sen myötä Yhdysvalloissa bensiinin hinta keskimäärin noin 40 %, joten tämä muutos tarjoaa hyvän mahdollisuuden tarkastella kulutusmuutosten taustoja. Valitettavasti moottoribensiinin kulutustietoja on saatavilla vain lokakuuhun asti eli tämä tilasto laahaa muutaman kuukauden moottoribensiinin hintatietoja perässä, mutta trendinmuutos on silti selkeä. Näyttää siltä, että moottoribensiinin kulutus on noussut liki 50 % vain muutamassa kuukaudessa (kuva 1). Näyttää myös siltä, että bensiinin myynnin lisäys ei ollut tilapäistä, sillä se on jatkunut lokakuun jälkeenkin. The Fortune -lehden mukaan Yhdysvaltain kauppaministeriön tiedot vahvistavat, että marras- ja joulukuussa kuluttajat laskennallisesti säästivät noin 15 miljardia dollaria marras-joulukuussa 2014 kun öljynhinta laski. Tästä säästöstä noin 38 % palautui takaisin bensiinin myyntiin eli polttoainetta myytiin liki 40 % enemmän kuin vertailutilanteessa. Kyse ei siten ilmeisesti ole kuluttajien varastojen lisäämisestä, vaan ihan aidosta kysynnän muutoksesta, joka on seurausta siitä, että kuluttajilla oli enemmän rahaa käytössään öljyn hinnanlaskun seurauksena.

Kuva 1. Yhdysvaltain moottoribensiinin kulutus ja moottoribensiinin hinta 1993-2014. Lähde: EIA. Bensiinin hintatiedot ovat koko vuodelta 2014, mutta bensiinin kulutuksen tilastot päättyvät lokakuuhun 2014.

 

Yhdysvaltain bensiinin kulutuksessa on vuonna 2007 alkaneen laskutrendin lisäksi havaittavissa selkeää syklisyyttä vuodenaikojen mukaan. Tämä johtuu mm. lomakausista. Kuvan 1 resoluutio ei riitä tätä havainnollistamaan. Kuvasta 2 voidaan havaita, että tämä luontainen syklisyys ei selitä nyt nähtävää kulutuksen nousua, sillä yleensä syksyisin bensiinin kulutus on ollut joko laskussa tai paikallaan. Vuoden 2014 syksy poikkeaa muista 2010-luvun vuosista, mikä tukee olettamusta, että bensiinin kulutuksen rajun nousun taustalla on ennen kaikkea bensiinin hinnanlasku.

Kuva 2. Yhdysvaltain moottoribensiinin kulutus kuukausittain vuosina 2010-2014. Lähde: EIA. Bensiinin kulutustilastot päättyvät lokakuuhun 2014.

Näyttäisi siis, että Yhdysvalloissa ei sittenkään bensiinin jo suhteellisen pitkään jatkunut kysynnän lasku ole ollut seurausta ainakaan täysin demografisista tai muista bensiinin hinnasta riippumattomista sosiaalisista tekijöistä eikä siirtymisessä polttoainetaloudellisempaan autokantaan, vaan että bensiinin korkea hinta on ainakin osin padonnut sen kysyntää. Tämä on ikävä asia sekä ilmastonmuutoksen ja öljyn globaaliin tuotantohuippuun varautumisen kannalta. Yhdysvaltain autokannan polttoainetaloudellisuus on parantunut huikeat 25 % vuodesta 2007 vuoteen 2014. Tämä on enemmän kuin Yhdysvaltain polttoainetaloudellisuuden ns. CAFE-standardien täyttämisestä olisi pelkästään seurannut, joten öljyn korkea hinta vuodesta 2007 alkaen on selvästi kannustanut muuttamaan autokantaa polttoainetaloudellisemmaksi. Vuosikymmeniä jatkunut ajettujen kilometrien kasvutrendi alkoi taittua vuosina 2005-2007, mikä on toinen merkittävä tekijä moottoribensiinin alentuneen kysynnän taustalla. Korkea öljyn hinta on ollut voimakas kannustin siirtymään polttoainetaloudellisempaan autokantaan ja ajamaan vähemmän Yhdysvalloissa vuosina. Yhdysvalloissa alle 3 % henkilöautoista on diesel-moottorilla varustettuja, joten tarkastelun rajoittuminen moottoribensiinin kulutustilastoihin ei muuta kokonaiskuvaa kovin paljon.

Polttoainetaloudellisia autoja on vaikeampi myydä, kun polttoaineiden hinnat laskevat. Eikä tässä kaikki, sillä paljon polttoainetta kuluttavien autojen myynti on kasvanut Yhdysvalloissa merkittävästi viime syksynä (viite ja viite). Michiganin liikennetutkimusinstituutin vuonna 2012 tekemän tutkimuksen mukaan amerikkalaisten kuluttajien ostopäätöksissä vaikuttaa yllättävän paljon se polttoaineiden hintataso, joka auton ostohetkellä vallitsee. Tässä kohtaa on hyvä muistaa (tai vilkaista kuvaa 1), että Yhdysvalloissa bensiinin hinta vaihtelee paljon rajummin kuin esimerkiksi Suomessa johtuen esimerkiksi paljon kevyemmästä polttoaineverosta Yhdysvalloissa. Bensiinin hinnan ollessa alhaisempi myydään enemmän paljon polttoainetta kuluttavia autoja ja päinvastoin.

Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) pääjohtaja Maria von der Hoeven totesi hiljan, että voimakkaasti halventunut öljy on hyväksi taloudelle, mutta haitaksi kestävän energiajärjestelmän ja ilmastonmuutoksen hillinnän kannalta. Nyt olisikin IEA:n mukaan ainutlaatuinen (van der Hoeven käyttää kirjoituksessaan ilmaisua once-in-a-generation eli kerran sukupolvessa kohdalle osuva) tilaisuus korottaa fossiilisten polttoaineiden verotusta ja säätää lakeja vähäpäästöisten energiaratkaisujen edistämiseen, sillä hyvin toteutettuna näistä toimista ei juurikaan seuraisi ”taloudellista epämukavuutta” vaan niistä voisi olla jopa nettona hyötyä.

Lähteet

EIA:n tilastot moottoribensiinin keskimääräisestä hinnasta ja kulutuksesta Yhdysvalloissa. Tilastot on otettu käyttöön excel-tiedostoina EIA:n sivuilta.

