Seuraa sähköpostitse

maanantai 22. syyskuuta 2014

Kulta: esimerkki ehtymisen vaikutuksista kasvaviin energiakustannuksiin

Kulta on tärkeä metalli elektroniikkateollisuudessa. Analysoimalla maailman viiden suurimman kullantuottajan polttoainekustannuksia voidaan arvioida niiden omistamien kultaesiintymien pitoisuuksien alentumista. Kullan ehtymisellä ei ole odotettavissa vaikutusta kansainväliseen talouteen, mutta se toimii esimerkkinä ehtymisen vaikutuksista energiakustannuksiin. Kaivosalan tuottavuusanalyysit valtavirtataloustieteestä puhumattakaan eivät huomioi luonnonvarojen ehtymistä, vaikka kenties olisi tarvetta.

Mineraaliresurssin ehtymisellä tarkoitetaan sitä, että kyseisen luonnonvaran pitoisuuden alentumisen myötä sen hinta nousee ja sen tuottamiseen tarvitaan yhä enemmän energiaa. Sillä ei siis tarkoiteta sitä, että kyseinen luonnonvara olisi loppumassa.

Kulta on poikkeuksellinen metalli mm. tiheytensä, muokattavuutensa ja sähkönjohtavuutensa ansiosta. Kulta on niitä harvoja metalleja, joista lähes kaikki tuotettu tuotanto on tallessa. Se on niin arvokas metalli, että sen säilyttämiseen on hyvät kannustimet.

Kullan tuotannossa käytetään varsin järeää kalustoa. Tyypillinen kultamalmin kuljetusajoneuvo, Caterpiller 797F, on esitetty kuvassa 1. Sen kapasiteetti on 400 tonnia. Siinä on lähes 4000 litran polttoainetankki vakiona, mutta optiona on saatavissa myös puolitoista- ja tuplakokoiset versiot. Ajoneuvon polttoaineen kulutukseksi ilmoitetaan noin 700 litraa per 100 km. Ajoneuvon listahinta on 5 miljoonaa dollaria. Yksittäinen rengas maksaa yli 40 000 dollaria ja rengaskustannukset voivat olla ajoneuvon elinkaaren aikana jopa suuremmat kuin itse ajoneuvon ostohinta (lähde).

Kuva 1. Caterpiller 797F.
Kultaa on Wikipedian mukaan tuotettu maailmassa vuoteen 2011 mennessä yhteensä 171 miljoonaa tonnia, josta lähes kaikki on tallessa. Pelkästään 1900- ja 2000-luvuilla on tuotettu kultaa noin 144 miljoonaa tonnia, joten Wikipedian arvio tuntuu luotettavalta. Vuotuinen kullan tuotanto oli noin 2,7 miljoonaa tonnia vuonna 2012. Kullasta ei siten tule pitkään aikaan jos koskaan niukkuutta, vaikka sen tuotanto alkaisi pienentyä, sillä sen tuotanto on pientä verrattuna jo olemassa olevaan kultaan. Vähän samaan tapaan kuin puulämmittäjä, jolla on polttopuut tehtynä sadan vuoden lämmitystarpeeseen, ei koe lämmitysongelmia vaikka muutamana vuonna puutyöt jäisivät kokonaan tekemättä. Kullan hinnassa on havaittavissa voimakas nousu 2000-luvulla, mutta vain maltillinen tuotantomäärien lisäys (kuva 2). 

Kuva 2. Kullan vuotuinen tuotanto (tonnia, vasen akseli) ja Englehard-markkinahinta vuosina 2002-2012. Reaalihinta on Yhdysvaltain kuluttajahintaindeksin mukainen (vuosi 1998). Lähde: US Geological Survey.

Kuvasta 3 voidaan nähdä polttoainekustannukset per gramma tuotettua kultaa vuosina 2005-2012. Lähteenä on käytetty Steve Roccon keräämää dataa, joka on peräisin viiden suurimman kullantuottajan sijoittajien käyttöön julkaistuista vuosi- ja kestävyysraporteista. Nouseva polttoaineen kulutus per tuotettu kultagramma viittaa siihen, että saman kultamäärän tuottamiseksi on jouduttu louhimaan suurempi määrä alemman kultapitoisuuden malmia. Polttoaineen kulutus per gramma kultaa on noin kaksinkertaistunut vain seitsemässä vuodessa eli kasvanut n. 10 % vuodessa.

Kuva 3. Viiden suurimman kullantuottajan dieselin kulutus per tuotettu kultagramma.

