Taajama-asteen noustessa vuoteen 2050 mennessä yli 80 % koko maailmassa ja väestön ollessa 9 miljardia asukasta, on tarvetta myös eliminoida suurin osa ihmiskunnan hiilidioksidipäästöistä. Onkin esitetty, että saasteiden (ja savusumun) osalta tulisi olla 20 % vähennys 2020 mennessä ja 80 % vähennys 2080 mennessä.
Vertailuvuosi on 1990.
Yhtenä ratkaisuna on esitetty RFH-järjestelmää. Tämä koostuu Uusiutuvasta Energiasta, Fuusioenergiasta ja Vedystä. Energiavarastona (sähköenergia) vety on lähes ylivoimainen, nesteenä 2 698 kWh/m³ (LH2) tai paineistettuna kaasuna 648 kWh/m³ (CGH2). Ennen kuin kryogeniikkaa saadaan sovellettua riittävän edullisesti, CGH2 on tehokkain keino varastoida vetyä. Syynä ovat LH2:n konversiohäviöt (jopa 30 %) ja haihtuminen (noin 1 % vuorokaudessa).
Fuusio onkin merkittävä potentiaali tulevaisuudessa, mutta sitä ennen on sanottu tarvittavan neljäs sukupolvi fissiovoimaloita (OL-3 on EPR, joka on taas kolmannen sukupolven prototyyppi). Näin ollen tämän sovellutus voi tulla liian myöhässä. Toisaalta ydinvoiman elinkaaren aikaiset päästöt ovat 1.4 - 288 gCO2e/kWh (mediaani 66 g) pohjautuen 103 elinkaaritutkimukseen ydinvoiman päästöistä.
Suomessa taas primäärienergian tuotanto vuonna 2008 oli 1 400 440 TJ ja päästöt 54 Mt (CO2). Tämä tekee noin 10.7 gCO2/kWh eli karkeasti laskien varsin hyvin verrattuna aiemmin mainittuun tutkimukseen.
Otetaan esimerkkinä yksi tehokkaimmista sähköautoista, 2010 Lightning GT, joka kulkee 36 kWh / 300 km. Tämä tarkoittaisi Suomen sähköverkosta otettuna noin 1.285 g / km päästöjä. Romutusikä autoilla Suomessa on keskimäärin 18 vuotta, joten sähköautot yleistyvät riippuen kuluttajista vuosina 2020 – 2030.
Olisiko sitten parempi keino saavuttaa päästövähennykset? Energiatehokkuudesta sähköautot on hyvä merkki, mutta myös tuotannon tulisi saavuttaa riittävät vähennykset. Otetaan sitten vertailuun aiemmasta tutkimuksesta Uusiutuva Energia.
Avomerellä toimiva 2.5 MW tuulivoimalaitos on arviolta 9 gCO2e/kWh, 80 MW aurinkolämpö 13 ja monikidepii-aurinkopaneelit 32 gCO2e/kWh. Kaikki luvut ovat elinkaaren aikaiset päästöt. Vaikka tämä ei kerro koko totuutta, on luku varsin hyvä verrattuna tämän hetkisen ydinvoiman mediaaniin.
Pilkotaan vielä ydinvoiman mediaani (66.08 gCO2e/kWh) osiin. Alustaminen 25.09, rakentaminen 8.20, operatiivinen käyttö 11.58, lopetus 9.20 ja purkaminen 12.01 gCO2e/kWh. Tämä vastaa 6-kertaisesti anaerobisesti saadulle biokaasulle olevaa arvoa, 11 gCO2e/kWh. Toisaalta se on myös noin 16-osa pahimmasta hiilivoimasta, ”Various generator types without scrubbing” 1 105 gCO2e/kWh.
Tästä on hyvä tehdä edelleen vertaus sähköautolle, 36 kWh / 300 km tekee 132.6 g / km eli voidaan hyvällä mielellä sanoa että jopa hiilisähköllä sähköurheiluauto on ympäristöystävällisempi vaihtoehto kuin 400 g/km kulkeva öljyvastine.
Lopputulos: Fuusiota odotellessa, tulee soveltaa monia tekniikoita joista energiatehokkuus on kenties paras. Tähän tarvitaan myös uudenlaisia sovelluksia tilavaatimusten suhteen sillä väestö on yhä suuremmassa määrin taajamissa. Näin osaa tekniikasta voidaan soveltaa vain rajoitetuilla alueilla, kuten integroitu aurinkoenergia.
P.S. Alussa mainittu taajama-aste Suomessa oli 84 % jo vuoden 2005 lopussa. (Taajamia oli 745, ja niiden maapinta-ala oli yhteensä ainoastaan 2.4 % koko Suomen maapinta-alasta.)
Lähteet:
http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article23530.ece
http://www.nirs.org/climate/background/stonybookpresentation41909.pdf
http://www.nirs.org/climate/background/sovacool_nuclear_ghg.pdf
http://www.europarl.europa.eu/news/public/story_page/064-43310-336-12-49-911-20081201STO43286-2008-01-12-2008/default_fi.htm
Vertailuvuosi on 1990.
