Article

Bioenergiastako pelastaja? — Siirtyminen öljystä bioenergiaan ei ole riskitöntä

Vaihda kieli

Article Julkaistu 16.02.2009 Viimeksi muokattu 11.05.2021

Topics: Energia Ilmastonmuutoksen hillitseminen

Bioenergia ei ole uutuus. Ihminen on polttanut puuta vuosituhansien ajan. Teollinen vallankumous 1800luvun puolivälissä toi niin sanotut fossiiliset polttoaineet eli pääasiassa hiilen ja öljyn etualalle. Fossiilisia polttoaineita on kuitenkin entistä vaikeampi löytää ja ottaa talteen, ne kallistuvat ja niistä käydään kiivasta poliittista keskustelua.

Bioenergiasta on tulossa merkittävää liiketoimintaa. Se on jo Euroopan suurin uusiutuvan energian lähde , ja sen tuotanto kasvanee huomattavasti seuraavina vuosikymmeninä. Biopolttoaineita on pidetty oivana tapana tehdä liikenteestä ympäristöystävällisempää ja vähentää kallista öljyn tuontia.

Biopolttoaineet saivat maailmalla kielteistä julkisuutta vuonna 2008 erityisesti ruoan kallistumisen myötä. EEA:n biopolttoaineita käsittelevä tutkimus rajoittuu ympäristön kannalta myönteisiin ja kielteisiin seikkoihin. Niistäkin kiistellään.

Suurimittaisesta siirtymisestä bioenergian tuotantoon aiheutuu huomattavia ympäristöriskejä. Ne liittyvät pääasiassa maankäytön muuttumiseen. Maaperä ja kasvit ovat maapallon suurimmat hiilidioksidivarastot – niiden hiilidioksidimäärä on kaksinkertainen ilmakehään verrattuna. Jos metsät, suot tai laidunmaat muutetaan laajassa mitassa biopolttoainekasvien viljelymaaksi, ilmaan vapautuvan hiilidioksidin määrä ylittää biopolttoaineiden säästämän määrän.

Peltokasvien viljelyn laajentamisesta Euroopassa sekä ruoan että polttoaineen tuotannon tarpeisiin aiheutuisi vakavia seurauksia biologiselle monimuotoisuudelle ja vahinkoja maaperälle ja vesivaroille. Seurannaisvaikutukset, eli maankäytön välilliset muutokset, näkyvät muualla maailmassa: kun Euroopan elintarvikevienti vähenee, muiden maanosien on lisättävä ruoan tuotantoa vajeen täyttämiseksi. Tämä voi vaikuttaa merkittävästi ruoan hintaan maailmassa.

Euroopassa riskiä voitaisiin pienentää viljelykasvien oikealla valinnalla ja hoidolla. Jätteistä, esimerkiksi viljelykasvien tai metsätalouden jäämistä, valmistetuilla biopolttoaineilla on eittämättömiä ympäristöetuja. Tähän liittyen EEA on selvittänyt, mihin suuntaan lähestyvä bioenergiabuumi voi kehittyä, ja pohtinut, saadaanko siitä tarvittava energia ympäristöä vahingoittamatta.

Biosanoja

Biomassa tarkoittaa elävää ja äskettäin kuollutta biologista ainesta. Biomassa voi olla peräisin viljelykasveista, puista, levistä, maa- ja metsätalouden jäämistä tai jätevirroista.

Bioenergia tarkoittaa kaikkia biomassasta saatavia energian lajeja, kuten biopolttoaineita.

Biopolttoaine viittaa biomassasta tuotettuihin nestemäisiin liikennepolttoaineisiin (²).

Kiireen vilkkaa uusiutuville lähteille

Euroopan komissio on ehdottanut lakisääteistä tavoitetta: 20 prosenttia kaikesta EU:n energiasta on hankittava uusiutuvista energialähteistä (kaikista eri uusiutuvista lähteistä eli tuulesta, auringosta, aalloista ym. sekä bioenergiasta) vuoteen 2020 mennessä. Tällä hetkellä uusiutuvien lähteiden osuus Euroopan energiankulutuksesta on 6,7 prosenttia. Kaksi kolmannesta siitä on peräisin biomassasta.

Euroopan komissio on niin ikään edistänyt voimakkaasti biopolttoaineiden käyttöä liikennepolttoaineina, koska energialähteiden monipuolistaminen on erityisen tärkeää liikenteessä sen öljyriippuvuuden vuoksi. Liikennesektorilla myös kasvihuonekaasujen päästöt kasvavat, mikä syö muiden sektorien päästöjen vähenemän.

