Ilmastonmuutosagnostiikkaa

Ilmastonmuutos on sekä tärkeä asia että huuhaata. Omaa asennettani voisi ehkä parhaiten kuvata termillä ilmastoagnostikko. Agnostiikka on esim. uskontokunta, joka uskoo, että jumala on olemassa, mutta että sitä ei voi mitenkään tietää (1). Me voimme järkevästi varautua ilmastonmuutokseen ja ennen kaikkea öljyn loppumiseen, mutta väite, että ilmastonmuutoksen voi tieteellisesti todistaa, on ennen kaikkea huuhaata.
Kuva: Wikipedia (6)

Ilmastonmuutoskeskustelu Suomessa pitää todistettuna seuraavia aivan erillisiä väitteitä:

– ilmasto muuttuu
– ilmasto lämpenee
– ilmaston muutoksen aiheuttaa ihmisen toiminta
– ilmaston lämpenemisen aiheuttaa kasvihuoneilmiö
– kasvihuoneilmiön aiheuttaa hiilidioksidi
– ilmaston muutoksen voi peruuttaa ihmisten toiminnalla
– ilmaston muutoksen voi peruuttaa vähentämällä hiilidioksidipäästöjä

Tuossa on aika paljon tieteellistä todistamista.

Itse aina muistan jo lapsena lukeneeni Suomen varhaishistoriasta, että kun ihmiset saapuivat Suomeen kivikaudella, oli niin lämmin jakso, että Oulussa kasvoi pähkinäpuita. Eli kasvuvyöhyke oli noin 500 kilometriä nykyistä pohjoisempana. En kyennyt varmistamaan lähdettä tietoon, mutta kun tuon on jo pienenä lukenut, mikään ilmastonmuutoshysteriasensuuri ei tuohon tietoon vielä ollut iskenyt.

http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_glaciation
Ilmaston lämpimät ja kylmät kaudet viimeisen 500 miljoonan
vuoden aikana. Elämme tällä hetkellä jääkautta.

Suomi oli 2-3 kilometriä syvän jään alla vasta 10000 vuotta sitten. Ei tuossa nyt yksi aste niin paljoa ole. Seuraava jääkausi saattaa alkaa muutaman tuhannen vuoden kulutta aivan riippumatta ilmaston lämpenemisestä (2). Itse asiassa, teknisesti elämme yhä jääkautta, jolla on tilapäinen vähäjäinen kausi menossa (3). Kyllä, voimme pitää todistettuna että ilmasto muuttuu. Mutta se ei vielä todista mitään muita väitteitä, pikemminkin päin vastoin. Meidän pitäisi kyetä todistamaan, että ihmisen toiminta pystyy heiluttamaan maapallon jääkausi-lämminkausi-vaihtelua enemmän kuin maapallo itse.

Ennen kaikkea paksuin väite on se, että voimme vielä peruuttaa viimeisen sadan vuoden toiminnan pienimuotoisella elämisen rauhoittamisella nyt. Jos ilmastonmuutos on totta, on parempi alkaa totutella seurauksiin tai kuolla sukupuuttoon.

Lisäksi ilmastonmuutosintoilijoihin vetoavissa ilmastokirjoituksissa on melkoisia epätarkkuuksia. Esim. tässä tänään julkaistussa kirjoituksessa:

Ilmastodenialismi voi hyvin Yhdysvalloissa – CO2-raportti

on hyvin tunteisiin vetoavasti: ”tiedemies Wally Broecker laski, kuinka paljon ilmakehään kertyy hiilidioksidia tulevien 35 vuoden aikana ja kuinka paljon se vaikuttaa ilmaston lämpenemiseen. Hänen laskelmansa ovat myöhemmin osoittauneet erittäin hyvin paikkansa pitäviksi. Vuosien kuluessa lukuisat muut tutkimukset ovat vahvistaneet kasvihuoneilmiön todenperäisyyden.”

Valitettavaa epätarkkuutta. Hiilidioksidi ei ole ainoa kasvihuonekaasu. Kasvihuonekaasut ovat:

– Vesihöyry  36–70%
– Hiilidioksidi 9 – 26% (tämä on sensuroitu suomenkielisestä Wikipediasta) (4) vs (5)
– Metaani 4-9% (14% (4):n mukaan)
– Otsoni 3-7%

Metaani siis saattaa tilanteesta riippuen olla hiilidioksidia tärkeämpi kasvihuonekaasu. Metaanipäästöistä taas maailmanlaajuisesti suot (ja riisinvijely) aiheuttavat päästöistä 37% ja yhteensä noin puolet tulevat täysin luonnollisista lähteistä. Siperian soiden sulaminen – oli syy sitten luonnollisen tai ihmisen aiheuttaman ilmaston lämpenemisen tai muuten vain – toteutuessaan tulee olemaan todellinen metaanipaukku.

