Sähköautot ja ilmastonmuutos (5) Päästökauppa

Yleisön pyynnöstä ylimääräinen lisäosa.

Moni kommentoija on huomauttanut, että kirjoittamani on ihan lööperiä, koska päästökauppa tekee turhiksi välttää saastuttavia voimalaitoksia. Siirtyminen polttomoottoreista sähköautoihin säästää ilmastoa tehdään sähkö miten hyvänsä, koska sähkö on päästökaupan piirissä ja menovesi ei ole.

Näinhän se on teoriassa. Ministeri Tiilikainen vetosi tähän sanoessaan, ettei turpeen polton kieltämisen kanssa pitäisi kiirehtiä. Samaa argumenttia hän ei soveltanut hiileen.

Päästökauppa pitäisi ottaa paljon vahvempaan rooliin. Jos päästöoikeuksia ei olisi liikkeellä niin paljon, mekanismi toimisi niin hyvin, ettei muita toimia tarvittaisi.

Päästöoikeuksien määrää pitäisi siis vähentää. Näin on varovasti tehtykin, minkä seurauksena päästöoikeuksien hinta on nelinkertaistunut viidestä eurosta 20 euroon, mutta on edelleen hyvin halpa. Tämäkin on jo muuttanut sähkökaupan suuntaa Suomenlahdella niin, että päiväsaikaan sähko virtaa kohtalaisen puhtaan sähkön Suomesta likaisen sähkön Viroon.

Liikkeellä olevia päästöoikeuksia on poliittisesti realistisempaa vähentää, jos niiden hinta ei alun perin ole kovin korkea. Ennusteeni on, että jos sähköautojen akuissa tapahtuisi dramaattinen läpimurto niin, että jokseenkin kaikki uudet autot olisivat sähköautoja, puheet päästöoikeuksien määrän leikkaamisesta loppuisivat siihen.

Puhunko nyt ristiin itseni kanssa, kun olen muissa yhteyksissä sanonut, että vapaaehtoiset toimet päästöjen vähentämiseksi päästökauppasektorilla ovat turhia, koska päästöoikeudet vain siirtyvät muualle. Tähän on vastattu, että jos päästöoikeuksien hinta nousee, EK kansainvälisine kumppaneineen lobbaa niitä lisää markkinoille. On eri asia uskoa, että päättäjät laskisivat oikeuksien markkinoille lisää kuin pelätä, että he muuttuvat haluttomammaksi vähentää liikkeellä olevia oikeuksia. Päätöksentekokitka.

Jopa EK:ssa ymmärretään nykyisin, että kustannustehoton ilmastopolitiikka tulee kalliimmaksi kuin kustannustehokas.

Ennen olin sitä mieltä, että päästöoikeuksille pitäisi tehdä lattiahinta noin 30 €, mutta uusimpien ilmastotietojen valossa olen päätynyt kannattamaan 100 euron lattiahintaa. Lattiahinnan vallitessa muuten vapaaehtoiset toimet eivät ole turhia.

Jos päästöoikeudet maksaisivat 100 €/tonni, ei tarvitsisi tehdä mitään muuta, vaan markkinat hoitaisivat sähköntuotannon puhtaaksi. Eikä 100 € edes olisi kovin paljon. Bensan hinnassa 40 senttiä.

 

Sähköautot ja ilmastonmuutos (4) Kapasiteetin sopeutuminen

Tuo viimeisen voimalaitoksen periaate koskee tilannetta lyhyehköllä aikavälillä. Pitkällä aikavälillä tuotanto sopeutuu kysyntään ja tilanne muuttuu monimutkaisemmaksi. Pitkä aikaväli on lupineen ja toteutuksineen tuulivoiman osalta noin kolme vuotta ja ydinvoiman osalta 20 vuotta.

Olen moneen kertaan kirjoittanut siitä, että koko sähköjärjestelmän kannalta olisi hyvä löytää järkevää käyttöä hyvin halvalle sähkölle silloin, kun sähköstä on ylituotantoa. Tämä on järkevää, koska

  1. Tuo sähkö on päästöjen kannalta ilmaishyödyke, joten sen säästämisessä ei ole mitään järkeä. Vain VM sähköveroineen ei tätä ymmärrä.
  2. Voimalaitosten rakentaminen muuttuu paljon kannattavammaksi, jos näitä nollahintaisen sähkön aikoja on vähemmän. Sähköntuotantomme on tarpeettoman likaista, koska vanhoja saastuttavia voimaloita ei kannatta korvata vähemmän saastuttavilla. Esimerkiksi poistuvia kivihiiltä käyttäviä CHP-laitoksia korvataan nyt lämpökeskuksilla eikä biomassaa käyttävillä CHP-laitoksilla. (Tosin käsitykseni biomassan ilmastomyönteisyydestä on viime aikoina alkanut horjua.)

