Teknologian rooli Euroopan vihreän siirtymän toteutuksessa

R. Linturi Oyj LAUSUNTO 10.1.2021

Risto Linturi

Asia: E 61/2019 vp Valtioneuvoston selvitys:
EU:n komission tiedonanto vihreän kehityksen ohjelmasta (Green deal) 11.12.2019

Aihe: Teknologian rooli Euroopan vihreän siirtymän toteutuksessa

Tausta: EU:n komissio on julkaissut tiedonantona strategisen linjauksen. Tavoitteena on saavuttaa hiilineutraalius koko EU:n tasolla vuoteen 2050 mennessä. Linjauksen ilmoitetaan olevan kiinteä osa komission strategiaa, jolla implementoidaan YK:n Agenda 2030 ja saavutetaan kestävän kehityksen tavoitteet. https://ec.europa.eu/info/sites/info/files/european-green-deal-communication_en.pdf

Keskityn lausunnossani pyynnön mukaisesti teknologian rooliin Euroopan vihreän siirtymän toteutuksessa. Koska strategian ensisijaisena tavoitteena on täysi hiilineutraalius, en käsittele vähäisiä päästövähennyksiä tai vähäisiä hiilinieluja, en puhu määrällisistä välitavoitteista enkä vastuunjaosta tai kansalaisten ja organisaatioiden insentiiveistä. Keskityn teknologisiin ratkaisuihin, jotka teollisena rakennemuutoksena voivat koko EU:n tasolla johtaa täyden hiilineutraaliuden tavoitteisiin. Huomioin tarkastelussa myös ilmeisiltä osin Suomen erityiskysymyksiä teknologiavalintoihin liittyen. Muut julkilausutut vihreän siirtymän tavoitteet ovat lausunnossani alisteisessa suhteessa lausuttuun päätavoitteeseen.

Tavoitteet ovat haastavia eikä niitä saavuteta kehittämällä nykyistä teknologiaa ja toimintamalleja tehokkaammaksi tai säästämällä kulutuksessa. Täyden hiilineutraaliuden saavuttamisessa realistit puhuvat hyvin radikaaleista teknologioista, joista merkittävä osa on vasta kehittymässä laajasti käyttökelpoisiksi. Koska teknologiakehitys on nopeaa, mahdollisuudet uskottavia ja puhutaan tulevista vuosikymmenistä, voidaan tavoitteita pitää kunnianhimoisina, mutta mahdollisina ja tilanteen vaatimina. Yhteiskunnan teknologisen perustan laaja uudistaminen rajallisista jaetuista resursseista uusiutuvien resurssien suuntaan tarjoaa mahdollisuuden talouden merkittävään kasvuun ja vapautukseen resurssiniukkuudesta. Suomen kannalta cleantech-alue kokonaisuudessaan on merkittävä vientisektori.

Tarkastelen seuraavaksi radikaalien teknologioiden tarjoamia mahdollisuuksia komission sivuillaan määrittelemien politiikka-alueiden mukaisesti. Pääasiallisena lähteenä teknologioihin viittaan tulevaisuusvaliokunnan raporttiin 1/2018, Suomen sata uutta mahdollisuutta 2018-2037 ja siinä viitattuihin karkeasti tuhanteen näihin aiheisiin liittyvään lähteeseen, joita en mainitse erikseen. https://www.eduskunta.fi/FI/naineduskuntatoimii/julkaisut/Documents/tuvj_1+2018.pdf. Raportin mukaisesti julkaisun jälkeen samoista aiheista löydettyjä uusia lähteitä on koottu sivustolle https://tulevaisuuspankki.fi/. Lähteiden suuresta lukumäärästä johtuen en liitä niitä tähän erikseen.

Clean energy - puhdas energia

Hiilineutraaliuden keskeinen avain on fossiilisten polttoaineiden käytön lopettaminen ja siirtyminen mahdollisimman hiilineutraaleihin energiamuotoihin. Hiilineutraaliutta energiamuodoille laskettaessa tulee ristiriidattomuuden vuoksi olettaa tuotannontekijät aikaansaaduksi puheena olevalla hiilineutraaliutta tavoittelevalla energiamuodolla. Siten esimerkiksi aurinkopaneelien komponenttien, kokoonpanon ja ylläpidon pitkässä juoksussa aiheuttamat hiilidioksidipäästöt tulisi laskea siten, että niissä käytetty energia on tuotettu puheena olevilla aurinkopaneeleilla tai muilla tulevaisuudessa käytetyillä keinoilla. Lukuja lasketaan useimmiten historiaperustaisesti eikä se kuvasta teknologioiden tulevaisuudessa aiheuttamaa ympäristökuormitusta.