Suorat diesel-kustannukset ovat olleet 2005-2012 karkeasti kymmenys kullan markkinahinnasta. Näin pelkästään kohonneet suorat diesel-kustannukset eivät riitä selittämään kullan hinnan moninkertaistumista. Mistä muusta kuin nousseista polttoainekustannuksista kohonneet kullan tuotantokustannukset sitten johtuvat? Australia on toiseksi suurin kullan tuottajamaa Etelä-Afrikan jälkeen. Yhden lähteen mukaan kullantuotannossa on noussut lähes kaikki kustannukset Australiassa keskimäärin 18 %:n vuosivauhtia vuosina 2005-2011. Kustannusten nousu on ollut kullan tuotannossa globaalia, mutta oli jyrkempää Australiassa kuin muualla. Toisen lähteen mukaan raudan tuotannossa Australiassa välituotteet, joista suurin osa on erilaisia energiakustannuksia, muodostavat noin puolet kustannuksista. Toisaalta kullan markkinahinnasta yli puolet on malmin louhinnassa ja rikastuksessa syntyneitä kuluja. Eli kohonneet energiakustannukset voivat tätä taustaa vasten hyvinkin olla pääsyy kullan kohonneeseen hintaan. Kasvaneena "kustannuksena" mainittiin myös malmioiden aleneva kultapitoisuus:

Technical challenges from declining ore grades have also contributed to higher industry costs.

Rengaskustannuksiin alentunut pitoisuus vaikuttanee oletettavasti samantapaisesti kuin diesel-kustannuksiin. Jos otamme polttoainekustannusten nousun huomioon sekä kasvaneena kulutuksena per tuotettu kultagramma ja toisaalta öljyn kallistumisena yhdessä ja molemmat erikseen, saamme alla olevan kaltaisen kuvan (kuva 4).

Kuva 4. Kullan markkinahinta, öljyn hintakehitys, dieselin kulutus ja polttoainekustannukset kun öljyn kallistuminen ja dieselin kulutuksen kasvu per tuotettu kultagramma on huomioitu. Dieselin hinnan on oletettu seuraavan öljyn hintaa täydellisesti. Indeksoitu vuoteen 2005.

Öljyn maailmanmarkkinahinnan nousu heijastelee dieselin kallistumista varsin hyvin, sillä dieselin kustannuksista esim. Yhdysvalloissa noin kaksi kolmasosaa tulee öljystä. Dieselin tukkuhinta, jota yritykset maksavat dieselistä, seurannee kuluttajahintoja läheisemmin öljyn maailmanmarkkinahintaa, koska siinä ei ole kuluttajalle tulevia veroja. Olettamukseni dieselin kallistumisesta öljyn hinnan tahdissa ei siten pitäisi johtaa kovin suureen virheeseen.

Kuvasta 4 nähdään, että kullan markkinahinta on noussut liki samaa tahtia energiakustannusten (dieselin kulutuksen lisääntyminen ja öljyn hinnannousu yhdessä, punainen käyrä) nousun kanssa (musta käyrä). Tämä vahvistaa oletusta, että kullan tuotantokustannuksista suurin osa näissä viidessä suurimmassa yhtiössä on energiakustannuksia, mutta ei sitä tietenkään varmenna (korrelaatio ei välttämättä ole merkki syy-seuraussuhteesta). Viisi suurinta kullantuottajaa tuotti noin 32 % kaikesta kullasta vuonna 2005, mutta enää 26 % vuonna 2012, joten niiden voidaan ainakin olettaa olevan markkinoilla hinnanottajia ilman määräävää markkina-asemaa (täydellinen kilpailu) eli ne eivät oletettavasti pysty nostamaan markkinahintaa nopeammin kuin kustannuksiaan. Niiden tuotantomäärä siis pieneni kyseisellä ajanjaksolla eli ne eivät joutuneet ottamaan uusia, huonompilaatuisia esiintymiä käyttöön tuotannon laajentumisen vuoksi. Luontevin selitys onkin Steve Rocconkin tekemä tulkinta, että kullan pitoisuus näiden yhtiöiden esiintymien malmissa on alentunut vuosi vuodelta.

Kulta ei siis ole mahdollisen ehtymisen kannalta mielenkiintoinen kuin korkeintaan esimerkkinä. Onko ehtyminen ongelma muiden metallien kohdalla ja että onko siihen varauduttu esimerkiksi taloustieteen parissa?

Taloustiede ja mineraaliesiintymien ehtyminen


Valtavirtataloustiede ei ole kiinnostunut resurssien ehtymisestä, sillä sen mukaan teknologinen kehitys ja korvaavat resurssit ehkäisevät ehtymisen mahdolliset ongelmat. Valtavirtataloustieteessä luonnonvarojen niukkuuden mahdollisuutta ei oikeastaan ole edes olemassa vaan niukkuutta esiintyy vain suhteellisesti eli suhteessa siihen, että "ihmisen tarpeet ovat rajattomat". Tätä ristiriitaa on oivallisesti valottanut mm. Chuck Dyke (jonka näkemyksiin voi perehtyä suomeksi ainakin Ville Lähteen muutenkin mainion kirjan, Niukkuuden maailmassa, avulla). Myös Kansantaloudellisessa aikakauskirjassa on asiaa valottava kirjoitus muutaman vuoden takaa. Resurssitaloustieteessä esiintymien laadun heikentyminen huomioidaan, mutta se ei silti välttämättä päädy analyyseihin asti.

