Aikaisemmin pohjustin negatiivisten päästöjen roolia ilmastonmuutoksen torjunnassa. Ilmastotavoitteissa pysyvät skenaariot sisältävät tyypillisesti valtavat määrät negatiivisia päästöjä sekä AFOLU sektorilla, että bioenergiaa hiilidioksidin talteenotolla. Vuosisadan toisella puoliskolla näiden tulisi muodostaa (keskimäärin) suunnilleen 15 gigatonnin kokoiset negatiiviset päästöt vuosittain.  Tässä toisessa osassa keskityn pohdiskelemaan sitä mitä tämä voisi Suomessa tarkoittaa. Tämä ei taaskaan ole tarkoitettu ennusteeksi siitä mitä uskon tapahtuvaksi vaan luonnostelmaksi siitä minkä luonteisia asioita meidän pitäisi tehdä mikäli tekojen halutaan olevan oikeassa suhteessa ilmastonmuutoksen hillinnässä negatiivisille päästöille asetettuihin tavoitteisiin. Kirjoitus on osin ääneen ajattelemista ja taas aika pitkä…sori siitä ja elämä on.

Ensimmäinen kysymys on toki se kuinka suuri osa noista globaaleista negatiivisista päästöistä on meidän vastuullamme? Tätä voi lähestyä monella tapaa. Varmasti on niitä joiden mielestä asia ei kuulu meille ensinkään, koska olemme valmiiksi niin erinomaisia. Sivuutetaan kuitenkin heidät ja keskitytään jonkinlaiseen eettiseen reflektioon kykeneviin. Voisimme esimerkiksi ajatella, että vastuu jaetaan suunnilleen väkiluvun suhteessa jolloin meidän osuus olisi noin 10 miljoonaa tonnia hiilidioksidia vuodessa. Toisaalta voisimme ajatella, että rikkaana maana meillä on suurempi vastuu ja vertailla esimerkiksi bruttokansantuotteita. Tämä voisi antaa meille vastuun noin 45 miljoonan tonnin negatiivisista päästöistä. Voisimme kenties arvioida eri maiden historiallisia päästöjä ja jakaa vastuut sen perusteella. Ehkä huomioimme sen, että Suomen kaltaisissa harvaanasutuissa maissa negatiivisia päästöjä on kenties helpompaa aikaansaada kuin muualla ja meidän vastuun tulisi tämän vuoksi olla keskimääräistä korkeampi? Toiset voivat haluta laskea meidän metsien nielut heti negatiivisina päästöinä. Toisaalta eikö kyseessä ole maantieteellinen sattuma, josta ei tule erikseen palkita? Eikö negatiivisiksi päästöiksi tulisi hyväksyä vain negatiiviset päästöt, jotka ovat suurempia kuin ”business as usual” trendi? Kysymykseen ei ole yksikäsitteistä vastausta, mutta itse kallistun siihen suuntaan, että meidän vastuumme on merkittävästi väestöosuuttamme suurempi.

Muutama vuosi sitten Sitra julkaisi tilaamansa raportin ”What does the Paris climate agreement mean for Finland and the European Union?”, jossa näitä kysymyksiä hiukan sivuttiin. Raportissa todettiin, että senkin jälkeen, kun metsien ja maaperän nieluja on kasvatettu, tarvitaan vielä ylimääräisiä negatiivisia päästöjä. Esitellyssä skenaariossa näitä saatiin bioenergialla hiilen talteenotolla niin, että tällaisia laitoksia alettaisiin Suomessa rakentamaan jo muutaman vuoden kuluttua. Ymmärtääkseni kukaan ei suunnittele tällaisia eli skenaario on tältä osin teoreettinen. Raportissa ehdotetaan, että Suomen päästöjen tulisi vuonna 2050 olla 152% alhaisemmat (equity skenaario) kuin vuonna 1990. Tuo voisi siis tarkoittaa noin 30 miljoonan tonnin edestä negatiivisia päästöjä.

Sitran raportin bioenergiapainotus oli kuitenkin huolestuttavaa. Siellä esitetään, että Suomen primäärienergiasta noin 190TWh tulisi bioenergiasta ja tästä suurin osa olisi varustettu hiilen talteenotolla (BECCS). Tuo tarkoittaisi, että bioenergian määrä noin kaksinkertaistetaan nykyisestä ja liki koko metsän kasvu poltettaisiin. Tämän ekologinen (ja taloudellinen) kyseenalaisuus on varmasti ilmeistä kaikille, mutta onko meillä muita vaihtoehtoja?