Komissio onkin ehdottanut, että kestävällä tavalla tuotetuiksi osoitettujen biopolttoaineiden osuus tieliikenteen polttoaineista olisi kasvatettava peräti 10 prosenttiin vuoteen 2020 mennessä. Vuoden 2007 tiedot osoittavat, että biopolttoaineiden osuus EU:n tieliikenteen polttoaineista oli 2,6 prosenttia. Kymmenen prosentin tasoon pääseminen edellyttää, että Euroopan unioni lisää biopolttoaineiden tuotantoa ja tuontia, vaikka toisaalta biopolttoaineista käydään parhaillaan monisäikeistä ekologista ja taloudellista keskustelua.

Keskustelu EU:n biopolttoainetavoitteesta vilkastuu koko ajan. Euroopan parlamentti vaati jokin aika sitten takuuta sille, että vaaditusta 10 prosentin tavoitetasosta 40 prosenttia tuotetaan lähteistä, jotka eivät kilpaile elintarviketuotannon kanssa. EEA:n oma tieteellinen komitea on varoittanut, että liikenteessä käytettävän biopolttoaineen osuuden lisääminen 10 prosenttiin vuoteen 2020 mennessä on tavoitteena ylimitoitettu ja että määräaikaa olisi pidennettävä.

Maailmalaajuiset vaikutukset – ruoan hinta ja maankäytön muutokset

Biopolttoaineiden ja muun bioenergian lisääminen Euroopassa aiheuttaa väistämättä suoria ja välillisiä vaikutuksia muualla maailmassa.

Euroopassa voitaisiin esimerkiksi tuottaa rypsiöljystä biodieseliä kestävällä valmistustavalla, mutta samalla ruoan tuotantoon jää entistä vähemmän rypsiöljyä sekä Euroopassa että Euroopan ulkopuolella.

Aukko täytetään todennäköisesti osin palmuöljyllä. Tämä puolestaan hävittäisi sademetsiä, kun palmuviljelmiä laajennetaan puita kaatamalla esimerkiksi Indonesian kaltaisissa maissa.

Biopolttoaineen kysyntä on maailmanlaajuisesti yksi monista ruoan hinnan kallistumiseen viime aikoina vaikuttaneista tekijöistä, tuottajamaissa esiintyneen pitkäaikaisen kuivuuden, kasvavan lihankulutuksen ja kallistuvan öljyn ja vastaavien seikkojen ohella. Taloudellisen yhteistyön ja kehityksen järjestö OECD arvioi, että EU:ssa ja Yhdysvalloissa nyt voimassa olevat ja ehdotetut biopolttoaineiden tukitoimet nostavat keskipitkällä aikavälillä vehnän keskihintaa kahdeksan prosenttia, maissin keskihintaa 10 prosenttia ja kasviöljyn keskihintaa 33 prosenttia.

Ruoan kulutuksen kasvu maailmassa ja biopolttoaineen kysynnän vilkastuminen johtaa pelto- ja niittymaan osuuden lisääntymiseen maailmassa luonnonvaraisten niittyjen ja trooppisten sademetsien kustannuksella. Tämä on tärkeää, sillä metsien häviämisen ja viljelytapojen arvioidaan nykyisellään aiheuttavan 20 prosenttia maailman kasvihuonekaasupäästöistä. Kun metsiä otetaan laajamittaisesti viljelysmaiksi, kyseinen osuus kasvaa. Tästä puolestaan aiheutuu vakavia vaikutuksia luonnon monimuotoisuuteen.

Luonnonvaraiset kasvit ja eläimet sekä veden määrä ja laatu saattavat kärsiä, jos suuria alueita luonnonvaraisia elinympäristöjä tai perinteisin menetelmin viljeltyjä seutuja otetaan bioenergian tehotuotannon piiriin.

Kuva 1 / Biopolttoaineiden kokonaisenergiankulutus – prosenttia tieliikenteen polttoaineiden okonaisenergiankulutuksesta, EU-27.

Silminnähtävät vaikutukset

Tutkijoiden viimeaikaisista pyrkimyksistä arvioida lisääntyneen bioenergiatuotannon vaikutuksia saadaan jo tuloksia ja malleja. EEA haluaa kiinnittää huomiota niihin.

