Issuu on Google+

energia

[vallan]kumous SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

EUROPEAN RENEWABLE ENERGY COUNCIL


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

SISÄLLYSLUETTELO 1. JOHDANTO

3

6.5 Yhteenveto

29

2. YHTEENVETO

5

7. TUULI- JA AURINKOVOIMA

30

7.1. Tuulivoima

30

7.2 Aurinkovoima

31

8. TEKNOLOGIA

32

8.1 Fosiiliset energianlähteet

32

8.1.1 Hiilenpolttoteknologiat

32

8.1.2 Kaasunpolttoteknologiat

33

8.1.3 Teknologiat hiilipäästöjen vähentämiseksi

33

3. KONSEPTI JA LÄHTÖKOHDAT

8

3.1 Energiavallankumouksen peruslähtökohdat

9

3.2 Energiatehokkuus

10

3.3 Hajautettu energiantuotanto ja ison mittakaavan uusiutuvat 10 4. SUOMEN SKENAARIO

11

4.1 Energiantarve sektoreittain

12

4.2 Sähköntuotanto

13

4.2.1 Sähköntuotannon hinta

14

4.2.2 Sähköntuotantosektorin investoinnit

15

4.3 Lämmöntuotanto

16

17

4.3.1 Investoinnit lämmöntuotantoon

4.4 Liikenne

18

19

4.5 Hiilidioksidipäästöt

4.6 Primäärienergiankulutus

19

4.4 Hajautettu energiantuotanto

20

4.5 Energiamarkkinoiden muutos

21

8.2 Ydinvoimateknologiat

34

34

8.2.1 Ydinreaktorityypit: kehitys ja turvallisuusnäkökohdat

8.3 Uusiutuvan energian teknologiat

35

8.3.1 Aurinkosähkö

35

8.3.2 Tuulivoima

38

8.3.3 Biomassat

39

8.3.4 Geoterminen energia

40

8.3.5 Vesivoima

40

8.3.6 Merienergia

41

8.4 Uusiutuvat lämmitys- ja jäähdytysteknologiat

42

8.4.1 Aurinkokeräinteknologiat

42

8.4.2 Geoterminen, hydroterminen ja aeroterminen energia

43

5. BIOMASSA

22

5.1 Metsäbiomassan käytön kestävyys

22

8.4.3 Lämpöpumpputeknologiat

44

5.2 Suomen metsien biomassapotentiaali

23

8.4.4 Lämmitys biomassoilla

45

5.3 Peltobiomassa ja biokaasu

24

8.4.5 Biokaasu

46

5.4 Kestävä biopolttoainetuotanto

24

6. LIIKENNE

25

6.1 Tottumusten muutoksia ja parempaa tekniikkaa

25

6.2 Ensimmäinen askel – liikennetarpeen vähentäminen

27

6.3 Toinen askel – kulkumuotovalinnat

27

9.ENERGIAVALLANKUMOUS JA TAVALLINEN KANSALAINEN

47

10. LIITE : TULOKSET

48

6.4 Kolmas askel – liikenteen energiatehokkuuden parantaminen 28

6.4.1 Tehokkuusparannuksia kaikkiin liikennevälineisiin

28

6.4.2 Henkilöautojen energiatehokkuuden parannus

29

GREENPEACE INTERNATIONAL, SVEN TESKE EUROPEAN RENEWABLE ENERGY COUNCIL (EREC), JOSCHE MUTH MALLINNUS: DLR INSTITUTE OF TECHNICAL THERMODYNAMICS, DEPARTMENT OF SYSTEMS ANALYSIS AND TECHNOLOGY ASSESSMENT, STUTTGART/THOMAS PREFFER, SONJA SIMON, TOBIAS NAEGLER, MARLENE O’SULLIVAN KIRJOITTAJAT: JUHA AROMAA, SINI HARKKI, JEHKI HÄRKÖNEN, KAISA-REETA KOSKINEN, TAPIO LAAKSO, SVEN TESKE TOIMITUS: ELINA RUHANEN TAITTO: PIETA KIVELÄ KANNEN KUVAT: JACQUES DESCLOITRES / NASA, MARKUS MAUTHE / GREENPEACE, DANIEL BELTRÁ / GREENPEACE 2


1 JOHDANTO

Ympäristönsuojelijat puhuvat usein tulevien sukupolvien etujen puolustamisesta. Meidän pitää säilyttää tämä planeetta elinkelpoisena myös lapsenlapsillemme. Alkaa kuitenkin käydä selväksi, että kyse on meidän hyvinvoinnistamme. Ilmastonmuutoksen tuomat uhat eivät ole kaukaista tulevaisuutta vaan nykyistä todellisuutta. Vuosi 2012 oli äärimmäisten sääilmiöiden vuosi. Pohjoinen napajää romahti historiallisen pieneksi, hurrikaani Sandy aiheutti Karibialla ja Yhdysvaltojen itärannikolla yli 200 ihmisen kuoleman ja kymmenien miljardien dollarien aineelliset vahingot. Australiassa vuosi on alkanut niin kovalla kuumuudella, että

© GP/FLAVIO CANNALONGA

ILMASTONMUUTOKSEN TUOMAT UHAT EIVÄT OLE KAUKAISTA TULEVAISUUTTA VAAN NYKYISTÄ TODELLISUUTTA. ENERGIAVALLANKUMOUS ON RATKAISU ILMASTOKRIISIIN.

maan ilmatieteen laitos joutui lisäämään sääkarttoihin uusia värejä kuvaamaan äärimmäisiä lämpötiloja. Kuumuus on aiheuttanut rajuja maastopaloja ympäri maata. ​ Myöhempi tutkimus selvittänee, kuinka suuri osuus ilmastonmuutoksella ja maapallon keskilämpötilan nousulla on ollut hurrikaani Sandyn tuhovoimaan ja Australian lämpöaaltoon. Kyse on äärimmäisten sääilmiöiden trendistä. Munich Re vakuutusyhtiön tutkimuksen mukaan viimeisten vuosikymmenten aikana sään aiheuttamat katastrofit kuten kovat ukkosmyrkyt, tulvat, hurrikaanit, kuivuudet ja lämpöaallot ovat selvästi lisääntyneet.1

1 www.munichre.com/en/media_relations/press_releases/2012/2012_10_17_press_release.aspx

3


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

Ilmastonmuutoksen taustatrendi tekee lämpöaalloista kuumempia ja myrskyistä rajumpia. Siitä mikä oli aiemmin äärimmäistä ja harvinaista tulee uusi normaali. Maailman muiden ongelmien, kuten köyhyyden ja konfliktien ratkaisemisesta tulee kertaluokkaa vaikeampaa ilmastonmuutoksen etenemisen myötä. Mikäli päästöjä ei saada hillittyä, ilmastonmuutos kirjaimellisesti hukuttaa muut ongelmat alleen. Maailman jo löydetyissä ja tunnetuissa fossiilisten polttoaineiden varannoissa on yhteensä 2795 gigatonnia hiiltä. Se on viisi kertaa maailman hiilibudjetti vuoteen 2050 asti – mikäli lämpeneminen pyritään rajoittamaan kahteen asteeseen. Suurin osa fossiilivarannoista täytyy jättää maahan. Juuri tämä tekee esimerkiksi arktisesta öljynporauksesta niin järjetöntä. Kansainvälisen politiikan ja poliitikkojen surkea epäonnistuminen sopia ilmastonmuutoksen torjunnasta onneksi peittää alleen sen, että paljon tehdään jo. Monet kaupungit, yritykset ja valtiot toteuttavat jo ohjelmia päästöjen vähentämiseksi. Uusiutuvasta energiasta on tullut ”vaihtoehtoisen” energiantuotannon sijaan valtavirtaa. Tanska aikoo tuottaa puolet sähköstä tuulivoimalla 2020 mennessä. Aurinkosähkön hinta on tullut romahdusmaisesti alas viime vuosien aikana ja esimerkiksi Kiina aikoo asentaa aurinkokapasiteettia 10 000 MW tämän vuoden aikana. Autojen luvatussa maassa Yhdysvalloissa ajetut mailit per asukas ovat tulleet alas jo seitsemän vuoden ajan. Muutos on silti edelleen aivan liian hidasta ja maailman päästöt ovat jatkaneet kasvuaan. Ongelmana on, että uusien turvevoimaloiden tapaisten huonojen päätösten seuraukset ovat kauaskantoisia. Koska energiainfrastruktuuriin tehdyt investoinnit ovat pitkäikäisiä, voidaan vääriä investointipäätöksiä tekemällä sitoa energiatuotanto vuosikymmeniksi väärälle raiteelle. Energiantuotannossa syntyy noin 2/3 maailman ilmastopäätöistä. Siksi Ilmastonmuutoksen torjuminen edellyttää uutta tapaa tuottaa, käyttää ja siirtää energiaa – tarvitsemme energiavallankumouksen. Tekniset ratkaisut ovat jo olemassa. Pystymme käyttämään energiaa tehokkaammin ja tuottamaan tarvitsemamme energian uusiutuvilla, puhtailla energianlähteillä.

Uuteen energiajärjestelmään siirrytään kunnianhimoisella tavoitteenasettelulla, ohjaamalla energiasektorin investoinnit uusiutuvaan energiaan ja vaatimalla energiatehokkuuden parannuksia kaikilla yhteiskunnan sektoreilla. Tässä skenaarioraportissa esitetään, miten energiavallankumous toteutetaan Suomessa. Raportti perustuu Greenpeacen globaaliin Energy [R]evolution-mallinnukseen ja sen taustalla olevat laskelmat on toteuttanut DLR - German Aerospace Center. Skenaario osoittaa, että siirtymä lähes päästöttömään energiajärjestelmään on mahdollinen myös Suomessa. Se ei kuitenkaan tapahdu itsestään vaan vaatii määrätietoisia päätöksiä. Valtion, kuntien ja yritysten on sitouduttava päästöjen voimakkaaseen vähentämiseen. Saastuttaja maksaa – sen on pädettävä myös ilmastopäästöihin eli hiilelle tarvitaan haittoja vastaava hinta. Samalla fossiilisten polttamisen ja energian tuhlaamisen kannusteet on purettava. Uusiutuvan energian lisäämistä vaikeuttavat byrokraattiset esteet on purettava ja investoinneille on luotava riittävät kannusteet. Liikennepolitiikan on tähdättävä liikkumisen tarpeen vähentämiseen esimerkiksi paremmalla kaavoittamisella sekä vähemmän energiaa kuluttavien liikkumismuotojen kuten pyöräilyn ja raideliikenteen edistämiseen. Samalla uusien autojen ja rekkojen energiatehokkuusnormeja on tiukennettava. Suunnan muuttaminen on aina uhka vakiintuneille eturyhmille. Saksassa yksittäiset tavalliset kansalaiset omistavat yli puolet uusiutuvan energian tuotantokapasiteetista. Energiantuotannon perinteisesti keskittynyt omistus hajautuu maassa nopeasti uusituvan energiantuotannon nopean kasvun myötä. Suuret energiayhtiöt eivät ymmärrettävästi pidä tällaisesta suuntauksesta. Suomen keskittyneillä energiamarkkinoilla omistuksen hajautuminen olisi kuitenkin erittäin terve ilmiö. Energiavallankumous vaatii investointeja, joista maksetaan aluksi korkeampana sähkön hintana. Kuitenkin keskipitkällä aikavälillä energiatehokkuuteen ja uusiutuviin panostaminen ovat kansantaloudelle kannattava ratkaisu. Riippuvuus tuontipolttoaineista vähenee ja energialasku pienenee. Energiainfrastruktuuria uusitaan joka tapauksessa – se kannattaa tehdä kerralla oikein.

