Y:llä alkavista asioista Ympäristö. Yhteiskunta. Yhteisöllisyys. Ymmärrys. Ydinvoimastakin joskus vähän.

Uusiutuvan energian potentiaali Suomessa ja energian kulutus

Olen ilahtuneena pannut merkille, että energiakeskustelu on Suomessa jälleen lämmennyt. Tämä on erittäin hyvä asia, sillä energia - miten se tuotetaan, miten paljon sitä tuotetaan, ja kuinka sitä käytetään - on varmasti yksi tätä vuosisataa määrittävistä ongelmista.

 

Keskustelun pohjaksi on hyvä tiedostaa, millaisia mahdollisuuksia maallamme on energiantuottajana. Siksi olemme tulevaan kirjaamme koonneet eri tahojen arvioita eri energianlähteiden potentiaalista Suomen olosuhteissa. Pääsääntöisesti emme ota kantaa siihen, ovatko määrät taloudellisesti kannattavia, mutta jos arvioon sisältyy arvio sekä "teknisestä" että "taloudellisesta" potentiaalista, esitämme molemmat. Olkaapa hyvät!

 

Ensin muutama sananen energiasta. Vain hieman yksinkertaistaen voidaan sanoa, että tarvitsemme energiaa kolmessa muodossa: lämpönä, sähkönä, ja liikennepolttoaineina. Energianmuotoja voidaan muuttaa toisenlaisiksi, mutta tämä johtaa väistämättä häviöihin.

Alla eri energianmuotojen potentiaali tai tuotanto on ilmoitettu niin, että pääasiassa tai yksinomaan sähköä tuottavien voimaloiden (tuulivoima, aurinkosähkö, vesivoima, ydinvoima) tuotanto ilmoitetaan sähköntuotantona terawattitunneissa (TWh) vuotta kohden. Polttoaineiden, kuten biomassan ja biokaasun, sekä lähinnä lämmityslämpöä tuottavien energianlähteiden kuten lämpöpumppujen ja aurinkokeräimien potentiaali ilmoitetaan samoin terawattitunteina, mutta kyseessä on lämpöenergia. Polttoaineiden lämpöenergiaa (ei kuitenkaan lämmityslämpöä) on mahdollista jalostaa esimerkiksi sähkövoimaloissa sähköksi suunnilleen niin, että kolme yksikköä lämpöenergiaa tuottaa yhden yksikön sähköenergiaa. Yhteistuotantolaitoksissa kuten kaukolämpövoimaloissa "ylijäävät" kaksi yksikköä saadaan talteen ja ne voidaan käyttää lämmitykseen, mikäli lämmölle on tarvetta.

Liikenne toimii nykyisin sähköjunia lukuunottamatta lähes täysin nestemäisten polttoaineiden lämpöenergialla. Kiinteistä polttoaineista, eli lähinnä biomassasta, on mahdollista jalostaa neste- tai kaasumaista polttoainetta karkeasti sanoen samalla hyötysuhteella kuin sähköäkin, eli kolmesta yksiköstä biomassaa voidaan tehdä yksi yksikkö liikennepolttoainetta. "Ylijäävä" energia joutuu pääasiassa hukkaan.

Suomessa kulutetaan vuosittain noin 90 TWh lämpöä (rakennusten lämmitys, teollisuuden prosessilämpö), 85 TWh sähköä, ja noin 50 TWh liikennepolttoaineita. Kaukolämmön tarve, eli käytännössä yhteistuotantolaitosten suurin mahdollinen tuotanto niin, että hukkalämpö saadaan talteen, on noin 37 TWh lämpöä. 

