Kasvua tukevat, päästöttömät kehityspolut vuoteen 2050

Kirjoittajat

Paul Drummond, Daniel Scamman, Paul Ekins (UCL), Leonidas Paroussos (E3-Modelling), Ilkka Keppo (UCL ja Aalto-yliopisto)

Julkaistu

Esipuhe

Maailmaa uhkaavat ilmastokriisi ja luontokriisi. Meidän on pysäytettävä luontokato ja kasvatettava luonnon elinvoimaisuutta. Lisäksi meidän on painettava nettopäästömme nollaan vuoteen 2050 mennessä, jotta voimme saavuttaa Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteet maapallon lämpötilan nousun rajoittamiseksi.

Historiallisesti katsottuna hiilidioksidipäästöt ovat lisääntyneet talouskasvun myötä. Jotta hiilidioksidipäästöt voidaan ajaa nollaan vuoteen 2050 mennessä, päästöjen ja talouskasvun välinen yhteys pitää katkaista. Tätä kutsutaan päästöjen irtikytkennäksi. Jotkut ovat kuitenkin huolissaan siitä, ettei päästöjen irtikytkentä olisi mahdollista riittävän nopeasti ja sellaisessa mittakaavassa, jota Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden saavuttaminen vaatii, ilman että taloudellinen tulotasomme heikkenee nykytasoon verrattuna. Toiset ovat taas huolissaan siitä, että matala tai negatiivinen talouskasvu tekisi päästöjen vähentämisestä erittäin vaikeaa tai mahdotonta, sillä uusiin vähähiilisiin teknologioihin tarvitaan merkittäviä investointeja. Uudet investoinnit taas lisäävät talouskasvua.

Sitra tilasi selvityksen tutkiakseen, onko hiilidioksidipäästöjen kytkeminen irti talouskasvusta mahdollista riittävän nopeasti, jotta nettopäästöt voidaan painaa nollaan vuoteen 2050 mennessä, ja minkälaisia politiikkatoimia ja oletuksia tämä vaatisi. Analyysit toteutettiin maailmanlaajuisella tasolla, mutta taloudellisia vaikutuksia esitellään erikseen myös EU:n ja Suomen osalta. Päästöjen irtikytkentä on aiheena mittava, joten tässä selvityksessä ei pystytty ottamaan huomioon muita ympäristövaikutuksia, kuten vaikutuksia luonnon monimuotoisuuteen tai materiaalien ja luonnonvarojen käyttöön. Suosittelemme vahvasti, että näitä vaikutuksia tutkittaisiin muissa selvityksissä.

Tämän selvityksen tulokset osoittavat, että hiilidioksidipäästöjen leikkaaminen merkittävästi 1,5 asteen tavoitteen mukaisesti ja BKT:n kasvu voivat tapahtua samanaikaisesti. Se vaatii kuitenkin syvällisiä muutoksia yhteiskunnan perustavanlaatuisiin teknologis-taloudellisiin järjestelmiin sekä onnistumista negatiivisten päästöteknologioiden (NET) nopeassa kehittämisessä ja käyttöönotossa. Lisäksi tulokset eivät tarkoita sitä, että pelkästään talouskasvun tavoitteleminen on kestävää tai riittää säilyttämään maapallon kantokyvyn. Tulokset osoittavat sen sijaan, että kunnianhimoinen ilmastopolitiikka ja tuottavuuden parantuminen voivat johtaa talouskasvuun. Toisaalta pelkän talouskasvun tavoittelun ympäristölle aiheuttamien kustannusten jättäminen huomiotta johtaisi merkittäviin taloudellisiin ja yhteiskunnallisiin haittoihin.

Tulokset korostavat nopeiden päästövähennysten tärkeyttä sekä vahvaa maailmanlaajuista poliittista ohjausta 1,5 asteen tavoitteen ja päästöjen irtikytkennän saavuttamiseksi. Erityisesti hiilen käytön nopea vähentäminen näyttää olevan oleellista. Lisäksi tulisi kehittää uusia negatiivisia päästöteknologioita, jotka poistaisivat ilmakehästä sinne kertynyttä hiilidioksidia turvallisesti ja pysyvästi.

Luonnollinen seuraava askel olisi analysoida myös muiden haitallisten ympäristövaikutusten irtikytkentää talouskasvusta yksityiskohtaisesti. Esimerkiksi maailmanlaajuinen siirtymä kohti kiertotalouden liiketoimintamalleja voisi pienentää hiilidioksidipäästöjä ja auttaa vähentämään materiaalien ja luonnonvarojen käyttöä vaikuttamatta talouskasvuun negatiivisesti. Negatiivisten päästöteknologioiden tärkeys selvityksen päästöttömissä kehityspoluissa korostaa lisäksi sitä, että negatiivisten päästöteknologioiden vaikutuksia maankäyttöön ja luonnon monimuotoisuuteen tulisi selvittää tarkasti.