Tapio Laakso OHJELMAJOHTAJA GREENPEACE NORDIC/FINLAND

4


2 YHTEENVETO

Energiavallankumousmallin tarkoituksena on osoittaa, että Suomen tarvitsema energia voidaan tuottaa uusiutuvilla energianlähteillä ja ilmastopäästöt voidaan laskea murto-osaan nykyisestä. Tämä voidaan tehdä ilman, että elämänlaadusta tarvitsisi tinkiä. Mallin pääviesti on se, että energiantuotantoon liittyvät valinnat eivät ole teknisiä kysymyksiä. Tässä paperissa esitetty visio energiavallankumouksesta perustuu olemassa olevaan tekniikkaan. Oleellisempaa on kysymys siitä, kenen etuja energia- ja ilmastopolitiikan ratkaisut palvelevat. Nykyisessä keskitetyssä energiantuotantojärjestelmässä rahaa takovat tahot eivät halua avata tuottoisia markkinoita laajemmalle kilpailulle. Sähkön myynnistä voittonsa tekevät yhtiöt eivät luonnollisesti ole innos-

© MARKUS MAUTHE / GREENPEACE

ENERGIAVALLANKUMOUSMALLI PERUSTUU HAJAUTETTUUN ENERGIANTUOTANTOON, TEHOKKAASEEN ENERGIAN KÄYTTÖÖN, ÄLYKKÄISIIN SÄHKÖVERKKOIHIN SEKÄ UUSIUTUVAN ENERGIAN MONIPUOLISEEN LISÄÄMISEEN.

tuneita energiatehokkuudesta. Kysymys kuuluukin, kenen ääntä kuunnellaan energiaan liittyvissä kysymyksissä? Onko joidenkin yhtiöiden vakiintuneet edut turvattava hinnalla millä hyvänsä, vaikka se estäisi kokonaan uusien teollisuudenalojen synnyn? Kysymys on myös oikeudenmukaisuudesta ja moraalista. Onko meillä oikeus lyhytnäköisesti riistää elinmahdollisuudet tulevalta sukupolvelta takertumalla fossiilisiin polttoaineisiin? Energiapolitiikkaa ei tämän päivän maailmassa voida tehdä erillään ilmastokysymyksistä. Jokainen päättäjä, joka siunaa investoinnit hiili- tai turvevoimaloille, antaa tukensa ilmastonmuutokselle. Jokainen päättäjä, joka suostuu turvetuotannon tukemiseen, osoittaa vähät välittävänsä ilmastonmuutoksen pysäyttämisestä. 5


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

Energiavallankumousmalli perustuu hajautettuun energiantuotantoon, tehokkaaseen energian käyttöön, älykkäisiin sähköverkkoihin sekä uusiutuvan energian monipuoliseen lisäämiseen. Koska energia-investoinnit ovat aina pitkäaikaisia, malli ulottuu vuoteen 2050 saakka. Vertailuskenaariona mallissa on käytetty vuoden 2008 hallituksen pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategian ennusteita. Tässä vertailumallissa kokonaisenergiantarve kasvaa 23% vuoteen 2050 mennessä, kun taas energiavallankumousskenaariossa energiantarve laskee 35% nykyiseen kulutukseen verrattuna vuoteen 2050 mennessä. Vuonna 2008 tehdyt ennusteet energiankulutuksen lisääntymisestä ovat jo nyt osoittautuneet vääriksi. Tämän skenaarion valmistelu olisi hyötynyt tuoreemmista luvuista, mutta työ- ja elinkeinoministeriön energiaosaston salailevan valmistelutavan vuoksi uusia lukuja ei ollut saatavissa. Energiavallankumousskenaariossa sähköntarve laskee sekä asumis- että palvelusektoreilla, mutta kasvaa liikennesektorilla liikenteen sähköistyessä. Kokonaissähköntarve kasvaa nykyisestä hiukan vuoteen 2050 mennessä. Koska energiavallankumousskenaariossa tehostetaan sähkönkäyttöä muun muassa siirtymällä

erittäin energiatehokkaiden sähkö- ja elektroniikkalaitteiden käyttöön, on kokonaissähkönkulutus vuonna 2050 kuitenkin 46 TWh/v pienempi kuin vertailuskenaariossa. Lämmöntarve vähenee lähes tasaisesti rakennusten energiatehokkuusremonttien, uusien energiatehokkuusnormien ja nollaenergiatalojenavulla. Energiavallankumousmallissa sähköä tuotetaan kasvavassa määrin uusiutuvilla energialähteillä. Uusiutuviin energialähteisiin perustuvan tuotannon kasvu kompensoi ydinvoiman ja fossiilisiin polttoaineisiin perustuvien voimalaitosten alasajoa. Vuonna 2050 Suomessa tuotetaan uusiutuvilla energialähteillä 94% sähköstä. Suomessa uusiutuvaa energiaa on perinteisesti tuotettu vesi- ja biovoimalla. ”Uudet” uusiutuvat energiamuodot, kuten tuuli ja aurinko, kasvattavat kuitenkin voimakkaasti osuuttaan ja kattavat 49% sähköntuotannosta vuonna 2050. Jo vuonna 2020 uusiutuvan sähkön osuus kokonaissähköntuotannosta on 52% ja vuonna 2030 74%. Vaikka tarkastelujakson alussa Energiavallankumousmalliin siirtyminen nostaa hetkellisesti sähkönhintaa, fossiilisten polttoainei-

Kaavio 2.1: Sähköntuotanto Suomessa ennen ja jälkeen energiavallankumouksen

Kaavio 2.2: Lämmöntuotanto Suomessa ennen ja jälkeen energiavallankumouksen

6


den korkea hinta ja päästökaupan kiristyessä kohoava hiilidioksidipäästöjen hinta kuitenkin nostaa nopeasti vertailuskenaarion hintaa. Vuonna 2050 energiavallankumousmallissa sähköntuotantohinta on jo halvempi kuin vertailuskenaariossa. Energiavallankumousmalli auttaa lisäksi tasapainottamaan kansantaloutta, koska fossiilisten polttoaineiden tuonti ulkomailta loppuu. Vertailumallissa 57% investoinneista kohdistetaan uusiutuviin energialähteisiin, kun taas energiavallankumousmallissa 99% investoinneista suuntautuu uusiutuviin pohjautuvaan energiantuotantoon. Koska biomassaa lukuun ottamatta uusiutuva energia ei aiheuta polttoainekustannuksia, säästetään energiavallankumousmallissa vuoteen 2050 mennessä polttoaineissa yhteensä 98 miljardia euroa eli keskimäärin 2,5 miljardia euroa vuodessa. Polttoainekustannuksista saatu säästö kattaa energiavallankumousmallin infrastruktuuri-investointien erotuksen noin kahdeksankertaisesti. Suomen lämmöntarpeesta katetaan jo tällä hetkellä noin 44% uusiutuvalla energialla. Energiavallankumousmallissa uusiutuvilla energiamuodoilla tuotetaan Suomen kokonaislämmöntarpeesta 72% vuonna 2030 ja 94% vuonna 2050. Energiatehokkuutta parantamalla lämmöntuotannon energiatarvetta vähennetään vertailumalliin verrattuna 51% vuoteen 2050 mennessä. Fossiilisten polttoaineiden polttoa korvataan aurinkokeräimillä, geotermistä lämpöä hyödyntämällä, vedyllä ja uusiutuviin energialähteisiin perustuvilla tuotantomuodoilla tuotetulla sähköllä. Lisäksi öljyä ja hiiltä korvataan siirtymävaiheessa maakaasulla. Biomassa säilyy lämmöntuotannossa tärkeimpänä polttoaineena, vaikkakin biomassan käytetty kokonaismäärä kääntyy laskuun vuoteen 2050 mennessä. Aurinkokeräimien ja geotermisen energian osuus kasvaa vuodesta 2020 eteenpäin ja vähentää lämmöntuotannon riippuvuutta fossiilisista polttoaineista. Liikenteen energiankäytön pienentäminen perustuu energiavallankumousmallissa liikennetarpeen vähentämiseen, energiatehokkaampiin liikennemuotoihin siirtymiseen sekä liikennevälineiden energiatehokkuuden parantamiseen. Liikennettä ohjataan raideliikenteeseen ja joukkoliikennettä lisätään erityisesti kaupunkialueilla. Henkilöliikenteessä siirrytään tehokkaampiin autoihin ja liikenne sähköistyy nopeasti. Energiavallankumousmallissa liikenteen energiakulutus pienenee vuoteen 2050 mennessä 116Pj/v nykyiseen tasoon verrattuna. Energiavallankumousmallissa hiilidioksidipäästöt laskevat vuosien 2009 ja 2050 välillä 54 miljoonasta tonnista 4 miljoonaan tonniin. Päästöt laskevat myös sähköntuotantosektorilla siitä huolimatta, että ydinvoimasta luovutaan ja että sähkön kysyntä kasvaa. Vuonna 2050 liikenne on suurin hiilidioksidipäästöjen lähde. Liikenteen päästöt kattavat tuolloin 41% päästöistä. Vuoteen 2050 mennessä Suomen kokonaispäästöt ovat 93% pienemmät kuin vuonna 1990. Greenpeacen energiavallankumousmallin tavoitteena on tuoda monipuolisuutta Suomessa käytävään energiakeskusteluun. Ydinvoimalinjan törmättyä omaan mahdottomuuteensa sitä tarvitaan enemmän kuin koskaan. Ehkä tulevaisuudessa myös hallituksen ilmasto- ja energiastrategiaan sisältyy useampi skenaario, jotta kansalaiset voivat nähdä energiapolitiikan valinnat. Energiakeskustelua on syytä käydä laajalla rintamalla. Se on koko vuosisadan tärkein keskustelu. Se on keskustelu ihmiskunnan selviytymisestä. 7


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

3

KONSEPTI JA LÄHTÖKOHDAT

Asiantuntijoiden keskuudessa vallitsee yksimielisyys siitä, että tarvitsemme perustavanlaatuisen muutoksen energiantuotannossa ja kulutustavoissamme, jotta ilmastonmuutoksen pahimmat uhkakuvat voidaan välttää. Energiantuotannon muutoksien on käynnistyttävä heti ja kymmenen seuraavan vuoden kuluessa merkittävien muutoksien tuotantorakenteissa on jo oltava käynnissä.1 Käytännössä tarvitaan täydellinen muutos energian tuotantoon, jakeluun ja käyttöön, jotta globaali ilmastonlämpeneminen pystytään pysäyttämään yleisesti hyvin vaarallisen lämpenemisen rajana pidetyn 2 asteen rajan alle. 1 IPCC special report renewables chapter 1 may 2011

8

© MARKUS MAUTHE / GREENPEACE

SUOMEN ENERGIAVALLANKUMOUSSKENAARIO PERUSTUU KANSAINVÄLISEEN ENERGY [R]EVOLUTION -MALLIIN. TÄLLÄ MALLILLA GREENPEACE ON TUOTTANUT GLOBAALIN ENERGIASKENAARION JO NELJÄ KERTAA, ENSIMMÄISEN KERRAN JO VUONNA 2005.

