Saamme valitettavasti lukea erilaisista ihmisen toiminnasta johtuvista ympäristökatastrofeista tuon tuosta. Eniten keskustelua herättäneitä lienevät viime vuosina olleet Talvivaaran kaivoksen jatkuvat ongelmat ja Deepwater Horizon -öljylautan onnettomuus Meksikonlahdella 2010. Realisoituessaan nämä katastrofit yllättävät aina niin tavalliset ihmiset, että teknologioista vastuussa olevat insinöörit ja yritysten johtoportaan. Vastaus samanlaisten tapahtumien estämiseen tulevaisuudessa on lähes aina prosessien kompleksisuuden lisääminen teknologian, byrokratian ja valvonnan muodossa. Tämä on luonnollinen reaktio; meillä on ongelma, joten se täytyy ratkaista. Näiden ikävien tapahtumien taustalla on kuitenkin käynnissä paljon suurempia kehityskulkuja, joiden tarkastelu jää yleisessä keskustelussa usein huomaamatta.
On oleellista ymmärtää näiden onnettomuuksien takana olevia kehityskulkuja, ja sen takia täytyy ensin yrittää selvittää miten ylipäänsä päädyimme poraamaan öljyä Meksikonlahdella noin neljän kilometrin paksuisen kallion läpi, lautalta joka kellui puolentoista kilometrin syvyisessä meressä. Tai miksi Talvivaaran maaperästä louhitaan kiviainesta, jonka pitoisuudet ovat nikkelin osalta 0,23%, sinkin 0,50 %, koboltin 0,02 % ja kuparin 0,13 %. Ihmiset hyödyntävät maapallon resursseja noudattaen muutamaa perusperiaatetta, joista seuraavaksi kaksi olennaisinta.
Alimman hedelmän periaate - helpoin ensin
Humans use high quality, low cost resources before low quality, high cost resources.
- David Ricardo
Kuuluisa taloustieteilijä Ricardo laittoi ylläolevassa sitaatissa sanoiksi sen, minkä luultavasti jokainen ymmärtää ilman kertomistakin: ihmisillä on tapana käyttää ensin parhaimmat esiintymät, oli kyse sitten viljelymaista, kalastusvesistä, virtaavasta vedestä, metalliesiintymistä tai öljystä. Kun laadukkaat ja edulliset esiintymät on otettu käyttöön tai kulutettu loppuun, siirrymme hyödyntämään heikompilaatuisia.
 |
| Lähde: Our Finite World |
Esimerkiksi öljyteollisuudessa ollaan reilun sadan vuoden aikana siirrytty Spindletopin
kukkulalta 1904, jossa porattaessa noin 347 metrin syvyyteen oli
tuloksena viisi päivää kestänyt hallitsematon öljysuihku noin 100 000
barrelin päivätahdilla, Meksikonlahdelle jossa Shellin Perdido
-öljynporauslautta poraa tällä hetkellä noin 2,5 kilometrin syvyydessä.
Sen rakennuskustannukset nousivat noin 3 miljardiin dollariin. Spindletopin tornin kustannuksista en löytänyt tietoa, mutta jokainen voi arvioida alla olevasta kuvasta, että kovin monimutkaisesta rakennelmasta ei ollut kysymys.
 | |
| Spindletop |
Nämä ovat toki ääripäitä, mutta kertovat karua tarinaa siitä trendistä, joka on ollut käynnissä aina fossiilisten polttoaineiden hyödyntämisen alkamisesta lähtien. Öljy ei enää suihkua maan alta, lähellä sitä käyttäviä ihmisiä - sen vuoksi täytyy investoida valtavia summia ja mennä paikkoihin, jotka ovat jopa ulkoavaruutta haasteellisempia toimintaympäristöjä.
 | ||
| Perdido |
The bad news is that the depletion of fossil fuels has been occurring since the first ton of coal or barrel of oil was mined, since these fuels need about 100 or so million years to regenerate.
