Ilmakehän lämpöfysiikkaa II

Tämän kirjoituksen lähtökohta on Ilmastofoorumilla hiljattain käyty keskustelu. Siinä vaihdettiin näkemyksiä kasvihuoneilmiön käsitteestä. Sehän on tavalla tai toisella kaiken ilmaston muuttumisesta käytävän aatteellis-poliittisen kamppailun taustalla.

Kun en käsitettä sen harhaanjohtavuuden takia hyväksy edes vertauskuvallisena käytettäväksi, sain ymmärrettävästi kriittistä palautetta. Keskustelukumppani edusti mielipiteineen erinomaisesti koko kasvihuoneajattelun yleistä argumentaatiolinjaa. Siksi päätin koota keskeiset argumentit tänne kevyesti toimitettuina ja käydä ne lävitse siitäkin huolimatta, että asiaa on näillä palstoilla sivuttu tai käsitelty yksityiskohtaisesti jo aikaisemminkin.

Teksti on tässä vaiheessa keskeneräinen, mutta täydentyy tarpeen mukaan. Palaute on tervetullutta yhteisen ymmärryksen kehittämiseksi.

”Semantiikalla siitä mitä ”lämpö” on ja onko ”kasvihuoneilmiö” oikea sana kuvaamaan ilmakehän säteilyilmiötä, ei ole pienintäkään merkitystä sen suhteen miten kasvihuonekaasut ilmakehässä vaikuttavat maapallon energiatalouteen. Luontoa ei kiinnosta tieto siitä, miksi ilmiöitä kutsumme. Säteilybudjetti määrää efektiiviset lämpötilat, eikä mikään muu, johtuen siitä että maa menettää kaiken energiansa avaruuteen pelkästään säteilemällä.”

Semanttisella analyysilla voidaan yleensä raivata koko joukko näennäisongelmia ja -argumentteja pois keskustelua häiritsemästä. Lämpö on käsitteenä eri asia kuin energia. Sähkömagneettinen säteily on energian siirtymisen väline. Lämpö ”syntyy” aina jossakin materiaalissa. Ellei näiden käsitteiden sisältö on yksikäsitteisesti hallinnassa, ei keskustelussa ole mieltä.

”Säteilybudjetti” on silkkaa IPCC-fysiikkaa. Säteilyenergian säilymislakia ei ole erikseen olemassa ymmärrettävästä syystä, säteilyhän on energian siirtymisen eräs muoto. Budjetilla IPCC-fysiikka tarkoittaa tilannetta, jossa maapallolle tuleva ja sieltä lähtevä energia ovat tasapainossa. Sellainen tilanne voidaan konstruoida ja asialla voidaan spekuloida erilaisten mallien avulla, mutta sen avulla ei saada selkoa ilmakehän lämpöprosesseista ja niiden muutoksista.

Virkkeen väite, jonka mukaan maa menettää kaiken energiansa avaruuteen säteilemällä on ehkä tahattomasti epätarkka. Ilmakehä tosin vuotaa, mutta ei menetä kaikkea energiaansa avaruuteen. Ilmakehä on eriste. Siksi meillä on kohtuullisen mukava elinympäristö, no, joka tapauksessa enimmäkseen.

Kasvihuoneilmiön perussyy on ””infrapunasäteilyn vangittuminen. Ilman kasvihuonekaasuja lämpö säteilisi suoraan avaruuteen. Kun IP-säteily vangittuu molekyyliin, se säteilee siitä vastaavalla intensiteetillä pois, myös maanpintaa kohti. Niin sanoo Stefan-Bolzmannin laki.  Mikään kappale ei selektiivisesti säteile vain yhteen suuntaan, vaan kaikkiin suuntiin. Ja kappale, joka ottaa vastaan säteilyä jollakin aallonpituudella, myös säteilee sitä pois vastaavasti.”