Suomen energiavallankumousskenaario perustuu kansainväliseen Energy [R]evolution -malliin. Tällä mallilla Greenpeace on tuottanut globaalin energiaskenaarion jo neljä kertaa, ensimmäisen kerran jo vuonna 2005. Energy [R]evolution -konseptia on parannettu vuosien varrella teknologian kehittyessä sekä uusien teknisten ja taloudellisten mahdollisuuksien ilmaantuessa Nykyinen globaali energiantuotanto perustuu pitkälti fossiilisten polttoaineiden käyttöön. Vuonna 2009 uusiutuvalla energialla tuotettiin 13 prosenttia maailman primäärienergiankulutuksesta. Suurin osuus tästä energiasta tuotettiin biomassasta. Biomassaa


taas käytettiin pääasiassa lämmityksessä.- Sähköntuotannosta uusiutuvien energialähteiden osuus oli 18 prosenttia. Primäärienergiasta kuitenkin noin 81 prosenttia on edelleen fossiilisista polttoaineista.1 Tämän hetkinen energiainfrastruktuuri perustuu pitkälti keskitettyyn energiantuotannon malliin, jossa fossiilisia polttoaineita poltetaan suurissa voimalaitoksissa. Näistä voimalaitoksista energia siirretään pitkienkin matkojen päähän. Lauhdevoimaloissa tuhlataan suuri osa polttoaineiden energiasisällöstä lämpöhäviöinä. Lisäksi energiaa häviää energian siirrossa sekä jännitemuutoksissa. Keskitetty systeemi on myös herkkä häiriöille. Tekniset ongelmat tai poikkeavat sääolot voivat aiheuttaa laajoja sähkökatkoksia. Energiavallankumous muuttaa sekä energian jakelun että tuotannon tavat.

3.1 Energiavallankumouksen peruslähtökohdat 1. Ekosysteemin rajojen kunnioittaminen – fossiilisista polttoaineista luopuminen tämän vuosisadan loppuun mennessä Vaatimus: Ilmastopäästöt leikataan 3,5 miljardiin tonniin [gigatonniin] vuoteen 2050 mennessä ja samalla vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä yli 80 prosenttia. Hiilestä ja ydinvoimasta luovutaan. Hiilivoimaloiden rakentaminen lopetetaan tilanteessa, jossa ilmastopäästöt aiheuttavat valtavan uhan ekosysteemille ja ihmisille. Ydinvoimalla ei ole roolia energiavallankumouksessa. Perustelu: Ilmakehään voidaan vapauttaa vain rajallinen määrä kasvihuonekaasuja, mikäli ilmastonmuutos halutaan rajoittaa kahteen asteeseen. Fossiilisten polttoaineiden geologiset varannot riittävät vuosikymmeniksi, mutta ekosysteemin asettamissa rajoissa niitä ei voida ottaa käyttöön. Öljyn ja hiilen käytön onkin

loputtava. Ydinvoima ei auta ilmastohaasteen ratkaisemisessa. 2. Oikeudenmukaisuus energianjaossa ja pääsy energia- ja sähköverkkoon taattava Vaatimus: Energiaoikeudenmukaisuus on taattava niin nopeasti kuin teknisesti mahdollista. Vuoteen 2050 mennessä henkilökohtaisten ilmastopäästöjen keskiarvo saa olla maksimissaan 0,5–1 tonnia. Perustelu: Rajallisessa maailmassa tarvitaan rajallisten resurssien oikeudenmukaista jakoa. Oikeudenmukaisuuden tulee ulottua kansojen ja yhteiskuntien lisäksi myös tuleviin sukupolviin. Kolmanneksella maapallon väestöstä ei ole tällä hetkellä pääsyä energiaverkkoon, kun taas teollisuusmaat kuluttavat reilusti oikeudenmukaista osuuttaan enemmän. Ilmastonmuutoksen vaikutukset koskevat ensimmäisenä ja voimakkaimmin kuitenkin juuri köyhimpien yhteiskuntien ihmisiä samalla kun näillä mailla on aineellisesti kaikista heikoimmat mahdollisuudet varautua tai sopeutua ilmastonmuutokseen. Ainoastaan takaamalla energiapalveluiden oikeudenmukainen ja tasainen jakautuminen globaalisti voidaan turvata energiavarmuus ja edellytykset ihmisten hyvinvoinnille. 3. Energian tuotannossa tulee siirtyä hajautettuun järjestelmään Vaatimus: Estääksemme ilmastonmuutoksen karkaamisen hallitsemattomaksi suurimman osan maailman fossiilisista polttoaineista on jätettävä hyödyntämättä. Perustelu: Energiasta ei ole pulaa. Energiaa tulee kuitenkin tuottaa tehokkaasti ja käytännöllisesti. Uusiutuvan energia ja energiatehokkuus ovat olemassa olevia ja kasvavassa määrässä taloudellisesti kannattavia. Tuuli, aurinko ja muut uusiutuvat energialähteet ovat viimeisen kymmenen vuoden aikana kasvattaneet markkinaosuuttaan kymmeniä prosentteja.

Kaavio 3.1: Keskitetty energiantuotanto tuhlaa pahimmillaan yli kaksi kolmasosaa energiasisällöstä

3.5 yksikköä

61.5 yksikköä

fossiilisten polttoaineiden sisältämä energia

häviää tehottomassa loppukäytössä

© DREAMSTIME

© DREAMSTIME

100 yksikköä >>

13 yksikköä

häviää energian siirrossa ja jakelussa

häviää tehottomassa tuotantoprosessissa ja lämpöhäviönä

38.5 yksikköä >>

jakeluverkkoon siirretty energia

35 yksikköä >> 22 yksikköä toimitettu energia

todellisuudessa käytetty energia

1 IEA world energy outlook 2011, Paris November 2011 HUOM! Puhuttaessa ilmastopäästötonneista tarkoitetaan hiilidiokdisiekvivalenteiksi muutettuja ilmastopäästöjä.

9


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

Kestävä, hajautettu järjestelmä tuottaa merkittävästi vähemmän ilmastopäästöjä ja on taloudellinen sekä riippumaton tuontienergiasta. Uusiutuvat energialähteet tuottavat työpaikkoja paikallistasolla ja jakavat energiantuotannosta koituvat taloudelliset hyödyt suuremmalle alueelle. Uusiutuvalla energialla pystytään myös nostamaan energiantuotannon kotimaisuusastetta sen sijaan, että energiantuotanto nojaisi nopeasti kallistuvaan tuontienergiaan. Hajautettu energiajärjestelmä on myös varma ja tehokas. 4. Bruttokansantuotteen ja energiankulutuksen yhteys katkaistava Vaatimus: Taloudellisen kasvun riippuvuus fossiilisten polttoaineiden käytöstä on katkaistava. Tuottamamme energia on käytettävä huomattavasti tehokkaammin. Siirtyminen uusiutuvaan energiaan on tehtävä nopeasti, jotta puhdas ja kestävä kasvu mahdollistuu. Energiavallankumousmallissa maailman kasvava energiantarve tuotetaan uusiutuvalla energialla. Lisäksi energiatehokkuutta parantamalla hidastetaan energiankulutuksen kasvua. Puhtaita energiantuotantomuotoja on lisättävä globaalia energiantarvetta nopeammin. Uusiutuvalla energialla täytyy sekä korvata vanhoja tuotantomuotoja kehittyneissä maissa että rakentaa energiantuotantojärjestelmä kehittyvien maiden kasvaville energiamarkkinoille. Energian- ja sähköntuotannon rakenteisiin on tehtävä perustavanlaatuisia rakenteellisia muutoksia tulevan vuosikymmenen aikana. Rakenteiden ja infrastruktuurin uusiminen vaatii taloudellisesti merkittäviä investointeja energiajärjestelmiin. Ilmastonmuutoksen vaikutusten kustannukset ylittävät kuitenkin huomattavasti energiajärjestelmän muutoksen vaatimat investoinnit. Sternin raportin mukaan investoinnit nopeaan ilmastomuutoksen torjuntaan nyt luovat säästöjä tulevaisuudessa verrattuna tilanteeseen, jossa ilmastomuutosta ei yritetä torjua. Sternin raportin mukaan hillitsemättön ilmastomuutos leikkaa arviolta 5–20 prosenttia koko maailman bruttokansantuotteesta, kun ilmastonmuutoksen hillinnän kustannukset olisivat noin 1–2 prosenttia bruttokansantuotteesta.1 Lisäksi erityisesti Euroopassa monet voimalat ovat lähestymässä käyttöikänsä päätä, joten investointeja energiantuotantojärjestelmään on tehtävä joka tapauksessa. Koska uusiutuvat energialähteet biomassaa lukuun ottamatta eivät tuo mukanaan polttoainekustannuksia, on infrastruktuurin vaatimat investoinnit säästetty polttoainekustannuksina takaisin vuoteen 2050 mennessä noin kaksinkertaisestia.2

3.2 Energiatehokkuus Energiatarpeen kasvun leikkaamiseksi on otettava käyttöön kunnianhimoiset energiatehokkuustavoitteet. Energiavallankumousmallissa energiansäästö jakautuu melko tasaisesti kaikille kolmelle energiankäytön sektorille eli teollisuuteen, liikenteeseen ja kulutukseen (=domestic/business). Keskeisimpiä säästökohteita ovat rakennusten lämpöeristysten parantaminen, tehokkaammat sähkölaitteet ja ajoneuvot, sähkölämmityksen

1 Stern, N: The economics of climate change, The Stern Review, 2007 2 Energy [R]evolution - A Sustainable EU 27 Energy Outlook. Greenpeace. 2012

10

korvaaminen uusiutuvaan energiaan, kuten aurinkokeräimiin, perustuvilla lämmitysjärjestelmillä sekä henkilö- ja tavaraliikenteen energiatehokkuuden parantaminen. Kehittyneet maat käyttävät energiaa tällä hetkellä erittäin tehottomasti. Näissä maissa onkin suuri potentiaali laskea energiankulutustaan ilman, että esimerkiksi asumismukavuudesta tai muista mukavuuksista täytyy luopua. Tavoitteena on vakauttaa globaali energiankulutus kahden seuraavan vuosikymmenen aikana.