Aurinkosähkö: on ilmeistä, että aurinkoenergia on suurimpia energiasektorin muutosvoimia lähivuosikymmeninä, ellei ydinteknologiassa tapahdu yllättävää radikaalia hyppäystä. Aurinkosähkön tuotantokustannus on maapallon suotuisilla alueilla laskenut selvästi alle 2 sentin kilowattituntia kohden. Uusien aurinkopaneelien tyypillinen hyötysuhde oletettavasti kaksinkertaistuu kuluvan vuosikymmenen aikana. Tämä puolittaa monilla alueilla sähkön markkinahinnan tuotannon saavuttaessa tasapainotilan 2030-luvulla. Siirtyminen ohutkalvoihin ja niiden integrointi suoraan rakenteisiin johtaa toiseen puolittumiseen. Kolmas puolittuminen voi seurata tuotantomäärien kasvusta normaalin oppimiskäyrän mukaan. On hyvin todennäköistä, että aurinkoenergian tuotantokustannus laskee suotuisilla alueilla keskitetyssä tuotannossa viimeistään 2040-luvulla selvästi alle puolen sentin kilowattituntia kohden. On ilmeistä, että hajautetussakin tuotannossa tuotantokustannus laskee siihen mennessä jopa kymmenenteen osaan tämän hetkisestä. Paikallinen tuotantokustannus on tällöin pääsääntöisesti alhaisempi kuin haja-asutusalueille nykyisin tyypillinen sähkön siirtohinta.

Aurinkoenergian tuotannon CO2-päästöt ovat minimaaliset rakenteisiin integroiduilla ohutkalvoilla. Aurinkoenergian runsas käyttö aiheuttaa kuitenkin merkittävän varastointitarpeen tai säätövoiman tarpeen etenkin Suomessa, joka vaikutus on huomioitava. Lisäksi laajamittaisessa käytössä myös kierrätystarpeet kasvavat merkittävästi. Suomen näkökulmasta aurinkoenergian muuttuminen meitä eteläisemmissä maissa selkeästi edullisimmaksi energiamuodoksi heikentää kotimaisen energiaintensiivisen teollisuuden kilpailukykyä.

Tuulienergia: Tuulivoiman hintakehitys on ollut aurinkosähköä maltillisempaa, mutta silti merkittävää. Tuulivoiman ja aurinkosähkön voi nähdä kompensoivan toisiaan ja vähentävän toistensa varastointitarvetta erityisesti laajassa verkossa. Tuulivoima on jo nykyisellään suotuisilla alueilla hyvin edullista, mutta sopivat rakennuspaikat ovat rajallisia ja mastojen materiaalitarve on huomattava. Prototyyppeinä kehitetty leijaenergia on kypsyessään ja tullessaan hyväksytyksi selkeä läpimurto. Vaijeriin kiinnitetty laite lentää esimerkiksi 300 metrin korkeudessa tuulessa sähköä generoiden. Kokeiltuja teknologioita on useita. Tuotetun sähkön hinta voi laskea lähes kymmenesosaan nykyisestä mastokustannuksen jäädessä kokonaan pois ja energiatuotannon tapahtuessa nykyisiä tuulivoimaloita korkeammalla vakaammissa tuulissa. Kehityksen esteisiin kuuluvat mm. lupakysymykset, koska laitteita pidetään ilma-aluksina. Tämän lisäksi turvallisuuskysymykset ja toimintavarmuuskysymyksen vaativat ratkaisunsa. Prototyypeissä näihin ei vielä ole kiinnitetty huomiota.