Kiitämme kaikkia selvitykseen osallistuneita tutkijoita heidän panostuksestaan, jonka ansiosta ymmärrämme taas enemmän päästöjen irtikytkennästä.

Tämän selvityksen tarkoitus on aloittaa tarpeellinen keskustelu irtikytkennästä ja kannustaa kaikkia osallistumaan siihen sekä auttaa meitä kaikkia rakentamaan kestävää tulevaisuutta – yhteiskuntaa, joka menestyy maapallon kantokyvyn rajoissa.

 

Helsingissä 18.1.2021

Mari Pantsar

johtaja

Saara Tamminen

johtava asiantuntija

 

Tiivistelmä

1. Selvityksen perustelut ja lähtökohdat

Kansainvälisessä ilmastopolitiikassa tavoitellaan päästöjen ja hiilinielujen tasapainoa, eli nettopäästöjen painamista nollaan, vuoteen 2050 mennessä. Tavoite pohjautuu Pariisin ilmastosopimukseen (2015), joka pyrkii rajaamaan maapallon keskilämpötilan nousun selvästi alle 2 asteeseen esiteolliseen aikaan verrattuna. Lisäksi Pariisin sopimuksessa tähtää toimiin, joilla keskilämpötilan nousu jäisi 1,5 asteeseen (UNFCCC, 2015). Tämän selvityksen tarkoituksena on tutkia makrotaloudellisen ja energiajärjestelmämallinnuksen avulla, voidaanko nämä tavoitteet saavuttaa, miten ne voidaan saavuttaa ja – ennen kaikkea – onko niiden saavuttaminen sopusoinnussa talouskasvun jatkumisen kanssa. Tarkasteluajanjakso ulottuu vuoteen 2100.

Selvitys keskittyy Pariisin sopimuksen tavoitteisiin, eikä siinä tarkastella laajempia ympäristökysymyksiä, joihin energiajärjestelmän muutokset voivat vaikuttaa. Muiden luonnonvarojen kuin energianlähteiden käyttö ja bioenergiaan liittyvä maankäyttö sekä näiden vaikutukset luonnon monimuotoisuuteen ovat kuitenkin myös tärkeitä kysymyksiä, ja nekin olisi otettava huomioon. Kun maailman maat tekevät päätöksiä ilmastotoimista, olisi mietittävä tarkkaan esimerkiksi se, kuinka paljon ja missä bioenergiaa käytetään. Tällaiset päätökset voivat vaikuttaa maankäyttöön ja luonnon monimuotoisuuteen. Käytettävissä malleissa ei myöskään voida ottaa huomioon vähähiiliseen energiajärjestelmään tai kiertotalouteen siirtymisen muuttuvia vaikutuksia materiaalien käyttöön tai kiertotalouden päästövaikutuksia. Jos materiaalien lisääntynyt kierrätys vähentää merkittävästi ensiömateriaalien käyttöä ja käsittelyä, se voisi olla yksi tapa vähentää päästöjä. Tätä ei kuitenkaan analysoida tässä selvityksessä, vaan aihetta on syytä tutkia tarkemmin toisissa yhteyksissä.

2. Nykytiedot päästöjen ja talouskasvun välisestä suhteesta

Maailman kasvihuonekaasupäästöt, jotka ovat syynä ihmisen toiminnan aiheuttamaan ilmaston kuumenemiseen, ovat lisääntyneet talouskasvun myötä koko mittaushistorian ajan. Tämä ei ole yllättävää, sillä fossiilisten polttoaineiden polttamisesta aiheutuvat hiilidioksidipäästöt ovat merkittävin kasvihuonekaasujen lähde. Fossiiliset polttoaineet ovat olleet pääasiallinen energianlähde teollisesta vallankumouksesta lähtien, ja energiankäyttö on avaintekijä suurimmassa osassa taloudellista toimintaa. Tämä selvitys pyrkii löytämään vastauksen kysymykseen ”Jos päästöjä vähennetään Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteen edellyttämällä tahdilla, voiko talous jatkaa kasvuaan?”. Toisin sanoen: voidaanko päästöt kytkeä irti talouskasvusta?

Euroopan unionista ja yksittäisistä jäsenvaltioista on saatu näyttöä siitä, että tällainen irtikytkeminen voi olla mahdollista. Vuosina 1990–2016 EU:n talous kasvoi yli 50 prosenttia, mutta polttoaineiden käytöstä aiheutuvat hiilidioksidipäästöt vähenivät 25 prosenttia. Lisäksi Suomessa ja Isossa-Britanniassa jopa kulutusperäiset päästöt (jotka sisältävät tuontitavaroiden valmistuksen päästöt, mutta eivät vientitavaroiden valmistuksen päästöjä) vähenivät vuodesta 2007 vuoteen 2016. Päästöjen väheneminen näillä aikaväleillä ei kuitenkaan ollut läheskään niin nopeaa kuin Pariisin ilmastosopimuksen tavoite edellyttäisi. Tätä ei siis voi katsoa ratkaisevaksi näytöksi siitä, että talouskasvu voisi jatkua, jos päästöjä vähennettäisiin paljon nopeammin.