-Hall, Murphy & Balogh
Kaivosteollisuus on noudattanut samanlaista kehityskaarta, muinaisina aikoina lähellä maan pintaa olleita esiintymiä oli mahdollista hyödyntää orjatyövoiman avulla, tänä päivänä siirrämme kokonaisia vuoria päästäksemme käsiksi esiintymiin, jotka ovat mineraalipitoisuuksiltaan ehkä pronsentin luokkaa, mahdollisesti jopa vähemmän. Otetaan jälleen kärjistävä esimerkki: ehkä suurin koskaan löydetty "kuparinugetti" löydettiin Alaskasta 1909. Se painoi noin 2700 kilogrammaa. Vertauksena Talvivaaran kaivoksen esiintymän kuparipitoisuus on siis noin 0,13 %. Tämä tarkoittaisi noin 2 100 000 kilon kivimassan louhimista. Kaivoskuorma-autot (alla kuvassa) kuljettavat Talvivaarassa noin 130 000 kilon kuormaa. Vaadittaisiin siis teoriassa 16 autolastia kuljettamaan aiemmin mainittu kivimassa louhoksesta jalostamoon. Lisäksi tietenkin kaivoksen rakentamiskulut, mineraalien erotus kivimassasta ja kemikaalit plus muut kulut. Ai niin, ja nuo autot kuluttavat 63 litraa polttoainetta tunnissa pelkästään ollessaan tyhjäkäynnissä.
Resource-extraction sectors of the economy such as mining, fishing, and forestry have an escalating energy demand as poorer, lower-quality, and more remote resources are exploited. Mining and metal processing currently use about 10% of the world energy supply. This energy use is expanding rapidly as lower-quality ore bodies are mined to meet growth in demand and depletion of better-quality ores.
- David Holmgren
Talvivaaran esiintymää alettiin siis hyödyntää vasta 2000-luvulla. Tätä ennen se ei luonnollisesti kiinnostanut, koska parempia esiintymiä oli muualla. Talvivaaran tuotannosta tekee taloudellisesti kannattavan käytössä oleva bioliuotus, jonka kerrotaan säästävän energiaa perinteiseen prosessointiin verrattuna. Kuitenkin Talvivaaran tuotantoprosessi vaatii paljon erilaisten kemikaalien ja veden käyttöä.
 |
| Lähde: Talvivaara |
Tästä kaivoksen ympäristöongelmat ovatkin johtuneet. Prosessissa käytettyä vettä säilötään satojen metrien pituisissa ja levyisissä kipsisakka-altaissa, jotka ovat ensinnäkin rakennettu välttävästi ja toiseksi ilmeisesti aivan liian pieniä säilömään kaikkea saastunutta vettä. Talvivaaran kaivos toimii kuitenkin suhteellisen pienillä taloudellisilla marginaaleilla, joten lienee selvää että yhtiöllä ei ole intressiä investoida altaiden kokoon tai perusteisiin vaadittua enempää pääomia. Mikäli Talvivaara olisi investoinut enemmän näihin kohteisiin, olisi sen taloudellinen kannattavuus jäänyt entistä pienemmäksi. Ehkä olemme jo lähellä pistettä, jossa kaivosteollisuus ei kykene sekä toimimaan ympäristön kannalta turvallisesti ja samaan aikaan taloudellisesti kannattavasti? Tässä tapauksessa meidän täytyy joko hyväksyä ympäristöriskit, tai luopua kaivosteollisuudesta Suomessa. Molempiin ei välttämättä ole todellisuudessa varaa, vaikka tietysti poliitikkojen mielestä nämä asiat ovat yhteensovitettavissa.
 |
| Kipsisakka-altaat, lähde Yle.fi |
Yhteiskunnan sosiaalinen ja teknologinen kompleksisuus
Kompleksisuus on yleinen nimitys eri osista koostuvalle kokonaisuudelle, systeemille. Kompleksisuuden eri lajeista, tässä kirjoituksessa keskitytään yhteiskunnalliseen ja jossain määrin teknologiseen. Yhteiskunnallinen tai kulttuurillinen kompleksisuus vaatii kaksi piirrettä, jotka ovat 1) osien rakenteellinen eroavaisuus ja 2) organisaatio, joka sitoo eri osat yhteen. On tärkeä huomata, että vain toisen toteutuessa ei kyse ole kompleksisesta järjestelmästä. Esimerkiksi toisessa maailmansodassa USA:n joukot tekivät maihinnousun Marokkoon, jonka yhteydessä maihin tuotiin noin 500 000 eri "palasesta" (sotilaat, aseet, välineet, kulkuneuvot jne.) koostuva armeija.
Kuitenkin alusten saapuessa rantaan palaset purettiin kaaoksen keskellä, jolloin esimerkiksi aseet, ammukset ja ampujat eivät tulleet oikeassa järjestyksessä maihin. Tämä johti tarpeettomiin tappioihin ja siihen, että lopulta koko tavaramäärä oli purettava maihin, ennen kuin armeija kykeni toimimaan suunnitellusti. Kyseessä oli siis rakenteellisesti valtava määrä erilaisia kappaleita, mutta kunnollisen organisaation puuttuessa se ei ollut varsinaisesti kompleksinen järjestelmä. Vastaavasti Pekingin Olympialaisten avajaisissa 2008, saatiin todistaa tuhansien rumpaleiden seremonia, jossa kaikki soittivat mahtavalla tavalla yhdessä samalla tavalla. Tässä tapauksessa kuitenkin vain organisoinnin taso oli korkea, rakenteellista eroavaisuutta ei ollut lainkaan.