Tämä lainaus on hyvä esimerkki siitä, että miten asiat yliyksinkertaistetaan, etsitään syyllistä ja syyllistetään, ja hypitään todisteluketjun lenkkejä yli.

Wikipedia:
(1) Agnostisismi
(2) Jääkausi
(3) Quaternary glaciation
(4) Kasvihuonekaasu
(5) Greenhouse gas

Biopolttoaineet lisäävät ilmakehän hiilidioksidia!

Olisi parempi, että ympäristöasioista päättäisivät ihmiset, jotka hahmottavat kokonaisuuksia ja osaavat laskea. Useimmiten ympäristöasiat tuntuvat innostavan juuri päinvastaisia ihmisiä.

(kuva CC BY H Dragon)

EU suuressa viisaudessaan on laskenut, että biomassapellot sitovat enemmän hiilidioksidia kuin metsät. Siksipä metsät pitää kaataa ja tuottaa tilalle saadulla pellolla biomassaa. Vihervirkamiehille ei vain koskaan valjennut, että kannattavuuslaskelmissa pitää ottaa huomioon myös pellon tilalta pois kaadettu metsä.

Iso virhe.

Pellon tilalta kaadettu metsä vapauttaa kaiken siihen kymmenien vuosien aikana sitoutuneen hiilidioksidin. Pellolla kasvatettu biomassa varastoi hiilidioksidia nopeammin kuin metsä, mutta ei läheskään yhtä pitkäksi ajaksi. Biomassa kulutetaan nopeasti ja siihen sidottu hiilidioksidi vapautuu takaisin ilmakehään. Ero metsään on huomattava.

Jos lasketaan, että vuoden sato kulutetaan tasaisesti vuoden aikana, sato sitoo keskimäärin ilmasta vain puolet siihen korjatessa sitoutuneesta hiilidioksidista.

Virheen huomasi vasta European Environment Agencyn (EEA) tieteellinen komitea syyskuun puolivälissä päivätyssä raportissaan.

Tähän samaan virhelaskelmaan ilmeisesti perustuu myös aikaisemmin kommentoimani uutinen siitä, että Kansainvälinen ilmastopaneeli ei hyväksy suomalaista metsää biopolttoaineeksi ”liian hitaan kasvun takia”.

Ehkä tärkein asia tajuta on se, että uusiutuva bioenergia ei sido hiilidioksidia. Tavoite lisätä uusiutuvaa bioenergiaa on käytännössä vastakkainen hiilidioksidin sitomistavoitteen kanssa. Jos hiilidioksidia halutaan sitoa maksimimäärä, on annettava metsän kasvaa ja käyttää puu esim. rakentamiseen, jolloin se säilyttää sitomansa hiilidioksidin ehkä jopa sata vuotta.

Lähteitä:
EEA:n raportti
Talouselämä: ”Laskuvirhe: biopolttoaineet saastuttavatkin luultua enemmän”
Tekniikka ja Talous: ”EU yliarvioi biopolttoaineiden hyödyt”

Sähkön kulutuksen vuorokausijakauma

Sain lopulta laskettua mielenkiintoisimman ”tyyppikuormituskäyrän”. Eli paljon sähköä kuluttavan kotitalouden oletetun tuntijakauman.

Tämä on siis jakauma, jolla monien pörssisähkön käyttäjien sähkön tuntihinta kerrotaan (vuonna 2011).



Tulostettava versio

Jos kulutuksesi on yli 10000 kWh vuodessa, sähköntoimittajasi (se, jonka sähköjohdot tulevat kotiisi) sijoittaa sinut tähän profiiliin (profiili 2). Sähköntoimittajasi voi muuttaa tätä kerran vuodessa. Sähköntoimittajasi kertoo tämän profiilin sähkönmyyjällesi, joka voi käyttää sitä laskuttaessaan sinua sähköstä. Sähköntoimittajasi voi myös tehdä tähän kuukausittaisia lämpötilasta johtuvia tarkennuksia.