Aurinkopolttoaineet (Solar Fuel): Aurinkoenergian tuotanto ei ole tasaista ja siksi merkittävä riippuvuus aurinkoenergiasta aiheuttaa energian varastointitarpeen. Tämä on hoidettavissa vuorokausitasolla esimerkiksi sähkökemiallisten akkujen avulla. Pitkäaikainen varastointitarve on ratkaistavissa varastointikapasiteetiltaan edullisilla pumppuvoimaloilla, lämpövarastoilla tai aurinkoenergian muuttamisella edullisesti säilöttävään kemialliseen muotoon, lähinnä polttoaineiksi. Elektrolyysitekniikassa aurinkosähköllä voidaan irrottaa vety hapesta ja hajottamalla myös hiilidioksidi, saadaan tuotettua erilaisia hiilivetyjä. Mikäli prosessin vaatima pääomakustannus ei ole hallitseva, voidaan aurinko- ja tuulienergian ylituotanto muuttaa polttonesteiksi. Jos kyse on muutoin myyntikelvottomasta ylituotannosta, ei hyötysuhde ole kriittinen kustannustekijä vaan prosessin vaatima pääomakustannus.

Tutkimushankkeiden valossa on pidettävä mahdollisena polttonesteiden tuottamista ylijäämäsähköllä jo lähitulevaisuudessa nykyisiä öljypohjaisia ja biopohjaisia jalosteita edullisemmin. Tämä kuitenkin edellyttää edullisen aurinko- ja tuulienergian niin laajamittaista käyttöä, että kysynnän ylittäviä paikallisia tuotantohuippuja esiintyy globaalisti merkittävässä määrin. Tämä on odotettavissa 2040-lukuun mennessä. Kyse on onnistuessaan verrattain päästöttömästä energiavarastosta.

Auringon energiaa voidaan muuttaa polttoaineiksi myös matkimalla kasveja. Sopivien katalyyttimateriaalien avulla auringosta tulevat fotonit voivat irrottaa vedyn vedestä tai toisen happiatomin hiilidioksidista ja yhdistää nämä esimerkiksi muurahaishapoksi tai metanoliksi. Tehokkain katalyytti kykenee nyt siihen, että auringonpaisteessa oleva vesi (ja ilma) muuttuvat pitoisuudeltaan 70% metanoliseokseksi, jonka voi suoraan käyttää esimerkiksi dieselmoottorissa. Lupaavimmat teknologiat lähestyvät nyt 20% hyötysuhdetta aurinkoenergiasta polttoaineeksi, joka vastaa hyvien käytössä olevien aurinkopaneelien hyötysuhdetta aurinkoenergiasta sähköksi. Mikäli tällaiset teknologiat kypsyvät pääomakustannuksiltaan edullisiksi, tullaan suotuisilla alueilla tuottamaan merkittäviä määriä synteettisiä polttonesteitä lähes päästöttömästi.

Ydinenergia: Nykymuotoinen ydinvoima on hyvin raskasta ja pääomavaltaista rakentaa. Olkiluodon kolmosreaktorin kokoisia voimaloita tarvittaisiin kymmenen tuhatta korvaamaan fossiilisten polttoaineiden nykyinen käyttö kaikessa energiatuotannossa. Olkiluoto 3:n rakennuskustannuksin tämä vaatisi yhden vuoden koko globaalin kansantuotteen ja energian tuotanto alkaisi vasta voimaloiden valmistuttua. Osaajia kymmeneen tuhanteen jättimäiseen rakennushankkeeseen ei ole, eikä laaja samanaikainen tekeminen kerrytä tarvittavaa osaamista. Aurinkosähkön vaatima pääomatarve oletetulla hintakehityksellä on kertaluokkaa tällaista ydinvoimaa alhaisempi samaan tuotettuun energiamäärään ja hiilidioksidipäästöihin tähdättäessä vuoteen 2050 mennessä. Perinteinen ydinvoima ei siis ole globaalin mittakaavan ratkaisu ja pääomatarpeiltaan se kilpailee väistämättä samoista resursseista oppimiskäyrältään lupaavampien teknologioiden kanssa.

Ydinenergia voi kuitenkin skaalautua ainakin osittaiseksi ratkaisuksi tehdas(sarja)valmisteisten pienten lämpövoimaloiden avulla. Robottien avulla tehdasvalmistetut pienvoimalat voidaan tyyppitestata turvallisiksi ja katsastaa kukin yksilö sarjavalmisteisten autojen tavoin. Samaan tapaan, jos jokin laitos vikaantuu, voidaan kaikki samaan sarjaan kuuluvat tarkistaa ja korjata. Riskit minimoituvat, ellei hajautuksesta synny uusia riskejä esimerkiksi ydinpolttoaineiden kaappaamiseen. Sarjavalmisteisten voimaloiden osalta luvitusmenettelyn uudistaminen on tärkeä ratkaistava asia. Mikäli kyse on lämpövoimaloista ainakin aluksi, voidaan niissä käyttää olennaisesti alhaisempia lämpötiloja ja paineita, joka pienentää turvavaatimuksia ja riskejä.