Edellä mainituissa talouksissa tapahtunut energiaan liittyvien päästöjen väheneminen oli kolmen keskeisen tekijän ansiota:

  • energiankäytön tehostamisen nostaminen
  • fossiilisten polttoaineiden korvaaminen vähähiilisillä tai hiilettömillä energianlähteillä
  • talouden rakennemuutokset, joihin liittyy vähähiilisten palvelujen kulutuksen lisääminen ja energiaintensiivisten teollisuudenalojen siirtäminen muualle (vaikka jälkimmäisen vaikutukset otetaan huomioon kulutusperäisten päästöjen laskennassa).

Isossa-Britanniassa ja Suomessa näitä tekijöitä on yhdistelty eri tavoin ja eri laajuudessa. Maita yhdistää se, että energiaan liittyvät päästöt ovat vähentyneet julkisten politiikkatoimien myötä, jotka ovat stimuloineet ja vahvistaneet joitakin markkinavoimia ja rajoittaneet toisia.

On selvää, että Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden saavuttaminen edellyttää näiden tekijöiden taustalla olevien tai niitä vahvistavien politiikkatoimien huomattavaa tehostamista, kuten tästä selvityksestä käy ilmi.

3. Tämänhetkiset tiedot 1,5 °C:n tavoitteesta

Hallitustenvälisen ilmastopaneelin IPCC:n julkaisema 1,5 asteen erikoisraportti (2018) kuvasi, millaisia päästövähennyspolkuja ja -teknologioita 1,5 asteen tavoite vaatisi. Raportti esitti myös arvioita, millaisia talousvaikutuksia tavoitteen saavuttamisella olisi. IPCC:n erikoisraportissa tarkasteltiin lukuisia skenaarioita, joihin sisältyi erilaisia oletuksia. Tavoitteena oli määrittää, onko Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden saavuttaminen mahdollista erilaisissa globaaleissa kehitysskenaarioissa ja kuinka helppoa se olisi. Lähtökohtana olivat viisi skenaariota, joita kutsutaan SSP-skenaarioiksi (Shared Socio-Economic Pathways, yleiset sosioekonomiset kehityspolut) ja jotka pohjautuvat eri oletuksiin. Nämä oletukset liittyvät muun muassa väestönkasvuun ja talouskasvuun, kaupan intensiteettiin, ympäristönäkökohtiin, teknologisen kehityksen vauhtiin ja kansainväliseen yhteistyöhön. Oletuksia kuvataan tarkemmin jäljempänä.

Näiden laajojen oletusten perusteella eri tutkimusten mallintajat ovat valinneet seuraavilta osa-alueilta parametrien arvot, jotka vaikuttivat pääosin yhdenmukaisilta aikaisemmin lueteltujen pääoletusten kanssa:

  • talouden rakenteen ja tuotosten kehitys
  • energian kysyntä ja energiatehokkuus
  • materiaalien kysyntä ja materiaalitehokkuus
  • vähähiilisten energiamuotojen ja ‑teknologian käyttö
  • hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin (CCS) ja hiilensidonnassa käytettävien erilaisten negatiivisten päästöteknologioiden (NET]) saatavuus ja käyttö
  • maankäyttö ja biomassan saatavuus energiantuotantoa varten
  • politiikkatoimien valinta ja toteuttaminen
  • päästövähennysteknologioiden kustannukset

IPCC:n mallinnuksissa kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen löydettiin monia eri polkuja sen mukaan, mitä oletuksia ja malleja käytettiin. Monet näistä poluista olivat linjassa Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteen – rajata lämpötilan nousu vuoteen 2100 mennessä 1,5 asteeseen – kanssa, mutta yleensä niissä ylitettiin tämä taso väliaikaisesti vuosisadan loppupuolella (näin kävi myös tässä selvityksessä tehdyssä mallinnuksessa, kuten jäljempänä käy ilmi). Tehdyt mallinnukset osoittivat myös, että talouskasvu jatkuu. Talouskasvu näytti hidastuvan vuoteen 2100 mennessä vain vähän verrattuna tilanteeseen, jossa ei pyritä saavuttamaan hiilineutraaliutta (tähän ei sisältynyt ilmastonmuutoksesta aiheutuvia kustannuksia, joten laskelma on siksi todennäköisesti optimistinen). Missään skenaariossa ei päästy lähellekään taloudellisen tuotoksen laskua vuoden 2020 tasosta, eli kaikissa skenaarioissa havaittiin talouskasvua. Näin ollen kaikissa skenaarioissa havaittiin, että päästökehityksen irrottaminen talouskasvusta on mahdollista.