Tämä on erityisen tärkeätä tuuli- ja aurinkosähkön kannalta. Jos niiden on joskus aikomus muuttua oikeasti markkinaehtoiseksi, ylituotannolle tulisi löytää käyttöä. Muutenhan sähkö on aina halpaa silloin, kun tuulee tai aurinko paistaa ja kallista silloin, kun ei.

Tähän ongelmaan sähköautot tulevat kuin tilauksesta.

Sähköautot ja ilmastonmuutos: (3) Älykäs lataaminen

Jos sähköautoissa ei olisi akkuja, vaan sähkö ilmaantuisi johtoa pitkin autoon kuten junaan tai ratikkaan, viimeisen voimalaitoksen periaate tekisi niistä melko saastuttavia suuren osan ajasta.

Aivan olannaista sähköautoissa kuitenkin on, että akkuja voidaan ladata silloin, kun sähkö on halpaa. Kun sähkö on halpaa, se on myös päästötöntä. Tässä kerrankin hinta ohjaa käyttäytymistä myös ympäristön kannalta oikein.

Erityisesti siellä Volkswagenin kotimaassa Saksassa sähkön hinta vaihtelee rajusti sen mukaan, paistaako aurinko ja tuuleeko. Usein se menee jopa negatiiviseksi. Volkswagenin toimitusjohtajan luulisi tietävän tämän.

Meillä ei negatiivisia sähkön hintoja vielä esiinny, mutta aika-ajoin sähkön hinta kyllä laskee lähes nollaan. Jos ja kun tuulisähköä tulee olennaisesti enemmän, sähkön hinnan vaihtelut voimistuvat merkittävästi. Se tekee tilaa sähköautoille.

Älykäs akkujen latausjärjestelmä on sellainen, joka aistii sähkön sen hetkisen hinnan ja saa tietoa myös sen tulevasta hinnasta. Näin valtaosa sähköautojen lataussähköstä on päästötöntä. Jos ajaa Helsingistä Ivaloon, joutuu lataamaan kesken matkan eikä voi odotella, että sähkön hinta laskee. Tämän osuus liikennesuoritteesta on kuitenkin vähäinen. Suurin osa auton käytöstä on sellaista, että akun lartaaminen voi odottaa halvan hinnan hetkeä.

Vähän oman hännän nostamista: Yksi älykkään latausinfran toimittajista on suomalainen Liikennevirta oy, joka laajenee voimakkaasti kansainväliseksi toimijaksi nimellä Virta. Helen oy omistaa tällä hetkellä enemmistön Liikennevirran osakkeista, mutta tarkoituksena on laajentaa omistuspohjaa asiakaspohjan laajentamiseksi.

Kun autojen akkuja ladataan silloin, kun sähkö on halpaa, se myös stabiloi sähkön hintaa ja lisää päästöttömän tuotannon kannattavuutta. Nykyjärjestelmässähän tuulivoimaa on tosiasiassa vaikea saada suuressa määrin markkinaehtoiseksi, koska silloin kun tulee, sähkö on halpaa ja kun ei tuule, sähkö on kallista.

Sitten kun Suomessa on miljoona sähköautoa, niiden akut pystyvät ottamaan vastaan 20 GWh eli 20 000 MWh sähköä olettaen, että yhden auton akkuun menee 20 kWh. Se vastaa kahden tunnin nykyistä kokonaiskulutusta. Sähkön hinnan stabiloijana tämä ei ole mitenkään merkityksetöntä.

Tosin on huomattava, että puhtaalla sähköllä on toinenkin käyttäkohde: vahvistamalla siirtoyhteyksiä voidaan puhtaalla sähköllä sammuttaa hiilivoimaloita eri puolilla Eurooppaa. Silloinkin tulee hetkiä, jolloin sähkö on päästötöntä, mutta niitä tulee vähemmän. Ilmaston kannalta tämä kuitenkin on vielä parempi vaihtoehto.

Sähköautot ja ilmastonmuutos (2) Hinta-alue

Sama hinta-alue on alue, jossa sähköä voidaan siirtää ilman pullonkauloja. Silloin siirtokapasiteetti ei estä korvaamasta kallista voimantuotantoa halvalla. Maanantaina klo 17:20 Suomi oli samaa hinta-aluetta Ruotsin ja Norjan kanssa, tosin Ruotsin Skåne oli irtaantunut yhdessä Tanskan kanssa omaksi kalliimman sähkön alueekseen, koska siirtokapasiteetti ei riittänyt.