 

Polttoaineet

Biomassa: Suomen Ympäristökeskuksen (SYKE) arvion mukaan kestävästi käyttökelpoista biomassaa voisi olla vuonna 2030 käytettävissä noin 109 TWh lämpöenergiassa mitattuna. Rintalan ym. (2007) tekemän katsauksen [1] mukaan äärimmäinen potentiaali, jos kaikki Suomessa kasvava riivitään ympäristöarvioista välittämättä kattiloihin ja esimerkiksi maataloudesta luovutaan, on noin 428 TWh lämpöenergiaa vuodessa. SYKE:n arvio olettaa, että biomassa on pääsääntöisesti nollapäästöistä, mikä ei melko varmasti ole totta. Esimerkiksi Metlan laskelmissa jo nyt suunniteltu puuhakkeen käytön lisäys (n. 13 TWh) lisää, ei vähennä, Suomen päästöjä - jopa jos vertailukohtana pidetään fossiilisten polttamista! Jos ilmastonmuutoksen torjunnasta tulee tärkeää, käytettävissä olevan biomassan määrä vähenee esitetystä. Biomassalle on luultavasti myös muita käyttökohteita, esimerkiksi päästöintensiivistä terästä ja betonia korvaavana rakennusmateriaalina ja kemianteollisuuden lähtöaineena öljyn sijaan. "Kestävä" määrä biomassan energiakäytölle saattaa olla jopa pienempi kuin nykyisin pitkälti paperiteollisuuden jätteistä tehty n. 80 TWh.  

Biokaasu: Suomen Biokaasuyhdistyksen mukaan [2] jäteperäistä biokaasua voitaisiin tuottaa enintään 14 TWh (lämpöä), mutta tuotannon lisäysmahdollisuuksia on luultavasti enintään 9 terawattitunnille. Biokaasu sopii paitsi lämmönlähteeksi ja sähköä jauhaviin turbiineihin, myös ennen kaikkea liikennepolttoaineeksi, vaatien vain hyvin vähäisiä muutoksia perinteisiin polttomoottoreihin. Tarvittaessa biokaasua voitaisiin tuottaa biomassaa lähtöaineena. Tällöin 2-3 yksikköä biomassaa tuottaisi noin yhden yksikön biokaasua.

Turve: huomattava energiapotentiaali, mutta käyttöä vältettävä ilmasto- ja vesistövaikutusten vuoksi.

 

Lämmöntuotanto

Lämpöpumput: Nykykehityksestä ekstrapoloimalla [3] ilma- ja maalämpöpumppujen yhteispotentiaaliksi voidaan arvioida enintään noin 20-30 TWh lämmityslämpöä. Greenpeacen arvioiden [4] mukaan maalämmöllä voitaisiin korvata kaukolämpövoimaloita, ja tuotantoa olisi mahdollista lisätä 58 TWh saakka vuoteen 2050 mennessä.

Aurinkolämpö: Yleisimmät arviot ovat muutamia terawattitunteja lämmitysenergiaa vuodessa. Greenpeacen laskelmissa [5] myös aurinkolämpö korvaa kaukolämpöä silloin kun lämpöpumput eivät toimi, ja tuotannoksi 2050 uskotaan 23 TWh.

 

Sähköntuotanto

Tuulivoima: Suomen Tuulivoimayhdistyksen 2011 tekemän katsauksen [6] mukaan Suomessa voisi olla vuonna 2050 jopa 30 TWh tuulivoimatuotantoa. VTT:n 2008 tekemässä arviossa tuotantoa olisi vuonna 2050 noin 21 TWh. Greenpeacen Energy Revolution-skenaariossa [7] uskotaan tuulivoimatuotantoa olevan 75 TWh vuonna 2050. Hallitus on hyväksynyt 9 TWh tuulivoimatuotannon rakentamisen vuoteen 2025 mennessä.

Aurinkosähkö: Erilaisia arvioita välillä 4-20 TWh. Greenpeacen Energy Revolution-skenaariossa [8] pientuotannon maksimipotentiaaliksi arvioidaan 14 TWh, jos kaikki soveltuvat katto- ja seinäpinnat peitetään paneeleilla. Tällä hetkellä aurinkosähkön tuotanto on hyvin vähäistä, mutta se lisääntyy nopeasti.