Mahdollista on, että periaatteiltaan kokonaan uudet ydinvoimaratkaisut kypsyvät osaksi hiilineutraalin energian ratkaisuja. Kyse voi olla fuusioenergiasta, johon tähtääviä projekteja on useita käynnissä. Kyse voi myös olla lasereiden ja katalyyttien avulla suoritettuun yksittäisten atomiydinten fuusioon tai neutronin hajoamiseen johtavaan energisointiin. Teoreettiset mahdollisuudet vaikuttavat lupaavilta, mutta on mahdoton arvioida tällä hetkellä, milloin näistä mahdollisuuksista kumpuavat teknologiat olisivat sarjatuotannossa ja, millä kustannustasolla niiden tuottama energia olisi. Tutkimukset ovat jatkuvan seuraamisen arvoisia, mutta niiden varaan ei tällä hetkellä voi perustaa mitään suunnitelmia.

Energiavarastot: Energia voidaan varastoida hyvin moneen muotoon. Nostan tässä esiin ne, joilla on suurin merkitys globaalisti kestävälle kehitykselle. Akkuteknologia kehittyy sähkön varastoinnissa nopeasti. Litium ioni (LI) -akut dominoivat tämän hetken markkinoita. Niiden raaka-ainetarve on laskenut ja kestävyys parantunut jatkuvasti. LI-akkujen tuotantokustannuksen odotetaan alittavan 50 euroa vuoteen 2025 mennessä kilowattituntia kohden, jolloin esimerkiksi sähköauton akusto maksaisi 2.000-5.000 euroa. Käyttöiän arvioidaan tuolloin ylittävän miljoona kilometriä, eli 60 vuoden ajon verran keskimääräisen suomalaisen henkilöauton ajomäärillä. Akkumateriaalit ovat pääosin kierrätettäviä ja akut käytettävissä muihin tarkoituksiin. Akut voidaan tehdä litiumin ja koboltin sijaan myös helposti saatavista luontoa kuormittamattomista materiaaleista. Akkujen energiatiheyden, kestävyyden, hyötysuhteen ja hinnan ollessa eri tavoin tärkeitä eri käyttötarkoituksissa, jää markkinoille useita eri akkutyyppejä. Osa akuista tulee soveltumaan verkkosähkön viikkotason varastointiin tai jatkuvaan päivätason varastointiin siten, että varsinaisen säätövoiman tarve jää vähäiseksi. Akkujen tuotannon aiheuttamat hiilidioksidipäästöt ovat verrattain vähäiset, jos tuotantoon käytetty sähkö tuotetaan päästöttömästi.

Energian varastointi lämpönä lämpökaivoihin, paineilmana meren pohjaan, hyrräenergiana tai potentiaalienergiana tai kemiallisina reaktioina ja fysikaalisina faasimuunnoksina ovat kaikki kehittelyn kohteina. Suomessa lämmityksen edustaessa merkittävää päästölähdettä, ovat lämpökaivot näistä lupaavin ja jo nykyisellään melko kypsä osa tulevaa energianeutraalia rakentamista.

Sustainable industry - puhdas teollisuus

Teollisessa tuotannossa raaka-aineet aiheuttavat merkittävän osan ympäristökuormasta. Toisen tärkeän osan aiheuttaa teollisuuden energiankulutus. Suurin yksittäinen vaikutus teollisuuden päästöihin saadaan siirtymällä raudan pelkistyksessä vedyn käyttöön erityisesti, jos vety tuotetaan edellä kuvatuin hiilidioksidineutraalein tavoin. Suomen terästeollisuus etenee jo tähän suuntaan. Hiilitullit saattavat tukea tätä kehitystä.