Vallitsevan taloustieteen kritiikkiä: talouskasvu, osa 2

Kirjoituksen ensimmäisessä osassa keskityttiin talouskasvumallien puutteellisuuksiin. Energiankulutuksella on saattanut olla varsin suuri merkitys talouskasvussa. Tässä kirjoituksen toisessa osassa pohditaan muun muassa teknologista kehitystä energiankäytön kannalta ja esitellään suhteellisen uusi teknologisen kehityksen mittari – hyötyenergia. Lopuksi esitellään ajankohtaista debattia uusklassisen taloustieteen ja biofysikaalisen taloustieteen välillä. Tulevaisuudessa talouskasvua voi rajoittaa energian saatavuus ellei talouskasvu pysty muuntautumaan aiempaa aineettomammaksi.

Teknologinen kehitys – mitä se on?

Perinteinen taloustiede ei pysty yksilöimään kovin tarkasti, että mitä on teknologinen kehitys, jonka selitettäväksi jää valtaosa talouskasvusta valtavirtataloustieteessä. Osa siitä on työnjaon syvenemistä eli työvoiman erikoistumista, jonka jo Adam Smith totesi 1700-luvulla. Robert Ayres ja Benjamin Warr (Ayres ja Warr, 2010) ovat lähestyneet tätä niin, että he ovat mitanneet eri teollisuudenalojen ja maiden energiankäytön tehokkuutta ja ottavat ns. hyötyenergian (se energian osuus primäärienergiasta, joka päätyy hyötykäyttöön taloudessa) yhdeksi tuotannontekijäksi tuotantofunktiomalliin. Tämä ulkoisen energian ja sen hyötysuhteen tulon ottaminen tuotannontekijäksi on sikäli perusteltua, että vain hyödyksi päätyvä energia tekee työtä. Energiankäytön tehokkuus on kasvanut hurjasti esimerkiksi 1900-luvun aikana, joten se heijastanee ainakin jossain määrin teknologista kehitystä. Sille on myös termodynamiikan kannalta mielekäs ja yksinkertainen mittari. Esimerkiksi kivihiilellä tuotetun sähkön hyötysuhde lähes kymmenkertaistui 1900-luvun aikana, mikä kertonee teknologisen kehityksen voimakkuudesta energiankäytössä 1900-lulla.

Pienentyikö kivihiilen käyttö kymmenenteen osaansa globaalisti hyötysuhteen kymmenkertaistuessa? Ei, vaan kivihiilen kulutus kasvoi yli nelinkertaiseksi eli kivihiiliperäisen hyötyenergian määrä on 1900-luvun aikana kasvanut lähes 45-kertaiseksi. Yhdysvaltain talouskasvusta ei jää selittämättä kuin pieni osuus (noin 10 %) 1900-luvulla, mikäli yhdeksi tuotannontekijäksi otetaan hyötyenergia (Ayres ja Warr, 2010).

Hyötyenergia on siinäkin mielessä mielekäs käsite, että sen teoreettista maksimia voidaan arvioida prosesseittain ja teollisuudenaloittain eli pystytään arvioimaan, että kuinka kaukana ollaan teoreettisesta maksimista ja paljonko teknologisen kehittämisen varaa on jäljellä. Kivihiilen käytön hyötysuhde ei esimerkiksi voi enää kymmenkertaistua teoriassakaan sillä siinä ollaan jo suhteellisen lähellä teoreettista maksimia, kuten monessa muussakin teknisesti kypsässä teknologiassa. Monissa teknologioissa on parantamisen varaa paljonkin, mutta useissa prosesseissa ei vähittäisellä parantamisella ole enää paljon tehtävissä. Hyötysuhteen parantamisessa on usein nouseva rajakustannus eli mitä tehokkaammaksi jokin prosessi tai tuote tulee, sitä suuremmaksi hyötysuhteen parannuksen kustannus keskimäärin käy.

Nousevan rajakustannuksen taakka voidaan murtaa sillä, että vähittäisen tehostamisen sijaan keksitään uusia tapoja tuottaa sama tuote/prosessi/palvelu. Esimerkiksi LED-valo on tällainen innovaatio, jossa valaisemisen hyötysuhde voi kerralla nousta moninkertaiseksi ilman vastaavaa rajakustannusten nousua verrattuna vaikkapa hehkulamppuun. Toinen esimerkki on ammoniakin valmistus. 1900-luvun alussa ammoniakkia valmistettiin mm. syanidimenetelmällä. Vuodesta 1920 alkaen alettiin siirtyä nk. Haber-Bosch-prosessiin, joka liki puolitti ammoniakin valmistamisen energiakustannukset. Autojen polttomoottorin korvaaminen sähkömoottorilla on myös esimerkki, jossa energiankäyttö voi tehostua huomattavasti ilman kasvavia kustannuksia. Toistaiseksi akkuteknologian hidas kehitys on jarruttanut tätä.

LED-valon kehittämiseen osallistuneet kolme fyysikkoa saivat tämän vuoden fysiikan Nobel-palkinnon. Palkintoperusteissa todetaan, että heidän keksintöjensä ansiosta valaistukseen käytettyä energiaa (joka on 20 % maailman sähkönkäytöstä) voidaan vähentää viidesosaan. Tämä palkintoperuste on herättänyt kritiikkiä, sillä tuo energiatehokkuuden kasvu voi hyvin johtaa sähkönkulutuksen kasvuun ns. rebound-vaikutuksen myötä. Rebound-vaikutus tulee siitä, että hyödykkeen tuottamisen energiatehokkuuden kasvaessa sen hinta laskee, jolloin sitä kulutetaan enemmän. Tämän ns. suoran rebound-vaikutuksen lisäksi on olemassa lukuisia epäsuoria rebound-vaikutuksia, kuten se. että energiatehokkuuden parantuessa sen suhteellinen hinta työvoimaan verrattuna alenee, jolloin syntyy taloudellinen kannuste lisätä energiankulutusta. Lisäksi energiankäytön tehostuminen voi parantaa muidenkin tuotannontekijöiden tuottavuutta, mikä lisää energiankulutusta. Esimerkiksi kansainvälinen energiajärjestö IEA (täällä) ja ilmastopaneeli IPCC (täällä) ovat tänä vuonna todenneet, että suora rebound-efekti voi hyvin olla yli 50 % (täällä on tästä hyvä kommentti). Aiemmin kumpikin taho on pitänyt rebound-efektiä pienenä, mutta on sittemmin suurentanut arviotaan siitä. Hankalaa hiilidioksidipäästöjen vähentämisen kannalta on se, että rebound-vaikutus on oletettavasti suurin kehittyvissä maissa, joissa päästöt kasvavat nopeimmin.