Kompleksisuus on pohjimmiltaan yhteiskunnallinen ongelmanratkaisutyökalu. Ratkaisemme yhteiskuntamme sosiaalisia ja materiaalisia ongelmia lisäämällä kompleksisuutta byrokratian ja teknologian muodoissa. Tämä tapahtuu usein tiedostamatta, mutta kun asiaa miettii ymmärtää taustalla piilevän logiikan.
Energia-kompleksisuus spiraali
Ekosysteemeissä ei ole pysyvästi ylijäämäenergiaa; jos sellaista on, niin jokin laji, lajit tai uusi laji alkaa käyttämään sitä. Eli jos ekosysteemiin lisätään energiaa, se muuttuu kompleksisemmaksi (enemmän lajeja tai yksilöitä). Käytännössä tämän voi ymmärtää vertaamalla Amazonin sademetsien ekosysteemin monimuotoisuutta suomalaisen metsän vastaavaan. Ihmisyhteiskunnat eivät eroa luonnon ekosysteemeistä; kun niillä on käytössään enemmän energiaa, ne muuttuvat kompleksisimmiksi. Käytännössä tämä tarkoittaa teknologioiden, viihteen, instituutioiden ja sosiaalisten roolien lisääntymistä ja kasvamista.
Koska kompleksisuus ja energia ovat olennaisesti yhteydessä toisiinsa, vallitsee niiden välillä riippuvuussuhde. Kompleksisuus on riippuvaista energiasta, mutta helpoin ensin -periaatteen vuoksi meidän on hyödynnettävä entistä heikompilaatuisia esiintymiä uusiutumattomista resursseista, joten käytämme lisäkompleksisuutta pystyäksemme hyödyntämään noita resursseja. Kompleksisuus voi kasvaa jo ennen kuin meillä on energiaa sen ylläpitämiseen, joka johtaa siihen, että meidän on hyödynnettävä taas vaikempia öljy-, kivihiili- ja maakaasuesiintymiä pysyäksemme mukana spiraalissa. Toisinaan taas kasvanut energiamäärä kannustaa meitä kompleksisuuden kasvattamiseen. Kompleksisuus ja energiankäyttö kasvavat siis käsi kädessä.
Olemme eläneet tässä spiraalissa fossiilisten polttoaineiden hyödyntämisen alkamisesta, eli teollisen vallankumouksen alusta alkaen viimeiset 200 vuotta. Tähän asti olemme onnistuneet kompleksisuuden avulla hyödyntämään yhä uusia esiintymiä, mutta samalla on myös kasvanut tuon kompleksisuuden ylläpitämiseen vaadittava energia. Pääenergianlähteemme ja muut raaka-aineet ovat kuitenkin muuttumassa jatkuvasti kalliimmiksi, joten tarvitsemme yhä suurempaa kompleksisuutta ratkaisemaan uusia ongelmia. Spiraalista ei näytä olevan ulospääsyä. Jos haluamme edelleen hyödyntää maapallon jäljellä olevia esiintymiä, jotka sijaitsevat pääasiassa napa-alueilla ja syvällä valtamerten pohjassa, meidän on edelleen investoitava yhä enemmän teknologiseen kehitykseen.
Termi normaali onnettomuus voi kuulostaa ironiselta. Se on kuitenkin synonyymi väistämättömälle onnettomuudelle. Näiden todennäköisyys kasvaa, kun järjestelmien kompleksisuus kasvaa. Enemmän erilaisia osia johtaa siihen, että joidenkin osien yhteisvaikutuksesta tulee ennakoimattomampaa. Insinöörit pyrkivät välttämään tätä lisäämällä yhä edelleen systeemin kompleksisuutta, joka yhä edelleen tekee siitä monimutkaisemman. Normaaleita onnettomuuksia voidaan siis myös kutsua mustiksi joutseniksi, Nassim Talebin kehittämän metaforan mukaisesti. Ne ovat jotain, jota ei pitäisi voida tapahtua. Kuitenkin, kompleksisten systeemien luonne tekee onnettomuuksista todennäköisempiä, koska systeemien kompleksisuus on ihmisymmärryksen ulkopuolella. Silti ne noudattavat samoja fysiikan lakeja, kuin muutkin kompleksiset järjestelmät.
Complexity was clearly a problem on the Deepwater Horizon. One emergency system was controlled by 30 switches.