Totta kai on ja luonnostelen nyt erilaisia vaihtoehtoja, jotka eivät edellytä Sitran skenaarion kaltaista metsien tuhoamista, mutta mahdollistaisivat merkittäviä negatiivisia päästöjä. Energiamallintajat täyttävät mallinsa BECCSillä, koska energiamalleihin on koodattu rajallinen määrä teknologiavaihtoehtoja. Niihin on tyypillisesti viitsitty koodata bioenergiaa (eri muodoissa) kuten myös hiilen talteenottoa, mutta suurta osaa vaihtoehdoista ei mallinneta. Kun teknologiapaletti on vahvasti rajattu ja samaan aikaan on pakko jotenkin kattaa energian kysyntä JA pysyä esimerkiksi 2 asteen alapuolella, mallit voivat antaa villejä tuloksia. Ei ole mitään erityistä syytä uskoa, että optimaalinen tapa tuottaa negatiivisia päästöjä olisi edes kytketty energiasektoriin. Miksi ihmeessä poltto ja siinä vapautuvan kaasun käsittely ja varastointi olisi esimerkiksi helpompaa kuin koko prosessista pidättäytyminen?

Professori Ahola totesi ilmeisen asian mikä valitettavasti on usein rajattu mallinnustöiden ulkopuolelle.

On paljon energiantuotannon ulkopuolisia työkaluja mitä nämä mallit eivät pidä sisällään. Sivuutan hiilidioksidin poistamisen suoraan ilmakehästä ”direct air capture” liian kalliina energiasyöppönä. Samoin perustein sivuutan rapautumisen, koska sen nopeuttaminen relevanttiin aikaskaalaan söisi valtavasti energiaa.

Mitä jos metsitämme ”tarpeettomia” peltoja? Joissain arvioissa on esitetty, että tällaista maata voisi olla 500000 hehtaaria. Ei ole varmaan liikaa odottaa, että sidonta voisi ilman ponnistuksia olla suuruusluokaltaan 5 tonnia hiilidioksidia per hehtaari jolloin tuo voisi vastata noin 2.5 miljoonan tonnin negatiivisia päästöjä. Tällä hetkellä osa haaveilee tämän maa-alan käytöstä energiaplantaaseina, mutta silloin vaihtoehtokustannus nielujen suhteen valitettavasti sivuutetaan. Mm. ilmastopaneeli on arvioinut tämän keinon yhdeksi merkittäväksi maatalouden päästövähennyskeinoksi.

Voisiko ”tarpeettomia” peltoja olla enemmänkin? Vilja- ja rehunurmiala on noin 2 miljoonaa hehtaaria ja tästä melkein kaikki palvelee eläintuotantoa. Jos vähennämme eläintuotteiden kulutusta rajusti, voisimme vapauttaa pyöreästi miljoona hehtaaria hiilen sidontaan. Tuo tarkoittaisi helposti noin 5 miljoonan tonnin negatiivisia päästöjä. Turvemaiden raivaus pelloiksi (taas eläintuotannon sivussa) on myös suhteettoman merkittävä päästöjen lähde, jonka voisimme halutessamme tyrehdyttää. Minusta on muuten kiinnostavaa huomata kuinka eläinten vähennysvaihtoehtoa ei usein suostuta edes mainitsemaan. Toki se vaatii muutoksia ruokailutottumuksissa, mutta tämän kaltaisista trade-offeista tulisi keskustella niin, että kaikki vaihtoehdot ovat aidosti esillä. Se, että tietyt vaihtoehdot rajataan jo selvitysvaiheessa pois, on omanlaistaan vallankäyttöä. Kun vain yksi vaihtoehto on pöydällä, mitäpäs siinä enää keskustelemaan siitä miten itse asiassa kannattaisi toimia? What could go wrong?

Lisäys 23.3: Konsta Happonen kertoi toisaalla, että pohjoisten alueen peltojen metsitys voi olla lämpenemisen kannalta kehno ajatus. Ilmastonmuutoksen torjunnan kannalta relevantilla aikaskaalalla albedon muutokset vaikuttavat pohjoisessa niin, että pellon metsityksellä voi itse asiassa olla ilmastoa lämmittävä vaikutus. Tätäkin pitää miettiä pidemmälle. Ehkä niityt tms. voisi toimia tässä paremmin? (Lähde ”Small temperature benefits provided by realistic afforestation efforts”: Arora ja Montenegro) Pohjoisen pellot toimivat hiilen lähteinä, mutta samalla niiden yksioikoinen metsittäminen ei ole ilmaston kannalta fiksu ajatus.

