Nykyisen suunnitelman haasteet

Strategiset suunnittelijat ovat kehittäneet yleisen suunnitelman fossiilisten polttoaineiden poistamiseksi. Se keskittyy kaikkien fossiilisia polttoaineita käyttävien polttomoottoriajoneuvojen (ICE) korvaamiseen sähköajoneuvoteknologialla (EVT) ja kivihiiltä ja kaasua käyttävän sähköntuotannon poistamiseen. Vaikka tämä on teknisesti mahdollista, GTK:n tutkimus osoittaa, että uusiutuvan energiateknologian valmistukseen tarvittavat raaka-aineiden nykyiset maailmanlaajuiset varannot eivät riitä tarvittavan tarjonnan vaatimusten täyttämiseen.

Joitain nykyisen suunnitelman haasteita

Epärealistinen aikataulu

Aika ja resurssit eivät riitä, jos fossiilisista polttoaineista halutaan luopua maailman vaikutusvaltaisimpien maiden määrittelemässä nykyisessä tavoiteaikataulussa. Nykyinen suunnitelma ei ole riittävän laaja, siitä puuttuu keskeisiä osa-alueita eikä se ota huomioon erilaisten ei-fossiilisia polttoaineita käyttävien kuljetusjärjestelmien välisiä mahdollisia suhteita.

Pienempi kapasiteetti

Suunnitellun ei-fossiilisia polttoaineita käyttävän tulevaisuuden energiajärjestelmän teho on mahdollisesti pienempi kuin nykyisellä fossiilisiin polttoaineisiin perustuvalla energiajärjestelmällä. Tämä ei johdu teknisistä vaan logistisista rajoitteista. Jos oletetaan, että käytössä on sama fossiilittomien energiamuotojen yhdistelmä kuin vuonna 2018, vuotuisen ylimääräisen energian (48 939,8 TWh globaalisti) tuottamiseen tarvitaan 796 709 uutta ei-fossiilisilla polttoaineilla toimivaa keskikokoista voimalaitosta (vuoden 2018 suoritusmittareilla), jotka on kaikki rahoitettava, rakennettava, otettava käyttöön ja pidettävä toiminnassa.

Mineraalien vähäisyys

Tarvittavien akkujen määrää tarkastelemalla voitiin arvioida niiden valmistukseen vaadittavat metallimäärät. Nykyisissä tiedossamme olevissa globaaleissa mineraalivaroissa ei ole riittävästi litiumia, kobolttia tai nikkeliä edes yhteen akkusukupolveen, jolla voitaisiin vaiheittain korvata nykyinen polttomoottorikuljetuskalusto ja fossiilisiin polttoaineisiin perustuvat energiantuotantojärjestelmät. Akkujen elinkaari on arviolta noin 10 vuotta. Tämä tarkoittaa, että vaikka teknologian tehokkuus kaksinkertaistuisi, sama metallimäärä on taas hankittava jostain jo 10 tai 20 vuoden kuluttua.

Biopolttoaineiden ja biomassan skaalautumattomuus

Biopolttoainetta ja biomassaa tarvitaan, mutta niiden tuotantoa ei voi skaalata. Teknologian näkökulmasta biopolttoaineet ovat varsin käyttökelpoisia. Haasteena onkin biomassan kestävä hankinta vaaditussa mittakaavassa. Jos kaikki öljypohjaiset tuotteet korvattaisiin biopolttoaineilla (maissipohjaisesta etanolista valmistetulla biopolttoaineella ja soijapavuista valmistetulla biodieselillä), biomassan kasvattamiseen vuosittain tarvittava viljelykelpoinen maa-alue vastaisi maapallon jäljellä olevien metsien määrää. Tämä ei selvästikään ole käytännöllistä. Biopolttoaineet saattavat kuitenkin olla paras tapa pitää ilmailuteollisuus toimintakykyisenä.

Perinteisten ydinvoimajärjestelmien skaalautumattomuus

Ydinvoimaloiden määrää ei voida lisätä niin nopeasti, että ydinvoimasta riittäisi globaalin teollisuusekosysteemin ensisijaiseksi energianlähteeksi. Vuonna 2018 ydinvoimalat tuottivat 4,41 % globaalista primäärienergiasta. Laajennuspotentiaalia tutkittiin simulaatioiden sarjalla. Jos ydinvoimaloiden määrä pysyisi ennallaan, nykyiset erilaiset uraanivarat riittäisivät noin 300 vuodeksi. Jos ydinvoimaloiden määrää lisättäisiin aggressiivisesti 25 uudella keskikokoisella III+-sukupolven reaktorilla vuodessa, nykyiset uraanivarat riittäisivät vain 70 vuodeksi, jolloin käytetyn ydinpolttoaineen määrä vastaisi nykyisiä uraanivaroja.

Tästä huolimatta ydinvoima saattaa olla ainut käytännöllinen tapa toimittaa suuria määriä luotettavaa sähkövoimaa teollisuuden tarpeisiin. Toisin kuin suurinta osaa muista fossiilittomista energiajärjestelmistä, ydinvoimaa voidaan tuottaa maantieteellisesti missä tahansa paikassa säästä ja vuodenajasta riippumatta. Ydinenergia tulee siis olemaan keskeinen osa tulevaisuuden energiamuotojen yhdistelmää, mutta sitä on hallittava oikein.