Tässä hankkeessa tehdyillä mallinnuksilla pyrittiin tutkimaan kyseistä ilmiötä tarkemmin ja selvittämään, johtavatko tutkimuksessa käytetyt mallit samaan tulokseen, miksi tähän tulokseen päädyttiin ja mitkä olivat sen taustasyyt.

4. Selvityksessä käytetyt mallinnustavat

Tässä selvityksessä käytettiin kahta energiajärjestelmämallia (PRIMES ja TIAM-UCL) ja yhtä laskennallista yleisen tasapainon (CGE) makrotaloudellista mallia (GEM-E3 FIT). Energiajärjestelmämallit laskevat, miten energiatarpeet voitaisiin täyttää vuoteen 2100 ulottuvalla ajanjaksolla samalla, kun nettohiilidioksidipäästöt pyrittäisiin vähentämään nollaan vuoteen 2050 mennessä ja maapallon lämpötilan nousu vuoteen 2100 mennessä pyrittäisiin rajaamaan enintään 1,5 asteeseen. Kuten jäljempänä tässä selvityksessä todetaan, esitettyjen oletusten mukaisilla malleilla nettopäästöt saataisiin vähennettyä nollaan vasta vuonna 2055 (ei vuonna 2050). Asetettu lämpötilatavoite eli enintään 1,5 asteen nousu vuoteen 2100 mennessä pystyttäisiin saavuttamaan, mutta vain niin, että tämä tavoitetaso ylitettäisiin väliaikaisesti vuosisadan loppupuolella, kuten edellä todettiin. Yksinkertaisuuden vuoksi jäljempänä kuitenkin viitataan edelleen nettopäästöjen saamiseen nollaan vuoteen 2050 mennessä.

Makrotaloudellisessa mallissa ennakoidaan taloudellista tuotosta käyttäen perusteena energiatarpeita ja ‑teknologiaa sekä niihin liittyviä kustannuksia, joita syntyy energiajärjestelmämallien hiilidioksidipäästöjen vähentämisskenaarioissa. Mallien yhdistämistapa kuvataan jäljempänä tässä selvityksessä, ja itse malleja kuvataan lyhyesti tämän selvityksen liitteessä 1.

Mallinnuksessa tarkasteltujen skenaarioiden lähtökohtana oli SSP1-skenaario, joka on maailman kehitystä koskevien oletustensa vuoksi helpoin tapa hiilineutraaliuden saavuttamiseen maailmanlaajuisesti. Oletuksia ovat muun muassa maailmanlaajuinen yhteistyö, teknologian nopea kehitys, vahva ympäristöpolitiikka, alhainen väestönkasvu, eriarvoisuuden väheneminen, ruokavalion muutokset ja metsien suojelu. Muiden SSP-skenaarioiden käyttö olisi tehnyt hiilineutraaliuden saavuttamisesta vaikeampaa ja kalliimpaa, mikä tulisi ottaa huomioon tuloksia tulkittaessa. Kaikkia SSP1:n oletuksia voidaan kuitenkin pitää järkevinä, vaikka ne eivät välttämättä liitykään nykyhetkeen.

Kuten jo todettiin, makrotaloudellisessa mallissa käytetään energiajärjestelmämallien tuloksia vuosisadan loppuun ulottuvalta jaksolta ja arvioidaan niiden pohjalta mahdollisia taloudellisia vaikutuksia. Muiden makrotaloudellisten mallien tapaan GEM-E3 FIT mallissa on pääasiassa kolme talouskasvua vauhdittavaa tekijää: väestönkasvu, nettoinvestoinnit ja tekninen kehitys. Hiilestä irtautuminen voisi vaikuttaa kielteisesti koko maailman talouskasvuun, jos se kasvattaisi energiakustannuksia tai hidastaisi teknistä kehitystä. Koska uusiutuvista energianlähteistä tuotettu sähkö on nykyään monissa maissa kilpailukykyistä fossiilisista polttoaineista tuotettuun sähköön verrattuna, hiilettömiin energianlähteisiin siirtymisen vaikutukset talouskasvuun näyttävät olevan todennäköisesti vähäisiä ja jopa myönteisiä. Hiilestä irtautuminen todennäköisesti edistää teknologista kehitystä, sillä fossiilisia polttoaineita käyttävät teollisuudenalat ovat suhteellisen kypsiä ja vähähiilinen energia synnyttää täysin uusia teollisuudenaloja.