Kiinnostava kysymys muuten on, että jos Suomen keskilämpötila nousee vuosisadan aikana esimerkiksi 6 astetta,  olemmeko enää tulevaisuudessa viljelyn kannalta marginaalista seutua? Jos nyt metsitämme turhia peltoja, olemmeko sukupolven päästä raivaamassa niitä takaisin pelloiksi? Pitäisiköhän tähän jotenkin varautua niin, että se tehdään ilman sidotun hiilen vapauttamista ilmakehään? Ehkä jopa EU-tasolla pitäisi alkaa miettimään sääntelyä ja kannusteita sille, että peltojen raivaus tehdään minimoiden hiilen vapautuminen ilmakehään.

Mitä vielä? Voisimmeko pidentää metsäteollisuuden tuotteiden elinikää? Voisimmeko saada ne kestävimmiksi? Kehittää paperia, jota on vaikeampaa polttaa? (Terry Pratchett taisi muuten jossain kirjassaan hauskasti keskustella kirjastoista hiilensidonnan kannalta.) Voisimmeko käsitellä kaiken rakennuspuun niin, että hiili sitoutuu pidemmäksi aikaa? Ohjata teollisuutta kestävämpien tuotteiden suuntaan? Mikäli näitä voidaan toteuttaa, puhutaan varmasti helposti miljoonien tonnien kasvusta hiilen sidonnassa.

Metsäteollisuus polttaa tällä hetkellä prosesseissaan 39TWh edestä sivutuotteena saatavaa mustalipeää. Mitä jos emme polta sitä vaan kasaamme sen kasoiksi ja pidämme huolen, että hiili pysyy niissä? Loimme kertaheitolla ehkä 25 miljoonan tonnin negatiivisen päästön. (TPML=tolkuton pyramidi mustalipeää teknologia) Nyt alamme olla kiinnostavassa mittaluokassa. Mustalipeän polttoa tehdään ymmärtääkseni osin rikin ja natriumin kierrättämiseksi takaisin prosessiin, mutta onko se välttämätöntä ja jos on, voisiko sen tehdä ilman kaiken mustalipeän polttamista taivaan tuuliin? Tämä toki loisi 39 TWh reiän primäärienergian tuotannossa, mutta siitä sitten vain täyttämään se tavoilla, jotka eivät edellytä polttoa. Toiset voisivat myös pitää tästä vaihtoehdosta, koska se ei välttämättä tarkoittaisi metsäteollisuuden volyymin pienentämistä. Sama määrä puuta ostettaisiin edelleen, mutta sen poltto vain lopetettaisiin.

Neljä tällaista joka vuosi

Miltä muuten mustalipeän varastointi tuossa mittakaavassa voisi näyttää? Vuosittaisten kasojen tilavuus olisi ehkä jossain 10 miljoonan kuution nurkilla. Onko se paljon? Kheopsin pyramidin tilavuus on noin 2.5 miljoonaa kuutiota eli tekisimme noin 4 Kheopsin pyramidin kokoista mustalipeäkasaa…joka vuosi. Voihan tuota aika mittavana pitää, mutta toisaalta kaikki materiaalivirrat ovat jo olemassa. Tuollaisia määriä meidän metsäteollisuus siirtelee jo nyt. Tämä skaala myös indikoi sitä absurdia tilannetta mihin ilmastonmuutos meitä ajaa. Tässä mittakaavassa asioita tulee tehdä, jos joskus ilmastotoimiin todella ryhdytään. (Tulevaisuuden arkeologit voivat varmasti ihmetellä miksi tänne yhtäkkiä ilmestyi vuosisadan aikana satoja pyramideja? Ehkä voisimme tehdä heidän työnsä kiinnostavammaksi hautaamalla niihin kaupungin johtajia, kunnanhallituksen ja -valtuuston puheenjohtajia ja valtuustoryhmien puheenjohtajia.)

Entä jos vähennämme hakkuita? Ekologisesti tämä olisi varmasti hyvä ajatus. Tästä on viimeaikoina keskusteltu paljon ja ympäristöstä huolestuneet ovat laajasti pitäneet (nyt kaatuneen) hallituksen suunnitelmia hakkuiden lisäämiseksi vastuuttomina. Keskustelussa on toki ollut lähinnä se, että hakkuut pitäisi kohtuullistaa siihen mitä ne olivat pari vuotta sitten ei niinkään se, että metsäteollisuuden kokoa olennaisesti pienennettäisiin. Yhtäkaikki jos hakkuita pienennetään esimerkiksi 10 miljoonaa kuutiota, niin nieluja voidaan vahvistaa merkittävästi.