3.3 Hajautettu energiantuotanto ja ison mittakaavan uusiutuvat Energiavallankumous perustuu voimakkaasti energiantuotannon hajauttamiseen. Nykyisen keskitetyn tuotannon sijasta energia tuotetaan pienissä tuotantolaitoksissa, uusiutuvalla energialla ja lähellä käyttökohdettaan. Hajautetussa energiajärjestelmässä tuotanto on kytketty suoraan paikallisiin jakeluverkkoihin eikä korkeajännitesiirtoa tarvita. Lähellä käyttökohteita sijaitseva voimalaitos myös mahdollistaa syntyvän lämmön entistä tehokkaamman hyödyntämisen kaukolämpönä. Keskitetyssä systeemissä poltossa syntyvän lämmön käyttöä rajoittaa siirtomatkojen pituus. Kun syntyvää lämpöä ei pystytä hyödyntämään


4

SUOMEN SKENAARIO

Energiavallankumousmalli perustuu DLR-instituutin mallinnukseen. Vertailumallina on käytetty energiantarpeen kehitysennusteita, jotka on poimittu Suomen Pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategiasta1. Toteutuneet energiankulutusluvut ovat kansainvälisen energiajärjestö IEA:n tilastoista. Liitteessä A on esitetty eri mallit taulukkomuodossa. Taulukosta 1 löytyy vertailumallin luvut. Taulukosta 2 löytyvät tässä raportissa käytetyt energiavallankumousmallin luvut. Lisäksi taulukosta 3 löytyvät Energiavallankumousmallin luvut tilanteeseen, jossa Olkiluoto 3-ydinvoimalaa ei käynnistetä. Tekstissä Vertailun pohjana on käytetty lukuja, joissa Olkiluoto 3-voimalan on oletettu valmistuvan vuonna 2015.

© MARKUS MAUTHE / GREENPEACE

ENERGIAVALLANKUMOUSMALLIN TARKOITUKSENA ON OSOITTAA, ETTÄ SUOMEN TARVITSEMA ENERGIA VOIDAAN TUOTTAA UUSIUTUVILLA ENERGIANLÄHTEILLÄ JA ILMASTOPÄÄSTÖT VOIDAAN LASKEA MURTO-OSAAN NYKYISESTÄ.

Miksi energiamalleja tehdään? Energiamallit, tai -skenaariot, konkretisoivat ja helpottavat eri tulevaisuuden kehityssuuntien ja niihin liittyvien vaikutusten vertailua. Mallit kuvaavat vaihtoehtoisia tulevaisuuksia ja näin mahdollistavat vaihtoehtoisten tulevaisuuksien hahmottamisen. Vertailumalli, tai niin sanottu ”Business as usual” (BAU) -skenaario, kuvaa tilannetta, jossa nykyisten kehityssuuntien oletetaan jatkuvan. Mallien avulla voidaan arvioida erilaisia kehitysmahdollisuuksia, joiden toteutumista taas voidaan aktiivisesti edistää.

1 Pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastartegia. Valtioneuvoston selonteko eduskunnalle 6. päivänä marraskuuta 2008. (www.tem.fi/files/20585/Selontekoehdotus_311008.pdf)

11


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

4.1 Energiantarve sektoreittain

Mitä jos Olkiluoto 3 ei valmistu koskaan?

Tulevaisuuden energiatarvetta arvioitaessa on otettu huomioon väestönkehitys, BKT:n kasvuvaatimukset sekä energiaintensiivisyyttä parantavat toimenpiteet. Kuviossa 4.1 on esitetty sekä energiavallankumousskenaarion mukainen energiantarpeen kehitys sektoreittain että vertailuskenaario.

Länsimaisen ”ydinvoimarenessanssin” piti alkaa Suomesta. Sähkönkulutuksen ennusteita paisuteltiin ja näillä ylisuurilla kulutusluvuilla perusteltiin uusien ydinvoimaloiden tarve. Samalla Suomi ajoi uusiutuvan energian investoinnit alas.

Vertailuskenaariossa kokonaisenergiantarve kasvaa 23% vuoteen 2050 mennessä (963PJ/v -> 1250 PJ/v). Energiavallankumousskenaariossa energiantarve taas laskee 35% nykyiseen kulutukseen verrattuna vuoteen 2050 mennessä (936PJ/v -> 626PJ/v).1 Lämmöntuotannossa tehokkuustoimilla saatavat säästöt ovat vielä suurempia. Energiavallankumousskenaariossa lämmöntarve vähenee lähes tasaisesti rakennusten energiatehokkuusremonttien, uusien energiatehokkuusnormien ja nollaenergiatalojen avulla. Teknisillä parannuksilla säästöt saadaan aikaan ilman, että asumismukavuudesta on tingittävä. Vuonna 2050 tarvitaan vertailuskenaariossa jo 334PJ/v enemmän lämpöä. Energiavallankumousskenaariossa sähköntarve laskee sekä asumis- että palvelusektoreilla, mutta kasvaa liikennesektorilla liikenteen sähköistyessä. Kokonaissähköntarve kasvaa nykyisestä vuoteen 2050 mennessä (77TWh/v -> 91TWh/v) Koska energiavallankumousskenaariossa tehostetaan sähkönkäyttöä muun muassa siirtymällä erittäin energiatehokkaiden sähkö- ja elektroniikkalaitteiden käyttöön, on kokonaissähkönkulutus vuonna 2050 kuitenkin 46TWh/v pienempi kuin vertailuskenaariossa.

Tämän päätöksen seurauksena Suomi jäi auttamatta jälkeen uusiutuvan energian kehitysmaaksi. Lisäksi ensimmäisen rakennettavan ydinvoimalan, Olkiluodon 3-reaktorin rakennusprosessi on ollut aina vain pahentuvien ongelmien riivaama. Eduskunta hyväksyi aikanaan Olkiluoto 3:n periaateluvan olettaen, että voimala maksaa 2,5 miljardia euroa ja valmistuu neljässä vuodessa. Uusimpien arvioiden mukaan voimalan hinta on jo 8,5 miljardia euroa ja rakennusaika vähintään kymmenen vuotta. Täysin varmaa ei ole edes, tuleeko Olkiluoto 3 koskaan käyttöön. Mallinsimme tämän energiaskenaarion liitteeksi sekä laskelman, jossa Olkiluoto 3 saadaan kytkettyä verkkoon vuonna 2015 että laskelman, jossa sitä ei saada. Valitettavasti viivyttely energiatehokkuustoimenpiteissä ja uusiutuvan energian kehittämisessä on tullut jo kalliiksi, eikä Olkiluoto 3 saada korvattua nykyisin toimenpitein heti uusiutuvilla. Mikäli erityistoimiin ei ryhdytä, hiili- ja turvevoiman käyttöä on jatkettava lähes vuosikymmenellä, eikä maakaasusta päästä kokonaan eroon edes vuoteen 2050 mennessä. Ydinvoimasta tietysti tässä tapauksessa päästäisiin kokonaan jo nykyisten voimaloiden poistuessa käytöstä 2020-luvulla. Toinen vaihtoehto olisi korottaa määräaikaisesti uusiutuvan ja tehokkaamman energiainfrastruktuurin rakentaminen kansallisen hankkeen asemaan ja rahoittaa tarvittavat keinot puuttuvan sähköntuotannon korvaamiseksi lyhyemmässä aikataulussa.

Kaavio 4.1: Energian loppukulutus sektoreittain vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa (‘TEHOKKUUS’ = ENERGIATEHOKKUUDELLA SAAVUTETUT SÄÄSTÖT VERRATTUNA VERTAILUMALLIIN)

•• •

’TEHOKKUUS’ MUUT SEKTORIT TEOLLISUUS LIIKENNE

1 Energiatehokkuuden parantamisen keinoista esimerkiksi VTT:n Mecoren-hanke: http://www.vtt.fi/sites/mecoren/?lang=en ja Ehdotus energiasäästön ja energiatehokkuuden toimenpiteiksi. Energiatehokkuustoimikunnan mietintö. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja. Energia ja ilmasto 52/2009

12


4.2 Sähköntuotanto Energiavallankumousmallissa sähköä tuotetaan kasvavassa määrin uusiutuvilla energialähteillä. Uusiutuviin energialähteisiin perustuvan tuotannon kasvu kompensoi ydinvoiman ja fossiilisiin polttoaineisiin perustuvien voimalaitosten alasajoa. Vuonna 2050 Suomessa tuotetaan uusiutuvilla energialähteillä 94 prosenttia sähköstä. Suomessa uusiutuvaa energiaa on perinteisesti tuotettu vesi- ja biovoimalla. Uudet uusiutuvat energiamuodot, kuten tuuli ja aurinko, kasvattavat kuitenkin voimakkaasti osuuttaan ja kattavat 49 prosenttia sähköntuotannosta. Jo vuonna 2020 uusiutuvan sähkön osuus kokonaissähköntuotannosta on 52 prosenttia ja vuonna 2030 74 prosenttia. Uusiutuvan sähköntuotannon asennettu kapasiteetti on 21 GW vuonna 2030 ja 43 GW vuonna 2050. Vuoteen 2020 asti vesivoima, biomassa ja tuuli ovat merkittävimmät uusiutuvat sähköntuotantomuodot. Vuoden 2020 jälkeen kasvavat erityisesti tuuli- ja aurinkosähkön osuudet. Energiavallankumousmallissa tuotannoltaan vaihtelevien uusiutuvien (aurinkosähkö ja tuuli) energiamuotojen osuus kasvaa. Tämä vaihtelevien uusiutuvien osuus on jo 35 prosenttia vuonna 2030. Tuotantovaihteluiden kompensoimiseksi on investoitava älykkäisiin sähköverkkoihin, kulutuksen säätelyn hallintaan sekä sähkön tehokkaampaan varastointiin.

Taulukko 4.1: Uusiutuvan energian kapasiteetin kehitys vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa (GW)

2009

2020

2030

2040

2050

Vesivoima

VERT EV

3 3

3 3

3 3

3 3

3 3

Biomassa

VERT EV

2 2

2 3

3 4

3 5

3 6

Tuulivoima

VERT EV

0 0

3 5

5 12

7 23

8 32

Maalämpö

VERT EV

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

Aurinkoenergia

VERT EV

0 0

0 0

0 2

0 3

0 4

Keskittävä aurinkovoima

VERT EV

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

Aaltovoima

VERT EV

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

Yhteensä

VERT EV

5 5

8 12

11 21

13 34

14 45

Kaavio 4.2: Sähköntuotantorakenne vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa (SIS. ILMALÄMPÖPUMPPUJEN, VEDYN TUOTANNON JA SÄHKÖNSIIRRON KULUTUKSEN)

•• •• •• •• ••

‘TEHOKKUUS’ BIOMASSA AURINKOENERGIA TUULIVOIMA VESIVOIMA YDINVOIMA DIESEL ÖLJY MAAKAASU TURVE HIILI

13


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

4.2.1 Sähköntuotannon hinta

Miksi Greenpeace vastustaa ydinvoimaa?