Yhtenä ratkaisuna on esitetty RFH-järjestelmää. Tämä koostuu Uusiutuvasta Energiasta, Fuusioenergiasta ja Vedystä. Energiavarastona (sähköenergia) vety on lähes ylivoimainen, nesteenä 2 698 kWh/m³ (LH2) tai paineistettuna kaasuna 648 kWh/m³ (CGH2). Ennen kuin kryogeniikkaa saadaan sovellettua riittävän edullisesti, CGH2 on tehokkain keino varastoida vetyä. Syynä ovat LH2:n konversiohäviöt (jopa 30 %) ja haihtuminen (noin 1 % vuorokaudessa).
Fuusio onkin merkittävä potentiaali tulevaisuudessa, mutta sitä ennen on sanottu tarvittavan neljäs sukupolvi fissiovoimaloita (OL-3 on EPR, joka on taas kolmannen sukupolven prototyyppi). Näin ollen tämän sovellutus voi tulla liian myöhässä. Toisaalta ydinvoiman elinkaaren aikaiset päästöt ovat 1.4 - 288 gCO2e/kWh (mediaani 66 g) pohjautuen 103 elinkaaritutkimukseen ydinvoiman päästöistä.
Suomessa taas primäärienergian tuotanto vuonna 2008 oli 1 400 440 TJ ja päästöt 54 Mt (CO2). Tämä tekee noin 10.7 gCO2/kWh eli karkeasti laskien varsin hyvin verrattuna aiemmin mainittuun tutkimukseen.
Otetaan esimerkkinä yksi tehokkaimmista sähköautoista, 2010 Lightning GT, joka kulkee 36 kWh / 300 km. Tämä tarkoittaisi Suomen sähköverkosta otettuna noin 1.285 g / km päästöjä. Romutusikä autoilla Suomessa on keskimäärin 18 vuotta, joten sähköautot yleistyvät riippuen kuluttajista vuosina 2020 – 2030.
Olisiko sitten parempi keino saavuttaa päästövähennykset? Energiatehokkuudesta sähköautot on hyvä merkki, mutta myös tuotannon tulisi saavuttaa riittävät vähennykset. Otetaan sitten vertailuun aiemmasta tutkimuksesta Uusiutuva Energia.
Avomerellä toimiva 2.5 MW tuulivoimalaitos on arviolta 9 gCO2e/kWh, 80 MW aurinkolämpö 13 ja monikidepii-aurinkopaneelit 32 gCO2e/kWh. Kaikki luvut ovat elinkaaren aikaiset päästöt. Vaikka tämä ei kerro koko totuutta, on luku varsin hyvä verrattuna tämän hetkisen ydinvoiman mediaaniin.
Pilkotaan vielä ydinvoiman mediaani (66.08 gCO2e/kWh) osiin. Alustaminen 25.09, rakentaminen 8.20, operatiivinen käyttö 11.58, lopetus 9.20 ja purkaminen 12.01 gCO2e/kWh. Tämä vastaa 6-kertaisesti anaerobisesti saadulle biokaasulle olevaa arvoa, 11 gCO2e/kWh. Toisaalta se on myös noin 16-osa pahimmasta hiilivoimasta, ”Various generator types without scrubbing” 1 105 gCO2e/kWh.
Tästä on hyvä tehdä edelleen vertaus sähköautolle, 36 kWh / 300 km tekee 132.6 g / km eli voidaan hyvällä mielellä sanoa että jopa hiilisähköllä sähköurheiluauto on ympäristöystävällisempi vaihtoehto kuin 400 g/km kulkeva öljyvastine.
Lopputulos: Fuusiota odotellessa, tulee soveltaa monia tekniikoita joista energiatehokkuus on kenties paras. Tähän tarvitaan myös uudenlaisia sovelluksia tilavaatimusten suhteen sillä väestö on yhä suuremmassa määrin taajamissa. Näin osaa tekniikasta voidaan soveltaa vain rajoitetuilla alueilla, kuten integroitu aurinkoenergia.
P.S. Alussa mainittu taajama-aste Suomessa oli 84 % jo vuoden 2005 lopussa. (Taajamia oli 745, ja niiden maapinta-ala oli yhteensä ainoastaan 2.4 % koko Suomen maapinta-alasta.)
Lähteet:
http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article23530.ece
http://www.nirs.org/climate/background/stonybookpresentation41909.pdf
http://www.nirs.org/climate/background/sovacool_nuclear_ghg.pdf
http://www.europarl.europa.eu/news/public/story_page/064-43310-336-12-49-911-20081201STO43286-2008-01-12-2008/default_fi.htm
Vastaukset 1
Vanhimmat
Korjaus:
80 % vähennys 2080... sijaan pitäisi lukea... 80 % vähennys 2050