Vesivoima: Tuotanto nykyisin vuoden vetisyydestä riippuen noin 12-14 TWh. Kauppa- ja teollisuusministeriön 2005 tekemässä selvityksessä [9] ilmeni, että teknisesti tuotantoa olisi mahdollista lisätä noin 9,7 TWh, jos vesiensuojelusta luovuttaisiin ja kaikki kohteet rakennettaisiin. Vain Vuotos rakentamalla lisäystä voitaisiin saada enintään 2,35 TWh. Jos vesiensuojelusta ei luovuta eikä Vuotosta rakenneta, lisäystä on mahdollista saada enintään 0,99 TWh. Määrään sisältyy arvio mikrovesivoiman lisärakentamisesta.

Ydinvoima: Tuotanto tällä hetkellä noin 22-23 TWh. Olkiluoto 3 lisäisi tuotantoa 13 TWh, Fennovoima 9-10. Tätäkin huomattavasti suurempi tuotannon lisäys olisi täysin mahdollista; esimerkiksi Ruotsissa vuosituotanto on vaihdellut 50 ja 70 TWh välillä. (Mainittakoon, että Ruotsin päästötase per asukas on yksi teollisuusmaiden alhaisimpia, ja ollut sitä jo 1980-luvun lopusta saakka.)

 

Lähteet

Suorat linkit lähteisiin on sijoitettu tekstiin. Muut lähteet:

[1] Rintala, J. ym. (2007). Arvio biomassan pitkän aikavälin hyödyntämismahdollisuuksista Suomessa. Asiantuntijatyöryhmän raportti. Helsinki 6.2.2007.

[2] Lampinen, A. (2012) Tiekartta uusiutuvaan metaanitalouteen. Sektoriraportti liikenne- ja viestintäministeriön työryhmälle Tulevaisuuden käyttövoimat liikenteessä. Pohjois-Karjalan liikennebiokaasuverkoston kehityshanke ja Suomen Biokaasuyhdistys ry. s. 50.  

[3] Salmi, J. (2012) Lämpöpumppujen käytön potentiaali Suomessa. Kandidaatintutkielma, Lappeenrannan Teknillinen korkeakoulu. Perustuen sivujen 37 ja 38 laskelmien ekstrapolointiin.

[4], [5] Greenpeace Energia[vallan]kumous 2013. Liitteet.

[6] STY:n tuulivoimavisio 2030 ja 2050. Suomen tuulivoimayhdistys, 2011.

[7] Greenpeace Energia[vallan]kumous 2013. Liitteet.

[8] Greenpeace Energia[vallan]kumous 2013, s. 31.

[9] Kauppa- ja teollisuusministeriön energiaosasto (2005). Vesivoimatuotannon määär ja lisäämismahdollisuudet Suomessa. Helsinki 9.3.2005.

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

2Suosittele

2 käyttäjää suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelijat

NäytäPiilota kommentit (5 kommenttia)

Käyttäjän JaakkoJuhaniOjaniemi kuva
Jaakko Ojaniemi

Hyvä, että joku jäsentää asiat selviksi, vaikka rautalangall

Anne Lindell

Parahin DI Janne Korhonen. Kiitos tästä kirjoituksesta. Olin juuri aikeissa kirjoittaa samasta aiheesta, joten keskityinkin nyt omassa bloggauksessani toisenlaisiin energian uus-tuotantokeksintöihin