Merkittävä osa teollisuudesta käyttää korkeita prosessilämpötiloja. Joissakin prosesseissa lämpö syntyy prosessin sivuvirtana tai osana ja joihinkin lämpö on tuotettava sähkön tai polttoaineiden avulla. Tutkimuksellisia kokeiluja on meneillään, joissa prosessilämpö tuotetaan aurinkokeskittimillä. Viimeisissä kokeiluissa aurinkokeskittimillä on saavutettu riittävän korkeita lämpötiloja vedyn erottamiseen vedestä, jonka avulla voidaan saada käytännössä hiilineutraalia terästä. Prosessilämmön ylläpito lämpöpumppujen avulla tai lauhdelämmön hyväksikäyttö uusilla infrapunasäteitä valoksi ja aurinkopaneeleissa sähköksi muuttavilla tekniikoilla tulee lähivuosikymmeninä parantamaan prosessien hyötysuhdetta merkittävästi.

Sementin valmistus on toinen keskeinen päästölähde. Tutkimuskokeiluissa on onnistuttu valmistamaan biologisten prosessien avulla kovettuvia tiiliä ja hiilineutraalien prosessien avulla myös betonin vastineita, joihin viitataan yleensä vihreän betonin käsitteellä.

Tärkeä suunta teollisessa kehityksessä on pyrkiä bioteknisin menetelmin huoneenlämmössä toimiviin prosesseihin, joissa bakteerit ja hiivat tai erilaiset katalyyttiset nanomateriaalit sekä valo hoitavat sekä tarvittavan erotustekniikan että materiaalien ja metamateriaalien tuotannon. Biologinen luonto tuottaa valtavan määrän erilaisia hyvin laadukkaita ja kestäviä materiaaleja hammaskiilteestä nahkaan ja se kaikki tapahtuu ilman korkeita lämpötiloja ja hiilineutraalisti tai pikemmin hiiltä sitoen.

Kestävän kehityksen tärkeä tavoite tuotannossa on prosessiteknisten näkökulmien lisäksi käyttää haitattomia raaka-aineita, joita on riittävästi saatavilla. Hiiltä esimerkiksi on ylen määrin ilmakehässä. Hiilidioksidia pelkistämällä voidaan tuottaa nanohiiliä, joiden avulla teollisuudelle tärkeimpien kymmenen metallin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat korvattavissa nanohiilirakenteilla kullan korukäyttöä lukuun ottamatta. Me siis voimme kaivannaisten sijaan siirtyä käyttämään helposti saatavilla olevia materiaaleja ja jopa hiilidioksidista voidaan valmistaa tuotteita tehokkaasti, kunhan laboratorioissa kehiteltävät menetelmät kypsyvät.

Teollisuudessa kierrätys on olennainen tavoite monesta syystä. Tuotteiden ja niiden komponenttien yksilöinti universaalilla tavalla auttaisi luomaan laajan tietokannan, josta jokainen komponentti voitaisiin romutusvaiheessa tai lajitteluun mennessään tunnistaa ja selvittää sen sisältämät materiaalit. EU-tasoisena direktiivinä tämä ratkaisisi monet kierrätyksen ongelmat ja standardointitehtävänä kyse ei olisi komponenttien standardoinnista vaan siitä, että jokainen komponentti, ei vain komponenttityyppi vaan jokainen yksittäinen komponentti olisi tietokannassa yksilöllisesti tunnistettu ja sen tiedoissa olisi standardin mukaisesti ilmoitettu raaka-ainekoostumus tai muu kierrätystieto.

Building and renovating - kestävä kiinteistökehitys

Rakentaminen ja saneeraus liittyvät moneen jo kuvattuun asiaan. Lämpökaivot vähentävät rakennuksen lämmityksen ja jäähdytyksen tarvetta. Biologiset tai muuten hiilineutraalit rakennusmateriaalit ja rakenteiden identifiointi purkutilanteessa tapahtuvaa kierrätystä varten sekä rakennuksen ulkopintamateriaalin pinnoitus aurinkopaneeliohutkalvolla kuuluvat näihin. Rakennusten varjonpuolen pintoihin voisi tarvittaessa käyttää passiivisia jäähdytyselementtejä ilmastointitarpeen vähentämiseksi.