Ilman absortiokykyisiä kaasuja maapallolta poistaisi avaruuteen lämpöenergiaa vain maan pinta säteilyllään (maa, vesi, kasvillisuus) lämpötilansa määrittämällä säteilytaajuudella ja teholla. Kun vesihöyryn, hiilidoksidin ja vähäisempien absorptiokaasujen ilmakehää jäähdyttävä toiminta suljettaisiin pois, ilmakehä ja ilma ympärillämme olisi nykyistä merkittävästi kuumempi ja ilmasto rajumpi. Mekanismia on kuvattu aikaisemmissa kirjoituksissa.

Hiilidioksidimolekyyli ei ole kappale. Sen absorptio ja emissio eli energiakvanttien vastaanotto ja niihin reagointi poikkeaa olennaisesti kiinteän aineen tai atomien vastaavasta. Fysiikassa tätä ilmiötä kuvataan vapausasteen käsitteellä. Hiilidioksidilla vapausasteita on useita. Se tarkoittaa, että hiilidioksidimolekyyli voi kylläkin säteillä saamansa energiakvantin ulos, ellei energia purkaudu molekyylistä muulla tavalla, ennenkuin säteily ennättää toteutua. Myös säteily ottaa aikansa!

Alailmakehässä energia purkautuu lähes 100-prosenttisesti molekyylimassaan törmäysten kautta eikä ennätä säteillä. Törmäykset ovat luonteeltaan elastisia eikä hiilidioksidimolekyyli ”räjähdä”. Se jäähtyy arkisesti ympäröivän molekyylimassan (typpi, happi, argon) lämpötilaan. Ilmaseoksen eri osakaasujen molekyylien massamäärien suhteesta johtuu, että mitattavaa lämpöefektiä ei synny (hiilidioksidia on masentavan vähän). Hiilidioksidin relaksaatio (viritystilan purkaantuminen) noudattaa ns. Jablonski-diagramman periaatetta.

Vaikka hiilidioksidimolekyyli olisikin saamansa energiapaukun ansiosta ohi kiitävän hetken ympäristöä ”lämpimämpi”, sen määrä ilman molekyylimassassa ei riitä mitattavissa olevaan lämmitysefektiin. Tämä koskee myös tilannetta hiilidioksidimassan mahdollisen tuplaantumisen jälkeen. Edelläsanottu on yksinkertaistus. Lisään mekanismia kuvaavaa informaatiota tarpeen mukaan.

”Todistetaan nk. kasvihuoneilmiö ideaalitilanteella, joka on helpompi ymmärtää, eikä mukaan tarvitse sotkea muita ilmakehän tapahtumia.
Oletetaan täysin musta pallo, joka sijaitsee avaruuden tyhjiössä. Sen efektiivinen lämpötila S-B -lain mukaan on: Te = (S/s)^.25 = 364K”…….

Ilmakehän hypoteettisen kasvihuoneilmiön olemassaoloa ei luonnollisestikaan voida todistaa kuvaamalla sellaita ideaalitilannetta, josta samaisen ilmakehän tapahtumat ja niihin liittyvä lämpöfysiikka olisi poistettu. Kasvihuoneilmiötä ei sen vuoksi voida todistaa tyhjiöön sijoitetun abstraktin pallon laskennallisen pintalämpötilan avulla. Ilmakehä, maa ja vesi ovat materiaalia, ainetta, jossa säteilyn tuoma energia nimenomaisesti muuntuu lämmöksi. Muuntuminen vaatii aikaa. Systeemin lämpö on kineettisen energian muodossa. Säteilyenergialla ei ole erillistä säilymislakia.

Kirjoittaja esittää pitkällisen laskelman, jolla pyrkii perustelemaan kasvihuoneilmiön olemassaolon. Lähtiäiseksi hän olettaa tyhjiössä sijaitsevan mustan pallon, jonka lämpötila olisi  364 K-astetta. Missä pallo sijaitsee, mistä sen energia tulee, miten se tähän ongelmaan littyy? Asetelma on lähtökohtaisesti absurdi ja pudottaa pohjan pois kaikelta laskennalta.

”Jos kirkkaalta yötaivaalta saadaan mitattua infrapunasäteilyä, niin se ei tasan tarkkaan tule mistään muualta kuin ilmakehän kaasuista. Jos tuolle säteilyenergialle ei tapahtuisi mitään sen osuessa maanpintaan, olisi ilmiö vastoin termodynamiikan I pääsääntöä.”

