GTK:n tutkimus: nykyiset mineraalivarat eivät riitä fossiilittomaan energiaan pohjautuvan infrastruktuurin rakentamiseen

Useat valtiot ovat tehneet strategisen päätöksen luopua vaiheittain fossiilisista polttoainejärjestelmistä ja korvata ne uusiutuvilla energiateknologioilla. Päätöksiä on vauhdittanut hiilidioksidipäästöt ja niihin kytkeytyvä ilmastonmuutos.

GTK:n apulaistutkimusprofessori Simon Michaux lähestyi tutkimuksessaan tätä kriittistä aihetta aivan toisesta näkökulmasta. Yleensä fossiilisten polttoaineiden korvaamisen tutkimuksessa keskitytään hiilipäästöihin ja ilmastonmuutoksen rajoittamiseen. Michaux taas selvitti alhaalta ylöspäin laskemalla, kuinka paljon tarvittaisiin sähköautoja, vetyä, biopolttoaineita, aurinkopaneeleja ja tuuliturbiineja, jotta nykyinen energiajärjestelmä voisi luopua täysin fossiilisten polttoaineiden käytöstä.

Herätyksen paikka – mineraaleilla on kriittinen rooli

GTK:n tutkimuksissa havaittiin, että aiemmat tutkimukset ovat merkittävästi aliarvioineet sähköajoneuvoilla ja muilla ratkaisuilla korvattavien ajoneuvojen määrän, minkä vuoksi myös arvio tarvittavan sähköverkon koosta on liian alhainen.

Uusi arvio, joka sisältää eri ajoneuvoluokat, osoittaa selkeästi, että tällä hetkellä tiedossamme olevat mineraalivarat eivät riitä kattamaan maailmanlaajuisesti edes yhtä sukupolvea sähköautojen akkuja ja niiden energian varastointia nykyisenlaisessa globaalissa teollisessa ekosysteemissä.

Tulokset osoittavat myös, että suunnitelmien mukainen uusiutuviin polttoaineisiin perustuva ratkaisu vaatii enemmän energiaa kuin koskaan aiemmin. Samanaikaisesti uusiutuviin polttoaineisiin perustuvan tulevaisuuden energiajärjestelmän teho on mahdollisesti pienempi kuin nykyisellä fossiilisiin polttoaineisiin perustuvalla energiajärjestelmällä. Tämä johtuu siitä, että ei-fossiilisia polttoaineita käyttävillä järjestelmillä on alhaisempi suoritusteho (ERoEI) kuin fossiilisia polttoaineita käyttävillä järjestelmillä, joissa raaka-aine on öljyä, kaasua tai hiiltä.

Tutkimus osoittaa myös, että tuuli- ja aurinkoenergian vaatiman puskurin tai varmuusvaraston koko on aliarvioitu aiemmissa tutkimuksissa, mistä johtuen arvio tarvittavasta akkujen tehosta on liian alhainen. Jos samanaikaisesti ei-fossiilisiin polttoaineisiin perustuvien voimalaitosten teho on pienempi, uusia voimalaitoksia tullaan tarvitsemaan paljon aiemmin arvioitua enemmän.

”Tuorein IPCC-raportti puhuu aiempaa tehokkaampien ja nopeampien päästövähennysten puolesta. Tarvitsemme päättäväisiä toimia kehittääksemme monipuolisen kokoelman ratkaisuja, ja tehostaaksemme kestävää materiaalien hankintaa pitkällä aikavälillä teollisen ekosysteemin energiamuutosta varten. Kysymys on, kuinka toteutamme tämän tehokkaasti sekä mahdollisimman pienellä ympäristökuormituksella erityisesti biodiversiteetin näkökulmasta katsottuna”, korostaa tiede- ja innovaatiojohtaja Saku Vuori GTK:lta.

