Hyvästi, öljy!

Ne lämmittävät kotimme, antavat virtaa kahvinkeittimelle ja pitävät vaatteemme valmistavat tehtaat käynnissä. Ne toimivat jugurttipurkkiemme raaka-aineena, kuljettavat meidät töihin ja tuovat ruuan kauppoihin. Fossiiliset polttoaineet, öljy, kivihiili ja maakaasu, ovat seuranamme kaikilla elämän alueilla.

Fossiilisten polttoaineiden tiheään muotoon pakkautunut hiili on verraton energiankantaja. Kääntöpuolena sen polttamisesta syntyvällä hiilidioksidilla on ilmastoa lämmittävä vaikutus. Ja fossiilisten polttoaineiden mukana tupruttelemme ilmakehään hiilen, joka on sitoutunut maaperään satojen miljoonien vuosien aikana.

Ekologinen kriisi pakottaakin kysymään, selviämmekö ilman tätä uskollista mutta planeettamme kestokyvyn ylittävää kumppania.

”Ilman muuta selviämme. Eri sektorit muuttuvat fossiilivapaiksi eri tahtia: ensin sähkö, sitten lämpö ja viimeisenä liikenne”, arvioi apulaisprofessori Annukka Santasalo-Aarnio. Hän tutkii Aalto-yliopistossa energian varastointia ja konversiota eli prosesseja, joilla energiaa muutetaan muodosta toiseen.

”Mutta meidän täytyy mullistaa tapamme tuottaa ja käyttää energiaa.”

Fossiiliton Suomi nojaa tuulivoimaan

Suomessa yli 40 % sähkön, lämmön, liikenteen ja teollisuuden energiasta tuotetaan fossiilisilla polttoaineilla ja turpeella. On selvää, että siteen katkaiseminen ei ole yksinkertaista.

Globaali energiamurros on kuitenkin alkanut ja Suomi voi viedä sen voitokkaasti maaliin, esittää Smart Energy Transition -tutkimushanke. Aalto-yliopiston johtamassa hankkeessa monitieteinen tutkijaryhmä on mallintanut fossiilivapaan Suomen.

”Ei ole olemassa yksittäistä teknologiaa, joka voidaan siirtää fossiilisten polttoaineiden tilalle, vaan kokonaisuus muodostuu puroista”, sanoo hankkeen johtaja, professori Armi Temmes Kauppakorkeakoulusta.

Hankkeen mallinnuksen mukaan 95 % Suomen primäärienergiasta voitaisiin tuottaa jo markkinoilla olevilla, tuuleen, aurinkoon, biomassaan ja ydinvoimaan perustuvilla teknologioilla. Lisäksi tarvitaan fossiilivapaita polttoaineita esimerkiksi raskaaseen liikenteeseen ja teollisuuteen.

”Lähtökohta on, että yhteiskunta sähköistyy puhtaasti tuotetulla sähköllä. Tuuli- ja aurinkovoimakapasiteetin pitäisi yli kymmenenkertaistua, sillä biomassan käyttöä ei voida kestävällä tavalla enää merkittävästi lisätä”, Temmes avaa hankkeen laskelmia.

Kylmässä pohjolassa kotien suurin energiasyöppö on lämmitys, ja kaukolämpö on merkittävä kivihiilen ja maakaasun käyttäjä. Smart Energy Transition -hanke on mallintanut, miten Helsingin kokoinen kaupunki lämpiäisi puhtaasti.

Sen mukaan fossiiliset polttoaineet voitaisiin pitkälti korvata tuuli- ja aurinkovoimalla toimivilla teollisilla ja kiinteistökohtaisilla lämpöpumpuilla. Ne keräävät lämpöä maasta, vedestä ja hukkalämmön lähteistä, kuten teollisuudesta ja rakennuksista. Varavoimaa tarjoaisi biomassalla toimiva sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitos.

”Energiamurroksessa sähkö ja lämpö kietoutuvat tiukemmin yhteen”, Temmes sanoo.

Hajauta ja hallitse

Fossiiliset polttoaineet ovat pitäneet parhaansa mukaan huolen siitä, että energiantuotantomme on vakaata, keskitettyä ja hallittavaa. Pökköä voidaan heittää pesään silloin, kun sähköä ja lämpöä tarvitaan.

Hajautetussa, tuuleen ja aurinkoon nojaavassa järjestelmässä sähkön tarjonta vaihtelee, joten tarvitaan tapoja tasata kysynnän ja tarjonnan vaihteluita.

”Meillä on jo paljon tehokkaita energian varastointitekniikoita, kuten vesivoimaa, lämpövarastoja ja akkuteknologiaa,ja uutta kehitetään koko ajan. Varastointi ei kuitenkaan ole taikakeino, jolla uusiutuvasta energiasta saadaan tasaista, vaan meidän säädeltävä myös energian kulutusta”, Annukka Santasalo-Aarnio sanoo.

Tulevaisuudessa meidän täytyy siis kiinnittää enemmän huomiota siihen, milloin käytämme sähköä. Tässä kohtaa teknologia rientää apuun: älykkäillä sähköverkoilla ja rakennusten automaatiolla on kysynnän ja tarjonnan tasapainottamisessa tärkeä rooli.