Etelä-Afrikkaa pidetään maailman vauraimpana kaivosteollisuutta omaavana maana (lähde), Venäjän ollessa toinen. Australia on kolmanneksi vaurain ja kenties vaurain, josta löytää helposti objektiivista, englanninkielistä lähdemateriaalia. Australian tuottavuuskomissio toteaa vuoden 2008 laajassa kaivosteollisuuden tuottavuutta analysoivassa raportissaan:

Even though the resource economics literature on productivity in mining is well established, if not extensive, the effect of inputs of natural resources on measured productivity has not received a lot of attention.
Toisin sanoen, luonnonvarojen pitoisuuden alenemista ei tyypillisesti oteta huomioon arvioitaessa kaivostoiminnan tuottavuutta. Australian tuottavuuskomissio toteaa (sama lähde kuin edellä):

Changes in the quality of natural resource inputs used in mining are not generally taken into account in standard estimates of mining productivity. They are generally overlooked because the natural resources are not a purchased input.
Tuottavuusanalyysissä yleensä huomioidaan vain ne tekijät, joilla on vaihto- eli markkina-arvo. Luonnonvarojen ehtymisellä ei ole markkina-arvoa. Samainen tuottavuuskomissio analysoi Australian kaivosteollisuuden tuottavuutta esiintymien heikentymien huomioiden ja tulos oli, että esiintymien heikentyminen on kompensoinut tuotannon tehostumisen (joka on ollut hiukan yli 2 % vuodessa) suunnilleen yksi yhteen vuodesta 1974 lähtien. Tuottavuus kääntyi jopa laskuun vuosituhannen vaihteessa (kuva 5). Eli ilman ehtymistä tuottavuus olisi Austaralian kaivosteollisuudessa kaksinkertaistunut ko. ajanjaksolla, mutta ehtymisen vuoksi on polkenut paikallaan ja kääntynyt kenties laskevaan trendiin vuosituhanteen vaihteessa (kuva 5).
Kuva 5. Australian kaivostoiminnan tuottavuus 1974-2007. Lähde. MFP tarkoittaa kokonaistuottavuutta. Paksu viiva edustaa ehtymisen vaikutuksen huomioivaa tuottavuuskehitystä ja katkoviiva tuottavuutta, jossa ehtymistä ei ole etettu huomioon.

Raportin tekijät aivan oikeutetusti toteavat, että esiintymien heikentymisen vaikutus tuottavuuskehityksessä saattoi olla tilapäisesti suuri vuosituhannen alussa, koska monien hyödykkeiden hinnat nousivat rajusti, jolloin huonompilaatuisiakin esiintymiä on kannattanut louhia. Toisaalta kaivosteollisuudessa oli tuottavuus laskussa (-4,9 %) myös vuosina 2012-2013, jolloin hinnat eivät muuttuneet enää voimakkaasti. Tämä viittaa siihen, että tuottavuuden lasku ei välttämättä ollut tilapäinen. Tuoreimmassa tuottavuuskatsauksessa (vuodelta 2014) todetaankin:

However, to the extent that fewer high value deposits are discovered to replace those that become depleted, this downward pressure on productivity growth may continue into the future years.
Eli vapaasti suomennettuna alemman pitoisuuden esiintymät keskimäärin korvaavat ehtyneitä esiintymiä, joten tuottavuuden alenemisen voi olettaa jatkuvan tulevinakin vuosina.

Suhteellisen tuoreessa tutkimuksessa Australian metalliesiintymien laadusta esitetään alla oleva kuva, josta voi nähdä että esiintymien laatu on laskenut ajan saatossa paljon (kuva 6).
Kuva 6. Australian mineraaliesiintymien pitoisuus 1840-2008. (Lähde)

Johtopäätökset


Onko Australia vain poikkeus vai onko mineraalien ehtyminen pääsemässä näkyvissä mahdollisesti globaalisti? Pitäisikö taloustieteen kiinnostua mineraalien mahdollisesta ehtymisestä? Pitäisikö yhteiskuntien alkaa varautua ehtymisen mahdollisiin taloudellisiin vaikutuksiin, kuten kallistuviin metalleihin? Öljyn ehtyminen näkyy laskevana energiantakaisinmaksukertoimena eli siinä, että öljyntuotannosta yhteiskunnan käyttöön päätyvä nettoenergia pienenee (siitä enemmä tässä kirjoituksessani: ). Metallien kierrättäminen nykyistä enemmän voisi olla viisasta, mutta esimerkiksi osassa elektroniikan lopputuotteita joidenkin metallien pitoisuudet ovat niin alhaisia, että energiakustannus niiden "puhdistamiseen" on suuri. Kullan kohdalla ehtyminen ei, kuten totesimme, tule ongelmaksi ainakaan pitkään aikaan. Talouskasvun kannalta voi tulla haasteita tulevaisuudessa, mikäli teollisesti tärkeiden luonnonvarojen (joista öljy on yksi) esiintymät heikentyvät yhtä aikaa nopeammin kuin niiden heikentymiseen ehditään sopeutua tuotantoteknologian kehittymisellä (mukaanlukien kierrätyksen kasvu), käytön tehostumisella ja korvaavilla resursseilla. Öljyesiintymien heikentyminen on useamman lähteen mukaan trendinomaista eli ainakaan toistaiseksi teknologinen kehitys ei ole pysynyt öljyesiintymien heikentymisen perässä. Siitä on enemmän täällä.