Kun tarkastellaan hiilestä irtautumisen vaikutuksia talouskasvuun kansallisella tasolla, on huomioitava joitakin avaintekijöitä: edistävätkö vähähiiliseen energiaan tehdyt investoinnit kotimaista tuotantoa vai tuontia, vähentävätkö ne fossiilisten polttoaineiden nettotuontia (ja vähentävätkö ne toisaalta fossiilisten polttoaineiden viejämaiden osalta näiden polttoaineiden vientiä) sekä hyödynnetäänkö näissä toimenpiteissä käyttämättömiä resursseja (pääomaa tai työvoimaa) vai johtavatko ne muun toiminnan syrjäyttämiseen. Näitä kysymyksiä tarkastellaan yksityiskohtaisemmin jäljempänä.

5. Skenaariot

Kuten edellä todettiin, mallinnettavien skenaarioiden lähtökohtana olivat SSP1-oletukset. Näiden oletusten pohjalta PRIMES- ja GEM-E3 FIT ‑mallit arvioivat ensin energiankulutusta. Nämä arviot energian kysynnästä syötettiin sitten globaaliin TIAM-UCL-energiajärjestelmämalliin, joka mallintaa yksityiskohtaisesti energian tarjonta- ja kysyntäteknologioita koko energiajärjestelmässä. TIAM-UCL -mallia rajoitettiin niin, että nettohiilidioksidipäästöt vähenisivät nollaan vuoteen 2050 mennessä ja maapallon keskilämpötilan nousu vuoteen 2100 mennessä olisi enintään 1,5 C (TIAM-UCL:n sisäisen ilmastomoduulin ennusteen mukaisesti). Näin luotiin selvityksen pääskenaario hiilineutraaliuteen (jäljempänä ”pääskenaario”), jonka tulokset esitetään seuraavassa osiossa.

Tulosten tarkastelu osoitti, että pääskenaarion tuloksiin vaikuttivat merkittävästi kaksi tekijää, joihin liittyy huomattavaa epävarmuutta: 1) hiilen käytön asteittaisen lopettamisen etenemistahti ja 2) hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin (CCS) sekä NET-teknologioiden saatavuus, sillä näitä teknologioita tarvittiin tavoitteiden saavuttamiseen merkittävissä määrin pääskenaariossa. Tulosten herkkyyttä näiden tekijöiden suhteen selvitettiin seuraavilla lisäskenaarioilla:

  • hiilen käytön asteittaisen lopettamisen etenemistahti on puolet pääskenaariossa käytetystä
  • CCS- ja NET-teknologioita ei ole käytettävissä
  • molemmat edellä mainitut

6. Tulokset

6.1  Pääskenaario hiilineutraaliuteen

Kuvassa 1 esitetään hiilidioksidipäästöt pääskenaariossa.

Kuvasta voidaan havaita, että nettopäästöt saavuttavat nollatason vuonna 2055 eli tavoitevuoden 2050 jälkeen. Maapallon keskilämpötilan nousu vuoteen 2100 mennessä on hieman alle 1,5 astetta. Lämpötilan nousu kuitenkin saavuttaa lähes 1,9 asteen tason noin vuonna 2050, minkä jälkeen se laskee vuosisadan loppua kohti. Lämpötilan aleneminen johtuu CCS- ja NET-tekniikoiden (nollapäästöviivan alapuolella olevat pylväät) huomattavasta käytöstä. Vuoteen 2100 mennessä niillä otetaan talteen ja varastoidaan hiilidioksidipäästöjä tai poistetaan hiiltä ilmakehästä yli 10 GtCO2:n verran vuodessa. Tämä tulos on pitkälti verrattavissa edellä käsiteltyihin IPCC:n SSP1-tutkimuksiin. On kuitenkin huomattavaa epävarmuutta siitä, alenisiko maapallon keskilämpötila kuvatulla tavalla, vaikka CCS- ja NET-tekniikoita voitaisiin käyttää tässä mittakaavassa.

Kuvissa 2 ja 3 ovat pääskenaarion primäärienergian ja sähkön käytön mallinnustulokset.

Kuvassa 2 näkyy tuuli- ja aurinkoenergian käytön merkittävä kasvu. Kuten kuvasta 3 näkyy, näitä käytetään lähes koko sähköjärjestelmän päästöjen vähentämiseen vuoteen 2100 mennessä, samalla kun sähköä tuotetaan seitsemän kertaa niin paljon kuin vuonna 2010. Tällä ”lisäsähköllä” irtaudutaan paljon päästöjä tuottavista teknologioista erityisesti rakennusten lämmityksessä, henkilöautoliikenteessä ja joissakin teollisuusprosesseissa. Vetyä käytetään maaliikenteessä raskaissa kuljetuksissa, linja-autoissa, junissa, laivoissa ja joissakin henkilöautoissa, kun taas ilmailussa siirrytään suurelta osin biopolttoaineisiin. Jäljelle jäävät määrät maakaasua, öljyä ja hiiltä käytetään energiajärjestelmässä pääasiassa teollisuudenaloilla, joilla hiilestä irtautuminen on vaikeaa (esimerkiksi teräksen ja sementin valmistuksessa).