Brasiliassa tehdystä satelliittikuviin ja kenttätutkimuksiin perustuvasta tutkimuksesta ilmeni, että sademetsän viljelymaaksi muuntaminen korreloi soijapapujen maailmanmarkkinahintaan: mitä korkeampi soijan hinta on, sitä enemmän sademetsää hakataan. On varsin selvää, että soijapapujen hintaa vetää ylöspäin bioetanolin kysyntä: soijapavun viljelymaita otetaan maissiviljelyyn Yhdysvaltojen bioetanolitarpeen tyydyttämiseksi.

Tim Searchinger ja yhdysvaltalaisen Purduen yliopiston tutkijat käyttivät maailmanlaajuista maaviljelyllistaloudellista mallia selvittämään, miten suurimittainen maissin ja luutahirssin kasvatus bioetanoliksi Yhdysvalloissa voi muuttaa ravinnoksi käytettävien viljakasvien tuotantoa muualla maailmassa, kun metsiä ja niittyjä täyttämiseksi.

Tutkimuksessa arvioitiin, että bioetanolista aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt ovat fossiilisten polttoaineiden käytön päästöjä suuremmat vähintään 50 vuoden ajan, koska niityt ja metsät toimivat hiilidioksidivarastoina. Niiden muuttaminen biopolttoaineen tuotantoon kelpaavan viljelykasvin viljelyyn estää toimimisen hiilivarastona. Menee vuosikymmeniä, ennen kuin tämän kehityksen hyödyt ylittävät haitat.

Biologiseen monimuotoisuuteen ja luonnonvaroihin, esimerkiksi vesivaroihin, kohdistuvia vaikutuksia on vaikeampi mitata. Esimerkiksi Yhdysvaltojen keskilännessä lisääntyvä maissintuotanto uhkaa merieliöitä Meksikonlahdella, johon Mississippijoen suuret ravinnemäärät ovat luoneet yli 20 000 km² kattavan elottoman alueen. Erään äskettäisen tutkimuksen mukaan Yhdysvaltojen energialaissa asetettujen tavoitteiden täyttäminen vuoteen 2022 mennessä lisää Mississipin typpikuormaa 10–34 prosenttia.

Tulevaisuuden mallintaminen

Vuonna 2006 EEA:n tutkimuksessa arvioitiin, että 15 prosenttia Euroopan energiantarpeesta vuonna 2030 voitaisiin täyttää maa- ja metsätaloustuotteista ja jätteistä saatavalla bioenergialla käyttäen pelkästään eurooppalaisia resursseja. Tästä arviosta käytetään nimitystä "Euroopan biomassapotentiaali". Tutkimuksessa asetettiin joukko biologisen monimuotoisuuden suojelemista ja jätteiden minimoimista koskevia ehtoja, joiden tarkoituksena on varmistaa, ettei "biomassapotentiaali" vahingoita ympäristöä.

Vuonna 2008 EEA hyödynsi uusiutuvan sähkön markkinoiden tutkimiseen alun perin kehitettyä Green-XENVIRONMENT -mallia selvittäessään, miten tätä ympäristötekijät huomioon ottaen tuotettua biomassapotentiaalia käytettäisiin kustannustehokkaimmin juuri ympäristön kannalta.

Tutkimuksen mukaan kustannustehokkain tapa käyttää "mallinnettua" biomassapotentiaalia olisi tuottaa 18 prosenttia Euroopan lämmöstä, 12,5 prosenttia Euroopan sähköstä ja 5,4 prosenttia liikennepolttoaineista biomassasta vuoteen 2030 mennessä.

Vähentämällä fossiilisten polttoaineiden käyttöä kaikilla näillä kolmella sektorilla hiilidioksidipäästöjä voitaisiin leikata 394 miljoonaa tonnia vuoteen 2020 mennessä. Tätäkin suuremmat päästöleikkaukset saataisiin aikaan, jos sähkön ja lämmön tuotannossa käytettäisiin ensisijaisesti yhteistuotantotekniikkaa. Tässä tuotantotavassa hyödynnetään energiantuotannon sivutuotteena saatavaa lämpöä.

Kustannuksiakin tietysti syntyy. Bioenergian käytön lisääminen on noin 20 prosenttia kalliimpaa kuin vastaavan perinteisiin energiamuotoihin nojaavan mallin soveltaminen vuoteen 2030 saakka. Kustannukset maksaa lopulta kuluttaja.