Suomesta vietiin piuhat punaisena sähköä Viroon, mutta sekään ei riittänyt, vaan enemmänkin olisi voitu viedä. Sähkö oli Virossa kalliimpaa kuin Suomessa. Jos siirtokapasiteetti Suomen ja Viron välillä oli rajaton, suomalaisten viimeinen voimalaitos sijaitsisi todennäköisesti Virossa ja olisi hyvin saastuttava. Viron sähköntuotannon ominaispäästö vastaa osapuilleen kivihiililauhdesähkön päästöjä, vaikka kai siellä on neljännes päästötöntä tuotantoa. Korkeat ominaispäästöt johtuvat palavan kiven voimalaitoksista.

Kun päästöoikeuksien hinta on noussut, on käynyt juuri niin kuin piti käydäkin. Pohjoismaiden vähäpäästöinen sähkö virtaa Suomen kautta Baltiaan ja Puolaan. Samalla sähkön hinta pysyy korkeana niin, etteivät tuulivoimalat tarvitse enää subventiota. Mutta se merkitsee myös sitä, että viimeisen voimalaitoksen periaatteen mukaan sähkön kulutuksen päästöt ovat Suomessa korkeat. Minun sähkönkulutukseni pitää käynnissä saastuttavaa voimalaitosta Baltiassa. Siis paitsi, jos käy niin kuin nyt on käynyt, ettei siirtokapasiteetti riitä. Silloin viimeinen voimalaitos on jossain Suomessa tai Skandinaviassa eikä se ole silloin yhtä saastuttava.

Jos me lisäämme siirtoyhteyksiä Viroon, globaalit päästöt pienevät, koska meidän puhdasta (ja halpaa) sähköä myydään voitolla Viroon. Samalla kuitenkin sähkön hinta Suomessa nousee ja sähkön kulutuksen marginaalipäästöt kasvavat.

Kuten edellisessä kirjoituksessa sanoin, maanantaina 12.11.2018 klo 17:20 sähköntuotannon keskimääräiset ominaispäästöt olivat Suomessa 163 g/kWh, kun ne olivat samaan aikaan olivat Virossa 834 g ja Saksassa 429 g. Ruotsissa ne olivat 44 g. Viron sähkö oli maailman saastuttavinta.

Ilmastoa ajatellen olisi siis hyvä rakentaa vahva siirtokapasiteetti Pohjoismaista Keski-Eurooppaan, jotta saisimme suljetuksi saastuttavia voimaloita Baltiassa, Puolassa ja Saksassa. Erittäin hyvä sivusto katsoa eri maiden sähköntuotannon keskimääräisiä ominaispäästöjä on eletricitymap.org

 

Sähköautot ja ilmastonmuutos (1) Viimeisen voimalaitoksen periaate

Volkswagenin toimitusjohtaja sanoi jokin aika sitten, ettei sähköautoihin siirtymistä pitäisi niin kiirehtiä, koska sähköauto on aivan yhtä paha saastuttaja kuin dieselautokin, koska Euroopassa sähkö kuitenkin tehdään kivihiililauhteella.

Todettakoon ensin, että sähköautoihin kannattaa siirtyä jo pelkän kaupunki-ilman takia, mutta tässä kirjoituksessa keskityn hiilidioksidipäästöihin.

Lyhyehkö tähtäin

Lyhyehköllä tähtäyksellä (pari vuotta) voimme pitää sähkön tuotannon kapasiteettia annettuna. Miten siinä tilanteessa on sähkön kuluttajan osuus hiilidioksidipäästöistä, riippuu siitä, mihin kysymykseen halutaan vastaus. Jos tarkoituksena on jakaa maan hiilidioksipäästöt käyttäjittäin, on jaettava tuntikohtaisesti sähkön kulutuksen päästöt käyttäen keskimääräistä ominaispäästöä.  Tätä kirjoittasessa 12.11. klo 17:20 Suomen sähköntuotanto jakautui seuraavasti

Vesi   16 %
Ydinvoima 25 %
Kaukolämpö 15 %
Teollisuus 14 %
Tuulivoima 13 %
Muu 1 %
Sähkön nettotuonti 17 %

Suomen sähköntuotannon ominaispäästöt olivat 163 g/kWh, kun ne olivat samaan aikaan Virossa 834 g ja Saksassa 429 g. Näin ajatellen sähköautoilu näyttää Suomessa paljon perustellummalta kuin Saksassa.

Tunnin kuluttua tilanne varmaankin olisi jo toisenlainen.