P.S. Tarvitsisin apuasi: oma poikani, joka on nanoteknologian ja kvantifysiikan tohtori ja kaupatieteen maisteri ja mitä kaikkea vielä, ei kerennyt edes tarkastamaan kirjoitustani, ja itse olen vain maallikko noissa asioissa ja kaiken lisäksi "plonti", tai oikeastan poikani ei ymmärrä miksi pistän nenäni ihan joka paikkaan enkä tyydy vain maalaamaan tauluja ja tekemään kaikkea kivaa mitä naiset nyt yleensä tekevät. Oletan, että tiedät kirjoittamastani aiheesta enemmän kuin minä, joten, pelase, kävisitkö vilkaisemassa tätä http://annemargaretalindell.puheenvuoro.uusisuomi.... ... ja korjaa jos siinä on virheitä tai, että olen käsittänyt jotain ihan väärin. Yritin kirjoittaa kanasanomaisella selkokielellä, jotta kaikki ymmärtäisivät.

Käyttäjän yyyy kuva
Janne Korhonen

Kiitos kehuista!

Ikävä kyllä olen hieman eri mieltä uusiutuvien mahdollisuuksista ja ydinvoiman tarpeesta. Kuten kommentissani sinänsä hyvin mielenkiintoiseen kirjoitukseesi totesin, ongelmat eivät enää niinkään ole uusiutuvien generaattoreiden hinnassa, vaan siinä, miten ne saadaan osaksi järkevää energiajärjestelmää ilman, että järjestelmän toiminta perustuu täysin eri tahoille maksettaviin tukiaisiin. Myös uusiutuvien riittävyys saattaa aiheuttaa ongelmia, erityisesti biomassan mutta myös mm. tuulivoimaloiden ja aurinkopaneelien vaatiman tilan merkeissä.

On mahdollista, että emme tarvitse ydinvoimaa, mutta nykytiedon valossa ydinvoiman torjuminen on vähintäänkin uhkapeliä. Katsoisin vielä ainakin 10 vuotta, miten tilanne kehittyy. Toisaalta, jos sitten selviää että ydinvoimaa tarvitaankin, alkaa olla jo aivan liian myöhäistä. Nyt jo on.

Jouni Valkonen

huvittavia noi sinun kommenttisi. Miten on mahdollista, että noin Suomen kokoisessa Saksassa tuotetaan noin 60 TWh tuulivoimaa vuodessa, vaikka siellä on paljon enemmän ihmisiä, eli käyttökelpoista tilaa on vain murto-osa siitä tilasta mikä on Suomessa käytössä.

Lisäksi Suomessa on valtavan pitkä rannikko ja luultavaa on että Suomi pystyisi tuottamaan tuulivoimaa koko Euroopan tarpeisiin.

No, Saksassa tavoite on tuottaa noin 50–60 % sähköstä uusiutuvilla vuoteen 2025 mennessä. Ja luultavaa on että liikenteen sähköistäminen on nopea prosessi.

Ydinvoimaan sijoittaminen on uhkapeliä, jonka tuotto on kehno parhaassakin tapauksessa. Lisäksi missään järkevässä skenaariossa ei oleteta ydinvoimalle 10 % suurempaa osuutta globaalista energiantuotannosta, joten ydinvoima kaikkein optimistisimmassakin skenaariossa vain hyttysen kakka lämpenevässä meressä. (ydinvoima muuten dumppaa hukka lämpönsä mereen ja olisi kiva jos joku viitsisi tämänkin laskea!)

Todellisessa maailmassa meillä on vain yksi mahdollisuus eli 100 % uusiutuvia. Mitään vaihtoehtoja tälle ei ole ja se on toteutettava riippumatta siitä mitä se maksaa. Kyse on vain siitä, että mennäänkö me sataan prosenttiin 20, 30 vai 40 vuodessa. 50 Vuotta luultavasti ei ole enää vaihtoehto.

Käyttäjän yyyy kuva
Janne Korhonen Vastaus kommenttiin #4

Tätä sinun täytyy kysyä Suomen tuulivoimayhdistykseltä tai Greenpeacelta, joiden arviot ylläolevassa tekstissä tuon esille. Itse tosin uskon, että 30 TWh on varovainen arvio, ja teknisesti ottaen mahdollisuuksia olisi varmasti tuohon 75 TWh tuotantoon. (Joskin pohjoismaissa tuulivoimaa kannattaa rakentaa vielä enemmän Norjaan.) Kysymys on siitä, mikä on järkevää ja kannattavaa.