Talouskasvun toinen lähestymistapa – energiatehokkuuden kasvu

Kirjoituksen ensimmäisessä osassa esitettiin malleja, joissa energia on otettu tuotannontekijäksi. Valaisemisen kehittyminen on hyvä esimerkki siitä, että energiatehokkuuden kasvu johtaa usein paljon pienempään energian säästöön kuin pelkkä insinööriajattelu näyttäisi. Valaisemisen tehokkuus (lumenia per watti sähköä) kasvoi Isossa-Britanniassa 19-kertaiseksi vuosien 1923 ja 1996 välillä (lähde). Valaisemisen ”kysyntä” kuitenkin kasvoi samana aikana 700-kertaisesti, jolloin lopputuloksena valaisemiseen kulunut energia kasvoi kasvoi noin 37-kertaisesti. Tätä ilmiötä kutsutaan rebound-vaikutukseksi, jossa osa energiankäytön tehostumisesta ulosmitataan lisääntyneenä käyttönä. Rebound-vaikutus voi siis olla yli 100 % eli energiankäytön tehostaminen voi johtaa energiankulutuksen kasvuun, kuten valaistus-esimerkki paljastaa. Yli 100 %:n rebound-vaikutus on todennäköisintä silloin, kun kyse on yleiskäyttöisen teknologian (esim. sähkö) tai jonkin välituotteen, kuten teräs, valmistamisen energiatehokkuuden kasvusta.

Ensimmäisenä energiatehokkuuden kasvun ja energiankäytön kasvun välisen yhteyden julkaisi englantilainen taloustieteilijä William Stanley Jevons noin 150 vuotta sitten. Jevons toteaa kirjassaan Hiilikysymys (The Coal Question, 1865), että on väärinymmärrys, että polttoaineen (kuten kivihiili) tehostunut käyttö johtaa sen vähentyneeseen kulutukseen.

It is a confusion of ideas to suppose that the economical use of fuel is equivalent to diminished consumption. The very contrary is the truth.

Rebound-efektin toinen yleinen nimitys onkin ”Jevonsin paradoksi”. Englannissa huolestuttiin 1800-luvulla, että maan valtavat kivihiilivarat ehtyvät. Maan kaivosalan viranomaiset laskivat 1860-luvulla, että kivihiiltä riittäisi tuhansia vuosia, kun sen käyttöä tehostettaisiin. Jevons puolestaan totesi kirjassaan, että höyrykoneen hyötysuhteen kehittymisen myötä kivihiilen kulutus kasvaa eksponentiaalisesti (hän julkaisi kirjassaan tilastot menneiltä vuosikymmeniltä ja esitti niiden perusteella laskelmat) ja ehtyy nopeammin. Jevons arveli kirjassaan kivihiilen kulutustilastojen ja höyrykoneen hyötysuhteen kehittymisen perusteella, että Iso-Britannian kivihiilen tuotantohuippu on vuonna 1965. Iso-Britannian kivihiilen tuotantohuippu oli jo 1910-luvulla.

1700-luvun puolivälissä höyrykoneiden hyötysuhde oli 0,5 % eli vain yksi kahdessasadasosa niiden käyttämästä energiasta päätyi hyötyenergiaksi. Näin tehottomilla höyrykoneilla oli käyttöä lähinnä vedenpoistoon hiilikaivoksissa, joissa polttoaineesta ei ollut pulaa ja polttoaineen vaihtoehtoiskustannus lähenteli nollaa. Esimerkiksi laivojen voimanlähteeksi näin tehottomasta koneesta ei olisi ollut ainakaan suotuisten tuulien kauppareiteillä. 1800-luvun alussa höyrykoneen hyötysuhdetta kohotettiin moninkertaisesti Wattin höyrykoneeseen nähden mm. höyryn paineistuksella ja lämpöeristyksillä, jolloin se alkoi syrjäyttää yhä enemmän purjetta laivan voimanlähteenä. Höyrylaivat syrjäyttivät purjelaivoja ainakin osin tehokkaamman höyrykoneen ansiosta, joten höyrykoneen tehostuminen johti energiansäästön sijaan kivihiilen lisääntyvään käyttöön. Junissa kivihiilikäyttöisen höyrykoneen leviäminen sen tehostumisen myötä oli laivojakin selkeämpi ilmiö. Rebound-efekti oli junissa todella suuri 1800-luvulla. Kivihiili liittyy myös metallurgian kehittymiseen, minkä ansiosta pystyttiin rakentamaan mm. kestävämpiä rautateitä, jolloin raudan ja teräksen kysyntä on kasvanut räjähdysmäisesti. Ensimmäinen laajempi junarata rakennettiin kuljettamaan – yllättäen – kivihiiltä Englannin Newcastlestä rannikolle.

Jotkut rebound-ilmiön modernit tutkijat, kuten paljon alan tutkimuksissa siteerattu Harry Saunders, ovat William Jevonsin tapaan sitä mieltä, että energiankäytön tehostaminen johtaa tyypillisesti energiansäästön sijaan suurentuneeseen energiankulutukseen. Rebound-ilmiötä on äärimmäisen hankalaa tutkia varsinkin epäsuorien vaikutusten osalta, mikä selittää sen, että sen suuruudesta on monia näkemyksiä. Steven Sorrell, toinen tunnettu rebound-efektin tutkija, esittää tuoreessa katsausartikkelissaan useita syitä sille, miksi useimmat suhteellisen tuoreetkin rebound-vaikutuksen mittaukset ovat pielessä ja aliarvioivat sitä. Hänen mukaansa huolella tehdyt tutkimukset tuottavat suuret suorat rebound-vaikutukset (luokkaa 60 % tai enemmän), kun monet metodologialtaan puutteelliset tutkimukset ovat tuottaneet vain 10 – 20 %  luokkaa olevia tuloksia. Sorrellin mukaan tuottavuuden kasvu muissa tuotannontekijöissä voimistaa tätä vaikutusta ja tämän päälle tulevat vielä mahdollisesti muut epäsuorat vaikutukset, jolloin tullaan helposti lähelle 100 %:n tai jopa yli olevaan kokonaisvaikutukseen rebound-efektissä. Myös Breakthrough Institute on päätynyt tuoreessa katsauksessaan siihen, että Rebound-ilmiön suuruus voi olla yli 100 % monissa tapauksissa.