Lämpö todella poistuu maasta IR-säteilyn muodossa ja vain sitä kautta. Mutta tarkkaan ottaen satelliittimittaukset osoittavat, että säteilyä tulee useista lähteistä: suoraan maasta, ilmakehän vesihöyrystä, hiilidioksidista, otsonista ja pilvistä. Säteilyllä on lähteestä riippuen oma intensiteettinsa eli tehonsa. Tämä on juuri aikaisemmassa artikkelissa kuvattu maapallon jäähdytysjärjestelmä, mutta ei todista lainkaan minkään kasvihuoneilmiön olemassaolon puolesta. Järjestelmä on kuvattu myös aiemmassa  NASA:n havainnollisessa kaaviossa, josta tosin metreissä eritelty säteilyn lähtötaso puuttuu. Mutta sellainenkin löytyy alan ammattikirjallisuudesta.

Ilmakehän molekyylien lämpö ei periaatteessakaan voi IR-säteilyn avulla lämmittää nettona maan pintatasoa. Syynä on se, että ilmakehä on lämmön ”vuotamisen” vuoksi keskimäärin aivan alaosastaan lähtien keskimääräistä maan pintatasoa viileämpi. Ero kasvaa tunnetusti havaintokorkeuden kasvaessa. Perusasia ei muutu sen johdosta, että ilmavirtaukset kuljettavat tuulten ja yläilmakehän virtausten avulla suuria lämpöpaketteja paikasta toiseen ja joskus hyvin nopeasti aiheuttaen paikallisia ja alueellisia lämpötilan muutoksia.

Lopuksi kertaukseksi fakta, joka ei kasvihuoneilmiön kannattajilta tietenkään saa ymmärrystä.

Hiilidioksidimolekyylillä ei ilmaseoksessa ole erillistä lämpötilaa ympäröivään molekyylimassaan verrattuna. Tässä mielessä sen aktiivinen toiminta maan pinnan aktiiviseksi lämmittämiseksi on mahdottomuus. Ja maapallolla on lattialämmitys, joka saa energiansa auringosta. Sen eristeenä tomii ilmakehä kokonaisuutena.

Mainokset

Malediivien peittyminen mereen peruutettu

Aikaisemmin näillä palstoilla olemme kertoneet, että kansalaisjärjestö Ilmastofoorumi ry on pyytänyt Yleisradiota korjaamaan kirjeenvaihtajansa perättömän uutisoinnin Malediivien tilanteesta. Sen mukaan saarivaltiota uhkaa ilmastonmuutoksen aiheuttama merenpinnan nousu siinä mitassa, että saaria on tyhjennetty asukkaista.

YLEn vastaava päätoimittaja Atte Jääskeläinen ei nähnyt aihetta korjaukselle. Ilmastofoorumi ry on pyytänyt Julkisen sanan neuvostoa tutkimaan asian.

Ilmastofoorumin piirissä on vuosia seurattu keskusteluja merten pinnan kohoamisesta. Tiedämme moninaisten tutkimusten perusteella, että valtamerten pinnan kohoamisvauhdissa ei ole tapahtunut viime vuosikymmeninä merkittäviä muutoksia. Tässä yhden satelliittimittaukseen perustuvan tutkimuksen tulos. Ja tässä pikakurssi problematiikkaan.

Malediivien aikaisempi presidentti tunnettiin vilkkaasta esiintymisestään kaikkialla, missä puhuttiin ilmastosta ja etenkin ns. ilmaston suojeluun jaettavista varoista.

Nykyinen presidentti Mohamed Waheed Hassan Manik on hieman eri linjoilla. Tuoreehkon uutisen mukaan hän ei ole edeltäjänsä linjoilla myöskään tässä vajoamisasiassa. Presidentin mukaan atollisaarten suurimmat ongelmat ovat eroosio ja vesi-ja jätehuolto, ei merenpinnan kohoaminen.

Jokohan YLEn olisi aika oikaista virheelliset väitteensä?