- Tainter & Patzek
Teknologinen kompleksisuus koostuu suuresta määrästä erilaisia osia, jotka muodostavat yhteistoiminnassa erilaisia koneita ja laitteita. Kompleksiset teknologiat ovat haavoittuvaisia, sillä yhdenkin kriittisen osan toimimattomuus saattaa aiheuttaa ketjureaktioita, tai kokonaisen järjestelmän toimimattomuuden. Itse osan merkityksellä tai arvolla ei ole välttämättä mitään merkitystä: esimerkiksi Challenger-sukkulan räjähdyksen aiheutti viallinen O-tiiviste, joka oli vain noin 1000 dollarin arvoinen. Thunder horse -öljylautan kaatumisen (korjauskustannukset noin miljardi dollaria) aiheutti (ainakin osittain) noin 100 dollarin arvoinen 6 tuuman pituinen putki. Talvivaaran kompleksisesta jalostusprosessista huolimatta, työntekijät yrittivät tukkia liian ohueen pohjamuoviin tulleita reikiä pudottamalla kumiveneistä bentoniittimattoja altaan pohjaan. Kompleksisien teknologisten järjestelmien jokainen osa tulee olla täydellinen, kuluja ei voi säästää väärästä paikasta.
 |
| Lähde: Iltalehti |
Mitä on tehtävissä?
Kysymys on vaikea, mitään helppoa vastausta ei ole olemassa. Tärkeää olisi ensin tiedostaa tilanne mahdollisimman laajasti. Elämäntavallamme on jatkuvasti yhä suuremmat vaikutukset ympäristölle, onko kulutuskapitalismi enää ihmisten kannalta hyödyllistä, jos tuhoamme elinympäristömme? On selvää, että emme voi enää kovinkaan montaa vuosikymmentä jatkaa kompleksisuus-energia -spiraalissamme menestyksekkäästi. Teknologinen kehitys on hidastunut ja vaatii jatkuvasti enemmän investointeja, resurssien laatu huonontuu, ympäristö-ongelmat kuten ilmastonmuutos ja öljyhuippu aiheuttavat omat ongelmansa. On aika alkaa kehittämään varasuunnitelmia ja strategioita tulevaisuudelle, jossa resurssienkäyttöä vähennetään joko vapaaehtoisesti tai pakon edessä. Vielä oleellisempaa on aloittaa kulttuurillinen ja asenteellinen muutos energian ja luonnonvarojen käytön suhteen. Olemme eläneet historiallista aikakautta, jolloin etenkin länsimaisten ihmisten on ollut mahdollista olla välittämättä kulutuksestaan. Tuo aikakausi on pian tulossa päätökseensä, ja meidän on jälleen alettava ajattelemaan ja järkeistämään resurssiemme kulutusta. Tämä voidaan tehdä, kuten presidentti Jim Carter totesi, joko meidän aloitteestamme, tai armottomien luonnonlakien toimesta.
We need holistic understanding of how energy and society coevolve over the long term, and of the energy-complexity spiral. Thinking that is holistic and long-term is the best way to approach our future, but humans do not normally think this way. We believe, however, that such thinking can be taught if there is the will to do so.
- Tainter & Patzek
Energiatilanteesta täytyy alkaa käymään keskustelua jatkuvasti, ei vain silloin kun kohtaamme kriisin. Meidän täytyy tunnistaa tilanteemme realistisesti ja rehellisesti, katteeton optimismi ja teknologiausko täytyy sivuuttaa. Teknologia ei voi koskaan luoda energiaa tai resursseja, se ainoastaan mahdollistaa entistä vaikeampien ja huonompilaatuisten hyödyntämisen. On kuitenkin oltava realisti, todennäköisesti jatkamme edelleen kompleksisuus-energia spiraalissa, sillä siitä vapaaehtoisesti poistuminen heilauttaisi yhteiskuntamme status quo -tilan muutokseen, jonka tuloksia emme voi riittävällä varmuudella ennustaa. Tulemme siis näkemään valitettavasti yhä enemmän onnettomuuksia ja luonnonkatastrofeja tulevaisuudessa, kompleksisuuden, vaikeiden olosuhteiden, huonolaatuisten resurssien ja taloudellisten rajoitteiden takia. Kenties jossakin vaiheessa yhä useammat meistä osaavat yhdistää ne osaksi laajempaa kuvaa.
Käytettyä kirjallisuutta:
Holmgren, David. Future Scenarios. 2009. Chelsea Green
Tainter, J & Patzek, T. Drilling Down: The Gulf Oil Debacle and Our Energy Dilemma. 2011. Springer Science+Business Media.