Tämän energiajärjestelmän mullistuksen taloudelliset vaikutukset esitetään kuvissa 4 ja 5.

Kuvasta 4 näkyy, miten talouskasvua vauhdittavat tekijät kehittyvät pääskenaariossa siirryttäessä hiilineutraaliuteen. Väestönkasvun merkitys hiipuu vuosisadan kuluessa, ja investointien ja teknisen kehityksen merkitys kasvaa jatkuvasti mutta aiempaa hitaammalla vauhdilla. Kuvasta 5 käy ilmi, että tämä johtaa talouskasvun jatkumiseen vuosisadan aikana (huomaa, että myöhemmissä vuosissa käytetään tiivistettyä asteikkoa), vaikka maailman kaikkien maiden yhteenlasketun bruttokansantuotteen eli GWP:n (Gross World Product) kasvu henkeä kohti vuonna 2100 on noin puolet siitä, mitä se oli vuonna 2020. Maailmantalous on kuitenkin vuonna 2100 lähes 4,5 kertaa niin suuri kuin vuonna 2015, ja vuotuinen kasvu on keskimäärin 1,76 prosenttia vuosina 2015–2100.

6.2  Vaihtoehtoiset skenaariot

Taulukossa 1 esitetään vaihtoehtoisten skenaarioiden tulokset. Laskelmissa keskitytään pääskenaariossa tärkeisiin teknologisiin ratkaisuihin ja dynamiikkoihin, joihin liittyy huomattavaa epävarmuutta.

Taulukko 1: Vaihtoehtoisten skenaarioiden tulokset

Pääskenaario Hidas hiilen käytön lopettaminen Ei CCS- ja NET-teknologioita
Hiilen käytön asteittaisen lopettamisen etenemistahti 5,4 % vuodessa 2,7 % vuodessa 5,4 % vuodessa    2,7 % vuodessa
Nettopäästöt nollaan ‑ajankohta 2055 2055
Hiilidioksidin talteenotto ja varastointi CCS-, BECCS- ja DAC-teknologioilla (2020–2100) 583 GtCO2 638 GtCO2 0 GtCO2
Suurin lämpötilan nousu 1,87 °C 1,89 °C 1,89 °C      1,92 °C
Lopullinen lämpötilan nousu vuoteen 2100 mennessä 1,5 °C 1,5 °C 1,74 °C        1,79 °C

Myös skenaariossa, jossa hiilen käytön lopettaminen on hitaampaa kuin pääskenaariossa, on mahdollista saavuttaa 1,5 asteen tavoite vuoteen 2100 mennessä, mutta vain käyttämällä huomattavasti enemmän CCS- ja NET-teknologioita. Näiden ratkaisujen avulla varastoitujen tai talteen otettujen päästöjen kumulatiivinen määrä kasvaa 583:sta 638:aan gigatonniin hiilidioksidia (GtCO2). Vertailukohtana mainittakoon, että hiilidioksidin kokonaispäästöt vuonna 2020 olivat noin 40 GtCO2. Tässä skenaariossa suurin lämpötilan nousu kasvaa 1,87 asteesta 1,89 asteeseen. Jos hiilidioksidin talteenottoa ja varastointia ei ole käytettävissä (kolmas skenaario), kumulatiiviset hiilidioksidipäästöt kaksinkertaistuvat pääskenaarioon verrattuna. Näin käy, vaikka hiilen käytön lopettaminen tapahtuisi nopeasti. Lisäksi hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin puute ja muut kyseisen skenaarion oletukset johtavat siihen, että lämpötilan nousua vuoteen 2100 mennessä ei voida enää rajata 1,5 asteeseen, vaan nousu on 1,74 astetta.

Hidas hiilen käytön lopettaminen vähentää GWP:n kasvua vähän pääskenaarioon verrattuna etenkin vuosina 2030–2060, koska päästöjen vähentämiseksi on käytettävä muita, kalliimpia vaihtoehtoja. Tästä huolimatta GWP jatkaa kasvuaan koko vuoteen 2100 ulottuvan ajanjakson ajan. Se, että CCS- ja NET-teknologiaa ei olisi käytettävissä, ei juurikaan vaikuta GWP:n kasvuun.