Ilmakehän lämpöfysiikan perusteita

Kun päästötavoitteita jälleen julkaistaan ja uho hiilidioksidin ympärillä on ankara, syntyy houkutus muistuttaa asian tiimoilta parista, ilmeisesti unhoon vaipuneesta tai kokonaan oppimatta jääneestä lämpöfysiikan periaatteesta.

Lämpö ei ole yhtä kuin kuin sähkömagneettinen säteily, jota maapallo saa auringosta.

Lämpö ”syntyy” säteilyn kohdatessa väliaineen. Tällaisia ovat mm. ilmaseos pienhiukkasineen, pilvet, vesihöyry, maan pinta, kasvillisuus, rakennukset, vesistöt ja meret jne.

Mitä tämä tarkoittaa? Se tarkoittaa mm. sitä, että maanpinnan tasolla mitatun auringon säteilyn tehosta ei voi laskea maanpinnan lämpötilaa. Tämä on sikäli tärkeä oivallus, että koko IPCC-vetoinen ilmastotiede perustuu säteilyfysiikkaan eikä ota huomioon lämpöopin perustavaa lakia.

Toisaalta maatasolta ilmaan lähtevän säteilyn voimakkuus ja taajuusalue määräytyvät vain ja ainoastaan säteilevän pinnan lämpötilasta. Tälläkin lauseella on tärkeä periaatteellinen merkitys. Maatasolta lähtevä matalataajuinen IR-säteily ei voi olla ”lämpimämpää” kuin säteilevä pinta. Ääripäät löytyvät maapallon napa-alueilta ja päiväntasaajaseudun aavikoilta.

Maapallon ilmakehä lämpiää maatasolla olevan lämmön ansiosta.

Vain osa auringon säteilystä lämmittää suoraan ilmakehän kaasuseosta. Mitä tämä tarkoittaa? Se tarkoittaa, että maapallon lattialämmityksen olennainen parametri on aika. Kun lämpö ”syntyy” maapallon pinnan materiaaleissa, niihin imeytynyt energia käy läpi lukemattoman joukon ns. vaihesiirtymiä, joiden tuloksesta ilman lämpötila määräytyy. Lämmön siirtymisen vaatima aika riippuu väliaineesta, sen lämmönjohtavuudesta ja lämpökapasiteetista.  Esim. valtameret absorboivat tehokkaasti sinivihreän taajuuden säteilyä. Merivedessä ja varsinkin sen alimmissa kerroksissa tapahtuvat lämpösiirtymät ovat erittäin hitaita. Muutos tilasta toiseen vaatii helposti kymmenien, jopa satojen vuosien siirtymäjakson.

Lämpö enetee aineessa hitaammin tai nopeammin, säteily liikkuu aina valon nopeudella. Miten lämpöenergian suodatus auringon sähkömagneettisesta säteilystä ilmaseokseen tapahtuu, selviää oheisesta NASAn kaaviosta.

Kuva

Ilmakehään tulevasta energiasta noin 51 prosenttia yltää maatasolle ja vesiin, joissa se muuttuu materiaalien kineetiseksi energiaksi eli lämmöksi edellä kuvattujen vaihesiirtymien kautta.

Jotta maan- ja veden pinta eivät kuumenisi loputtomiin, systeemissä on jäähdytys.

Jäähdytysjärjestelmä johtaa lämpöenergian ilmakehään ja siitä avaruuteen kuvassa merkittyjen prosenttilukujen suhteessa.  Matalataajuisen IR-säteilyn kautta avaruuteen poistuu suoraan vain noin 6 prosenttia lämpöenergiasta. Kuvassa todetaan, että avaruuteen poistuu säteilyn kautta ilmakehästä ja pilvistä 64 prosenttia energiasta. Ilmakehän kaasujen säteilystä vastaavat lähinnä vesihöyry ja hiilidioksidi siten, että vesihöyryn jäähdyttävä säteily loppuu siellä missä höyry muuttuu jääkiteiksi. Hiilidioksidilla ei tätä rajoitetta ole.