”Energian ja rakentamisen välille muodostuu tiivis yhteispeli. Rakennuksissa on omaa aurinkosähkön tuotantoa ja lämpöpumppuja. Ne säätävät omaa kulutustaan esimerkiksi älykkäillä lämmitysjärjestelmillä ja varastoivat energiaa lämminvesivaraajiin ja maalämpökaivoihin. Energiatehokkaalla rakentamisella torjutaan lämpöhukkaa”, Armi Temmes sanoo.

Kasvihuonekaasu talteen ja tankkiin

Öljyyn perustuva liikennejärjestelmämme kaipaa perinpohjaista remonttia. Sähköautot, joukkoliikenne ja uudet liikkumispalvelut tarjoavat vaihtoehtoja omalla bensa- tai dieselautolla ajamiselle, mutta ne eivät ratkaise raskaan liikenteen ja lentoliikenteen ongelmaa.

”On epätodennäköistä, että liikenteessä päästään irti nestemäisistä hiilipohjaisista polttoaineista, sillä hiili on energian kantajana ylivoimainen. On kuitenkin eri asia, saadaanko hiili fossiilisista polttoaineista, biopohjaisista raaka-aineista vai jo ilmakehässä olevaa hiilidioksidia kierrättämällä”, Annukka Santasalo-Aarnio sanoo.

Liikenteen fossiilivapaiden polttoaineiden kehityksessä on otettu mammutinharppauksia viime vuosina. Kotimainen Neste on tuonut markkinoille uusiutuvan dieselin ja lentokerosiinin, joilla voidaan vähentää päästöjä jopa 90 % perinteisiin polttoaineisiin verrattuna.

Santasalo-Aarnion tutkimusryhmä on mukana Neste Digifuel -hankkeessa, jossa kehitetään uusiutuvaa bensiiniä.

”Toistaiseksi kaikki uudet polttoaineet joutuvat vielä kilpailemaan halvan öljyn kanssa.”

Liikenteen polttoaineiden seuraavana askeleena pidetään synteettisiä polttoaineita, joita voidaan valmistaa päästöttömästi uusiutuvalla energialla esimerkiksi käyttämällä vedestä erotettavaa vetyä ja ilmasta saatavaa hiilidioksidia.

Nestemäinen polttoaine sopisi yhteen nykyisen moottoriteknologian ja polttoaineiden jakeluinfrastruktuurin kanssa. Synteettiset polttoaineet ovat myös lupaava sähkön varastoinnin ratkaisu ja niillä voitaisiin korvata öljyä kemianteollisuuden raaka-aineena.

Näitä tutkitaan myös Santasalo-Aarnion ryhmässä.

”Suomalainen teollisuus on tällä hetkellä erittäin kiinnostunut aiheesta. Business Finlandin johdolla rakennetaan alan ekosysteemiä, jossa on mukana suomalaisia yliopistoja ja suuria yrityksiä.”

Teknologia on apu, ei ratkaisu

Tarvitsemme kipeästi ja kiireellisesti vaihtoehtoisia tapoja lämmittää koteja, tuottaa puhdasta sähköä kahvinkeittimille ja kuljettaa ihmisiä ja tavaroita paikasta toiseen.

Yhtä tärkeää on suunnata katse energian kulutukseen.

”Aivan ensimmäiseksi meidän täytyy vähentää turhaa kuluttamista. Teollisuus ja sen kuljetuksista johtuva liikenne ovat yksi suurimpia energiasyöppöjä”, Annukka Santasalo-Aarnio sanoo.

Puhdasta energiajärjestelmää ei rakenneta pelkällä teknologialla, vaan se vaatii suurta systeemistä muutosta, Armi Temmes huomauttaa. Vaaditaan muutoksia markkinoihin, liiketoimintaan, vero- ja tukipolitiikkaan sekä yritysten toimintamalleihin.

”Meidän täytyy heti alkaa purkaa esimerkiksi verotuksen esteitä uusiutuvaan energiaan siirtymisen tieltä”, Temmes sanoo.

Energiamurros näkyy jo markkinoilla. Tuulivoimaloiden, aurinkopaneelien, akkujen, lämpöpumppujen ja energiaa säästävän teknologian hinnat ovat laskeneet huomattavasti. Tarjolla on uudenlaisia liikkumispalveluita ja kotitalouksien energiankäyttöä sääteleviä älykkäitä järjestelmiä.

”Uudet energiaratkaisut vaativat monen teollisuudenalan yhteistyötä ja globaalia mittakaavaa. Toisaalta niissä on valtavasti liiketoimintamahdollisuuksia”, Santasalo-Aarnio sanoo.

Energiamurros antaa jokaiselle mahdollisuuden olla heittämässä hyvästi fossiilisille polttoaineille.

”Ilmastoahdistukseen liittyy tunne, ettei asioille voi tehdä mitään. Oma aurinkosähkö tai lämpöpumppu antaa hallinnan tunnetta ja konkreettisen keinon osallistua omilla toimilla ilmastonmuutoksen hillintään”, Armi Temmes sanoo.

Teksti: Annamari Tolonen. 

Artikkeli on julkaistu Aalto University Magazinen numerossa 25 lokakuussa 2019.