Lähteet

1. Australian tuottavuuskomission laaja raportti vuodelta 2008 ja sen päivitys vuonna 2014.
2. Steve Roccon keräämä data.
3. U.S. Geological survey data serie 140,
4. Muita lähteitä, joihin on linkki siinä yhteydessä, kun lähtettä on käytetty.




keskiviikko 17. syyskuuta 2014

Ruotsin talouskasvu 1800 - 2000 osiin purettuna

Ruotsin energiankulutuksesta on poikkeuksellisen kattavat tilastot yli 200 vuoden ajalta. Näin Ruotsin talouskasvussa energian osuutta on mahdollista tutkia pitkiltä aikajaksoilta. Energian rooli Ruotsin talouskasvussa on ollut suuri, mutta on muuttanut luonnettaan ja laskenut ajan saatossa. Voiko talouskasvu kytkeytyä irti energiankulutuksesta?



Ruotsin energiankulutus viimeisen 200 vuoden ajalta on poikkeuksellisen hyvin dokumentoitu. Energian kustannusosuus Ruotsin kansantaloudesta on vaihdellut arvosta 1 arvoon 0,1 eli sadan prosentin ja 10 %:n välillä 1800 - 2000 (lähde). Nykyisin moderneissa yhteiskunnissa, kuten Ruotsissa, tuo suhde on tyypillisesti 5-10 %. Kun osuus on 1, niin talous koostuu käytännössä energian tuottamisesta, kuten maanviljelystä, jolloin elintaso ei voi olla kovin korkea. Ruotsin talous kasvoi keskimäärin 2,51 % vuodessa vuodesta 1800 vuoteen 2000 eli sen talous yli 140-kertaistui tuona aikana,


Kuva 1. Energian osuus Ruotsin kansantaloudesta 1800-2000. Osuus 1 tarkoittaa, että energialla on 100 %:n kustannusosuus taloudessa. Lähde
Astrid Kander, Lundin yliopiston taloushistorian professori, on yksi Euroopan energiankulutuksen ja taloudellisen kehityksen historiaa viimeisen 500 vuoden ajalta käsittelevän ansiokkaan kirjan (Power to the People, Energy in Europe over the Last Five Centuries) kirjoittajista. Kirjan liitteessä A on mallinnustulokset Ruotsin talouskasvusta 1800-2000. Tässä mallinnuksessa on luovuttu monista varsin epärealistisista oletuksista, joiden varassa talouskasvua on perinteisesti mallinnettu. Tärkeimmät oletukset, joista Kander ja kumppanit luopuivat mallinnuksessaan:

0. (Lisätty 23.9.14) Talous ei koostu vain pääomasta ja työstä, kuten uusklassisessa taloustieteessä usein mallinnetaan historiallisista syistä. Agraariyhteiskunnassa pääomana oli suureksi osaksi maata, jolle yhteyttämisen mahdollistava auringonvalo lankesi. Tällöin energia tuli tavallaan automaattisesti otettua huomioon. Kun agraariyhteiskunnasta siirryttiin ajan myötä teollisuusyhteiskuntaan, niin tuotannontekijäksi oli pääoman ja työn ohella pitänyt ottaa myös energia mukaan. Pelkkä pääoma ei tuota mitään, vaan tarvitaan myös energiaa. Kander ja kumppanit ottavatkin energian huomioon. . Kun energia otetaan malliin mukaan niin työn ja pääoman ulkopuolelle jäävän "teknologian" osuus pienenee tyypillisesti radikaalisti.

1. Työn, pääoman ja energian kustannusosuudet taloudesta (BKT eli bruttokansantuote) ovat vakioiset eivätkä muutu ajassa. Kuten näemme kuvasta 1, niin energian kustannusosuus on vaihdellut Ruotsissa arvosta noin 1 arvoon 0,1, joten oletus ei ole missään määrin realistinen. Ruotsi on käynyt OECD-maalle aivan tyypillisen kehityskulun, jossa talouden orgaaniset rajoitteet (maa-ala, metsät...) syrjäytettiin 1800-luvulla siirtymällä kuluttamaan fossiilisia polttoaineita teknologisen vallankumouksen myötä.

2. Tuotannontekijän kustannusosuus BKT:sta heijastaa sen osuutta tuottavuuskehityksestä. Eli jos energian osuus kansantaloudesta on vain 5 % niin se vastaa vain 5 prosentista tuottavuuskehityksestä, jolloin sen voi  jättää pois mallista. Tämän oletuksen havaitsee mahdollisesti kyseenalaiseksi yksinkertaisella ajatusleikillä:  jos öljyn kustannusosuus BKT:sta on 4 % ja talous kasvaisi muuten 1 prosentin, niin neoklassisen taloustieteen oletuksen mukaan talous kasvaisi 0,96 %, mikäli talous ei saisi lainkaan öljyä käyttöönsä. Kuinka realistiselta kuulostaa?