Energiavallankumousmallin toteutuminen edellyttää investointeja uusiutuviin energialähteisiin perustuvaan sähköntuotanto- infrastruktuuriin, mikä lisää sähköntuotannon kustannuksia lyhyellä aikavälillä. On kuitenkin huomattava, että vertailumallissakin investointeja vaaditaan muun muassa nykyisen voimalaitoskapasiteetin uusimiseen sekä parannuksiin, joilla täytetään esimerkiksi tiukentuvat ilmansuojeluvelvoitteet. Infrastruktuuriinvestointien vuoksi vuoteen 2020 asti energiavallankumousskenaarion sähköntuotantokustannus on hieman korkeampi kuin vertailuskenaariossa. Ero on kuitenkin hyvin pieni, arvioiden mukaan alle eurosentin luokkaa kilowattituntia kohti.

Greenpeacen energiaskenaariot perustuvat visioon, jossa fossiilisten polttoaineiden lisäksi myös ydinvoimasta hankkiudutaan eroon mahdollisimman nopeasti. Greenpeacen mielestä ydinvoimasta on irtauduttava seuraavista syistä:

Fossiilisten polttoaineiden korkea hinta ja päästökaupan kiristyessä kohoava hiilidioksidipäästöjen hinta kuitenkin nostaa vertailuskenaarion sähköntuotantohintaa. Koska uusiutuvat energialähteet biomassaa lukuunottamatta eivät sisällä polttoainekustannuksia, saavutetaan Energiavallankumoumallissa merkittävä polttoainekustannusten säästö. Energiavallankumousmalli auttaa lisäksi tasapainottamaan kansantaloutta, koska tuontiriippuvaisista fossiilisista polttoaineista voidaan luopua. Tällä hetkellä fossiilisia polttoaineiden osuus Suomen tuonnista on yli 5 miljardin euron luokkaa ja Energiavallankumousmallissa tämä kustannus säästetään. Euroopan tasolla vuoteen 2050 mennessä polttoainesäästöt ovat kattaneet Energiavallankumouksen vaatimat investointikustannukset jo noin kaksinkertaisesti, joten kokonaistaloudellisesti tarkasteltuna uusiutuvaan energiantuotantoon siirtyminen on taloudellisesti erittäin kannattavaa. Suorien kustannussäästöjen lisäksi uusiutuvan energian tuotanto on kotimaista ja tästä syystä työllisyyttä parantavaa. Uusiutuvaan energiatuotantoon siirtyminen myös mahdollistaa energiaomavaraisuuden.

• Ydinonnettomuus toimivassa ydinvoimalassa, käytetyn polttoaineen varastossa tai polttoaineen tai ydinjätteen kuljetuksessa on aina mahdollinen, vaikka todennäköisyys onkin pieni. Ydinvoimaloissa tapahtuvat suuronnettomuudet voivat tehdä laajoista alueista käytännössä asuinkelvottomia useiden sukupolvien ajaksi. • Korkea-aktiivinen ydinjäte kuuluu vaarallisimpiin ihmiskunnan tuottamiin materiaaleihin. Se sisältää useita radioaktiivisia ja elimistöön kertyviä aineita. Suomessa syntyy 70 tonnia korkea-aktiivista ydinjätettä joka vuosi ja maitotölkin verran tätä jätettä riittäisi pilaamaan koko Päijänteen vedet. Korkea-aktiiviselle ydinjätteelle ei ole toistaiseksi olemassa loppusijoitusratkaisua. • Uraanin louhinnassa syntyy radioaktiivista ja kemiallisesti myrkyllistä jätettä, joka saastuttaa vesistöjä ja maa-alueita sekä altistaa ihmisiä säteilylle ja raskasmetalleille. Uraani on myös rajallinen luonnonvara, jonka tuotanto on keskittynyt muutamaan maahan. • Ydinvoimalan polttoaineen tuotantotekniikka soveltuu sellaisenaan ydinaseen tuotantoon. Maa, joka kykenee ydinpolttoaineen tuotantoon, voi myös halutessaan valmistaa ydinaseen. Lisäksi ydinvoimaloiden käytetty polttoaine on käytännössä ikuinen varasto verrattain helposti erotettavaa, asekelpoista plutoniumia. • Ydinvoiman käyttö vaatii ympärilleen suuren määrän läpinäkymättömiä rakenteita, joiden hintaa on vaikea arvioida. Ydinvoimaloiden rakentajat esimerkiksi nauttivat täydestä syyttämättömyyssuojasta vaikka aiheuttaisivat suuren luokan onnettomuuden. Ydinvoimaan liittyvät asiat käsitellään yleensä salassa ja ydinvoimaloita suojaavat kalliit, verovaroin rahoitetut turvallisuusjärjestelmät.

14


4.2.2 Sähköntuotantosektorin investoinnit

Energiavallankumousmallissa energiantuotantoon tehtävät infrastruktuuri-investoinnit ovat vuoteen 2050 mennessä noin 93 miljardia euroa, siis keskimäärin 2,3 miljardia euroa vuodessa. Molemmissa malleissa kustannuksiin on laskettu mukaan käyttöikänsä päähän tulevien voimaloiden korvaamisen aiheuttamat kustannukset.

Kaavio 4.3: Investointien jakautuminen vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa ‘ YHTEISTUOTANTO ’

SISÄLTÄÄ FOSSIILISEN JA UUSIUTUVAN SÄHKÖN JA LÄMMÖN YHTEISTUOTANNON

VERTAILUMALLI 2011 - 2050

Vertailumallissa 57 prosenttia investoinneista kohdistetaan uusiutuviin energialähteisiin, kun taas energiavallankumousmallissa 99 prosenttia investoinneista suuntautuu uusiutuviin energialähteisiin pohjautuvaan energiantuotantoon. Vertailumallissa kustannukset ovat 82 miljardia euroa eli noin 11 miljardia euroa matalammat. Koska biomassaa lukuun ottamatta uusiutuva energia ei aiheuta polttoainekustannuksia, säästetään energiavallankumousmallissa vuoteen 2050 mennessä polttoaineissa yhteensä 98 miljardia euroa eli keskimäärin 2,5 miljardia euroa vuodessa. Näin ollen polttoainekustannuksista saatu säästö kattaa energiavallankumousmallin infrastruktuuri-investointien erotuksen noin kahdeksankertaisesti.

24%

‘YHTEISTUOTANTO’

33%

UUSIUTUVAT

Yhteensä € 82 miljardia 5%

FOSSIILISET

38%

YDINVOIMA

ENERGIAVALLANKUMOUSMALLI 2011 - 2050 1%

FOSSIILISET

30% ‘YHTEISTUOTANTO’

Yhteensä € 93 miljardia 69%

UUSIUTUVAT

Taulukko 4.2: Sähköntuotannon investoinnit ja polttoainekulujen säästöt vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa

INVESTOINNIT

EURO

2011 - 2020

2021 - 2030

2031 - 2040

2041 - 2050

2011 - 2050

2011 - 2050 KESKIMÄÄRIN VUOSITTAIN

ENERGIAVALLANKUMOUSMALLIN JA VERTAILUMALLIN EROTUS

Tavallisimmat (fossiiliset & ydinvoima)

miljardi €

1.7

5.0

5.5

12.0

24.1

0.6

Uusiutuvat

miljardi €

-2.6

-6.6

-17.8

-17.8

-44.8

-1.1

Yhteensä

miljardi €

-0.9

-1.6

-12.3

-5.8

-20.7

-0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KUMULOITUVAT POLTTOAINEKULUJEN SÄÄSTÖT

   

ENERGIAVALLANKUMOUSMALLIN JA VERTAILUMALLIN EROTUS KUMULOITUVAT SÄÄSTÖT    

 

 

 

Polttoöljy

miljardi €/v

0.1

0.3

0.6

0.7

1.7

0.0

Kaasu

miljardi €/v

1.9

6.5

21.7

40.8

70.9

1.8

Kivihiili

miljardi €/v

0.8

2.8

3.9

3.7

11.2

0.3

Turve

miljardi €/v

0.5

0.8

0.8

0.7

2.8

0.1

Ydinvoima

miljardi €/v

0.5

1.9

4.0

4.9

11.3

0.3

Yhteensä

miljardi €/v

3.8

12.4

30.8

50.8

97.9

2.4

15


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

4.3 Lämmöntuotanto Suomen lämmöntarpeesta katetaan jo tällä hetkellä noin 44 prosenttia uusiutuviin energialähteisiin perustuvalla tuotannolla. Valtaosa tästä uusiutuvan energian osuudesta muodostuu biomassan poltosta. Suomessa on jo olemassa varsin kattava kaukolämpöverkko, joka mahdollistaa sähkön ja lämmön yhteistuotannossa tuotetun lämmön että laajan mittakaavan geotermisen lämmön että aurinkolämmön hyödyntämisen lämmityksessä. Energiavallankumousmallissa uusiutuvilla energiamuodoilla tuotetaan Suomen kokonaislämmöntarpeesta 72 prosenttia vuonna 2030 ja 94 prosenttia vuonna 2050. Energiatehokkuutta parantamalla lämmöntuotannon energiatarvetta vähennetään vertailumalliin verrattuna 51 prosenttia vuoteen 2050 mennessä. Fossiilisten polttoaineiden polttoa korvataan aurinkokeräimillä, geotermistä lämpöä hyödyntämällä, vedyllä ja uusiutuvalla energialla tuotetulla sähköllä. Lisäksi öljyä ja hiiltä korvataan siirtymävaiheessa maakaasulla.

Taulukko 4.3: Uusiutuvan lämpöenergian kapasiteetin kehitys vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa 2009

2020

2030

2040

2050

VERT ER

191 191

253 211

267 214

288 194

297 164

Aurinkokeräimet VERT

0 0

0 4

0 11

0 19

0 23

12 12

40 24

50 40

61 57

72 58

GW

Biomassa

ER

Maalämpö

VERT ER

Vety

VERT ER

0 0

0 2

0 8

0 24

0 45

Yhteensä

VERT ER

203 203

293 241

317 273

349 293

369 290

Taulukossa 4.3 esitetään lämmöntuotannossa käytettyjen uusiutuviin energialähteisiin perustuvien teknologioiden kehitys Suomessa. Biomassa säilyy lämmöntuotannossa tärkeimpänä polttoaineena, vaikka biomassan kokonaismäärä kääntyy laskuun vuoteen 2050 mennessä. Aurinkokeräimien ja geotermisen energian osuus kasvaa vuodesta 2020 eteenpäin ja vähentää lämmöntuotannon riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.