Rakennuksiin tulisi jatkossa suunnitella liikkumistarvetta vähentäviä ja logistiikkaa helpottavia tiloja esimerkiksi etätyötä, jakelulokerikkoja, sisäviljelmiä, robottiyhteiskeittiöitä ja yhteiskäyttöisiä henkilökuljettimia varten. On huomattava, että tulevaisuudessa rakennusten läheisyydessä ei tarvita nykyistä määrää parkkipaikkoja eikä kaikkien huoneiden tarvitse olla ikkunallisia. Näillä kaikilla seikoilla on vaikutuksensa rakennusten ja niiden käyttäjien hiilidioksidipäästöihin.

Rakennukset on saatavissa energianeutraaleiksi ja tämän tulisi olla pitkän tähtäimen tavoite. Käytännössä tämä voi toteutua aurinkosähkön ja aurinkolämmön, lämpökaivojen ja polttokennojen sekä varastoidun auringonvalon avulla syntetisoidun polttoaineen avulla. Tällaisen rakennuksen ei tarvitse liittyä yleiseen sähköverkkoon.

Sustainable mobility - kestävä liikenne

On jo ilmeistä, että raskasta liikennettä lukuun ottamatta uudet sähköautot tulevat sekä hankintahinnaltaan että käyttökustannuksiltaan olemaan uusia polttomoottoriajoneuvoja edullisempia ja käyttöominaisuuksiltaan, kestävyydeltään ja jälleenmyyntiarvoltaan niitä parempia jo vuoteen 2025 mennessä. Kun valmistuksen ja käytön aiheuttamat päästöt lasketaan tulevaisuuden hiilineutraalin sähkön oletuksella, ovat sähköautot hyvin vähäpäästöisiä polttomoottoriautoihin verrattuna. Verrattaessa mahdollisiin haastajiin, kuten biokaasuun tai vetyautoihin, ei jälkimmäisillä voida saavuttaa sähköauton etuja globaalissa mittakaavassa sen enempää rakenteen yksinkertaisuudessa, käyttöominaisuuksissa kuin energiatehokkuudessa.

Raskaassa tieliikenteessä paikallisbussit voivat jatkossa melko tehokkaasti toimia sähköllä käyttäen nopeasti pääteasemilla ladattavia akkuja tai kondensaattoreita. Pitkän matkan linja-autot ja rekkaliikenne saattavat alkuvaiheen siirtymässä turvautua biodieseliin ja sen jälkeen polttokennon tai mikroturbiinin ja esimerkiksi varastoidun vedyn avulla generoituun sähköön akkujen jatkeena, mutta niissäkin vähittäinen siirtyminen täyssähköön näyttää todennäköiseltä jo 2030-luvulla.

Lentoliikenne on yksi merkittäviä liikennepäästöjen aiheuttajia. Lentopolttoaineiden verottomuus on tässä merkittävä ongelma, joka kasvattaa lentoliikenteen osuutta esimerkiksi juniin nähden ja hidastaa kehitystä kohti lentoliikenteen sähköistymistä. Sähköistymiseen kuitenkin investoidaan monien kokeiluhankkeiden puitteissa. Akkuteknologian kehitys kohti kevyitä energiatehokkaita akkuja näyttää hyvin lupaavalta ja on useiden erilaisten akkukemioiden avulla akun sisältämää energiamäärää pyritään kasvattamaan kaksin tai jopa kymmenkertaiseksi painokiloa kohden. Jo nykyisillä akuilla näyttää mahdolliselta toteuttaa esimerkiksi kymmenen hengen liikennelentokoneita, jotka lentävät akkusähköllä tuhannen kilometrin matkan. Akkujen kehittyessä ja lentokoneiden runkomateriaalien keventyessä on luultavaa, että vain mannertenvälisillä yhteyksillä tarvitaan polttonesteitä ja ne voidaan tarvittavissa määrissä syntetisoida.

Meriliikenteessä lyhyiden reittien sähköistäminen ei muodosta ongelmaa. Valtamerialuksissa sähköistys on mahdollinen, ainakin osittain, siirtymällä robottiliikenteeseen ja hidastamalla nopeuksia. Robotisointi vähentää aikaan sidottuja palkkakustannuksia ja mahdollistaa suuremman rahtitilavuuden. Hitaampi nopeus vähentää olennaisesti energiankulutusta ja mahdollistaa aurinko- ja tuulienergian suuremman hyväksikäytön ja joko kattavan tai ainakin hyvin suuren osuuden liikkumisen vaatiman energiatarpeen tyydyttämisessä.