3. Energiaa voi rajatta korvata työllä ja pääomalla. Yhdestä tuotannontekijästä voidaan luopua uusklassisen taloustieteen mukaan vaikka kokonaan lisäämällä rajatta toista tuotannontekijää. Esimerkiksi rengastehdas saa tuotettua saman verran renkaita vaikka se jäisi ilman öljyä jos se palkkaa äärettömän määrän työntekijöitä. Ei vaikuta realistiselta, sillä rengastehtaassa lienee pelkkiä peukalonpyörittäjiä, jos tehtaalle ei saada lainkaan renkaiden tärkeintä raaka-ainetta.

4. Teknologian kehitys on aina yhtä nopeaa työn, pääoman ja energian käytölle taloudessa. Jos energiasta on niukkuutta, kuten energiakriisien aikaan 1970-luvulla, niin energian käyttöön saattaa kohtistua enemmän teknologian kehittymispainetta. Toisena aikana taas työvoimasta voi olla niukkuutta ja sähkö halpaa, jolloin kehityspaine kohdistunee enemmän työn korvaamiseen muilla tuotannontekijöillä.

5. Yhden megawattitunnin edestä lisää märkiä koivuhalkoja tuottaa saman verran talouskasvua kuin saman lämpöarvon verran lisää öljyä. Kander ja kumppanit eivät olettaneet, että kaikki energia on yhtä laadukasta taloudelle, vaan antoivat mallissa tilaa energian laadun parantumiselle ajan myötä ottamalla siihen energian laatua kuvaavan parametrin.

Kanderin ja kumppaneiden mallinnuksen tulokset ovat kuvassa 2. Energian (joka koostui kolmesta eri tekijästä, eroteltu kuvassa 3) ohella talouskasvun tekijät olivat työ ja pääoma sekä näiden yhteinen teknologian kehittyminen. Energian käyttöön kohdistuva teknologinen kehitys on sisällytetty energian osuuteen.

Kuva 2. Talouskasvun lähteet Ruotsissa 1800 - 2000. Lähde: Kander et al., Power to the People, 2013, liite A.
Mallinnuksella ei voida koskaan kuvata täysin realistisesti todellisuutta, mutta osa malliin tehdyistä oletuksista vääristää vähemmän todellisuutta kuin toiset. Kanderin ja kumppaneiden talouskasvumalli lienee yksi realistisimmista, joilla talouskasvua on koskaan mallinnettu. Se muistuttaa Ayresin ja Warrin (2001) kehittämää mallia, jonka perusteella saadaan energiankäytön kasvulle ja käytön tehostumiselle 88-100 %:n osuus työn ja pääoman lisääntymisen ulkopuolelle jäävästä "teknologisesta kehityksestä" Yhdysvalloissa 1900-luvulla. Myös Reiner Kümmel ja Charles Hall työtovereineen ovat saaneet samansuuntaisia tuloksia, joiden mukaan 1900-luvulla talouskasvusta 50-90 % on johtunut energian käytön kasvusta ja tehostumisesta mallista ja maasta riippuen.

Mallinnustulosten perusteella energian osuus talouskasvusta oli lähes kolme neljäsosaa 1800-luvun alkupuolella ja lähes 70 % vielä 1800-luvun lopullakin. 1900-luvun alkupuolella energian osuus on tippunut jo alle puoleen. Toisen maailmansodan jälkeen energian rooli on ollut enää vähän yli neljännes talouskasvusta.

Pääomaan ja työhön kohdistuva teknologinen kehitys on ollut 1800-luvulla mallin mukaan olematonta eli nolla ja siksi se ei näy kuvassa 2 lainkaan. 1900-luvun alussa sen osuus talouskasvusta oli 20 % ja toisen maailmansodan jälkeen se on ollut yli 40 %. Työn osuus on laskenut melko tasaisesti ja pääoman puolestaan noussut melko tasaisesti aikajakson aikana. Työn ja pääoman rooli ei millään neljällä aikavälillä ole ohittanut energian ja (pääoman ja työn) teknologisen kehityksen osuutta talouskasvussa.

Yllättävintä on kenties se, että kun energian määrä on ollut sen laatua ja siinä tapahtuvaa teknologista kehitystä suurempi vielä toisen maailmansodan jälkeenkin (kuva 3). Öljyn osuuden kasvu kulutuksessa lienee selittää pitkälti 1900-luvun alun suuren rooli energian laadun kehittymiselle.


Kuva 3. Energian rooli talouskasvussa Ruotsissa 1800 - 2000. Eroteltu energian määrä, laatu ja teknologinen kehitys. Lähde: Kander et al., Power to the People, 2013, liite A.

Mallin mahdollisia heikkouksia pohtiessa tulee mieleen ainakin se, että missä määrin globalisaatio vääristää energiankulutuksen tilastointia. Ruotsissakin tuotantoa on ulkoistettu luultavasti paljon viime vuosikymmeninä. Mikäli energiaintensiivinen, mutta jalostusarvoltaan vähäinen osa tuotantoa on ulkoistettu vaikkapa Kiinaan, niin eikö silloin näytä siltä, että Ruotsissa bruttokansantuotetta syntyy ikään kuin vähemmällä energiankulutuksella vaikka energiankulutus on saattanut jopa kasvaa? Päälle tulee vielä rahdin aiheuttama energiankulutus, jota sitäkään ei tilastoida Ruotsin kulutukseksi.
.