Profiilissa sähkönkulutuksesi on arvioitu joka tunti. Arvio on erikseen arkipäiville, lauantaille ja sunnuntaille. Profiili annetaan jokaisen tunnin kulutuksena taloudessa, jossa yhteiskulutus on 10000 kWh vuodessa. Johtuen siitä, että kuukausissa on eri vuosina eri määrä lauantaita ja sunnuntaita, tyyppikuormitukset yhteen laskemalla ei saa kuitenkaan täsmälleen kymmentätuhatta kilowattituntia.

Hintaan vaikuttavat kertoimet lasketaan kuitenkin kuukausittain. Oletan, että ne lasketaan seuraavasti: kuukauden koko sähkönkulutus lasketaan laskemalla yhteen päivien sähkönkulutus ottaen huomioon arikipäivien, lauantaiden ja sunnuntaiden määrä kuukaudessa; tunnin kerroin on ko. tunnin kulutus verrattuna kuukauden keskimääräiseen tunnin sähkönkulutukseen. Näin saadaan edellä oleva kerrointaulukko.

Profiilin 2 (yli 10000 kWh / vuosi) on sähkölämmittäjän profiili kuten olettaa voi (asiakkaalta ei kysytä lämmittääkö hän sähköllä, profiilin määräytyminen tehdään vain vuosikulutuksen perusteella). Yleiskuvana on se, että öinä kuluu paljon enemmän sähköä kuin päivinä. Saunan lämmittäminen näkyy selvästi, kesällä lauantaina 18-20 sähkönkulutus on sunnuntain samaan aikaan verrattuna 60% enemmän ja talvellakin ero on luokkaa 5%. Kuitenkin suhteessa kaikkein suurin kulutuspiikki kuukauden keskiarvoon verrattuna ovat kesäyöt 23-01 ja näistäkin erityisesti lauantain viimeinen tunti. Ilmeisesti suurin piikki onkin kesäyöt, jolloin ihmiset saunovat, pitävät valoja ja lämmittävät – ja tulevat mökiltä kaupunkiin pesemään pyykkiä. Suurimmat kuukauden sisäiset vaihtelut ovat kesän alku- ja loppukuukausina, jolloin vähiten ja eniten sähköä kuluttavien tuntien ero on 3,3 kertainen. Sähköyhtiöt aina valittavat sähkölämmityksen aiheuttamista piikeistä verkostoon, mutta itse asiassa tasaisin kuukausi on tammikuu, jolloin suuriman ja pienimmän sähkönkulutuksen ero on vain 2,1 kertainen.

KTM:n päätöksen mukaiset raakaluvut ovat seuraavanlaiset:



Tulostettava versio

Kerroin on laskettu siten, että kuukauden tuntien luvut on laskettu yhteen. Esimerkiksi tammikuussa arkipäivänä kulutetaan 45,5 kWh (kaikki luvut siis 10000 kWh kuluttavassa taloudessa). Tämä kerrotaan tammikuun 2011 arkipäivien määrällä, joka on 21. Sama tehdään lauantaille ja sunnuntaille, jolloin tammikuun normikulutukseksi saadaan 1422 kWh. Tammikuussa on 31 päivää, joten tunnin keskikulutukseksi saadaan 1422 / 31 / 24 = 1,9 kWh. Kun esimerkiksi arkipäivän tunnin 0-1 normikulutus on 2,538 kWh, se on keskikulutusta suurempi kertoimella 1,33. Pörssisähkön tuntikorjaus on siis ko. tunnin hinta kerrottuna 1,33:lla.

Huom! tuntikorjauksen laskemiseen saattaa olla lievästi erilaisiakin tapoja. Esimerkiksi vuosikulutus voidaan korjata tasan kymmeneentuhanteen kilowattituntiin. Minulla ei ole tarkkaa tietoa minkään sähkönmyyjän laskentakaavasta ja taulukot ovat vain asiakkaiden käytettävissä. Ja on myös muistettava, ettei oman kulutuksen säätelyllä ole väliä niin kauan kuin Suomessa on tuskin yhtään kotitaloutta aidon tuntilaskutuksen piirissä.

Alle 10000 kWh kuluttavien taulukot eroavat merkittävästi yli 10000 kWh kuluttavien taulukoista. Näiden kuluttajien oletetaan lämmittävän muulla tavalla kuin sähköllä, joten kulutus on käytännössä vain päivällä ja saunan lämmitys näkyy vielä suurempana kulutuspiikkinä.