Tila ei ole ainoa rajoittava tekijä tuulivoiman tai minkään muunkaan voiman rakentamisessa. Ihan jo kysynnän vähäisyys ja sopivien siirtolinjojen puute rajoittaa rakentamista ja/tai tekee siitä helposti kannattamatonta. Voit olla vapaasti sitä mieltä, että hinta ei ole kynnyskysymys, mutta sitten on vähän outoa, että samassa viestissä pidät ydinvoiman ensisijaisena ongelmana sitä, että siihen sijoittaminen on uhkapeliä ja tuotto on kehno.

Saksan tavoitteet ovat toki kiitettäviä. Kuitenkin on niin, että tavoitteet ovat tavoitteita, ja toteuma on toteumaa. Nyt jo on melko selvää, että Saksa ei tule pääsemään vuodelle 2020 asettamaansa päästötavoitteeseen (-40% vuoden 1990 tasosta). Tämä vaatisi nyt vuosittain yli 3,5 prosentin päästövähennyksiä, kun viime vuosien nopeus on ollut noin 0,7. Uskon Saksan pääsevän tavoitteeseen sitten, kun niin tapahtuu. Sitä ennen suhtaudun näihin kuten poliittiisiin julistuksiin yleensä: suuntaa-antavina visioina.

On myös syytä huomata, että sekä Ranska että Ruotsi saavuttivat Saksan vuodelle 2050 asettaman tavoitteen (80 % sähköstä vähähiilisesti) jo vuonna 1990. Näin siitä huolimatta, että tämä ei ollut edes tavoite, eikä kummassakaan maassa harrastettu minkäänlaista ilmastopolitiikkaa tai energiansäästöä. Tämä jo yksin kertoo jotain ydinvoiman potentiaalista: sillä on useassa maassa saavutettu vahingossa suurempia päästösäästöjä kuin missään maassa tarkoituksellisesti uusiutuvilla.

Olemme jo toisaalla todenneet, että sinulla on oma käsityksesi tuulivoiman ja muiden uusiutuvien hinnasta. Tähän sinulla on tietysti täysi oikeus, mutta esimerkiksi Lappeenrannan teknillisen yliopiston, Fraunhofer-instituutin ja Yhdysvaltojen EIA:n arviot eivät näkemykseesi yhdy. Tällä hetkellä mikään vähäpäästöinen energiarakentaminen - tai oikeastaan mikään energiarakentaminen - ei ole markkinaehtoisesti kannattavaa, eli kyseessä on uhkapeli sillä, että tukiaiset juoksevat ja/tai sähkön hinta nousee.

Ydinvoiman dumppaamaa hukkalämpöä on laskettu usein, koska se toistuu ydinvoiman vastustajien puheissa jatkuvasti. Kyseessä on missä tahansa skenaariossa mitätön määrä lämpöä.

Jos mikä tahansa energianlähde tuottaisi edes 10 % maailman energiasta vähähiilisesti, olisi se melkein yhtä suuri lähde energiaa kuin kaikki vähähiiliset lähteet yhteensä tänään. (Suurempi, jos oletamme kulutuksen kasvavan.) Nykyään noin 12 % maailman energiasta tuotetaan vähähiilisesti; vesivoiman jälkeen suurin yksittäinen panos on ydinvoimalla, joka tuottaa millä laskutavalla tahansa mitattuna energiaa paljon enemmän kuin kaikki muut vähähiiliset vaihtoehdot yhteensä. Tälläistä panosta on vaikea pitää mitenkään mitättömänä, vaikka suurpiirteisesti katsoen se tietysti voi siltä näyttää.

Toimituksen poiminnat