Talouskasvun ja energiankulutuksen irtikytkeytyminen

Mallinnuksen perusteella näyttää mahdolliselta, että Ruotsin talouskasvussa energian rooli pienentyy entisestään jatkossa. Esimerkiksi edessä mahdollisesti oleva robotisaatio eli kolmantena teknologisena vallankumouksena pidetty voimakas ICT-teknologioiden kehittyminen voi olla edessä. Höyryvoimaa ja kehittynyttä metallurgiaa voidaan karkeasti pitää 1800-luvulla tapahtuneena  1. vallankumouksena ja sähkön ja polttomoottorin tuloa 2. teollisena vallankumouksena 1800- ja 1900-lukujen taitteessa. Automaation ja tietotekniikan kehitys 1960-luvulta alkaen voidaan käsittää 3. teollisena vallankumouksena, josta siis ollaan kenties nähty vasta pieni osa.

Kander ja kumppanit pitävät mahdollisena, että talouskasvu ja energiankulutus voidaan irtikytkeä toisistaan kolmannen teollisen vallankumouksen seurauksena. Historioitsijoina he suhtautuvat tähän mahdollisuuteen kuitenkin kriittisesti. He esimerkiksi pohtivat mahdollisesti edessä olevan öljynkulutuksen niukkuuden mahdollisia vaikutuksia talouteen ja toteavat, että niitä ei tunneta. Jos ja kun energiajärjestelmä on tulevaisuudessa jälleen siirtymässä pois fossiilisesta hiilestä, niin kompensoiko nykyinen valtava tietopohja orgaanisen, vähähiilisen talouden kasvurajoitteet? Tämä kirjoittajien kysymys on sellainen, jota hyvin vähän osataan edes kysyä. Eli yksinkertaistettuna: fossiiliset polttoaineet toivat nykymuotoisen talouskasvun, joten menetetäänkö talouskasvu mikäli niistä luovutaan? Vai auttaako tieto meidät energiasiirtymän yli?

Power to the People on mielenkiintoinen kirja ja sen perusteella saa kattavan kuvan siitä kuinka Euroopassa siirryttiin orgaanisesta kasvun rajoitteita sisältävästä taloudesta fossiilisia polttoaineita käyttävään, kasvavaan talouteen teollisen vallankumouksen myötä. Vuoden 2008 finanssikriisin jälkeen on esitetty kommentteja, että taloustieteilijät tuntevat sekä taloushistoriaa että reaalimaailmaa huonosti. Taloustieteessä ei myöskään ole edes yhtenäistä teoriaa siitä, kuinka suuri fossiilisten polttoaineiden rooli elintasossamme on ja sen piirissä ei ymmärretä, että teollisessa vallankumouksessa oli pitkälti kyse siitä, että talouden kasvun orgaanisista rajoitteista murtauduttiin ulos mm. kivihiilen ja metallurgian kehittymisen toisiaan vahvistavin vaikutuksin. Tämä kirja tuo arvokkaan panoksensa Euroopan taloushistoriaan ja on kattava kuvaus energian roolista taloudellisessa kehityksessä. Kirjan toivoisi olevan tenttikirjana taloustieteen alan opinahjoissa ympäri maailman.

Lähteet

Seuraavista kirjoista saa hyvän kuvan energian roolista talouskasvussa. Kirjat 1 ja 4 ovat suhteellisen helppolukuisia. Kaksi keskimmäistä ovat haastavampia.

1. Energy and the Wealth of Nations
2. The Second Law of Economics: Energy, Entropy, and the Origins of Wealth
3. The Economic Growth Engine: How Energy and Work Drive Material Prosperity
4. Power to the People, Energy in Europe over the Last Five Centuries

maanantai 8. syyskuuta 2014

Suomenhevonen ja työmies eivät kalvenneet energiatehokkuudessa konemetsätaloudelle

Sixten Korkmanin mainiossa kirjassa Talous ja utopia havainnollistetaan metsätyön muuttunutta luonnetta esimerkkinä talouskasvua tuottavasta teknologisesta kehityksestä. Hiukan jatkettuna tämä analyysi antaa kuitenkin teknologian kehityksestä kuvan, joka saattaisi yllättää Korkmaninkin. 



Talous ja utopia (Docento 2013) on mielestäni mainio kirja - eräänlainen hyvinvointivaltion objektiivinen puolustuspuhe. Minusta kirjan näkemys teknologisesta kehityksestä ja talouskasvusta oli kuitenkin kapea. Korkman nostaa kirjassaan metsätalouden tehostumisen esimerkiksi teknologisen kehityksen mahdollistamasta tuottavuuskasvusta ja sitä seuraavasta talouskasvusta. Hänen mukaansa Suomessa oli 1950-luvulla talvisin puoli miljoonaa miestä metsätöissä, mutta nykyisin enää 6 000. Nämä ovat uskottavia lukuja. Korkmanin analyysi päättyy kuitenkin siihen, mistä minusta sen mielenkiintoisin osuus vasta alkaa. Jatkan seuraavassa siitä, mihin Korkman jäi.