Kaavio 4.4: Lämmöntuotantorakenne vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa (‘TEHOKKUUS’ = ENERGIATEHOKKUUDELLA SAAVUTETUT SÄÄSTÖT VERRATTUNA VERTAILUMALLIIN)

•• •• ••

16

‘TEHOKKUUS’ VETY SÄHKÖINEN SUORALÄMMITYS MAALÄMPÖ AURINKOENERGIA BIOMASSA FOSSIILISET


4.3.1 Investoinnit lämmöntuotantoon Energiavallankumousmalli merkitsee merkittäviä investointistrategioiden tarkistuksia myös lämmöntuotantoon. Lämpöpumppujen asennusten määrää tulee kasvattaa huomattavasti ja lisäksi aurinkokeräimien ja maalämmön hyödyntämistä tulee kasvattaa merkittävästi. Aurinkokeräimien kapasiteetti tulee kasvattaa nykyiseen verrattuna 700-kertaisesti ja lisäksi maalämpö- ja lämpöpumppukapasiteetti nelinkertaistaa. Vaikka biomassaa käyttävä lämmöntuotantokapasiteetti hiukan pienenee vuoteen 2050 mennessä, biomassa on kuitenkin merkittävin lämmöntuotannon pilari. Uusiutuviin energialähteisiin perustuvat lämmitysteknologiat ovat hyvin erilaisia. Yksinkertaisimmillaan biomassaa voidaan polttaa uunissa tai takassa, kun taas teknologisen kehityksen toisessa päässä ovat teollisen mittakaavan aurinkokaukolämpösovellukset lämpövarastointitekniikoineen. Näin ollen lämpötuotannon investointitarpeista voidaan tehdä vain karkea arvio. Energiavallankumousmallin mukaan lämmöntuotantoon suunnattavat investoinnit vuoteen 2050 mennessä ovat noin 600 miljoonaa euroa vuodessa, yhteensä siis noin 23 miljardia euroa. Tämä summa sisältää investoinnit, jotka tehdään nykyisen lämpötuotantokapasiteetin korvaamiseen, kun nykyinen kapasiteetti on käyttöikänsä päässä.

Taulukko 4.4: Uusiutuvan lämmöntuotannon voimalaitoskapasiteetin kehitys GW

2009

2020

2030

2040

2050

Biomassa

VERT EV

22 22

27 19

27 16

29 13

29 11

Maalämpö

VERT EV

0 0

0 0

0 1

0 2

0 2

Aurinkolämpö

VERT EV

0 0

0 1

0 3

0 6

0 7

Lämpöpumput

VERT EV

2 2

7 4

9 6

10 8

12 8

Yhteensä1)

VERT EV

25 25

34 24

36 27

39 28

40 28

1) poisluettuna suora sähkölämmitys

Kaavio 4.5: Investoinnit uusiutuvan lämmöntuotannon tekniikoihin vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa

VERTAILUMALLI 2011 - 2050

ENERGIAVALLANKUMOUSMALLI 2011 - 2050 0% 30%

3%

AURINKOENERGIA

Yhteensä € 23 miljardia

70%

15%

MAALÄMPÖ

27%

AURINKOENERGIA

55%

LÄMPÖPUMPUT

BIOMASSA

Yhteensä € 35 miljardia 0%

BIOMASSA

MAALÄMPÖ LÄMPÖPUMPUT

17


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

4.4 Liikenne

Vähentääkö ydinvoima ilmastopäästöjä?

Liikenteen energiankäytön pienentäminen perustuu energiavallankumousmallissa energiatehokkaampiin liikennemuotoihin siirtymiseen. Liikennettä pitää ohjata kasvavassa määrin raideliikenteeseen ja julkista liikennettä tulee kasvattaa erityisesti kaupunkialueilla. Henkilöliikenteessä tulee siirtyä vähemmän kuluttaviin autoihin ja ennen kaikkea liikennettä tulee sähköistää. Energiavallankumousmallissa liikenteen energiakulutus pienenee vuoteen 2050 mennessä 116 PJ/v nykyiseen tasoon verrattuna. Referenssimalliin verrattuna energiankulutus pienenee 62 prosenttia.

Nykyisillä ydinvoimaloilla tuotetaan Suomessa pelkkää sähköä. 90 % Suomen päästöistä syntyy muusta kuin erillisestä sähköntuotannosta, eikä näihin päästöihin siis voida vaikuttaa rakentamalla uusia ydinvoimaloita.

Suuri energiatehokkuuden parannus saadaan aikaan siirtymällä hybridi-, plug-in-hybridi- ja täyssähköautoihin. Energiavallankumousmallin mukaan vuonna 2030 seitsemän prosenttia liikennesektorin kokonaisenergian tarpeesta tuotetaan sähköllä. Vuonna 2050 vastaava osuus on jo 52 prosenttia.

Globaalistikaan tilanne ei ole kovin erilainen. Edes valtava maailmanlaajuinen ydinvoimabuumi ei erityisesti auttaisi ilmastohaasteen ratkaisemisessa. Maailman energiajärjestön mukaan esimerkiksi 32 suurikokoisen reaktorin rakentaminen joka vuosi vuodesta 2012 vuoteen 2050 vähentäisi päästöjä maailmanlaajuisesti alle 5 %. Yleisesti uusilla ydinvoimaloilla lisäksi ainoastaan tyydytetään sähköntarpeen kasvu, joten suurin osa ydinvoimahankkeista ei vähennä nykyisiä päästöjä. Tällainen rakennusbuumi ei käytännössä olisi mahdollinen ydinvoiman korkeista kustannuksista ja pitkistä rakentamisajoista johtuen, sitä paitsi toteutuessaan se kasvattaisi räjähdysmäisesti ydinonnettomuuksien, ydinaseiden leviämisen, ydinjätteen varastoinnin, uraanin louhinnan ja jälleenkäsittelyn sekä radioaktiivisten kuljetusten riskejä. Ydin- ja hiilivoima tuottavat molemmat tasatehoista perusvoimaa. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että ne olisivat keskinäisiä vaihtoehtoja, joista toinen on pakko valita. Euroopassa energiamarkkinat ovat kehittyneet yhä voimakkaammin suuntaan, jossa perusvoima korvataan vaihtelevatehoisilla uusiutuvilla ja tasataan tarpeeseen vastaavaksi maakaasulla. Käytännössä esimerkiksi Saksa ei tästä johtuen ole ryhtynyt korvaamaan käytöstä poistuvaa ydinvoimaa hiilivoimalla vaan uusiutuvilla ja maakaasulla. Energiankäytön tehostaminen ja erilaiset uusiutuvat energianlähteet ovat merkittävästi nopeampia ja riskittömämpiä keinoja vähentää päästöjä globaalisti kuin vanhentunut ja kallis ydinvoima.

Kaavio 4.6: Liikennesektorin energian loppukulutus vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa (‘TEHOKKUUS’ = ENERGIATEHOKKUUDELLA SAAVUTETUT SÄÄSTÖT VERRATTUNA VERTAILUMALLIIN)

•• •• • 18

‘TEHOKKUUS’ VETY SÄHKÖ BIOPOLTTOAINEET MAAKAASU ÖLJYTUOTTEET


4.5 Hiilidioksidipäästöt Energiavallankumousmallissa hiilidioksidipäästöt laskevat vuosien 2009 ja 2050 välillä 54 miljoonasta tonnista neljään miljoonaan tonniin. Asukasta kohti päästöt laskevat nykyisestä 10,1 tonnista 0,7 tonniin. Päästöt laskevat myös sähköntuotantosektorilla siitä huolimatta, että ydinvoimasta luovutaan ja sähkön kysyntä kasvaa. Vuonna 2050 liikenne on suurin hiilidioksidipäästöjen lähde. Liikenteen päästöt kattavat tuolloin 41 prosenttia päästöistä. Liikenteen päästöt saadaan kuitenkin laskuun energiatehokkuutta parantamalla ja liikennettä sähköistämällä. Vuoteen 2050 mennessä Suomen kokonaispäästöt ovat 93 prosenttia pienemmät kuin vuonna 1990.

Kaavio 4.7: CO -päästöjen kehitys sektoreittain vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa 2

4.6 Primäärienergiankulutus Suomen primäärienergiankulutus on esitetty kaaviossa 4.8. Energiavallankumousmallin mukaan primäärienergiankulutus pienenee nykyiseen verrattuna 41 prosenttia (1425 PJ7v -< 837 PJ/v). Vertailumalliin verrattuna primäärienergiankulutus pienenee 54 prosenttia. Energiavallankumousmallissa hiilen ja öljyn käytöstä luovutaan niin nopeasti kuin teknisesti mahdollista. Käytännössä tämä tapahtuu korvaamalla hiiltä polttavat laitokset uusiutuvia energiamuotoja hyödyntävillä voimaloilla ja korvaamalla polttomoottoritekniikkaan perustuva liikenne tehokkailla sähköajoneuvoilla. Primäärienergiasta 56 prosenttia on uusiutuvaa vuoteen 2030 mennessä ja 87 prosenttia vuonna 2050. Ydinvoimasta luovutaan 2030-luvun alussa.

VÄESTÖKEHITYS

•• ••

ENERGIATEHOKKUUDEN JA UUSIUTUVIEN AVULLA SAAVUTETUT SÄÄSTÖT VERRATTUNA VERTAILUMALLIIN MUUT SEKTORIT TEOLLISUUS LIIKENNE ENERGIAN TUOTANTO

Kaavio 4.8: Primääri energiankulutus vertailumallissa ja energiavallankumousmallissa (‘TEHOKKUUS’ = ENERGIATEHOKKUUDELLA SAAVUTETUT SÄÄSTÖT VERRATTUNA VERTAILUMALLIIN)

•• •• •• •• ••

‘TEHOKKUUS’ AALTOVOIMA MAALÄMPÖ AURINKOENERGIA BIOMASSA TUULIVOIMA VESIVOIMA MAAKAASU ÖLJY HIILI YDINVOIMA

SeIvennys: Ilmastokaasujen päästövähennyslaskelmat on tehty oletuksella, että kaikki käytetty biomassa on jätepohjaista ja siten nollapäästöistä. Mikäli käytetään biomassaa, jonka päästövähennys verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin on pienempi, on myös Suomen ilmastopäästöjen vähenemä pienempi. Raportissa arvioitu puun energiakäytön lisäys tulee toteutuessaan pienentämään päästövähennystä jonkin verran verrattuna jätepohjaisen biomassan käyttöön