Adiabaattinen jäähdytys

Ilmamassaan muodostuu lämmitysmekanismin ansiosta eri lämpötilan omaavia ilmapaketteja. Ne nousevat lämpöenergian voimalla ylöspäin ja jäähdyttävät energiaa purkaessaan (laajetessaan) samalla sisältämäänsä ilmaseosta. Avaruuteen lämpö poistuu IR-säteilynä eri korkeuksista siten, että vesihöyryllä sekä pilvillä on omat tyypilliset säteilykorkeutensa. Hiilidioksidi säteilee merkittävästi vasta hyvin korkeissa ilmakehän kerroksissa, karkeasti tasolta + 10 000 metriä ja siitä ylöspäin. Syy hiilidioksidin käyttäytymiseen on selitetty aikaisemmissa aihetta sivuavissa teksteissä. On tärkeä ymmärtää, että lämpöä poistuu vaikka ollaan merkittävästi pakkasasteilla!

HUOM. Ilmakehän valtakaasut typpi, happi ja argon eivät johdata lämpöä ulos ilmakehästä. Ne sitovat kylläkin kineettistä energiaa eli lämpöä ja toimivat näin lämmön varaajina, mutta eivät absorboi eivätkä emittoi.  Ellei absorptio- ja emissiokykyisiä kaasuja olisi, niin ilmakehä olisi merkittävästi nykyistä kuumempi. Näin päädytään paradoksiin: Hiilidioksidi on keskeinen ilmakehän (osa)jäähdyttäjä.

Ihmisen aistimuksellisesti kokema lämpö, samoin kuin perinteisten lämpömittareiden osoittama lämpötila on ilmakehän molekyylien keskinäisestä määräsuhteesta johtuen suurimmalta osaltaan typen, hapen ja argonin lämpöä.

Ihminen aistii reseptoriensa rakenteen vuoksi myös herkästi ilman kosteutta, se on yksi evoluution tulos. Hiilidioksidimolekyylien lämpötila noudattaa ilmaseoksen valtamolekyylien lämpötilaa. Ihmisen aistein sitä on mahdoton erikseen havaita, mittareilla kyllä. Siksi hiilidioksidin IR-säteilyä voidaan hyödyntää lämpömittareissa. Se kertoo molekyylimassan lämpötilan.

Ihmisen iho tuntee matalataajuisen IR-säteilyn (lämpösäteilyn) hyvin laajalla taajuuskaistalla. Mutta säteily ei ole lämpöä. Lämpö syntyy ihon pintakerroksissa, joiden reseptorit viestivät lämpöaistimuksen keskushermostoon.

Aistimuksilla on rajoituksensa. Mitä korkeampi on säteilytaajuus, sitä huonommin ihmisen ihon reseptorit sitä ”ymmärtävät”. Siitä johtuu, että ihmisen on mahdollista polttaa itsensä pataluhaksi auringossa, jos säteilyn ultraviolettialue pääsee vapaasti ihoon vaikuttamaan.

Maapallon ilmakehällä on lattialämmitys. llmakehä on lämpöeriste. Sen koko kaasumassalla on lämpökapasiteetti, joka johtuu molekyylien lämpökapasiteetista. Ei ole siis mitenkään mahdollista, että hiilidioksidi 0,04 prosentin tilavuusosuudellaan säätelisi ilmakehän lämpötilaa.

Lämpöenergia siirtyy maasta ilmaseokseen ja ilmakehästä avaruuteen ajassa tapahtuvien vaihesiirtymien kautta.

Vaihesiirtymien kokonaisuus (materiaalin lämmönjohtavuus, lämpökapasiteetti) määrittää ilman lämpöenergian määrän ja lämpötilan.

Ilmastosysteemin jäähdytysjärjestelmässä aikatekijällä ja alailmakehän kineettisen lämpöenergian määrällä ja ilmanpaineella on lopputuloksen, eli ilmakehän lämpötalouden kannalta keskeinen merkitys. Sitä ei pelkästään säteilyfysiikan avulla voida selittää tai kuvata.

Jälkipuhe

Moni lukija muistaa varmaan ne moninaiset selitykset, joita virallisen ilmastokatastrofilinjan edustajat ja kannattajat ovat esitelleet viisitoista vuotta jatkuneen lämpöpysäkin johdosta. Yhtäkkiä moni näistä muisti, että maapallo onkin vesiplaneetta ja että merillä voi olla merkitystä ilmaston suhteen.