Alla oleva kuvan avulla voidaan hahmottaa rebound-efektin mahdollista vaikutusta talouskasvuun.

Kuva 7. Energiatehokkuuden kasvu voi johtaa talouskasvuun ja energiankulutuksen kasvuun. Muokattu tästä lähteestä.

Talouskasvua voidaan lähestyä pitkällä aikavälillä  tuotantofunktiomallin (joka esiteltiin kirjoituksen ensimmäisessä osassa) ohella myös työn tuottavuutta tarkastelemalla. Pääomalla ja työvoimalla on aleneva rajatuotto eli ajan myötä pääoman lisäys tuottaa yhä vähemmän talouskasvua. Työn määräkään ei voi varsinkaan asukasta kohti nousta rajatta, joten ainoaksi talouskasvun lähteeksi pitkällä aikavälillä jää tuottavuuden kasvu. Talouskasvun voidaan siten ajatella olevan työn tuottavuuden kasvun seurausta.

Talouskasvun kolmas lähestymistapa – ulkoinen energia ja työn tuottavuus

Työn tuottavuutta voidaan kasvattaa monella tavalla. Jo taloustieteen isänä pidetty Adam Smith totesi 1700-luvulla, että työn tuottavuus vaatii työnjaon erikoistumista, mikä puolestaan vaatii markkinoiden kasvamista/laajentumista. Tämä on hyvin kauaskantoinen havainto, joka tarkoittaa, että mikäli markkinat eivät kasva, niin työnjaon erikoistumisesta ei seuraa hyötyä loputtomiin. Adam Smithin aikaan energia ei ollut säilymislakeineen ja termodynaamisine ominaisuuksineen kovinkaan selkeä käsite ja Adam Smith näki höyrykoneen tuottavuutta kohottavan vaikutuksen seuraavan sen organisatorisista vaikutuksista. Teollisen vallankumouksen myötä fyysistä työtä alettiin korvata fossiilisista polttoaineista saadulla energialla viimeistään 1800-luvun alussa. Tämä on helppo ymmärtää esimerkiksi ajattelemalla kahta timpuria, jotka ovat yhtä taitavia ja ahkeria, mutta toisella on sähkötoiminen naulapyssy perinteisen vasaran sijaan. Jos kumpainenkin rakentaa identtisen puutalon, niin kumpiko suoriutuu rakentamisesta nopeammin?

Työtä on biofysikaalisen taloustieteen mukaan korvattu paljon ulkoisella energialla, jonka tehostunut käyttö ja hyödyntämisen teknologinen kehitys on johtanut siihen, että sen hinta suhteessa työvoiman hintaan on laskenut. Esimerkiksi moottorikokoonpanotehtaalla on sähkökäyttöisiä nostureita ja paineilmakäyttöisiä ruuvinvääntimiä, koska sähkö ja paineilman käyttö johtavat pienempiin yksikkökustannuksiin kuin saman työn tekeminen lihasvoimalla vinssejä ja lenkkiavaimia käyttäen.

Tätä taustaa vasten ei tunnu yllättävältä, että työn tuottavuus (jota mitataan työsuoritteen arvona työtuntia kohti) on noussut liki samaa tahtia kuin ulkoisen energian käyttö valmistavassa teollisuudessa (kuva alla). Tässä kohdassa on syytä todeta, että emme tiedä syy-seuraussuhteita, että onko työn tuottavuuden kasvu todella seurausta kasvaneesta ulkoisen energian käytöstä. Mikäli kyse ei ole pelkästä korrelaatiosta, vaan että työn tuottavuus todella on kasvanut kun lihastyötä on korvattu ulkoisella energialla, niin tämä saattaa olla yksi selitys sille, että miksi teollisuudessa työn tuottavuus on kasvanut nopeasti, mutta monilla palvelualoilla ei. On huomattava, että työn tuottavuus voi nousta ulkoisen energian avulla käytännössä vain pääomaa uusimalla. Timpurin naulapyssy ei nosta tuottavuutta sen jälkeen kun sitä on opittu käyttämään. Tehokkaampi naulapyssy toki voi nostaa tuottavuutta edelleen, mutta se vaatii investoinnin.

Kuva 8. Työn tuottavuus ja ulkoisen energian käyttö ovat korreloineet vahvasti Yhdysvaltain valmistavassa teollisuudessa 1900-luvulla. Lähde: Hall & Klintgaard, 2012. Data on otettu skannatusta kuvasta numeeriseen muotoon.

Koska energian käyttöä ei välttämättä pystytä kasvattamaan rajatta ilmastonmuutoksen hillinnän ja fossiilisten polttoaineen ehtymisen vuoksi, niin ratkaiseva kysymys on, että voidaanko energian osuus talouskasvussa korvata muilla tekijöillä? Uusklassinen taloustiede olettaa, että tuotannontekijät ovat täydellisesti korvattavissa toisella. Rajatta jotakin tuotannontekijää lisättäessä voidaan sen mukaan luopua toisesta. Tätä oletusta biofysikaalinen taloustiede ei hyväksy. Esimerkiksi autonrenkaita ei voi tehdä enempää lisäämällä työntekijöitä, mikäli öljystä on pulaa. Pääomainvestoinnit voivat auttaa esimerkiksi vähemmän raaka-ainetta hukkaavan laitekannan muodossa, mutta lyhyellä aikavälillä energia on usein korvaamatonta.

