PHYS-C9381 - Energialukutaito: ydinkysymyksiä ja -vastauksia energiasta, Luento-opetus, 7.9.2023-30.11.2023
Topic outline
-
Kansainvälisen ilmastopaneelin viimeisin tieteellinen raportti (9.8.2021) oli karua luettavaa: ilmakehän CO2-pitoisuuksien kriittiset raja-arvot, joiden piti olla saavutettavissa joskus hamassa tulevaisuudessa, näyttävätkin nyt ylittyvän kymmenen vuoden sisällä. Samalla ilmaston lämpeneminen on jo alkanut näkyä ja tuntua erilaisina ääri-ilmiöinä, lähimpinä esimerkkeinä Etelä- ja Keski-Euroopan ja Etelä-Ruotsin rankkasateet, tulvat ja metsäpalot.
Ahdistaako? Vaihda ahdistus aktiivisuuteen! Ilmastonmuutos liittyy ihmisten käyttämään energiaan, ja siksi kaikella tekemisellä ja tekemättä jättämisellä voi vaikuttaa. Jotta vaikutus olisi toivottu, tarvitaan jonkinasteinen energialukutaito, käsitys siitä, miten me yksittäisinä ihmisinä ja kansakuntana voimme toimia vastuullisesti energia-asioissa.
Mitä energia sitten on? Se on kaloreita suklaapötkössä, kilowattitunteja sähkömittarissa, öljyekvivalenttitonneja pörssissä - ja iso reikä lompakossa bensapumpun luona. Koska erityisesti sähkö on talouden perusta ja teollisuusmaissa ihmisten ”perustarve”, energia-alalla liikkuvat suuret kassavirrat. Ihmiskunta on tajunnut tuhoavansa oman elinympäristönsä kasvihuonepäästöillään, joten vaihtoehtoja fossiilisille polttoaineille etsitään kuumeisesti samalla, kun maailman energiantarve koko ajan kasvaa.
Globaalit päästöt kasvavat kuitenkin kiihtyvällä vauhdilla – myös Saksan, jonka Energiewenden piti pelastaa maailma. Maailman energiajärjestelmien tulisi vuoteen 2050 mennessä olla lähes päästöttömiä, jotta ilmastokatastrofilta voitaisiin välttyä. Miksi kuitenkin maailmassa juuri nyt panostetaan ennennäkemättömästi hiilivoimaan? Vai ovatko märehtivät lehmät pääsyy ilmastonmuutokseen? Tekevätkö sähköautot liikenteestä päästöttömiä, vai onko kyse autoilun viherpesusta?
Vastalääkkeeksi ristiriitaiselle mielikuvamarkkinoinnille tarjoamme syksyllä 2023 energialukutaidon kurssia. Kurssi on Aalto-yliopiston poikkitieteellinen kurssi, joka ei vaadi matemaattis-luonnontieteellistä taustaa. Asioiden käsittelytapa on avoin ja keskusteleva, ja kosketus reaalimaailmaan saadaan ilmiöpohjalta, seuraamalla viikottain energiavirtoja Suomen sisällä ja rajoilla. Kurssi antaa kattavien energia-alan perustietojen lisäksi käsityksen relevanteista suuruusluokista eli yhteistuloksena energialukutaidon. Mahdollisuuksien mukaan käsiteltävät asiat linkitetään ajankohtaisiin uutisiin, jolloin myös opiskelijoiden medialukutaito kehittyy.
Kurssi antaa samalla pohjatietoja energia-alan erityiskursseille, esim. PHYS-C6370 (Fundamentals of New Energy Sources), PHYS-C6360 (Johdatus ydinenergiatekniikkaan) ja ENY-C2002 (Energia ja ympäristö).Kurssin luennot pidetään torstaisin klo 14-16 Otakaari 1:ssä salissa U261. Tervetuloa mukaan!
Rankkasade Helsingissä kesällä 2023 (c) Iltalehti, Oula Airiola
Metsäpalo Malagassa joulukuussa 2022 (c) EFE, Daniel Perez
-
Kurssikirjana käytetään allaolevan listan ensimmäistä teosta, mutta sitä ei seurata orjallisesti. Myös muista listan julkaisuista voi kaivella tausta- ja lisätietoja luentojen tueksi:
- David JC MacKay: "Sustainable Energy - without the hot air". UIT Cambridge Ltd. 2009, ISBN 978-0-9544529-3-3. Saatavilla: http://www.withouthotair.com/
- Jo Hermans: "Energy Survival Guide; Everything you want to know about energy". Leiden University Press 2011, ISBN 978-908-72-8123-6.
- VTT Prosessit: "Energia Suomessa - Tekniikka, talous ja ympäristövaikutukset". Edita 2004, ISBN 951-37-4256-3.
- Energiateollisuus ry: "Hyvä tietää ydinvoimasta". Saatavilla: https://energia.fi/files/5914/Ydinvoima_esite_paivitetty_2021.pdf
- Energiateollisuus ry: "Energiavuosi 2022 - Sähkö". Saatavilla: https://energia.fi/uutishuone/materiaalipankki/energiavuosi_2022-sahko.html
- Energiateollisuus ry: "Energiavuosi 2022 - Kaukolämpö". Saatavilla: https://energia.fi/uutishuone/materiaalipankki/energiavuosi_2022_-_kaukolampo.html
- Energiateollisuus ry, Fingrid Oy: "Hyvä tietää sähkömarkkinoista". Saatavilla: https://www.fingrid.fi/globalassets/dokumentit/fi/julkaisut/uusi_versio_sahkomarkk.pdf
-
Taina Kurki-Suonio on vanhempi lehtori Teknillisen fysiikan laitoksella ja hän toimii ASCOT-ryhmän johtajana fuusioenergian alalla. Fuusiotutkimuksen puolella Taina on Max Planck -instituutin operoiman Wendelstein 7-X-stellaraattorin ohjelmatoimikunnan jäsen sekä IAEA:n julkaiseman Nuclear Fusion -lehden toimitusneuvoston jäsen. Vuoden 2017 alusta lähtien Taina toimii Suomen Akatemian nimittämänä edustajana EU-komission ESFRI-energiatyöryhmässä, joka valvoo ja suunnittelee Euroopan kannalta merkittäviä energiatutkimukseen liittyviä infrastruktuureja. Vuoden 2021 alusta hän on työryhmän varapuheenjohtaja.