Selitykset sikseen ja omaan arvoonsa. Mutta tuon puheen takana tai sen motivaationa ovat juuri edellä tekstissä muutamaan otteeseen mainitut vaihesiirtymät – siitäkin huolimatta, että puhujista todennäköisesti enemmistö ei ole asiaan paneutunut.  Vaihesiirtymissä energia muuttaa muotoaan liikkuessaan väliaineesta toiseen.

Periaatteessa siirtymät voidaan jakaa kolmeen päätyyppiin. Rajapinnan muodostavat

1. kiintoaine ja kaasu

2. kiintoaine ja neste

3. neste ja kaasu.

Kukin näistä rajapinnoista on erillisen tutkimuksen kohde, enimmäkseen ns. insinööritieteiden alueella. Mutta yhteistä ”rajapintateoriaa” ilmastoon sovellettavassa fysiikassa ei ole olemassa. Ei ole myöskään kattavaa empiiristä mittaustietoa, joka sisältäisi maan lämpötalouden muutosten ymmärtämisen kannalta tärkeimmät parametrit. Eikä tällaista ole näköpiirissäkään siitä huolimatta, että sään ja ilmaston tutkimiseen on satsattu valtavat rahat esimerkiksi tietokonejärjestelmien muodossa.

Kun virallisen linjan ilmastoprofeetta seuraavan kerran aukaisee julkisuudessa sanaisen arkkunsa tästä aiheesta selityksineen, voi kuulija sulkea vastaanottimen rauhassa ilman, että menettäisi mitään tärkeätä. Tämä on eräs niistä ilmastoon liittyvistä monista alueista, joiden kohdalla pitäisi rehellisyyden nimissä myöntää, että tiedot ovat toistaiseksi kovin rajalliset.

EU säätää ilmastoa

Tänään, 22.1.2014, EU:n komissio julkaisee jälleen seuraavia vuosia koskevat ilmastotavoitteensa. Tämä tieto on lupa lukea siten, että EU ajattelee voivansa ohjata ilmaston kehitystä ja muutoksia.

Keskeinen, ellei ratkaiseva osa säätelyä on ns. päästöjen vähentäminen. Tänään kuullaan jälleen kerran, miten paljon EU-maiden tulee päästöjään vähentää.

Kyse ei kuitenkaan ole kaikista ilmaan tulevista ”päästöistä”. Emme kuule määräyksiä pienhiukkasten määrän vähentämisestä, emme myöskään erilaisista teollisista prosesseista ilmaan tulevista aineista, kuten kemikaaleista tai aerosoleista. Nyt puheen keskipisteenä ovat ilmastolle haitalliseksi julistetut, hiilivetyjen polttamisesta syntyvät hiilipäästöt, mutta etenkin hiilidioksidi, CO2.

Hiilidioksidi on siis EU:n mielestä ilmastolle haitallinen kaasu, jota pitää säädellä. EU-komissio ei ehkä ole tullut ajatelleeksi, että hiilidioksidia vapautuu ilmaan kaikkien elämälle perustavien prosessien yhteydessä. Kun luomakunta hengittää, se päästää ilmoille hiilidioksidia. Sitä tulee maan bakteereista, pieneliöistä, eläimistä, kasveista ja vesistä.

Kun tarkastellaan hiillen kokonaiskiertoa, niin ihmisen kaikkien toimintojen yhteinen osuus ilmaan tulevasta hiilidioksidista on 3 prosenttia. Ilmaseoksessa hiilidioksidin tilavuusprosentti on 0,04. Se tarkoittaa, että 10 000 ilman molekyylistä aina neljä ovat hiilidioksidia. Kukin voi keskenään harrastaa päässälaskua ja pohtia, miten paljon neljästä molekyylistä on 3 prosenttia.

Allaoleva satelliittikuva kertoo siitä, mistä hiilidioksidi tulee ilmaan. Ei ole kovin voimallisesti teollinen maailma edustettuna tässä kuvassa. Mutta EU:n ei tarvitse näitä murehtia. Se on tehnyt poliittisen päätöksen, että ihmiskunnan 3 prosenttia 0,04 prosentista on ilmastolle myrkkyä.