Niukan tuotannontekijän korvaaminen toisella

Kansainvälisen valuuttarahaston mallinnusosaston tutkijat, jotka mallintavat öljyn hinnan tulevaa kehitystä ja saatavuutta, sekä öljyn kulutuksen/hinnan ja talouskasvun yhteyttä, ovat hiljan alkaneet lähestyä biofysikaalisen taloustieteen käsitystä energiasta ja samalla hylänneet useita uusklassisen taloustieteen oletuksia (ks. esim. Kumhof & Muir, 2012; Benes et al., 2012). IMF:n mallintajien kriittinen suhtautuminen on sikäli mielenkiintoista, että heillä jos jollakin taholla on resursseja kehittää uusklassisen taloustieteen malleja realistisemmiksi. Esimerkiksi öljylle on IMF:n talouskasvumallinnuksissa asetettu ns. entropiarajoite, eli että öljyä ei pystytä korvaamaan kuin pieneltä osin muilla tuotannontekijöillä (kuva alla). Vain entropiarajoitteen yläpuolinen tuotantoavaruus (kuva alla) on siten fysikaalisesti mahdollinen. Kyse ei siis ole öljyn hankalasta korvattavuudesta vaan fysikaalisesta mahdottomuudesta. Tämän voi tulkita esimerkiksi niin, että autonrenkaita ei voi valmistaa pienemmällä määrällä öljyä kuin valmiissa renkaassa on öljystä peräisin olevaa materiaalia, vaikka öljyä korvaisi esimerkiksi työllä kuinka paljon. Fysiikan lakeja ei voida rikkoa. Vallitseva taloustiede ei tunne rajoitusta, että jos raaka-ainetta tulee X moolia tehtaalle per lopputuoteyksikkö, niin tätä ainetta ei voi olla yli X moolia lopputuotteessa per yksikkö.

Kuva 9. Tuotannontekijöiden täydellinen korvattavuus toisillaan rikkoo fysiikan lakeja. Lähde: IMF:n julkaisu vuodelta 2012. Kumhof & Muir, 2012. Oil and the World Economy: Some Possible Futures.

Noiden em. IMF:n julkaisujen päivityksissä (täällä ja täällä) on niiden vuoden 2012 versioita selvemmin jätetty varauksia uusklassisen taloustieteen käsityksiin energian merkityksestä taloudelle. Esimerkkejä uusklassisen taloustieteen oletuksista, joihin IMF:n mallinnusosaston tutkijat suhtautuvat erityisen kriittisesti:

• öljyä on helppo korvata uusiutuvalla energialla tai kivihiilellä
• teknologian taso, joka yhteiskunnalla on käytettävissään, on riippumaton fossiilisista polttoaineista
• energian pieni kustannusosuus kansantaloudessa tarkoittaa pientä roolia talouskasvussa (tätä käytiin kirjoituksen ensimmäisessä osassa tarkemmin läpi)
• öljyn helppo korvattavuus työllä tai pääomalla
• öljyntuotantoa ei rajoita geologia vaan ainoastaan kysyntä

Kuten tarkkaavainen lukija kenties huomaa, niin nuo ovat aika pitkälti samoja oletuksia, joita biofysikaalinen taloustiede ei hyväksy. Niukka öljyntarjonta voi olla ns. negatiivinen teknologiashokki, jonka vaikutus ulottuu paljon laajemmalle kuin öljynjalostussektorille. Kumhof ja muut toteavat, että energiasiirtymät ovat aiemmin kestäneet useita vuosikymmeniä ja tapahtuneet aikoina, jolloin on ollut tunnistettavissa uusi energiaresurssi, joka voidaan kehittää tarvittavaan laajuuteen. Uusiutuva energia ei toistaiseksi täytä näitä kriteerejä Kumhofin ja muiden mielestä. He tutkivat mallissaan sitä, että jos öljyn korvattavuus muilla tuotannontekijöillä on alhainen ja öljyntuotantoon tulee suuri ja pysyvä ”tarjontashokki”, niin vaikutukset talouteen ovat suuret. IMF:n julkaisujen mukaan geologisia rajoitteita sisältävä öljynkysynnän mallinnus kykenee ennustamaan öljyntuotannon viimeisen kymmenen vuoden aikana paljon paremmin kuin uusklassisen taloustieteen mallit, jotka eivät tunne geologisia rajoitteita (julkaisu löytyy täältä).

Toistaiseksi IMF:n stokastiset yleisen tasapainon mallit maailmantaloudesta eivät taivu siihen, että he voisivat pudottaa niitä uusklassisen taloustieteen oletuksia mallista pois, joihin he suhtautuvat erityisen kriittisesti. He kuitenkin herkkyystarkastelevat mallinnustuloksiaan tarkemmin biofysikaalisen taloustieteen epärealistisina pitämiä vallitsevan taloustieteen oletuksia vastaan ja pyrkivät ”korkealla prioriteetilla” kehittämään mallejaan niin, että niissä voidaan paremmin kokeilla biofysikaalisen taloustieteen käsityksiä energiasta.

Näyttää siltä, että öljyn korvaaminen tulee olemaan hankalaa varsinkin liikenteessä. Siitä vihjaa sekin, että BP:n ja Exxon Mobilin energiaskenaarioissa esimerkiksi biopolttoaineiden osuudeksi oletetaan liikenteessä vain 2-6 % maailmanlaajuisesti vuoteen 2035 mennessä. Auton moottoreita voidaan jälkiasentaa käymään maakaasulla ja laivat voivat käydä nestemäisellä maakaasulla, joten vaihtoehtoja öljylle on. Taloustiede pitää usein eri energiamuotoja ja -lähteitä korvikkeina eli substituutteina. Tämä oletus saattaa olla katteeton varsinkin silloin, kun peritty infrastruktuuri on rakennettu halvan energian aikaan ja toisaalta silloin, kun korvikkeen yhteiskunnalle tuottama nettoenergia on pienempi kuin öljyn. Nettoenergialla tarkoitetaan yhteiskunnan käyttöön päätyvää energiaa eli tuotettua energiaa, josta on vähennetty energian tuottamiseen kulunut energia. Fossiilisten nergialähteiden ehtyessä niiden nettoenergia pienenee (ellei teknologinen kehitys kompensoi tätä) vaikka bruttomääräisesti tuotettaisiin sama määrä energiaa, koska yhä suurempi osuus energiantuotannosta pitää ohjata energian tuottamiseksi tulevaisuudessa. Tämä hankaloittaa siirtymistä uusiin vaihtoehtoihin, sillä öljyn kenties jo laskussa olevasta nettoenergiasta saattaa tulla kamppailua kehittyvien maiden kasvavan kulutuksen ja kestävämpään energiajärjestelmään siirtymisen välillä.