Jarmo Ala-Heikkilä toimii asiantuntijana Teknillisen fysiikan laitoksen Nuclear Materials and Engineering -ryhmässä. Hänellä on pitkä kokemus ydinenergia- ja säteilyasioista, mutta hän on seurannut tiiviisti myös yleisempiä energia- ja ilmastonmuutoskeskusteluita. Jarmo on toiminut useassa vastuutehtävässä Suomen Atomiteknillisessä Seurassa, parhaillaan jäsenlehden ATS Ydintekniikka päätoimittajana. Lisäksi hän on ollut mukana kansallisessa ydinturvallisuustutkimusohjelmassa sekä TEM:n johtamissa ydinenergia-alan osaamis- ja strategiatyöryhmissä. Hän on ollut kehittämässä gammasäteilyn tunnistusjärjestelmää, jota on sovellettu kansallisissa säteilynvalvontatehtävissä sekä kattavan ydinkoekiellon (CTBT) valvontaverkostossa.
Tähtiluennoitsija
Tero Koivunen on neljännen vuoden tohtoriopiskelija insinööritieteiden korkeakoulussa, energiatehokkuuden ja energiajärjestelmien tutkimusryhmässä. Teron tutkimus keskittyy suuren mittakaavan vähähiilisten energiajärjestelmien mallinnuksiin. Tero mallintaa esimerkiksi Suomen sähköjärjestelmää tuntitasolla, ja tutkii miten eri teknologioiden käyttö vaikuttaa mm. sähköntuotannon päästöihin ja sähkön hintaan. Tero on toiminut aikaisemmin assistenttina Energy Markets -kurssilla.
-
Kurssi koostuu kansantajuisista, interaktiivisista luennoista sekä energiaseurantatehtävästä. Koska kurssilla ei pidetä tenttiä, vaaditaan vähintään 70% luentoläsnäoloa.
Luentojen alussa käydään läpi edellisviikolla pohdittavaksi annetut kotitehtävät.
Luentoaika on torstaisin klo 14-16 Otakaari 1:ssä 7.9. alkaen.
Tämänhetkinen luentorunkohahmotelma on alla, mutta se tarkentuu kurssin kuluessa:
1. Energiavallankumous tulee, oletko valmis? Eli mistä pihdit, joilla ottaa ote energiakeskusteluista (7.9.)- energia, ilmastonmuutos ja me: ohjat ovat käsissämme!
-
peruskäsitteet energiantuotannosta energiankäyttöön ja kaikki siltä väliltä
-
ylös yksikkösekamelskasta
- suunnistusta suuruusluokkien seassa
2. Sähköinen Suomi (14.9.)- miten sähköä tuotetaan
- miten sähköä siirretään
- mihin sähköä kulutamme
- energiatalouden perusteet
- maailman energia-alan rahavirrat
- HS: sähkön hinta uhkaa nousta
- Bloomberg: energy price rally
4. Lämpöä ihmisille vai harakoille? (28.9.)- lämmön tarpeet
- lämmöntuotanto tällä hetkellä
- lämmöntuotanto lähitulevaisuudessa
- jäähdytys
- viisi vinkkeliä energiantuotantomuotojen vertailuun
- päästöt elinkaarinäkökulmasta
- fossiiliset polttoaineet
- biopolttoaineet
- ydinreaktori, ydinpolttoaine
- reaktorityypit
- ympäristövaikutukset
- talouskysymykset
- aurinkoenergia
- tuulivoima
- erityyppiset vesivoimat
- datakeskukset (energialähde?)
- pohdintatehtävä (HS-artikkeli)
- radioaktiivisuus ja ionisoiva säteily
- ydinjätehuolto
- ydinvoimalaitosonnettomuudet
9. Sähköä säilömään: energian säästö ja varastointi (9.11.)10. Hyötyjä ja haittoja: energiariskit ja niiden hallinta (16.11.)
- riskit, haitat, hyödyt
- energian ympäristövaikutuksia
- erityisriskit
12. Purkutilaisuus A seurantatehtävälle (30.11.)(13. Purkutilaisuus B seurantatehtävälle (xx.12.) jos tarvitaan) - energia, ilmastonmuutos ja me: ohjat ovat käsissämme!
-
Energialukutaidon hankkimiseksi opiskelijat pitävät viikoittain kirjaa eri energiatuotantomuotojen käyttäytymisestä seuraten annettuja webbilinkkejä (kts. allaoleva Excel-taulukko). Internet-kirjanpitonsa perusteella opiskelijat kirjoittavat lyhyet johtopäätökset Suomen tämänhetkisestä sähköntuotantotilanteesta ja esittävät pohdintoja myös tulevaisuuden suhteen. Noin viiden minuutin suullinen esitys ja max. 10 sivun kirjallinen raportti.Seurantatehtävän muistamisen varmistamiseksi Tehtävät-osiossa on viikottain palautuslaatikko senastiselle versiolle.