Aika päivittää tulevaisuudensuunnitelmiamme

Raportin viesti on, että maailma tarvitsee uuden toimintasuunnitelman, joka ei nojaa ainoastaan tällä hetkellä tiedossamme oleviin mineraalivaroihin. Mineraalien uudenlainen hyödyntäminen ja teollisuuden sivuvirroista kierrätettävien metallien, mineraalien ja helposti kierrätettävien tuotteiden valmistamisen edistäminen ovat osa ratkaisua. Uusien mineraalilöydösten kartoittaminen, käytettävyystutkimukset ja tiedossamme olevien mineraalivarantojen pilottimittakaavatestit tulevat olemaan tarpeellisempia kuin koskaan aiemmin, kaikkialla maailmassa.

”On aika aloittaa keskustelu siitä, miten voimme tuottaa riittävästi korvaavia, uusiutuviin polttoaineisiin perustuvia ratkaisuja, jos haluamme jatkaa toimintaamme eri puolilla maailmaa kuten nyt. Tarvitaan rinnakkaisia ratkaisuja, joilla kehitetään innovaatiota ja tehokkuutta, sillä kaikkien nykyisten ratkaisujen skaalautuvuudessa on rajoittavia tekijöitä. Ilman tehokasta ja luotettavaa sekä suuren väestönosan saatavilla olevaa energialähdettä on tulevaisuuden kehityssuunnitelmissa luovuttava useista nykyisten kulutusmallien ylläpitämiseen liittyvistä oletuksista. Näin ollen myös yhteiskunnan ja teollisuuden ekosysteemin kulutusta täytyy mahdollisesti vähentää ja muodostaa uudenlainen ymmärrys raaka-aineiden ja energian riippuvuussuhteesta”, kertoo Simon Michaux.

Aika uudelleenarvioida nykyistä ajattelutapaamme

On myös tarpeen keskustella ja nostaa esille kysymyksiä. Onko yksinomaan litiumioniakkuihin perustuvaan kemiaan keskittyminen kestävää? Onko mahdollisesti olemassa vaihtoehtoisia ratkaisuja ja mitä raaka-aineita ne vaatisivat? Kuinka voimme hankkia siirtymään tarvittavat materiaalit mahdollisimman kestävästi järjestelmätasolla? Osaammeko täysin arvioida fossiilisista raaka-aineista luopumisen vaikutuksia maailmanlaajuiseen ruokajärjestelmään? Voiko muoviteollisuus siirtyä täysin biomuoviin, ja jos voi, kuinka paljon biomassaa voi hyödyntää kestävästi? Jos öljyä ei enää käytetä muovin valmistukseen, miten valmistamme esimerkiksi autonrenkaat?

”Positiivista on kuitenkin se, että yhteiskuntamme ei ole koskaan aikaisemmin omannut näin vahvaa teknologiaosaamista tai tieteellistä ymmärrystä käsitellä monimutkaisia haasteita. Tämä tutkimus painottaa suunnattomien materiaalitarpeiden todellisuutta. On tärkeää jakaa tämä ymmärrys poliitikoille, ajatusjohtajille ja teollisuuden johtajille. Nyt on aika ryhtyä toimiin”, Simon Michaux toteaa.

Lisätietoja näiden kysymysten perusteluista sekä koko raportti, sen keskeiset löydökset ja niihin liittyvät kaaviot löytyvät osoitteesta It’s Time to Wake Up | GTK. Tämä englanninkielinen sivu julkaistaan lähiaikoina myös suomeksi.

Lisätietoja

Simon P. Michaux, apulaistutkimusprofessori (haastattelut englanniksi)
simon.michaux@gtk.fi
puh. 029 503 2158

Saku Vuori, johtaja, tiede ja innovaatiot
saku.vuori@gtk.fi
puh. 029 503 2459

Geologian tutkimuskeskus: Ratkaisuja vauhdittamaan siirtymää kestävään, hiilineutraaliin maailmaan

Geologian tutkimuskeskus GTK tuottaa puolueetonta tutkimustietoa ja palveluita elinkeinoelämän ja yhteiskunnan tarpeisiin vauhdittamaan siirtymää kestävään, hiilineutraaliin maailmaan. GTK:n yli 400 asiantuntijaa ovat erikoistuneet mineraalitalouteen, kiertotalouteen, energia-, vesi- ja ympäristökysymyksiin sekä digitaalisiin ratkaisuihin. GTK on työ- ja elinkeinoministeriön alainen tutkimuslaitos, joka toimii Suomessa ja maailmalla.