Kaikki luvut löytyvät seuraavasta taulukosta. Taulukkoa saa vapaasti käyttää ja jakaa edelleen.

https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0Ahd9Y86ha78qdE1YWmlMYmNnYkQzQ2ZfUDJabTYtTlE&hl=en_US

Hintaheiluntakatastrofi

Suomessa on päätetty siirtyä pelkästään etäluetaviin sähkömittareihin. Toiveissa on siis joustavaan hinnoitteluun, jossa käyttäjä voi sähkön hinnan perusteella siirtää kulutustaan.

Vähän aikaa sitten lehdessä oli juttu, jossa viitattiin tutkimukseen, että tämä voi aiheuttaa hintaan heilahtelua. Asia jäi pohdituttamaan – ja pelottamaan.
Sähkön hinta riippuu kulutuksesta. Ja kulutus riippuu sähkön hinnasta. Jos yksinkertaistamme tämän, saamme seuraavan kuvan:
Yksinkertaistamme niin, että sekä hinnan että kulutuksen vaihtelu on välillä 0-1. Yhtälöt ovat:
hinta = kulutus² (sininen käyrä)
kulutus = (hinta – 1)² (punainen käyrä)
Tämä käytännössä on jonkinlaisen minimihinnan ja minimikulutuksen päälle, mutta tämä ei ole tarkastelullemme olennaista. Erittäin todennäköisesti hinta nousee nopeammin kuin lineaarisesti eli tässä olemme valinneet toisen potenssin kuvaamaan sitä, että jos kulutus nousee kaksinkertaiseksi, hinta nousee nelinkertaiseksi. Tämä lienee kohtuullisen hyvä arvaus karkeaksi malliksi sähkön hinnasta ja kulutuksesta.
Tämä siis on kaunis malli, jossa kysyntä ja tarjonta kohtaavat siten, että hinta ja tuotanto asettuvat tasolle 1/4 täydestä hinnasta ja kapasiteetista (tai siis hinnan ja kapasiteetin joustosta).
Taloudessa oletetaan olevat ”näkymätön käsi”, joka tasapainottaa tällä tavalla kysynnän ja tarjonnan. Tämä toimiikin yllättävän hyvin säännöllisiä taantumia lukuunottamatta.
Entä käykö näin sähköntuotannossa? Ehkä. Ehkä ei.
Kuluttajan puolesta kauppaa sähköpörssissä käy hänen sähkönmyyjänsä. Tuotanto taas ei jousta yhtään sen yksikön sisällä, joka sähköpörssissä on valittu pienimmäksi yksiköksi eli tällä hetkellä yksi tunti.
Sähkön myyjällä täytyy olla hyvin tarkka malli kuluttajan käyttäytymisestä eri sähkön hinnoilla. Sen on osuttava oikeaan tai kuluttajat tulevat kohtaamaan ennen kokemattomia sähkökatkoksia sähkön kysynnän ylittäessä sähköpörssissä sovitun kapasiteetin.
Jos kuluttajien käyttäytymistä joudutaan haarukoimaan, edelliset yhtälöt eivät enää tasapainotu yhteen pisteeseen. Toimijoita tällä markkinalla on aivan liian vähän. Sähköyhtiö tarjoaa kuluttajille sähköä tiettyyn hintaan – riippuen hinnan sopivuudesta, kuluttajat kuluttavat paljon tai vähän sähköä. Riippuen sähkön kulutuksesta sähköyhtiö sitten lisää tai vähentää kulutusta, mutta joutuu korjaamaan hintaa vastaavasti.
Edelliset yhtälöt muuttuvat muotoon (t on aika):
hinta(t) = (kulutus(t-1))²
kulutus(t) = (hinta(t-1) – 1)²
Tätä on helppo simuloida taulukkolaskimella. Kuvaaja näyttää tältä:
Hinnan tullessa alas kulutus kasvaa, mikä laskee hintaa, mikä nostaa kulutusta… Hinta ja kulutus eivät tasapainotu vaan ne jäävät heilumaan maksimin ja minimin välille.
Pelkäänpä, että vaihtuva hinnoittelu johtaa siihen, että hinnan vaihtelu saa ihmiset käyttämään sähköä hyvin tarkoin halvan sähkön aikaan. Sähköjohtojen maksimikuormitus saattaa jopa muutaman prosentin laskeakin. Kuitenkin varautuminen käyttäjien satunnaiseen käyttäytymiseen saattaa johtaa siihen, että sähkön myyjien täytyy ostaa vielä enemmän ylimääräistä pörssisähköä varautuakseen jyrkkiin kulutuksen heiluntoihin.
PS. Voiko kaikkeen varautua? Kauan sitten eräs Internet-operaattori sai hälytyksen, että jotain on laitteistossa pahasti vialla, kun asiakkaita oli vain murto-osa tavallisesta. Syyksi paljastuivat prinsessa Dianan hautajaiset, joita vielä tuohon aikaan oli pakko katsoa televisiosta.