Tutkimustyön alun jälkeen tapahtuneet muutokset, erityisesti maailmanlaajuinen ruoan hinnan kallistuminen, viittaavat siihen, että biomassapotentiaalia koskevat arviot on tehty yläkanttiin: bioenergiakasvien viljelyyn jäänee Euroopassa arvioitua vähemmän maata. Myös korkea öljyn hinta voi vaikuttaa tuloksiin.

Tutkimuksesta nousee silti esiin selkeä viesti: kustannusten ja ilmastonmuutoksen hillitsemisen kannalta olisi parempi priorisoida bioenergia sähkön ja lämmön tuotantoon yhteistuotantolaitoksissa kuin keskittää se liikennepolttoaineisiin.

Katse tulevaisuuteen

Jotta vältämme edellä kuvatun kaltaiset bioenergian käyttöön siirtymisen kielteiset vaikutukset, tarvitsemme vahvaa kansainvälisen tason politiikkaa, jolla estetään bioenergian tavoittelun ympäristöongelmia lisäävät maankäytön muutokset. Haaste on ilman muuta maailmanlaajuinen, ja meidän on keskusteltava samalla tavoin maailmanlaajuisesti siitä, miten biologisen monimuotoisuuden väheneminen pysäytetään ja ilmastonmuutokseen puututaan samalla kertaa. Toisaalta on otettava huomioon elintarviketuotannon lisäämistarve maailmassa ja uhkaava öljynhinnan nousu.

EEA:n tutkijat katsovat, että Euroopan olisi pyrittävä tuottamaan mahdollisimman paljon omaa bioenergiaa mutta säilytettävä tasapaino ruoan, polttoaineiden ja kuitujen tuotannon kesken vaarantamatta ekosysteemejä ylläpitäviä palveluja. Meidän on jatkettava biopolttoaineista eteenpäin ja tutkittava ja kehitettävä kehittyneitä biopolttoaineita perinpohjaisesti (katso tietoruutu). Tällöin on otettava huomioon kaikki ympäristövaikutukset, kuten vaikutukset maaperään, veteen ja biologiseen monimuotoisuuteen sekä kasvihuonekaasupäästöihin. Tällä tavoin EU voi johtaa todella kestävän bioenergiasektorin kehittämistä.

Lupaus seuraavasta sukupolvesta

Toisen sukupolven biopolttoaineiden tuotantoprosessissa voidaan käyttää monia raaka-aineita, joista ei valmisteta elintarvikkeita. Näitä ovat jätepohjainen biomassa, puu, vehnän tai maissin korret ja erityiset energia- tai biomassakasvit, kuten elefanttiheinä (Miscanthus).

Toisen sukupolven biopolttoaineet voivat mahdollistaa huomattavasti tuntuvammat kasvihuonekaasujen päästövähennykset, ja niiden avulla voidaan vähentää myös muita haittavaikutuksia, esimerkiksi lannoitteiden käyttöä. Ne eivät kuitenkaan ehtine vielä edesauttaa merkittävästi vuodeksi 2020 asetettua tavoitetta, jonka mukaan liikenteen polttoaineista 10 prosentin tulisi olla biopolttoaineita. Tarvitaan vielä paljon tutkimuksia tuotantoprosesseista, niiden vaikutuksista ja mahdollisuuksista. Lisäksi on huomattava, että erityiset energiakasvit ja ravintokasvit kilpailevat keskenään vastakin käytettävissä olevasta maapinta-alasta ja vedestä.

Lähdeviitteet

Donner, S. D. and Kucharik, C. J., 2008. Corn-based ethanol production compromises goal of reducing nitrogen expert by the Mississippi river. Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 105: 4 513–4 518.

EEA, 2006. How much bioenergy can Europe produce without harming the environment. EEA Report No 7/2006.

EurObserver. Biofuels Barometer: http://www. energies-renouvelables.org/observ-er/stat_baro/ observ/baro185.pdf.

OECD, 2008. Economic assessment of biofuel support policies. Organisation for Economic Development and Cooperation, Paris.

(¹) Uusiutuvaan energiaan luetaan tuulesta, merestä, auringoista, vedestä ym. tuotettava energia.

(²) Biopolttoaineeksi voidaan kutsua kaikkia (kiinteitä, nestemäisiä tai kaasumaisia) biomassasta jalostettuja polttoaineita niiden käyttötarkoituksesta riippumatta. Tässä selvityksessä käsitteellä viitataan kuitenkin nimenomaan liikenteen polttoaineisiin.