Kuva

P.S. Oli ihan unohtua, että EU:n pääsihteeri Barroson ilmastoneuvonantaja on Potsdamin PIK-instituutin johtaja Joachim Schellnhuber. Tämä mies on myös liittokansleri Angela Merkelin ilmastoasioiden konsultti. Ja samaista Schellnhuberia saamme kiittää siitä, että EU:n virallisissa asiapapereissa on asetettu ihmiskunnalle lämmitysraja. Ihmiskunta ei saa lämmittää ilmastoa enempää kuin kaksi astetta. Jos lämmitys ylittää tuon arvon, on edessä katastrofi.

Kahden asteen haamurajan raahasi Potsdamin PIK-instituuttiin Yhdysvalloista amerikkalainen William Bill Hare, yksi IPPC:n raporttien kirjoittajista ja Greenpeacen entinen ilmastovastaava.

Saksan ”Energiewende” ja villakoiran ydin

Vihreä väki ja vähän muutkin meillä Suomessa ovat innoissaan Saksan energiakäänteestä. Sillä tarkoitettiin aluksi, muutama vuosi sitten, pyrkimystä irtautua hiilivoimaan perustuvasta sähköntuotannosta.

Poliittinen johto halusi profiloitua myös kansainvälisesti ja niinpä nähtiin vaihe, jossa liittokansleri Angela Merkeliä kutsuttiin jo ilmastokansleriksi. Käytännössä ”Energiewendeä” ryhdyttiin vauhdittamaan tukemalla massiivisesti tuulivoiman ja aurinkopaneelien käyttöönottoa.

Rahamääräisesti tämä tarkoittaa runsaan 100 mrd euron tukisummaa alalle 2000-luvun aikana. Samaan aikaan sähkön kuluttajahinta on nopeasti noussut ollen joulukuussa 2013 noin 27 senttiä kilowattitunnilta. Tällä luvulla Saksa on EU-maiden kakkonen heti Tanskan jälkeen.

Aurinkopaneelien ja tuulivoiman rakentamisesta tuli nopeasti kannattava bisnes. Investointi- ja käyttötariffituen ohella hallitus varmisti jatkuvuutta siten, että tuki taataan vuosikymmenten päähän.

Saksan energisapolitiikassa nähtiin Fukushiman jälkeen toinen käänne. Enää ei riitä, että fossiilinen sähkö julistetaan pannaan. Sen lisäksi on päätetty sulkea kaikki ydinvoimalat vuoteen 2022 mennessä. Sulkeminen on jo aloitettu ja sitä on tarkoitus jatkaa, kunnes maan kaikki 22 voimalaa, monilla tahoilla maailman parhaiksi listattuja, on suljettu. Näin energiakäänteen on määrä edetä.

Poliittinen totuus on kuitenkin siitä erikoinen, että se pätee poliitikkojen omassa piirissä ja osassa mediaa. Reaalimaailma saattaa olennaisilta osin peittyä retoriiikan ja propagandan taakse. Energiakäänteellä  on edessään iso ongelma. Se ilmenee oheisesta, joulukuun jakson sähköntuotantoa kuvaavasta Die Welt-lehden grafiikasta,

Kuva

Kuvassa alaosan vaalea sininen kertoo hiili- ja ydinvoiman osuuden sähköntuotannossa. Tumma sininen kuvaa tuulivoiman osuutta ja aurinkosähkö on kuvattu keltaisella. Tämä tarkoittaa sitä, että kun Saksassa on talvikauden normaali keli sumuineen ja jopa viikkoja jatkuvine tyvenineen, ei ns. uusiintuvan energian myllyistä ole energian antajiksi. Eivätkä tällaiset säät rajoitu talveen.

Jatkuvan viherpropagandan ansiosta keskiverto saksalainen ei tilannetta tiedosta. Niinpä mielipidekyselyissä enemmistö uskoo, että uusiintuvista lähteistä saadaan lähes puolet energiasta. Energialla tarkoitetaan silloin sähköä.