Entä puun polttaminen laajemmin? Meillä puuta poltetaan kaiken kaikkiaan noin 90TWh edestä. Siitä merkittävä osa oli tuota mustalipeää, mutta entä jos lopetamme kaiken muunkin polton? Kehittämällä mullistavan ”hirveä halkokasa” (HHK) teknologian, voisimme saada tuosta ehkä 30 miljoonan tonnin negatiiviset päästöt. Ehkä turhat pellot voisi yhdistää tähän ja käyttää niitä halkokasojen rakentamiseen? Ehkä näin hiilensidonta hehtaaria kohden voisi olla suurempaa ja aiheutamme kokonaisuudessa pienemmän ekologisen haitan? Tämä toki taas jättää aukon energiantuotantoon, joka on täytettävä jollain muilla vaihtoehdoilla.

Tätä blogia kirjoittaessa opin, että joku on jo ehdottanut tätä akateemisessa kirjallisuudessa! Zeng et al. ovat lanseeranneet tälle jopa englanninkielisen lyhenteen WHS (wood harvest and storage) (lähteet Zeng et al. 2008 ja Zeng et al. 2013). He arvioivat, että puiden upottaminen kaivantoihin voisi maksaa niin vähän, että se hoituisi 14 $/tCO2 hinnalla. Tämä olisi merkittävästi halvempaa kuin mikään hiilidioksidin talteenotto- ja varastointi-idea. Kyse ei myöskään ole varsinaisesti mistään rakettitieteestä vaan voisimme alkaa tekemään sitä jo tänään. Toki parempi olisi, jos keksisimme tälle materiaalille jonkun hyvän käyttökohteen missä hiili pysyy poissa kierrosta, mutta ne eivät ole ennakkoehto negatiivisten päästöjen aikaansaamiselle. (Kenties sidonnan valvonta voi jopa olla helpompaa suhteellisen harvoista kasoista.)

Monet yllä esitetyt vaihtoehdot ovat ”low tech”-ratkaisuja, jotka voitaisiin niin halutessa varmaan melko helposti toteuttaa. Suomi voisi siis (hiukan yllättävästi) suhteellisen helposti aikaansaada merkittäviä negatiivisia päästöjä. Miksi tätä ei sitten tehdä? Mitään kannusteita tälle ei tällä hetkellä ole. Monin paikoin kannusteet pikemminkin ajavat vaikkapa maatalouden päästöjen kasvattamiseen tai biomassan ohjaamisen poltettavaksi. IPCC:n skenaarioissa päästövähennyksiin ja negatiivisiin päästöihin kannustetaan hiilen hinnalla. Alla olevassa kuvassa näytän heidän 1.5 asteen skenaarioiden keskiarvon hiilen hinnalle.

Hiilen hinta IPCC:n 1.5 asteen skenaarioissa keskimäärin. Tonnista hiilidioksidia tulisi maksaa (kaikilla sektoreilla kaikkialla) yli 200 euroa jo vuonna 2030. Euroopan päästökauppajärjestelmässä (mikä kattaa vain osan päästöistä), tonnin hinta on tällä hetkellä noin 20 €.

Skenaariot visioivat keskimäärin, että maksu olisi jo yli 200 €/tCO2 vuonna 2030 ja tämä olisi vasta alkulämmittelyä. Onko missään poliitikkoa, joka näin jyrkkää hiilimaksujen nousua kannattaisi? Onko jossain energiayhtiötä, joka laskisi investointiensa kannattavuutta tämän kaltaisella hiilimaksulla? En itse ole tällaista huomannut. Pientä puhetta on ollut siitä, että hiilensidonnasta pitäisi saada korvaus ja päästökauppaa tulisi laajentaa useammalle sektorille EU:n sisällä, mutta muuten tästäkin asiasta ollaan oltu kovin hiljaa. Ilmastotavoitteiden ja käytännön realiteettien välillä on (ja on ollut pitkään) räikeä ristiriita.

Jos metsäteollisuus saisi sanotaan vaikka 50€/tonni sitomastaan hiilidioksidista, he voisivat saada mustalipeäpyramidien rakentamisesta noin miljardin tulot vuosittain.Tuollaisella tulovirralla ei pitäisi olla vaikeaa korvata sitä 39TWh aukkoa primäärienergian tuotannossa. Jos metsähake maksaa noin 20€/MWh, niin kuutiohinta olisi noin 40€ ja siitä vapautuu poltettaessa reilu tonni hiilidioksidia. Jos tuo kilpailee halkokasan rakentamisen kanssa, voi parinkympin korvaus negatiivisesta päästöstä riittää siihen, että haketta ei myydä poltettavaksi. (Tällä hetkellä toki maksetaan vastaavia tukia sille, että puuta poltetaan. Negatiivisista päästöistä ei tältä osin kannata maksaa ennen kuin polttamisen tuet on lopetettu.)