Suomessa oli 1950-luvulla 400 000 suomenhevosta, joista uskoisin suurimman osan olleen metsätöissä talvisin sillä maatalouskäyttö hevosille lienee ollut vähäistä talviaikaan. Vaclav Smilin mukaan hevonen kykenee työskentelemään 600 watin teholla kahdeksan tunnin ajan. Hyväkuntoinen mies kykenee puolestaan 75 watin keskitehoon kahdeksan tunnin aikana. Hevonen vastaa siten teholtaan karkeasti kahdeksaa miestä 1950-luvun metsätöissä. Kahdeksantuntista työpäivää tekevä hevonen kuluttaa vuorokaudessa energiaa noin 120 MJ (riippuu mm. ruuansulatuksen tehokkuudesta, joka puolestaan riippuu mm. ravinnon laadusta). Monille  tutumpina kilokaloreina tuo vuorokautinen energiankulutus on noin 30 000.

Hevosta on kutsuttu joskus kauramoottoriksi, eikä mielestäni aivan aiheetta. "Polttomoottorina" hevonen on suhteellisen tehokas. Vaikka hevosen levossa kuluttama "ylläpitoenergia" lasketaan mukaan hyötysuhdetarkasteluun, niin noin 15 % hevosen syömästä energiasta päätyy hyödylliseen työhön. Hyötysuhde hevosella ei siten ole paljonkaan huonompi kuin monilla liikenteessä olevien autojen bensiinimoottoreilla. Hevosen arvo maataloudessa ei ole kuitenkaan ollut ensisijaisesti hyötysuhteessa vaan hetkellisessä tehossa. Maanviljelyssä oli ennen fossiilisia polttoaineita "pullonkauloja", joissa tarvittiin hetkellisesti paljon energiaa. Hevonen on lyömätön hetkellisen tehon tuottajana ja paljon kertookin se, että hevosta on kannattanut useissa tapauksissa ruokkia lähes vuosi muutamien viikkojen työrupeaman takia! Maanviljelys oli ennen vanhaan samaan tapaan tehorajoitteinen kuin vaikkapa pohjoismainen sähköverkko on nyt.

Voimme hiukan asioita olettamalla arvioida, että nykyään Suomen metsätalous kuluttaa noin 19 000 tynnyriä öljyä päivässä. Hevosten ruokkimiseen 1950-luvulla meni 16 000 päivätynnyrin verran (kemiallista) energiaa. Metsätyömiehet kuluttivat arviolta 2000 "öljytynnyriä" ruokaa päivässä. Näin ollen karkeasti laskettuna energiankulutus on kasvanut metsätaloudessa 1000 päivätynnyrillä. Ero on niin pieni, että se häviää oletuksiin ja itse asiassa on perusteltua sanoa, että energiatalousmielessä kehitys on siten likipitäen polkenut paikallaan. Tässä kuitenkin vertailtiin omenoita ja appelsiineja eli kauraa ja öljyä. Sixten Korkmanin ja muiden taloustieteilijöiden käyttämillä tuottavuusmittareilla mitattuna ollaan menty rajusti eteenpäin, koska kallista lihastyötä on korvattu halvemmalla, fossiilisella energialla. Toki teknologian kehitys on mahdollistanut kauran korvaamisen diesel-polttoaineella, joten ei Korkmanin voi sanoa väärässäkään olevan. Jonkun mielestä voisi olla perusteltua sanoa, että halvan dieselin mahdollistaman "subvention" ansiosta suomenhevonen ja sen taitava kaksijalkainen apuri syrjäytettiin metsätöistä.

Tällaisessa energiankulutuksen hahmottamisessa joutuu väistämättä yksinkertaistamaan asioita. Esimerkiksi kaura ei tupsahtanut hevosen eteen itsekseen vaan sen viljeleminen vaati työtä ja siten energiapanoksen. Hevoset kuluttivat Suomessa lähes saman verran energiaa (ravintona) kuin ihmiset 1950-luvulla eli maanviljelyksessä iso osa tarmosta on kohdistunut hevosten ruokkimiseen. Toki hevonen kasvissyöjänä oli tehokas myös tässä mielessä. Joka tapauksessa huomattava osa Suomen peltopinta-alasta on täytynyt olla valjastettuna hevosten ruokkimiseksi. Näin ollen diesel-voimaisen traktorin yleistyminen vapautti maataloustyöväkeä tätäkin kautta teolliseen työhön. Suomesta en kuitenkaan löytänyt tilastotietoa maatalouden kehityksestä, joten hahmottelen kehitystä Yhdysvaltain luvuilla.