7. Tulosten merkitys politiikkatoimille

Tämän selvityksen mallinnustulokset osoittavat selvästi, että tiukkojen poliittisten ohjauskeinojen avulla Pariisin ilmastosopimuksen tavoite rajata maapallon keskilämpötilan nousu vuoteen 2100 mennessä 1,5 asteeseen on saavutettavissa, vaikka keskilämpötilan nousu ylittyisikin väliaikaisesti vuoden 2050 jälkeisinä vuosikymmeninä. Lisäksi tämä tavoite voidaan saavuttaa niin, että maailmanlaajuinen talouskasvu jatkuu. Tämän lopputuloksen saavuttamiseksi politiikkatoimilla on kuitenkin edistettävä energiatehokkuutta, investointeja uusiutuviin energianlähteisiin, hiilen käytön asteittaista lopettamista ja CCS- ja NET-teknologioiden käyttöönottoa huomattavasti nopeammalla tahdilla kuin mitä maailmanlaajuisesti on tähän mennessä saavutettu. Lisäksi tulokset perustuvat oletukseen, että CCS- ja NET-teknologioiden tuleva käyttöönotto ja siitä seuraava hiilidioksidin poistaminen ilmakehästä laskevat maapallon keskilämpötilaa esitetyllä tavalla. Tähän liittyvien epävarmuustekijöiden ja mahdollisten ilmaston keikahduspisteiden välttäminen edellyttäisi, että päästöjä vähennettäisiin vieläkin nopeammin kuin mallinnuksessa esitettyä ennen näkemätöntä vauhtia.

Laajamittainen ja nopea nettonollatavoitteen saavuttaminen eli hiilidioksipäästöistä irtautuminen edellyttää, että sen tiellä olevat lukuiset esteet ja rajoitteet poistetaan käyttämällä erilaisia poliittisia ohjauskeinoja ja päästövähennyskeinoja. Näitä ovat sääntely, kuluttajavalistus, digitalisaatio, hiilen hinnoittelu, tarvittavat investoinnit infrastruktuuriin, innovaatioiden tukeminen sekä institutionaaliset ja käyttäytymiseen liittyvät muutokset useilla politiikan aloilla. Vaadittavat muutokset ulottuvatkin läpi koko yhteiskunnan, ja yhteiskunnan teknisiä, sosiaalisia ja taloudellisia rakenteita on uudistettava: energia- ja liikennejärjestelmiä, rakentamista sekä sitä, miten yritykset ja yksityishenkilöt käyttävät, lämmittävät ja jäähdyttävät rakennuksia, ruokajärjestelmää eli mitä ihmiset syövät ja miten ruoka tuotetaan, sekä käytännössä kaikkien tuotteiden valmistamista, käyttämistä ja uudelleenkäyttämistä sekä hävittämistä elinkaaren lopussa.

Jotta tämän muutoksen vaatimat poliittiset ohjauskeinot olisivat tehokkaita, niiden on oltava johdonmukaisia, yhtenäisiä, uskottavia ja kattavia. Lisäksi ennakoiva toimintaympäristö on tärkeä eli politiikkatoimien on oltava voimassa niiden vuosikymmenten ajan, jotka vähähiiliseen talouteen siirtyminen vie. Tämä on tarpeen, jotta vähäpäästöisiin tuotteisiin ja prosesseihin investoivat yritykset luottavat saavansa siirtymään tarvittavien investointien edellyttämän taloudellisen tuoton.

Yksikään maailman maa ei ole vielä tehnyt läheskään sellaisia poliittisia linjanvetoja ja ohjauskeinoja, jotka mahdollistaisivat Pariisin ilmastosopimuksen mukaiset päästövähennykset. Tavoitteiden saavuttaminen edellyttäisi isoja linjanvetoja kaikilta maailman suurimmilta päästöjen aiheuttajilta. 2020-luku on ratkaiseva vuosikymmen sen kannalta, saadaanko maailman päästöjen kehityssuunta oikeille raiteille vai lipuuko Pariisin ilmastosopimuksen tavoite ulottumattomiin.

8. Johtopäätökset

Tämän selvityksen alussa kysyttiin, millaiset edellytykset on siihen, että maapallon nettohiilidioksidipäästöt saataisiin vähennettyä nollaan vuosisadan puoliväliin mennessä ja maapallon keskilämpötilan nousu saataisiin rajattua 1,5 asteeseen vuoteen 2100 mennessä. IPCC:n tutkimukset ovat jo osoittaneet, että 1,5 asteen tavoite on mahdollista saavuttaa vuoteen 2100 mennessä monissa SSP-skenaarioiden kuvaamissa tulevaisuudenkuvissa – mutta ei kaikissa. Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteisiin pääsemistä helpottavia perusoletuksia ovat maailmanlaajuinen yhteistyö, teknologian nopea kehitys, vahva ympäristöpolitiikka, alhainen väestönkasvu, eriarvoisuuden väheneminen, ruokavalion muutokset ja metsien suojelu. Samoja oletuksia käytettiin tämän selvityksen mallinnusten pohjana. Jos jokin näistä oletuksista ei täyty, Pariisin sopimuksen 1,5 asteen tavoite muuttuu entistä vaikeammaksi saavuttaa, ellei mahdottomaksi.