Tällä hetkellä viljatilat eivät kannata ja edellyttävät ilmeisesti noin 700 euron tulot hehtaarilta kulujen kattamiseksi. Mitä jos maanviljelijät saisivat korvauksen sidotusta hiilestä? Jos he sitovat esimerkiksi 10 tonnia per hehtaari vuodessa ja saavat 50 € per tonni korvausta, tulot hiilensidonnasta voivat helposti olla suurempia kuin viljanviljelystä ja tehty työmäärä merkittävästi alhaisempi. Nämä luvut ovat minusta yllättävänkin alhaisia ja kertovat siitä kuinka helppoa negatiivisten päästöjen aikaansaaminen voi olla mikäli niitä halutaan.

Toisaalta tämä myös herättää kysymyksiä joita on hyvä pohtia. Melko alhainen korvaus mikä voi kannustaa maanviljelijät halkokasojen rakenteluun kertoo myös kuinka herkästi negatiivisten päästöjen hinnoittelu voi alkaa vaikuttamaan ruuan tuotantoon. Itse asiassa IPCC:n skenaarioissa (niissä missä tämä tieto annetaan) ruuan hinta nousee merkittävästi vaikka historiallisesti ruuan hinta on pysynyt melko vakaana. Vaara siitä, että negatiivisten päästöjen markkinat lisäävät riskiä niiden harteille, jotka sitä vähiten kykenevät kantamaan, on ilmeinen. Kun näitä pohditaan, voi olla syytä luoda erillisiä mekanismeja tämän riskin siirtämiseksi köyhiltä rikkaille. Tämä kuvio pitää miettiä valmiiksi ENNEN kuin näitä aletaan tekemään.

Voin kuvitella, että esimerkiksi metsäteollisuus ei välttämättä vastustaisi mikäli sille maksetaan mustalipeän polttamatta jättämisestä. Toisaalta he tuskin olisivat yhtä innokkaita metsänomistajille maksettavasta korvauksesta business-as-usual trendiä voimakkaammasta hiilensidonnasta. Se kuitenkin loisi kilpailevaa kysyntää puulle ja nostaisi heidän raaka-aineensa hintaa. Samasta syystä metsänomistaja taas voisi olla tästä kiinnostunut. Halkokasojen omistaja eittämättä voisi pitää siitä, että halkokasojen olemassaolosta saisi maksun, mutta toisaalta ne joiden liiketoiminta nojaa polttoon, eivät tästä pitäisi. Heidän pitäisi alkaa maksamaan biomassastaan enemmän. Nämä huomiot indikoivat, että negatiivisten päästöjen hinnoittelu tulisi varmasti olemaan hankalaa ja eri ryhmien intressit eivät useinkaan kohtaa. Varmasti syntyisi vahvoja lobbausryhmiä, joiden pyrkimyksenä olisi yksinkertaisesti torpedoida negatiivisista päästöistä saatava korvaus.

Lisäksi tällä hetkellä monella ensisijaisena prioriteettina on uusiutuvan energian osuuden kasvattaminen ilmastonmuutoksen torjumisen sijaan. Atte Harjanne ja Janne Korhonen ovat kirjoittaneet tämän aiheuttamasta ongelmakentästä tuoreessa Energy Policy lehden artikkelissaan. Bioenergian kohdalla tämä prioriteetti voi olla ristiriidassa sen kanssa, että saisimme luotua merkittäviä negatiivisia päästöjä, joita ilmastotavoitteet kuitenkin edellyttävät. Yksioikoinen tavoite uusiutuvan energian osuuden kasvattamisesta ajaa (tukiaisten voimalla) biomassaa poltettavaksi ja voi estää muuten alhaisin kustannuksin saatavat negatiiviset päästöt. Ehkä meidän tulisi alkaa näkemään biomassa ennen kaikkea hiilensidonnan perspektiivistä polttamisen sijaan? Tämä edellyttää kuitenkin melkoista muutosta ajatustottumuksissa ja tämän tyyppinen muutos on usein hidasta ja etenee valitettavasti yhdet hautajaiset kerrallaan.

Jani-Petri Martikainen

Viitteen varapuheenjohtaja ja fysiikan lehtori Aalto Yliopistossa