19


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

4.4 Hajautettu energiantuotanto Energiavallankumousmallissa energiantuotanto perustuu pitkälti hajautettuun energiantuotantoon nykyisen keskitetyn energiatuotannon sijaan. Hajautettu energiantuotanto tarkoittaa tuotantomallia, jossa tuotantolaitokset on hajautettu maantieteellisesti lähelle energiankäyttäjiä. Nykyinen keskitetty sähköntuotanto perustuu suuriin energiatuotantolaitoksiin, jotka kytkeytyvät suurjänniteiseen sähkönsiirron runkoverkkoon. Suurjänniteverkosta sähkö siirretään keskijänniteverkon kautta pienjänniteverkkoon. Kokoluokaltaan hieman pienemmät tiuotantolaitokset ja myös keskisuuret energiankäyttäjät voivat kytkeytyä suoraan keskijänniteverkkoon. Varsinainen jakelu sähkön kuluttajille suoritetaan pienjänniteverkon eli niin sanotun jakeluverkon avulla. Hajautettu energiantuotanto muuttaa merkittävästi sähköverkon luonnetta. Kun nykyisen sähköverkko toimii suurten sähköntuottajien jakeluverkkona, hajautettu energiantuotanto muuttaa sen verkoksi, josta sekä otetaan sähköä käyttöön että johon syötetään omaa tuotantoa. Hajautettu energiantuotanto voi muodostaa myös itsenäisiä energiatuotantosoluja, jotka pystyvät toimimaan täysin jakeluverkosta irrallaan esimerkiksi häiriötilanteessa. Lämmöntuotannon kohdalla tilanne on hieman erilainen. Suomessa 50% rakennusten lämmityksestä tuotetaan kaukolämmölKaavio 4.9: Jakelujärjestelmän rakenteelliset ratkaisut

Nykyinen järjestelmä. • Vähäinen määrä vaihtelevaa uusiutuvaa energiaa. • Peruskuormitus kiinteänä palkkina kuvaajan alareunassa. • Uusiutuva energia muodostaa vaihtelevan kerroksen, koska aurinko ja tuuli tuottavat vaihtelevasti päivän aikana. • Helposti ylös- ja alasajettavat kaasu- ja vesivoima vastaavat kysynnänvaihteluihin. • Näillä järjestelyillä uusiutuvan energian osuutta voidaan kasvattaa noin 25 prosenttiin. Ilmastonmuutoksen torjumiseksi paljon enemmän kuin 25 prosenttia uusiutuvaa energiaa on tarpeen.

Jakelujärjestelmä, jossa vaihtelevan uusiutuvan energian osuus yli 25 prosenttia. Peruskuormituksella ensisijainen pääsy verkkoon. • Tapa lisää uusiutuvaa energiaa, mutta prioriteettina on peruskuormitus. • Kun uusiutuvan energian tuotanto kasvaa, tarjonta ylittää tarpeen osan aikaa päivästä ja tuottaa ylijäämää. • Tiettyyn pisteeseen asti ylijäämäongelma voidaan ratkaista varastoimalla tai siirtämällä energiaa, muuttamalla energian tarvetta tai sammuttamalla generaattorit huipputuotannon aikaan. Ei toimi kun uusiutuva energia nousee yli 50 prosenttiin, eikä malli mahdollista 90-100 prosentin uusiutuvan energian osuutta. 20

lä ja kaukolämmöstä puolestaan noin 80% sähkön- ja lämmönyhteistuotannossa hyödyntämällä sähköntuotannossa syntyvä lauhdelämpö. Kun kaukolämpö tuotetaan yhteistuotannossa uusiutuvista energialähteistä, on se melko ympäristöystävällistä. Kaukolämpöverkot sijaitsevat tyypillisesti taajamissa ja ne ovat alueellisesti suhteellisen pieniä, koska kaukolämmön siirtäminen kauas tuotantopaikalta ei ole taloudellisesti järkevää. Yhteistuotantolaitoksissa tulee polttaa kestävästi tuotettua biomassaa tai biokaasua. Olemassa olevia kaukolämpöverkkoja voidaan hyödyntää myös muun hajautetun lämmöntuotannon jakelussa ja esimerkiksi aurinkoenergialla tuotetun kaukolämmön teollisen mittakaavan sovelluksia tulee selvittää. Rakennusten energiatehokkuuden parantuessa pitkällä aikavälillä lämmöntarve vähenee ja näin ollen kaukolämpöverkostojen laajentamiseen ei ole suurta tarvetta. Kaukolämpöverkostojen ulkopuolella tulee erityisesti panostaa maalämmön ja muiden uusiutuvien lämmöntuotantomuotojen, kuten aurinkokeräimien, hyödyntämiseen. Vaikka kehitys kulkee kohti hajautettua energiantuotantoa ja vuonna 2050 suuri osa energiantuotannosta on hajautettua, on myös keskitetyllä, suuren mittakaavan energiantuotannolla sijansa. Globaalisti isot merituulipuistot ja keskittävään aurinkovoimaan perustuvat tuotantolaitokset muodostavat keskeisen osan globaalin energiantuotannon selkärangasta.


Kaavio 4.9: Jakelujärjestelmän rakenteelliset ratkaisut jatkoa

Jakelujärjestelmä, jossa vaihtelevan uusiutuvan energian osuus yli 25 prosenttia. Uusiutuvalla energialla ensisijainen pääsy verkkoon. • Tämä tapa lisää uusiutuvia ja asettaa puhtaan energian etusijalle. • Kun uusiutuva energia asetetaan etusijalle, se tekee lovia peruskuormitukseen. • Teoriassa ydinvoiman ja hiilivoiman tuotantoa täytyy vähentää tai sammuttaa uusiutuvan energian tuottannon ollessa suurimmillaan. • Hiili- ja ydinvoimaloiden tuotannossa tehtävien muutoksien nopeutta, mittakaavaa ja toistumista rajoittavat tekniset ja turvallisuuteen liittyvät rajoitukset. Vaihtoehto on teknisesti vaikea.

Ratkaisu: yli 90 prosentin uusiutuvan energian tuotannolle optimoitu järjestelmä. • Täysin optimoitu järjestelmä, jossa 100 prosenttia uusiutuvaa energiaa toimii sähkön varastoinnin, muille alueille siirron, kysynnän hallinnan ja vain tarvittaessa tuotannon supistamisen keinoin. • Kysynnänohjaus siirtää energian tuotannon suurinta piikkiä ja tasoittaa energiankulutusta päivän mittaan. Toimii!

4.5 Energiamarkkinoiden muutos Energiavallankumousmalli saa aikaan perustavalaatuisen muutoksen myös energiamarkkinoiden luonteessa. Keskitetyssä mallissa energiantuotannon markkinatoimijoina ovat energiatuottajat, kaivosyhtiöt ja verkko-operaattorit. Uudessa mallissa tuotantolaitoksia omistavat kasvavassa määrin yksityiset ja institutionaaliset sijoittajat. Globaalisti arviolta 60-70% sähköntuotannosta tuotetaan hajautetussa tuotantomallissa. Koska

Tarvitaanko peruskuormaa? Hiili- ja ydinvoimalat toimivat niin sanotussa peruskuorma-mallissa, jossa ne pyörivät suurimman osan ajasta täydellä kapasiteetillaan riippumatta siitä kuinka paljon energiaa tarvitaan. Kun kysyntä on matalalla, tuottavat ne ylijäämäenergiaa ja kun taas kysyntä on korkealla, tarvitaan esimerkiksi kaasuvoimaloita kattamaan kysyntä. Koska hiili- ja ydinvoimaloiden alasajaminen nopeasti on hankalaa, väistyvät muut tuotantomuodot ylitarjonnan aikana markkinoilta. Näin ollen esimerkiksi tuulisena päivänä tuulivoimantuotantoa voidaan joutua pienentämään verkon ylikuormituksen estämiseksi. Euroopassa talouden taantuma ja sen aiheuttama tuotannon väheneminen on jo aiheuttanut eturistiriitoja uusiutuvan energian tuottajien ja erityisesti ei-joustavan ydinvoiman välillä. Jos perusvoimantuotantoa jatketaan edelleen uusiutuvan energian kasvun rinnalla tapahtuu näitä eturistiriitatilanteita entistä useammin.

uusiutuva energia biomassaa lukuun ottamatta ei sisällä polttoainetarpeita, pienenee kaivos- ja öljy/kaasuyhtiöiden merkitys arvoketjussa. Tästä uhkakuvasta johtuen öljy- ja kaasuyhtiöt sekä energiatuotteita jalostavat kaivosyhtiöt vastustavat muutosta kaikin keinoin. Polttoaineiden sijaan energiatuotannon ansaintalogiikka tulee keskittymään projektisuunnitteluun, laitevalmistukseen sekä laitteiden ylläpitöön, asennukseen ja huoltoon.

Energiantarve vaihtelee, samoin kuin ”heiluvien” uusiutuvien energioiden tuotanto, kausittain. Joidenkin mielestä tämä on kestämätön ongelma. On kuitenkin huomattavaa, että: • Sähkönkulutus vaihtelee ennustettavasti • Kulutuksen hallinnan parantamisella voidaan isojen sähkönkuluttajien kysyntäpiikkejä siirtää ja näin tasoittaa kysyntäpiikkejä • Älykkäässä sähköverkossa uusiutuvien energiatuotantomuotojen vaihteluita voidaan tasoittaa varastoimalla energiaa monilla eri tavoilla Euroopassa maissa, joissa on paljon tuulivoimaa kysyntäpiikkejä paikataan kaasuvoimaloiden avulla. Uusiutuvan energiatuotannon lisääntyessä ja muiden tuotantomuotojen kehittyessä pystytään kaasuvoimaloita korvaamaan keskittävällä aurinkovoimalla, geotermisellä energialla, biomassalla ja biokaasulla. 21


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

5 BIOMASSA

5.1 Metsäbiomassan käytön kestävyys Suomi on virallisissa uusiutuvan energian käytön suunnitelmissaan nostanut metsäbiomassan kehityksen kärkeen. Puulla aiotaan tuottaa huomattavat määrät lisää energiaa vuoteen 2020 mennessä. Myös Greenpeace tukee puun rajoitettua käyttöä energiana. Puuta tarvitaan etenkin lämmön tuotannossa turpeen ja kivihiilen korvaajana. On kuitenkin tärkeää ottaa huomioon, että Suomenkaan puuvarat eivät ole rajattomat eikä puun poltto ole nollapäästöistä. 22

© MARKUS MAUTHE / GREENPEACE

SUOMI ON NOSTANUT VIRALLISISSA SUUNNITELMISSAAN METSÄBIOMASSAN TÄRKEÄKSI UUSIUTUVAN ENERGIAN LÄHTEEKSI. MYÖS GREENPEACE TUKEE PUUN RAJOITETTUA KÄYTTÖÄ ENERGIANA.