Yhdysvalloissa hevosten ja muulien ruokkimiseen meni 25 % peltopinta-alasta vuonna 1910. Hevosia ja muuleja oli tuohon aikaan Yhdysvalloissa noin 24 miljoonaa ja asukkaita noin 76 miljoonaa. Yhdysvalloissa maan keskimääräinen hehtaarituotto energiaa maissin yms. muodossa lienee ollut paljon suurempi sata vuotta sitten kuin Suomessa 1950-luvulla, mutta toisaalta Suomessa hevosten ja ihmisten suhde oli vain noin 0,1 kun se Yhdysvalloissa oli yli 0,3. Nämä erot vaikuttavat eri suuntiin, joten näitä lukuja ei siten voi verrata toisiinsa. Tämän seikan jätin siten huomiotta analyysissä.

Vuonna 1910 Yhdysvalloissa oli vain noin 1000 traktoria eli jokaista traktoria kohti oli 24 000 hevosta ja 76 000 asukasta! Vain kahdeksan vuotta myöhemmin eli 1918 oli Yhdysvalloissa jo 85 000 traktoria! Tämä hurja kehitys Yhdysvaltojen maatalouden koneellistumisessa (tai siirtymisessä halpaan fossiiliseen energiaan, ihan kuinka halutaan) oli yhtenä osatekijänä Yhdysvaltojen suuressa lamassa 1930-luvulla. Maatalouden tuottavuus nousi niin hurjasti Yhdysvalloissa, että yhteiskunnan muutos ei pysynyt mukana. Traktori ja fossiiliset polttoaineet vapauttivat näet maaseudulta hurjasti väkeä työttömäksi. Oikeastaan vasta toinen maailmansota lopulta korjasi tilanteen. Suomessa maatalouden koneellistuminen tapahtui paljon myöhemmin.

Työmiehen "tehoja" on mielenkiintoista verrata sähköön. Sähkön erinomaisuudesta tehonlähteenä kertoo se, että hyväkuntoinen työmies kykenee tekemään noin hehkulampun teholla työtä. 75 Watin hehkulampun polttaminen 8 tuntia maksaa ehkä 5 eurosenttiä. Jos keskipalkkainen työntekijä polkisi 75 Watin hehkulamppua pyörittävää dynamoa työpäivän ajan, niin palkkasumma olisi sivukuluineen yli 200 euroa. Sähkö on tällä karkealla laskelmalla 4000-kertaisesti edullisempi tuontannontekijä kuin keskipalkkainen työntekijä. Ei liene yllättävää, että ihmisen ja eläinten tekemää työtä on kannattanut korvata sähkömoottoreilla liki aina kun mahdollista. Ihmisen ja eläimen lihasvoiman korvaaminen sähköllä on ollut kenties ihmiskunnan suurin tuottavuutta ja elintasoa parantava tekijä. Tietokoneet ja internet ovat tämän rinnalla tuottaneet suhteellisen vaatimattoman tuottavuuskehityksen - ainakin toistaiseksi. Työn tuottavuus on metsätaloudessa yli satakertaistunut 1950-luvusta tähän päivään, joten Korkman aivan aiheellisesti ottaa tämän esimerkiksi. Olisiko tuottavuus voinut kohota näin hurjasti jos fossiilisten polttoaineiden kulutusta ei olisi voinut samalla kasvattaa?

Haluan lopuksi esittää pahoitteluni niitä kohtaan, joita hevosen energiataloudellinen esineellistäminen mahdollisesti loukkaa. Kun laskin hevosen vuorokautista "ylläpitoenergiaa", niin väistämättä tuli mieleen, että pitäisikö olettaa, että hevosella on arvo sinänsä. Tästä "arvosta sinänsä" seuraisi, että ylläpitoenergiaa ei huomioitaisi, mikä nostaisi hevosen "hyötysuhdetta". Laskin ylläpitoenergian karkeasti myös työmiehelle, jota puolestaan humanisti kauhistelisi, koska tämä tarkoittaisi että ihminen olisi olemassa vain kahdeksantuntista työpäiväänsä varten ja olisi sen ulkopuolella vain energiataloudellinen kustannus. Näin ei tietenkään ole.

Lähteet


1. Talous ja utopia. Sixten Korkman, 2013.
2. Energy in nature and society. Vaclav Smil, 2007.
3. BP Statistical Review of World Energy 2014.
4. Öljyalan keskusliitto.
5. Made in the USA: The rise and retreat of manufacturing. Vaclav Smil, 2013.

P.S. Otin laskelmissa huomioon, että puunkorjuun volyymi on ollut 2000-luvulla noin kaksinkertainen 1950-lukuun nähden (lähde) kertomalla 1950-luvun luvut kahdella.

P.P.S. Eräs tarkkaavainen lukija kertoi pian kirjoituksen julkistamisen jälkeen, että hevoselle pitää joka tapauksessa antaa suhteellisen paljon ruokaa, jotta tämä ei sairastuisi vatsahaavaan. Hevonen näet erittää vatsahappoja jokseenkin riippumatta ravinnon määrästä. Tämä tarkoittaa, että hevosen pitää jonkin verran tehdä töitä tai harrastaa muuten liikuntaa, että ylimääräistä painoa ei kerry.