Toinen hidaste voi olla se, että mikäli työn tuottavuus on ollut paljolti lihastyön korvaamista halvalla ulkoisella energialla, niin kalliin energian aikana reaalipalkat eivät välttämättä nouse vastaamaan kohonneita energiakustannuksia. Gail Tverberg on tehnyt havainnon, että Yhdysvalloissa yksityisen sektorin palkat ovat nousseet viimeisen 80 vuoden aikana silloin (ja vain silloin) kun öljyn reaalihinta on ollut alle 40 dollaria tynnyriltä (ks. kuva 3 täällä). Nykyinen kaksin-kolminkertainen hinta tähän nähden saattaa olla liian korkea, että reaalipalkat nousisivat ainakaan Yhdysvalloissa. Toki tämäkin korrelaatio voi olla sattumaa ja/tai johtua jostain kolmannesta tekijästä. Kehittyvät maat, kuten Kiina, sietävät paremmin korkeata öljynhintaa, sillä ne eivät ehtineet rakentaa paljon energiaa haaskaavaa infrastruktuuria halvan energian aikana, Lisäksi näissä maissa reaalipalkat ja sen myötä maksukyky nousevat ja öljy hakeutuu tuottavampiin hankkeisiin kuin länsimaissa. Ainakin toistaiseksi. Länsimaissa öljynkulutus on ollut laskussa jo vuodesta 2004 alkaen, jolloin öljy alkoi kallistua nopeasti, kun kehittyvien maiden öljynkäyttö on kasvanut.

Kolmas haaste on se, että nykyinen taloustiede ei välttämättä tunnista mahdollista öljyn kallistumisen aiheuttamaa rajoitetta talouskasvulle vaan syitä haetaan muualta. Varsinkin jos a) reaalipalkat eivät nouse ja velan saanti vaikeutuu ja b) öljyn tuotantokustannukset nousevat niin korkeiksi, että markkinat löytävät tasapainon hyvin alhaisella öljyntuotannon määrällä, voi deflaatiokierre (alentuvat palkat ja alentuva öljynhinta sekä luottokannan supistuminen) käynnistyä.

Talouskasvu tulevaisuudessa biofysikaalisen taloustieteen mukaan

Charles Hallin ja kollegoiden mukaan talouskasvu on pitkälti perustunut halvan öljyn aikana (noin 1860-1970) siihen, että BKT:n kasvaessa on löydetty koko ajan uusia, korkean nettoenergian ja alhaisten tuotantokustannusten öljyesiintymiä. Kasvava öljynkulutus on ruokkinut BKT:n kasvua ja BKT:n kasvu öljynkulutusta.

Nyt ollaan Charles Hallin ja kumppaneiden mukaan öljyntuotannon huipulla, jolloin korkean nettoenergian ja alhaisten tuotantokustannusten öljy on käytetty ja jäljellä on enää alhaisen nettoenergian ja korkeiden tuotantokustannusten öljyä. Tällöin talouskasvu aika ajoin tyrehtyy, kun öljyn hinta nousee, jolloin öljynkysyntä laskee ja hintakin laskee, kun korkeimpien tuotantokustannusten öljyä poistuu markkinoilta. Kun hinta on laskenut, niin kysyntä palaa ja talouskasvu käynnistyy, kunnes se törmää jälleen siihen, että markkinoiden kysyntää pitää tyydyttää kalliilla öljyllä. Tätä mallia havainnollistaa alla oleva kuva (se on rajusti yksinkertaistettu ja sen tarkoituskaan ei ole tavoittaa kaikkia talouskasvun piirteitä).

Kuva 10. Charles Hallin ja Kent Klintgaardin (yksinkertaistettu) näkemys talouskasvusta tällä hetkellä.

Hall ja kumppanit ovat kehittäneet ns. juustohöylämallin kuvaamaan alentuvan nettoenergian vaikutusta elintasoon (kuva 11). Nettoenergia tarkoittaa tuotettua energian määrää, josta on vähennetty kyseisen energian tuottamiseen kulunut energia. Kun nettoenergia (EROEI) pienenee siirryttäessä koko ajan huonolaatuisempiin esiintymiin (joita joudutaan poraamaan syvemmältä ja hankalammista paikoista jne.), niin yhä suurempi osa energiankulutuksesta pitää ohjata energiantuotantoon (musta nuoli kuvassa) jolloin se on poissa muusta käytöstä. Lisäksi suurempi osa kulutuksesta suuntautuu investointeihin ja varsinkin ei-välttämätön kulutus pienenee (punainen nuoli oikealle kuvassa). Investoinneista suurempi osa kuluu energiainvestointeihin ja on pois muista investoinneista (tummansininen nuoli kuvan yläosassa). Öljyn alenevan EROEI:n näkee mm. siitä, että investoinnit öljyntuotantoon kasvavat huomattavasti nopeammin kuin öljyntuotanto (kuva 8 täällä).

Kuva 11. Vasemmalla vuoden 1970 ja oikealla vuoden 2030 arvio Yhdysvaltain taloudesta. Kuvan musta nuoli kuvaa energian osuutta taloudesta, joka on musta laatikko keskellä. Vihreä laatikko edustaa bruttokansantuotetta, joka jakautuu investointeihin (liila) ja kulutukseen (oranssi). Kulutus jakaantuu edelleen välttämättömään (alas oikealle kääntyvä nuoli) ja luksustuotteisiin (punainen nuoli oikealle). Investoinnit jakautuvat energiaan (ylin palautuva, sininen nuoli), infrastruktuuriin (keskimmäinen palautuvista nuolista) ja luksukseen (punainen ja alin palautuva nuoli). Kuvat Charles Hallin ja Kent Klintgaardin kirjasta.

Aineeton talouskasvu

Sixten Korkman toteaa kirjassaan Talous ja utopia, että talouskasvun on muututtava aiempaa aineettomaksi. Korkman ei pohdi sen edellytyksiä eikä realistisuutta heijastellen luultavasti sitä, että uusklassisen taloustieteen piirissä energiankulutuksen kasvulla ei juurikaan ole tekemistä talouskasvun kanssa.

Aineettoman talouden ja talouskasvun osuus voi digitalisaation tms. myötä tulla merkittäväksi. Jeremy Rifkin esimerkiksi on hahmotellut yhteiskunnan muuttuvan teknologian rajun kehittymisen myötä niin, että seuraavan 50 vuoden aikana valmistamisen muuttuvat kustannukset ovat lähellä nollaa tai nolla. Tämä tarkoittaisi, että juuri minkään valmistamisen ei maksaisi juuri mitään ja että kapitalismi ei olisi enää mielekästä vaan tavallaan tuhoaisi itsensä. Rifkinin mielenkiintoista visiota on kritisoitu ns. tekno-utopiana. Rifkinin vision toteutuminen tarkoittaisi, että tuottavuuskehityksen pitäisi kohota viisinkertaiseksi vuoteen 2050 mennessä siihen nähden, mitä se oli 1900-luvun aikana. Tuottavuuskehityksen on myös arvioitu merkittävästi hidastuvan tulevaisuudessa, osaltaan juuri fossiilisen energian kallistuessa, mutta myös muista syistä. Kun Rifkinin visio vaatii tuottavuuskasvun 10 % vuodessa, niin mm. Robert Gordon ennustaa 0,2 %:n tuottavuuskehitystä Yhdysvalloissa. Tuottavuusarvioissa on siis  20-kertainen ero ja molemmat näistä skenaarioista eivät voi toteutua.