Jos ylläolevan grafiikan esittää vihreän valaistumisen kokeneelle henkilölle, hän todennäköisesti rientää kertomaan, että tilanne on väliaikainen ja että sähköä tulee normaalisti aivan riittävästi tuulimyllyistä ja aurinkopaneeleista. Ja hän on väärässä. Kesäkaudella, suotuisissa oloissa Saksan yli 20 000 tuulivoimalaa ja kattojen aurinkopaneelit todella tuottavat ajoittain sähköä niin paljon, että sitä on vietävä miinusmerkkisellä tuotolla eli verovaroin tuetulla hinnalla naapurimaihin, kuten Tanskaan. Tällaisina päivinä laki määrää perusvoimalat eli hiili-ja ydnvoimalat seisoksiin. Puola ei enää ota sähköä Saksasta vastaan, koska se aiheuttaa siellä verkon toimintahäiriöitä.

Mutta sähköä ei voi tuottaa tilapäisesti. Sitä on oltava tarjolla tasaisesti kautta vuorokauden, tarpeen mukaan. Tämä edellyttää sähköntuotannossa sitä, että tuuli- ja aurinkosähkön huiput on kyettävä tasoittamaan. Teknisiä, taloudellisesti perusteltavissa olevia mahdollisuuksia tarjoaa tällä hetkellä oikeastaan vain patoaltaiden vesi. Tuulivoiman avulla voidaan altaisiin pumpata vettä ja ottaa gravitaatiopotentiaali myöhemmin sähköverkkoon turbiinien avulla. Häviötä syntyy, mutta toiminta kannattaa. Tällä hetkellä toimivia varausaltaita on Saksassa runsaat kolmekymmentä.

Jos tuuli- ja aurinkovoiman oikukas energia haluttaisiin ottaa todella perusvoimaksi, varausaltaita tarvittaisiin noin 350 kappaletta. Tällaista tilaa ei Saksasta löydy. Lisäksi massiivinen verkkorakentaminen aiheuttaa perustavia haasteita sekä toiminnan harjoittajille, että lystin kustantajille eli veronmaksajille ja sähkönkäyttäjille. Mutta perusasiat on jo ajat sitten unohdettu. Kaikki tehdään kestävän kehityksen nimissä.

Valheen varassa eteenpäin

Näillä näkymin ja uuden hallituksen henkilögalleriaa tarkasteltaessa näyttää siltä, että Saksan hallitus tulee jatkamaan vihreän valheen varassa, edellä kuvatusta asiaintilasta piittaamatta. Se tarkoittaa sitä, että ydinvoimaloiden alasajoa jatketaan ja hiilivoimaa rakennetaan lisää demareiden muodollisesti vastustaessa.

Vihreät ovat nyt liittohallituksen ulkopuolella ja voivat nyt täysin rinnoin kritisoida hiilivoiman käyttöä. Siellä missä he ovat hallituksissa, hiilivoimaa tullaan tarpeen vaatiessa rakentamaan. Saksasta tulee lähivuosina kuitenkin myös ranskalaisen ja tsekkiläisen ydinvoiman suurkäyttäjä.

Tällainen on tilanne tänään. Mutta saksalaisten käyttäytyminen on ennakoitavissa aika pitkälle tilanteissa, joissa heidän kukkarostaan on kysymys. Kun Energiewende nostaa sähkön hinnan yli 30 sentin ja kun tuulimyllyt sekä valtavat sähkölinjat pilaavat loputkin kansallismaisemat, niin kaduilla voidaan hyvinkin nopeasti nähdä vastaliike nykymenolle. Tähän liittyy vielä yksi näkökulma.

Edellä ja yleensä myös saksalaisessa energiakeskustelussa puhutaan energiasta miltei synonyymina sähkön kanssa. Kuitenkin sähkön osuus Saksan koko energiankäytöstä on vain noin 20 prosenttia. Kokonaisenergian tuotannossa fossiilisten lähteiden osuus on 84 prosenttia.

Tuuli- ja aurinkosähkön osuus koko energiapaletissa on 2,8 prosenttia. Tämä on Saksan ”Energiewenden” todellinen ongelma.