Sitä, kannattaako dieselauto vaihtaa sähköautoksi tai öljylämmitys sähkölämmitykseksi, ei kuitenkaan lasketa näin. Lyhyehköllä aikavälillä jokainen sähkönkäyttäjä käyttää saman hinta-alueen viimeistä, marginaalikustannuksiltaan kalleinta voimalaitosta. Sähköpörssissä tuo viimeinen voimalaitos määrää myös sähkön hinnan. Sähkön hinnan on oltava riittävän korkea, että sitä viimeistä voimalaitosta kannattaa ajaa, mutta ei niin korkea, että kannattaisi käynnistää tätäkin kalliimpi voimalaitos.

Marginaalikustannus kertoo aika paljon myös päästöistä, koska päästöttömät energialähteet kuten ydinvoima tai tuulivoima ja säätämätön vesivoima ovat myös marginaalikustannuksiltaan halpoja. Kallit marginaalikustannukset johtuvat polttoaineen ja päästöoikeuksien kulumisesta. Kaliilla pääomakustannuksilla ei tässä ole merkitystä, koska ne ovat upotettuja kustannuksia. Ydinvoima ja tuulivoimalat ovat kalliita rakentaa, mutta niin halpoja käyttää, ettei niitä tarvitse juuri koskaan sulkea.sähkön halvan hinnan takia

Palataan tuohon saman hinta-alueen käsitteeseen seuraavassa postauksessa. Sitä ennen havainnollistetaan tuota viimeisen voimalaitoksen periaatetta yksinkertaistetulla esimerkillä.

Kuvitellaan maa nimeltä Ekolandia, jonka sähkönkulutus on 10 GW, josta 9 GW on vesivoimaa (0g/kWh) ja 1 GW hiilivoimaa (850 g/kWh) eli sähkön ominaispäästöt ovat 85 g/kWh. Maassa on myös öljylämmitteisiä taloja, joiden hiilidioksidipäästöt ovat 265 g/kWh. Kannattaisi siis siirtyä öljystä sähköön, koska sähkön ominaispäästöt ovat pienemmät kuin öljyn?

Öljylämmityksen vaihtaminen sähkölämmitykseen ei lisäisi sateita, joten vesivoimaa olisi edelleen 9 GW. Kun sähkön kulutus lisääntyy tai vähenee, tuotannon muutos tapahtuu kivihiilisähkön eli viimeisen voimalaitoksen puolella. Niinpä siirtymä öljystä sähköön lisäisi päästöjä eikä vähentäisi. Yksi kilowattitunti vähemmän öljyä ja enemmän sähköä merkitsee 265 g vähemmän päästöjä öljystä, mutta 850 g enemmän päästöjä sähköstä.

Vastaavasti, jos Ekolandian asukas päättää säästää sähköä, hänen ei tule ajatella, että jokainen säästetty kilowattitunti vähentää päästöjä vain ominaiskulutuksen 85g verran. Se vähentää viimeisen voimalaitoksen mukaan 850 g/kWh.

Vasta kun sähkön kulutus vähenee niin, että viimeinenkin hiilivoimala on suljettu, sähkön kulutus muuttuu päästöttömäksi eikä sen lisääminen tai vähentäminen vaikuta kokonaispäästöihin mitään. Silloin taas ei kannata säästää.

Viimeisen voimalaitoksen periaate vastaa kysymykseen, mitä tapahtuu, jos minä lisään tai vähennän sähkönkäyttöä. Se ei vastaa kysymykseen, miten syntitaakka nykyisestä sähkönkulutuksesta jaetaan kuluttajien kesken. Ne ovat kaksi eri kysymystä, eikä niihin voi antaa samaa vastausta.

Siirtymisessä bensa-autoista sähköautoihin on kyse tuosta ensimmäisestä eli viimeisen voimalaitoksen periaatteesta. Siksi sähköauton vähäpäästöisyys näyttää vähän ongelmalliselta, mutta tosiasiassa sähköautot ovat tai ne on saatavissa vähäpäästöisiksi.

Tästä enemmän osassa 3

 

Miksi HSL:n hallitus ei paranna Espoon joukkoliikennettä?

Espoossa on suuri valitus siitä, että kaikki metrojunat eivät aja Matinkylään (kuten eivät myöskään Vuosaareen) ja että suoria bussiyhteyksiä halutaan takaisin. Espoolaiset poliitikot ovat tätä tukeneet, mutta helsinkiläiset ja vantaalaiset pahikset ovat HSL:n hallituksessa tyrmänneet tämän.