Biodiversity - Biodiversiteetin turvaaminen

Teknologian avulla voidaan turvata biodiversiteetin säilymistä lähinnä epäsuorasti. Keskeinen asia maapallon laajuisesti on evoluution tapa synnyttää oma ekosysteeminsä kullekin toisistaan kokonaan tai osittain eristetylle alueelle. Näin esimerkiksi Galapagos-saarten eläimistö vaihteli saarelta toiselle, kuten Darwin todisti. Teknologia on poistanut näitä paikallisia ekologisia lokeroita ihmisen siirtäessä tarkoituksella tai tarkoittamattaan lajeja paikasta toiseen. Vieraslajit ovat levinneet ja tuhonneet monia paikallisia lajeja ja aiheuttaneet epävakautta ekosysteemeissä. Ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos ja monet paikallisemmat maankäytölliset toimet ovat myös tuhonneet ekosysteemeitä ja luoneet tuhoille herkkiä monokulttuureja.

Tärkeimmät asiat, joissa teknologia voi auttaa, ovat vieraslajien torjunta ja ympäristön palauttaminen luonnontilaan, josta seuraavassa asiakohdassa enemmän perusteita. Vieraslajien torjunnassa DNA-lukijoiden, drone-teknologian ja tekoälyn avulla voidaan aiempaa tehokkaammin kartoittaa ekosysteemejä ja niiden moninaisia keskinäisriippuvuuksia sekä tunnistaa biodiversiteettiä uhkaavia tekijöitä, jotta niiden torjuntaan voidaan kohdistaa täsmätoimia. Tämä on nähtävä hätäapuna. Pääasia on pysäyttää nopeasti etenevä ilmastonmuutos ja nykyistä olennaisesti laajemman alueen palauttaminen takaisin luonnontilaan. Tämä ei onnistu rajoittamatta globaalisti maatalouden käytössä olevaa pinta-alaa.

From Farm to Fork - Kestävä ruokatuotanto

Elintarvikkeiden tuotanto 8 miljardille ihmiselle kuormittaa luontoa monin eri tavoin. Viljelymenetelmät tuottavat luontoon kemikaalipäästöjä kasvinsuojeluaineiden ja keinolannoitteiden vuoksi. Maan jatkuva muokkaus vapauttaa maaperästä hiiltä ja erityisesti rinnemaiden muokkaus kerryttää suoloja laaksoihin ja edistää eroosiota. Kastelu geologisia pohjavesiä käyttäen tuhoaa laajojen alueiden pohjavesivarat, kun vesivarastojen pinnan laskiessa niihin sekoittuu suolaista vettä. Nämä kaikki vaikeuttavan elintarviketuotannon edellytyksiä. Kasvavan elintarviketuotannon tarpeisiin raivataan yhä uusia alueita ja luonnontilainen ympäristö supistuu jättäen jälkeensä laajoja globaaleja, haavoittuvia monokulttuureja, joista esimerkkinä banaanituotannon kasvavat ongelman pääasialliseen globaaliin lajikkeeseen kohdistuvan kasvitaudin vuoksi.

Teknologia voi edistää kestävää kehitystä monin tavoin. Vettä säästetään juuriin kohdistuvalla täsmäkastelulla. Tuholaismyrkkyjä vältetään robottien ja konenäön avulla siirtymällä kemiallisesta tuholaisten ja rikkaruohojen torjunnasta mekaaniseen täsmätorjuntaan, jossa myrkky tai laser-valo suunnataan suoraan tuholaiseen tai rikkakasviin.

Sisäviljely kerroskasvatuksena kuluttaa kymmeniä kertoja vähemmän pinta-alaa perinteiseen peltoviljelyyn verrattuna. Kun voidaan olettaa tulevina vuosikymmeninä aurinkosähkö kertaluokkaa nykyistä edullisemmaksi, voidaan pääosa viljelystä hoitaa tehokkaasti ja edullisesti kerrosviljelynä led-valoilla. Tämä voi tapahtua jatkuvana prosessina siten, että tarvittava määrä satoa kypsyy päivittäin hajautetusti. Bioteknisen lihan kasvattaminen ja bioteknisen proteiinin tuottaminen ovat kertaluokkia naudanlihan perinteisiä kasvatusmenetelmiä tehokkaampia. Geenimuuntelun suosiminen sisäviljelyssä tuottaa huomattavan riskittömällä tavalla tekniseen ympäristöön soveltuvia lajikkeita.