Pörssisähkö halpaa?

Pörssisähkö on tässä kuussa hapaa. Kuten jo aiemminkin kirjoitin, tässä kuussa sähköllä lämmittämisestä tulee 10% halvempaa sähköllä kuin öljyllä. Yösähköllä jopa 20% halvempaa.

Jopa Talouselämän toimittaja heräsi. Tosin aika myöhään. Huomenna sähkö on kalliimpaa kuin yhdeksään päivään.

Yleensä toimittajat unohtavat sen, että samalla kuin Ruotsista valuu Suomeen halpaa vesisähköä, Suomesta toimitetaan Ruotsiin venäläistä ydinsähköä Suomen läpi. Tällä kertaa kuitenkin tilanne on niin äärimmäinen, että toimitukset Suomesta Ruotsiin ovat nolla.

http://www.talouselama.fi/uutiset/pohjolan+sahko+on+nyt+hullunhalpaa++paitsi+suomessa/a690875

Normikulutuskäyrien visualisointia

Analysoin hiukan sähkön normikulutuskäyriä. Tällä kertaa into riitti vain alle 10000 kWh vuodessa kuluttavien tutkimiseen, mutta palaan asiaan.

Taulukossa tunnin kulutus on merkitty wattitunteina ko. tunnin aikana 10000 kWh / vuosi kuluttavassa taloudessa. Kilowatit saadaan jakamalla wattitunnit tuhannella. Vihreällä on merkitty tunnit, jolloin kulutus on alle 0,9 kWh /h (kaikki luvut taloudesta, jonka vuosikulutus on tasan 10000 kWh). Oranssilla on merkitty tunnit, jolloin kulutus on yli 1,2 kWh/h, punaisella yli 1,6 kWh / h ja violetilla yli 2 kWh / h. Tasaisella kulutuksella yhden tunnin kulutus on 1142 Wh / h (*).

Mitään varsinaisesti yllättävää taulukossa ei ole. Talvilauantaiden saunassakäyntituntien sähkönkulutus on todella kova, jopa yli 3 kWh /h. Kulutus on taas pienimmillään heinäkuisina öinä, jolloin myöskään viikonloput eivät vaikuta kulutukseen.

Vuoden 2011 arki/viikonloppu-jakaumalla sähköä kuluu tammikuussa 1.28-kertaisesti koko vuoden kuukausien keskiarvoon. Kesä- ja heinäkuussa sähköä kuluu noin 24% vuoden kuukasikeskiarvoa vähemmän. Korkeimman kulutuksen kuukautena sähköä kuluu 68% enemmän kuin matalimman kulutuksen kuukautena. Tämä on vähemmän kuin oletin, mutta kyseessä on siis tyypillisesti ei-sähkölämmittävä talo (kulutus alle 10000 kWh / vuosi).

Jos pörssisähkösopimuksesi on sidottu tähän normikulutuskäyrään, jokaisen tunnin pörssihinta kerrotaan tästä taulukosta saatavalla kertoimella. Kerroin on tunnin sähkönkulutus verrattuna koko kuukauden keskimääräiseen tunnin sähkönkulutukseen. Esimerkiksi tammikuisen arkipäivän kello 0-1 tunnin sähkön hinta kerrotaan vuonna 2011 kertoimella 894 / (1065201 / (31 * 24)) = 0.62. Tammikuisen lauantai-illan tunnin 18-19 kerroin on puolestaan 3055 /  (1065201 / (31 * 24)) = 2.13.

Kannattaa kuitenkin muistaa, että pörssisähkön käyttäjä ei voi säästää käyttämällä vähemmän sähköä kalliina aikana. Tämä taulukko on vain hinnankorotusautomaatti jonka mukaisesti käyttäjän on maksettava lisää kuukauden keskihinnalla maksettuun sähkönhintaan sähkön oikeasta jakaumasta huolimatta.



Tulostettava versio löytyy PDF-muodossa. Jaan koko taulukon, kun saan sen myös yli 10000kWh/v kuluttavien osalta valmiiksi.

(*) 10000 kWh / (365 * 24h)

Normikulutusarvojen lähde: Työ- ja elinkeinoministeriön päätös 491/1998 ja ennen kaikkea sen liite.