Vika on tavassa, jolla HSL laskuttaa liikenteestä kuntia. Espoolaiset maksaisivat omista parannuksistaan vain pienen osan itse, pääosa menisi metron osalta helsinkiläisten maksettavaksi. Suorien bussilinjojen osalta myös vantaalaiset pääsisivät maksamaan.

HSL laskuttaa metron kokonaiskustannuksista jäsenkuntiaan siinä suhteessa kuin näiden asukkaat käyttävät metroa ja bussiliikenteen kokonaiskustannuksista bussin käytön suhteessa. Tässä ymmärtääkseni Helsinki tukee huomattavasti naapureitaan, koska matkustajaa kohden on Helsingissä merkittävästi halvempaa kuin muualla, koska väkeä on enemmän ja koska metron investoinnit on kuoletettu ajat sitten.

Minusta on oikein, että jos espoolaiset haluavat parempaa joukkoliikennettä, heillä on oikeus saada sitä, mutta silloin heidän pitäisi maksaa lisäkustannukset itse.

Sopimus on muodoltaan aika hölmö. Voisivatko espoolaiset ehdottaa jotain rakentavaa?

 

Markkinaehtoiseen autopaikkapolitiikkaan

Ehdotuksessa Helsingin kaupunginvaltuuston strategiaksi lukee nyt näin:

Kaupunki hillitsee rakenta­misen kustannuksia ja tiivistää kaupunkirakennetta siirtymällä kilpailukykyään ja saavutettavuuttaan vaarantamatta asteittain kohti alueellista ja mark­kinaehtoista pysäköintijärjestelmää uusista asuinalueista aloittaen.

Tämä voi olla merkittävä muutos kaupungin kaavoitukseen, sillä vaatimus autopaikoista on estänyt tehokkaasti kaupunkimaisten alueiden kaavoitusta. Jätkäsaaresta ja Hernesaaresta ei ole voitu tehdä Punavuoren tai Töölön kaltaista aluetta, koska säädetty määrä autopaikkoja ei olisi mahtunut millään järkevällä hinnalla.

Tiiviyden ohella olennaista on myös raha. Jätkäsaareen on rakennettu velvoitepaikkoja noin neljännesmiljardilla eurolla. Summa ei ole ihan tarkka, koska näitä kustannuksia ei tilastoida, koska ne koituvat muiden kuin kaupungin maksettavaksi. Autopaikkoja on runsaat jotain 4000:n ja 5 000 välillä ja ne maksavat runsaat 50 000 € kappale.

Pysäköinnissä insinöörien ja ekonomistien maailmankuvat menevät pahasti ristiin. Se alkaa jo termeistä. Insinööri puhuu autopaikkojen tarpeesta ja ekonomisti kysynnästä. Ekonomisti olettaa, että kysyntä riippuu myös hinnasta, insinöörin mielestä tarve on hinnasta riippumaton. Niinpä Helsingin autopaikkanormissa ei ole lainkaan mukana paikan hintaa, vaan tarve määräytyy vain siitä, kuinka hyvät joukkoliikennepalvelut alueella on. Paikkoja tarvitaan siis sama määrä, maksavat ne kappaleelta sitten 500 € tai 70 000 €.

Kysyntä, tarjonta ja hyvinvointitappio Jatka lukemista ”Markkinaehtoiseen autopaikkapolitiikkaan”

Rautateiden kilpailu ei ole aivan yksinkertainen juttu

Kun joskus viime vuosituhannella opiskelin kansantaloustiedettä, silmiini osui tieto, että joku 1800-luvun klassinen kansantaloustieteilijä oli sanonut, että se, että Preussin rautatiet tuottavat voittoa, on tietysti osoitus saksalaisesta tehokkuudesta, mutta myös täysin väärästä hinnoittelusta. Rautateiden hinnat on asetettava niin alas, että talous menee tappiolle, jos halutaan kalliista ratainvestoinnista maksimaalinen hyöty.

Tämä edelleen paikkansa pitävä seikka johtuu siitä, että muuttuvat kulut – viimeisen matkustajan aiheuttama lisäkustannus – on niin pieni, että sen mukainen hinta vie yrityksen tappiolle. Jos taas yrittää virittää hinnan niin korkeaksi, että yritys ei mene tappiolliseksi, tulee rajanneeksi suuren osan potentiaalisesta kysynnästä ulos, jolloin kokonaishyöty investoinnista jää vajaaksi. Voi kuulostaa teoriaherrojen höpötykseltä, mutta tämän taloudellinen merkitys on erittäin suuri. Jatka lukemista ”Rautateiden kilpailu ei ole aivan yksinkertainen juttu”