Sisäviljely ja biotekninen proteiini voidaan tuottaa lähes päästöttömästi ja tarkoitan nyt sekä hiilivapaasti että suljetussa kierrossa ilman kemikaalipäästöjä. Lisäksi 8 miljardia ihmistä voidaan ruokkia sisäviljelmillä, joiden energia tulee kokonaisuudessaan esimerkiksi Italian maatalousmaan laajuisen alueen peittävistä aurinkopaneeleista. Sisäviljelmät voivat sijaita mainittujen paneelien alla. Tämä tarkoittaa, että koko muu maailma voisi palauttaa kaiken maatalousmaan luonnontilaan. Kyse on luonnollisesti vain pinta-alatarvetta havainnollistavasta esimerkistä ja luonteeltaan sisäviljely on paikallista toimintaa. Mutta elintarvikkeet ovat siis tuotettavissa murto-osalla nykyisestä maatalousmaasta ja tämä voi tapahtua nykyistä tehokkaammin ja edullisemmin olettaen aiemmin kuvattu aurinkoenergiakehitys.

Eliminating pollution - Saasteiden eliminointi

Saasteiden vähentämisestä on edellä jo puhuttu. Tärkeintä on ryhtyä käyttämään raaka-aineita ja prosesseja, joiden aiheuttamat päästöt ovat minimaaliset. Myös kierrätys on ensiarvoisen tärkeää. Näiden keskeiset metodit on katettu jo aiemmin. Lisähuomioina tässä kohdassa mainittakoon droonien, konenäön, spektrometrien ja tekoälyn avulla tapahtuva ympäristön monitorointi, robottien avulla tapahtuva ihmisperäisten jätteiden kerääminen luonnosta – esimerkiksi muoviroskan kerääminen valtameristä, mikromuovien suodatus ja teollisuuden erotustekniikan kehitys mm. nanohiilisuodatinten avulla. Lääkejäämien puhdistus jätevesistä on yksi suurista haasteista, johon nanohiilet voivat tuoda yhden ratkaisun.

Climate action - Ilmastonmuutoksen vastainen toiminta - yhteenveto

EU voi saavuttaa ilmastotavoitteet ja päätyä ilmastoneutraaliksi, jopa hiilinegatiiviseksi vuoteen 2050 yllä kuvattujen teknologioiden avulla.

Kokonaisuus on hiilineutraali, jos osoitetulla tavalla energiatuotanto on lähes hiilineutraalia, liikenne on lähes hiilineutraalia, teollisuuden raaka-aineet tuotetaan osin lähes hiilineutraalisti ja osin hiilinegatiivisesti, rakennusteollisuus käyttää lähes hiilineutraaleja tai hiilinegatiivisia raaka-aineita ja elintarviketuotanto on hiilineutraalia ja sen nykyisin käyttämästä pinta-alasta valtaosa voidaan palauttaa luonnontilaan. Liiaksi ei voi korostaa sitä, että hiilineutraalius saavutetaan globaalisti vain, mikäli sen mahdollistavat toimintatavat ovat riittävän edullisia eikä globaalin vastuun pakoilu houkuta opportunistisia toimijoita. Tärkein onnistumisen edellytys on fossiilisia polttoaineita edullisempien energialähteiden kehitys.

Tällainen käänne merkitsee koko teollisen rakenteen uudistamista. Tässä ei puhuta säästämisestä tai vähentämisestä, koska nollaan päästään vain lopettamalla kaikki. Mutta samalla, kun saavutetaan hiilineutraalius, saavutetaan käytännössä yltäkylläisyys. Energia on halpaa, ruoka ja tavarat ovat halpoja, koska kyse ei ole rajallisista resursseista käytävästä kamppailusta. Kestävä kehitys voi merkitä kestävää kasvua. Enkä puhu nyt talouskasvusta vaan hyvinvoinnin kasvusta. Kun kyse ei ole planeettamme rajallisten resurssien niukkuuden jakamisesta vaan yltäkylläisten resurssien valjastamisesta, äärimmäinen köyhyyskin on tarpeeton ajatus. Toivon, että ette pidä tätä ainoastaan idealistin unelmana. Maailma voi olla parempi paikka.