Kysymysmerkkejä Rifkinin visiossa on muitakin. Rifkinin mukaan 80 % sähköstä tuotetaan hajautetusti vuoteen 2050 mennessä. Tämä tarkoittaisi kaikkein nopeinta energiasiirtymää tähän mennessä. Mark Twainin suuhun laitettuna kulkee sitaatti, jonka mukaan historia ei toista itseään, mutta sillä on usein rytmi. Kolmas heikkous Rifkinin visiossa on se, että suurpääoma on tähän mennessä ollut luova keksimään niukkuutta liikevoiton kasvattamiseksi silloinkin kun niukkuutta ei luonnostaan ole olemassa (ks. esim. Timothy Mitchellin kirja Carbon democracy). Onko perusteltua uskoa, että suurpääoma ei pystyisi siihen tällä kertaa, mikäli tuottavuus kehittyy ennennäkemättömällä nopeudella? Rifkinin visiota saattaa hyvinkin tukea se, että se olisi paremmin linjassa mahdollisen lähitalouden kanssa, sillä mikäli fossiiliset polttoaineet kallistuvat ja ehtyvät eikä niille kehitetä vaihtoehtoja, niin halpaan rahtiin perustuva globalisaatiokehitys saattaa hyvinkin kääntyä lähitalousbuumiksi. Tätä voi edesauttaa se, että palkkaero globaalin pohjoisen ja etelän välillä pienenee. Monia yrityksiä on jo palannut kehittyvistä maista osin korkeisiin rahtikustannuksiin ja nouseviin palkkakuluihin vedoten. Rifkinin ansioiksi voi laskea ainakin sen, että hän on julkaissut perustellun vision siitä, kuinka fossiilipolttoaineista tullaan pääsemään eroon.

Lopuksi

Keskustelu tulevaisuuden talouskasvun haasteista soisi kiihtyvän, sillä talouskasvua tavoitellaan maailmalla lähes riippumatta poliittisesta ja uskonnollisesta suunnasta eli tavoitteena se on yleisesti hyväksytty asia. Leikillisesti voisi todeta, että uunnitelmatalous ja markkinatalous ovat aatteina yhtä mieltä talouskasvusta, mutta vain keinoista on erimielisyyttä. Toisaalta ilmastonmuutoksen torjunta ja talouskasvu ovat nykyisin jyrkässä ristiriidassa, missä on fossiilisten polttoaineiden ehtymisen ja kallistumisen ohella toinen syy keskustella laajasti talouskasvun hyväksyttävyydestä ja sen mahdollisuudesta suuntautua kestävästi. Talouskasvun ja hiilidioksidipäästöjen kytky on ollut selvä vielä tällä vuosituhannella. 10 %:n talouskasvu on ollut yhteydessä 6,3 %:n hiilidioksidipäästöjen kasvuun (täällä tarkemmin tästä).

Energiankäytön historia on ollut yhä uusien ja parempien energiankantajien käyttöönottoa. Samalla yhdestäkään vanhasta energiankantajasta ei ole luovuttu. Esimerkiksi kivihiili ei korvannut energialähteenä biomassaa eikä öljy kivihiiltä vaan niiden käyttö on kasvanut rinta rinnan. Uusiutuva energia on kasvanut määrällisesti viime vuosina, mutta sen osuus primäärienergiasta ei juurikaan ole noussut. Tätä taustaa vasten energiajärjestelmän muuttaminen kestäväksi ei näytä helpolta.

Edes kaksi öljykriisiä ja viimeisen vuosikymmenen kallis energianhinta ei ole ”kannustanut” kytkemään taloutta irti energiankulutuksesta, ja kytkös on ollut hämmästyttävän vakaa. Tämä tarkoittaa myös sitä, että vaikka joidenkin kehittyneiden maiden energiankulutus ei ole kasvanut talouden kasvaessa, niin se säästynyt energiankulutus on todennäköisesti siirtynyt kehittyviin maihin globalisaation myötä. Kiina ei käyttäisi 50 % maailman kivihiilestä ellei se olisi maailman ”hikipaja”.

Mielenkiintoista on se, että vaikka tuo energian kysynnän tulojousto on ollut 0,7 liki 40 vuotta, niin esimerkiksi ExxonMobil ja BP olettavat, että se on 0,35 vuodesta 2010 vuoteen 2035/2040, johon mennessä talous heidän arvionsa mukaan kaksinkertaistuu nykyisestä. Eli heidän mukaansa tuo riippuvuus ”puolittuu” ja sekä BP että Exxon ennustavat merkittävää energiankäytön tehostumista, jollaiseen öljykriisit ja viime vuosikymmenen ennätysenergian hinnat eivät kannustaneet. Lisäksi heidän arvioiden mukaan öljyntuotanto kasvaa vielä 23 – 30 % vuoteen 2035 mennessä, mitä on erittäin vaikea uskoa.

Joidenkin mukaan finanssikriisi 2008 oli jo kalliin energian ”esinäytöstä” (ks. esim. Hall & Klintgaard, 2012), mutta tuon todistaminen on tietysti vaikeata ellei mahdotonta. Voihan olla, että keksimme jotain tulevaisuudessa mitä nyt ei osata edes visioida ja/tai talouskasvu suuntautuu enemmän ICT:n ja immateriaalioikeuksien yms. suuntaan.