Mallinnuksissa arvioitiin Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden edellyttämiä tasoja joillakin näistä osa-alueista:

  • Energiatehokkuuden parannusten on hidastettava primäärienergian maailmanlaajuisen kysynnän kasvua siten, että vuonna 2100 primäärienergian kysyntä on vain vähän suurempi kuin vuonna 2020.
  • Jotta fossiiliset polttoaineet pystytään korvaamaan liikenteessä, lämmityksessä ja osassa teollisia prosesseja, on edistettävä uusiutuvan energiateknologian käyttöönottoa niin, että sähköntuotanto on lähes päästötöntä 2100 mennessä. Lisäksi sähköä on tuotettava seitsemän kertaa niin paljon kuin maailmassa käytettiin vuonna 2010.
  • Hiilen käyttö on lopetettava asteittain koko maailmassa yhtä nopeasti tai jopa nopeammin kuin se on vähentynyt Yhdysvalloissa viime vuosina eli vähintään 5,4 prosentilla vuosittain.
  • Hiilidioksidin talteenotto- ja varastointiteknologiaa (CCS) on otettava käyttöön laajamittaisesti vuodesta 2030 alkaen, jotta jäljelle jäävät teollisuuden päästöt eivät pääsisi ilmakehään.
  • Maaperän ja puuston hiilinieluja on vahvistettava. Tämä edellyttää sitä, että maailman keskiluokka vähentää huomattavasti lihansyöntiä nykyisestä.
  • Vetyteknologian tuotantokustannuksia on alennettava samalla tavalla kuin uusiutuvien energiamuotojen kohdalla on jo tapahtunut. Tämä edellyttää mm. laajaa innovointia ja uusien ratkaisujen käyttöönottoa.

Mitään edellä kuvatusta ei tapahdu ilman vahvaa ja kattavaa poliittista ohjausta. Usein on oletettu, että päästöjen vähentäminen vaaditussa mittakaavassa edellyttäisi talouden supistumista ainakin teollisuusmaissa. Tästä aiheesta tehdyt mallinnukset ovat kuitenkin johdonmukaisesti osoittaneet, että näin ei tarvitse olla. Kaikki selvitykset Pariisin ilmastosopimuksen mukaisesta talouskehityksestä vuoteen 2100 ulottuvalla ajanjaksolla ovat osoittaneet talouden kasvavan kyseisellä ajanjaksolla. Tosin kansallisissa vaikutuksissa on huomattavia eroja sen mukaan, ovatko maat fossiilisten polttoaineiden tuojia vai viejiä. On toki selvää, että entistä suurempi osuus kansantulosta on ohjattava investointeihin, jotta voidaan luoda vähäpäästöisen maailman tarvitsemaa uutta infrastruktuuria ja teollisuudenaloja, mutta keskimääräinen tulotaso voi kasvaa koko maailmassa. Poliittisten päättäjien on hahmotettava tämä uusi todellisuus, joka on seurausta siitä, että uusiutuvan energian kustannukset ovat jo laskeneet valtavasti. Toimeenpantavat politiikkatoimet eivät ole helppoja toteuttaa, mutta ne voidaan muotoilla kertomukseksi muutoksesta, joka johtaa suurempaan vaurauteen. Tässä on hyvin erilainen tulevaisuudennäkymä verrattuna niihin erittäin suuriin kustannuksiin ja vaikutuksiin, joita hillitsemätön ilmastonmuutos todennäköisesti tulee aiheuttamaan.

Julkaisun perustiedot

Otsikko

Growth-positive zero-emission pathways to 2050

Tekijät

Paul Drummond, Daniel Scamman, Paul Ekins (UCL), Leonidas Paroussos (E3-Modelling), Ilkka Keppo (UCL ja Aalto-yliopisto)

Julkaisupaikka

Helsinki

Julkaisuvuosi

2021

Julkaisija

Sitra

Sivumäärä

103 s.

ISBN (PDF)

978-952-347-222-8

ISSN (PDF)

1796-7112

Aihe

ilmastopolitiikka, ympäristöpolitiikka, ilmastonmuutokset, talouskasvu, energiateollisuus, maatalous, metsätalous, energiatuotanto, sähköntuotanto, polttoaineet, energiakäyttö, energialähteet, energiajärjestelmät, energiatehokkuus, kasvihuonekaasut, fossiiliset polttoaineet, päästöt, energiavarat, bioenergia, luonnon monimuotoisuus, ilmastoteknologia, hiilineutraalius, kiertotalous, ekotehokkuus

Sarja

Sitran selvityksiä

Julkaisun numero

185

Suosittelemme

Tästä eteenpäin.

Mistä on kyse?