Kümmelin, Ayresin ja Warrin sekä Kanderin ja kumppaneiden mallinnustulokset tarkoittavat, mikäli niihin voi uskoa, että energian kustannusosuus on noin kymmenys sen yhteiskunnallisesta arvosta, sillä energian kontribuutio talouskasvuun on ollut kymmenkertainen sen kustannusosuuteen nähden. Resurssien optimaalinen kohdentaminen taloudessa edellyttää hintasignaalin toimimista. Se ei välttämättä toimi kunnolla, mikäli hinta on kymmenys arvosta. Neuvostoliitto romahti luultavasti pitkälti siksi, että siellä hinnat eivät muodostuneet markkinoilla ja resurssit allokoituivat erittäin tehottomasti. Kesän 1989 viljasadot mätänivät pelloille Neuvostoliitossa, kun maanviljelijät eivät saaneet polttoaineita. Samaan aikaan öljyä käytettiin kuitenkin muualla taloudessa erittäin tehottomasti, kuten myytiin neljäsosalla maailmanmarkkinahinnasta satelliittivaltioille, joille ei muodostunut kannustetta käyttää öljyä tehokkaasti sen halvasta hinnasta johtuen. Pari vuotta myöhemmin Neuvostoliitto romahti lopullisen ”iskun” ollessa liian halpa öljy, jonka myynnistä Neuvostoliitto ei enää saanut tarpeeksi ”kovaa” valuuttaa (Jegor Gaidar, 2007).

Hinta on loistosignaali ohjaamaan resursseja järkevästi taloudessa, mutta uskoakseni se ei toimi markkinataloudessakaan kunnolla öljyn suhteen johtuen sen liian alhaisesta hinnasta sen arvoon nähden. Yhtäkkiä öljyn hintaa ei tietenkään voisi kymmenkertaistaa, mutta jos se olisi ollut alunalkujaan kymmenkertainen, niin meillä ei luultavasti olisi energiankäytöltään näin tehotonta infraa ja maailmantaloutta. Jälkiviisaana voimme todeta, että verotuksen olisi pitänyt jo klassisen taloustieteen aikaan perustua energian ja muiden luonnon resurssien käyttöön eikä työhön ja pääomaan. Jos oletamme, kuten aika perusteltua on, että öljystä yhteiskunnan käyttöön tuleva nettoenergia ei enää kauan kasva (on luultavasti jo laskussa), niin yhteiskunnallinen muutostarve voi olla suuri. Peritty, tehoton infra aiheuttaa aikamoisen hitausmonentin muutokseen, mutta ehkä silti sopeudumme ajoissa. Suuri kysymysmerkki on se, että miten nopeasti fossiilisesta energiasta päästään eroon ilman, että talouskasvu kärsii merkittävästi.

Uusklassisen taloustieteen näkemys energiasta tiivistyy viikon takaiseen talous-nobelisti Paul Krugmanin kirjoitukseen, jossa hän toteaa, että

Energy is just an input like other inputs.

Kuukausi sitten Paul Krugman totesi, että ilmastonmuutoksen hillintä ei juurikaan alenna talouskasvua ja voi itse asiassa kiihdyttää sitä.

…strong measures to limit carbon emissions would have hardly any negative effect on economic growth, and might actually lead to faster growth. This may sound too good to be true, but it isn’t.

Mikäli Krugman on oikeassa, niin oikeastaan koko tämä kirjoitus on turha. Richard Heinbergin vastine Krugmanille löytyy täältä. Sopii toivoa, että debatti ratkeaa Krugmanin eduksi, sillä silloin voidaan saada sekä ilmastonmuutoksen hillitseminen että talouskasvu ja vieläpä suhteellisen helposti. Mutta mitäpä jos Krugman ja hänen edustamansa uusklassinen taloustiede on väärässä?

Aalto yliopiston kauppakorkeakoulun opiskelijoiden parissa on syntynyt viimeisimmän finanssikriisin myötä eräänlainen vastarintaliike, joka on todennut talouden suljetusta kiertokulkumallista, että

Kiertokulkumallissa talous käsitetään suljetuksi vaihtojärjestelmäksi, jonka osapuolia ovat tuotantotekijöitä tarjoavat ja hyödykkeitä ostavat kotitaloudet ja tuotannontekijöiden avulla hyödykkeitä valmistavat ja myyvät yritykset. Kyseessä on järjestelmä, joka ruokkii itseään omilla tuotoksillaan, eli toisin sanoen ikiliikkuja. Tämä on tietenkin täydellistä potaskaa. Todellisuudessa talous on kuin mikä tahansa elollinen olio tai kone, joka käyttää hyväkseen ympäristönsä vähäistä entropiaa (esim. puuta tai muita luonnonvaroja) ja palauttaa ympäristöön takaisin huonontunutta ainetta ja energiaa eli suurempaa entropiaa (esim. hiilidioksidia tai jätteitä).

Usein suureen tieteen paradigmamuutokseen vaaditaan uusi sukupolvi tieteentekijöitä. Sellainen on kenties kasvamassa Aalto yliopistossakin, sillä samainen vastarintaliike toteaa vielä, että

Taloustiede on myös ainoa itsensä täsmälliseksi mieltävistä tieteenaloista, joka ei huomio termodynamiikan lainalaisuuksia (kts. esim. Daly & Farley, Ecological Economics). Taloustieteen juuret ovat edelleen tukevasti kiinni newtonilaisessa mekaniikassa, jossa jokaista tapahtumaa seuraa samansuuruinen vastareaktio eikä palautumattomia virtoja ole. 

Hiilidioksidipäästöjen vähentämiseltä energiankäytön tehostamisella putoaa pohja pois, mikäli rebound-vaikutus on yli 100 %. Mikäli se on ”vain” 60 %, kuten se monessa tapauksessa suorilta vaikutuksiltaan vaikuttaa olevan, niin energiatehokkuuden parantaminen ei ole edes puoliksi niin hyvä keino kuin mitä se yksinkertaisimmillaan näyttäisi, joten energiatehokkuuden talouskasvuvaikutuksista tarvitaan paljon lisää tietoa. Kattava hiilivero tai kansainvälinen hiilidioksidin päästökauppa hillitsisi energiatehokkuustoimien rebound-vaikutuksia.

Lähteet

1. Charles Hall ja Kent Klintgaard.Energy and the Wealth of Nations.
2. Reiner Kümmel. The Second Law of Economics: Energy, Entropy, and the Origins of Wealth
3. Robert Ayres ja Benjamin Warr.The Economic Growth Engine: How Energy and Work Drive Material Prosperity
4. Astrid Kander ja muut.Power to the People, Energy in Europe over the Last Five Centuries
5. BP:n Energy Outlook 2035.
6. ExxonMobil Energy Outlook 2040.