Metsäbiomassan käytön kestävyyttä arvioitaessa on otettava huomioon ainakin seuraavat tekijät: Aikajänne. Puusta vapautuu poltettaessa päästöjä aivan kuten hiilestäkin. Olennaista on, kuinka nopeasti uusi puu sitoo saman verran hiiltä uudelleen. Metsien hiilinielu. Metsien hiilinielua ei tulisi pienentää vaan mieluummin kasvaa. Energiapuun otto voi vähentää metsien kasvua ja tätä kautta pienentää nielua, mikä tulee ottaa huomioon päästövähennyksien laskemisessa. Mitä korvataan? Puulla voidaan vähentää päästöjä, jos sillä todella korvataan fossiilisia. Jos puun käyttö vain lisätään olemassa


olevaan energian tuotantoon, päästöt eivät vähene vaan ne kasvavat. Miten käytetään? Yleisen materiaalitehokkuuden ja ympäristövaikutusten kannalta olisi tärkeää käyttää runkopuu ensin johonkin korkeamman jalostusasteen tarkoitukseen ja hyödyntää sivuvirrat, jätteet ja tähteet energiaksi. Lisäksi puuta tulisi ohjata sinne, missä fossiilisia on vaikea korvata millään (paremmat päästövähennykset tarjoavalla) muulla uusiutuvalla energialla. Puu tulisi käyttää energiaksi mahdollisimman tehokkaasti. Monimuotoisuus. Suomen metsäluonto on jo nyt liian tehokkaassa käytössä ja monet metsälajit ovat uhanalaistuneet. Kiertoaikoja ei tulisi enää lyhentää ja lahopuuta pitäisi lisätä metsissä. Energiapuun käyttö ilman rajoja on ilmeinen uhka monimuotoisuudelle. Greenpeace lähtee siitä, että puuta on käytettävä Suomessa energiaksi jonkin verran nykyistä enemmän, jotta kivihiilestä ja turpeesta voidaan luopua lämmön tuotannossa. Käyttöä on kuitenkin tärkeää ohjata sääntelyllä ja tukipolitiikalla siten, että kielteisimmät ympäristövaikutukset estetään ja varmistetaan parhaat mahdolliset päästövähennykset. Parhaassa tapauksessa biomassaa poltettaisiin vasta sitten, kun materiaalista on otettu kaikki arvo irti muuhun käyttöön. Suomessa metsäteollisuuden sivuvirrat, jätteet ja tähteet ovat kuitenkin käytännössä jo täydessä käytössä, etenkin kuori ja sahanpuru. Näin ollen, puuenergian käytön lisääminen vaatii käytännössä metsäbiomassan käytön lisäämistä nykyisestä. Tässä skenaariossa lähdemme siitä, että metsäteollisuuden sivuvirtojen, jätteiden ja tähteiden lisäksi myös hakkuutähteitä ja ensiharvennuspuuta voidaan käyttää metsäbioenergiana. Puiden kantoja ei käytetä, koska ne eivät vähennä päästöjä riittävästi mielekkäällä aikavälillä.1 Kantojen poisto vaikuttaa myös metsän maaperään ja luonnon monimuotoisuuteen tavoilla, joita ei vielä täysin tunneta, mutta jotka antavat jo syytä varovaisuuteen.

5.2 Suomen metsien biomassapotentiaali Valtaosa Suomen metsistä on nykyään alle 60-vuotiaita talousmetsiä. Tällaisissa metsissä on harvoin korvaamattoman arvokkaita luontoarvoja, mutta metsien käytön lisääminen vähentää maisematasolla esimerkiksi lahopuuta, minkä määrää pitäisi monimuotoisuuden kannalta pyrkiä tuntuvasti lisäämään. Hakkuutähteet ovat enimmäkseen pieniläpimittaista puuta, joka ei ole uhanalaisten lajien kannalta yhtä merkittävää kuin järeämpi puu. Järeiden kantojen poistaminen voi olla uhanalaisten lajien kannalta merkittävämpi huononnus. Vuonna 2010 käytettiin energiaksi 8,38 miljoonaa kuutiota ainespuuta ja 14,3 miljoonaa kuutiota tähteitä2. Metsäteollisuus käytti 6,98 miljoonaa kuutiota sahanpurua ja haketta sellun ja paperin tuotantoon tämän määrän ollessa siis pois suorasta energiakäytöstä. Vuonna 2010 metsien kasvusta käytettiin 69 prosenttia3. Koska poistuman ja kasvun arviointiin liittyy epävarmuuksia, on

varmistettava riittävällä marginaalilla, ettei metsien lisäkäyttö muuta metsiä hiilinielusta lähteeksi. Kun aiemmin hakkuiden jälkeen metsään jääneet hakkuutähteet kerätään nyt energiaksi, metsästä poistuu ravinteita. Tämä vaikuttaa todennäköisesti puuston kasvuun tulevaisuudessa ja pienentää metsän kykyä sitoa hiiltä. Jos poistumaa lisättäisiin esimerkiksi 75 prosenttiin kasvusta, voisi puun käyttöä lisätä noin seitsemän miljoonaa kuutiota vuoden 2010 tasosta. Näinkään suurta lisäystä ei todennäköisesti tarvita, koska paremmat päästövähennykset tarjoavia jäte- ja tähdepohjaisia materiaaleja on myös saatavilla, ja niitä on järkevää priorisoida. Työ- ja elinkeinoministeriön tavoitteen mukaan Suomessa tuotettaisiin 2020 hakkeesta 25 TWh lämpöä ja sähköä. Tätä varten pitäisi käyttää noin 13,5 miljoonaa kuutiota metsäbiomassaa. Suomen ympäristökeskuksen käyttämä arvio metsäbiomassan potentiaalista vuonna 2020 on yhteensä 15,9 miljoonaa kuutiota energiaan: tästä 6,9 miljoonaa kuutiota tulisi nuorten metsien harvennuksista; 6,5 miljoonaa kuutiota hakkuutähteistä, joissa mukana oksat ja latvukset; sekä 2,5 miljoonaa kuutiota kannoista4. Greenpeacen skenaariossa kannot jäävät käyttämättä, jolloin teknistä potentiaalia jäisi edelleen noin 13,4 miljoonaa kuutiota. Tekninen potentiaali ei tällä perusteella näyttäisi olevan esteenä puun käytön lisäämiselle. Esteet tulevat kestävyyden rajoista, etenkin edellä mainitun metsien hiilinielun turvaamisen vaatimuksista. Lämmön ja sähkön tuotantoon jäävä määrä energiapuuta riippuu myös siitä, miten paljon puupohjaista biomassaa käytetään biopolttoainetuotantoon. Greenpeace näkemys on, että puuta tulisi käyttää tehokkaimmalla mahdollisella teknologialla. Toistaiseksi biopolttoaineen tuottaminen hakkeesta ei ole vaikuttanut erityisen tehokkaalta vaihtoehdolta, mutta on mahdollista, että Suomeen tulee ainakin yksi biopolttoainelaitos, joka käyttää pääasiassa haketta. Laitos käyttäisi arviolta kaksi miljoonaa kuutiota puuta ja voisi tuottaa noin 200 000 tonnia biopolttoainetta5. Metsäbiomassan käyttöä tulisi lisätä kestävästi korvaamaan fossiilisia polttoaineita sellaisissa käyttökohteissa, joissa ei ole mahdollisuutta käyttää enemmän päästövähennyksiä tuottavaa uusiutuvaa energiaa. Käytännössä tällainen parempi vaihtoehto olisi esimerkiksi tuulivoima, mutta sillä ei voida tuottaa lämpöä ja tuotantokapasiteetin kasvattaminen vie aikaa, joten erityisesti skenaarion ensimmäisen vuosikymmenen aikana puun merkitys todennäköisesti kasvaa nykyisestä. Koska kestävästi käytettävän puubiomassan potentiaali on rajallinen, tulee puubiomassa käyttää energiaksi mahdollisimman tehokkaalla tavalla. Hallituksen tulisi toteuttaa osana uusiutuvan energian ohjelmiaan systeemitason analyysi siitä, missä laitoksissa, millä teknologialla ja mitä energiaa korvaamaan puu on tehokkainta ohjata.

5.3 Peltobiomassa ja biokaasu Greenpeace esittää energiaskenaariossaan, että biomassan osuus koostuisi puubiomassan lisäksi muun muassa maatalouden tähteistä ja yhdyskuntajätteistä. Erityisesti maatalouden jätteiden ja tähteiden potentiaalia on suotta vähätelty. Itse asiassa

1 Liski, Jari ym. (2011) Metsäbiomassan energiakäytön ilmastovaikutukset Suomessa. Suomen Ympäristö 5/2011. Suomen ympäristökeskus. 2 Finnish Statistical Yearbook of Forestry. Finnish Forest Research Institute 2011: 268 3 Finnish Statistical Yearbook of Forestry. Finnish Forest Research Institute 2011: 39 4 Liski, Jari ym. (2011) Metsäbiomassan energiakäytön ilmastovaikutukset Suomessa. Suomen Ympäristö 5/2011. Suomen ympäristökeskus: 28 5 VTT Technical Research Centre of Finland. Laitila, J. et al. 2010 Metsähakkeen hankinta- ja toimituslogistiikan haasteet ja Kehittämistarpeet. Research Notes 2564:24

23


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

esimerkiksi lannan ja oljen potentiaali on samaa kokoluokkaa tai jopa suurempi kuin puun, ja niiden käyttöön liittyy vähemmän kielteisiä ympäristövaikutuksia. Vuonna 2003 olkia ja lantaa muodostui noin 25 miljoonaa tonnia. Määrän energiapotentiaali on eri arvioiden mukaan 20-140Twh tai 110-490PJ. Jäteperäisillä raaka-aineilla tuotetun biokaasun elinkaaren aikainen kasvihuonekaasutase on huomattavasti energiakasveja parempi eikä se kilpaile viljelypinta-alasta ruokakasvien kanssa. Jätepohjaisista raaka-aineista tuotettu biokaasun poltto ei lisää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta, koska valmistuksessa käytettyjen jätteeksi luokiteltujen bioresurssien hiilil vapautuisia ilmakehään joka tapauksessa.1 Lisäksi nykyisillä kesantopelloilla voitaisiin tuottaa biokaasun tuotantoon soveltuvaa nurmiheinää. Näin tuotetun nurmiheinän energiapotentiaali olisi arvioiden mukaan 6,8TWh tai 25PJ.1 Biokaasun jalostusarvo maksimoituu liikennepolttoaineena, vaikkakin suurin osa biokaasusta käytetään sähkön ja lämmön yhteistuotannossa. Mikäli biokaasu halutaan priorisoida liikennepolttoainekäyttöön, edellyttää tämä rinnakkaisen jakeluverkon rakentamista sähkölataus- ja bensiinijakelujärjestelmien rinnalle.1

5.4 Kestävä biopolttoainetuotanto Biopolttoaineita, joilla saadaan aikaan merkittäviä päästövähennyksiä , voidaan tuottaa jätteistä, tähteistä ja teollisuuden sivuvirroista. Mahdollisuuksia löytyy esimerkiksi ravintoloissa ja teollisuudessa käytetystä paistorasvasta ja muista ruokateollisuuden jätteistä sekä yhdyskuntabiojätteistä. Lisäksi voidaan käyttää metsäteollisuuden ja maatalouden tähteitä, jätteitä ja sivuvirtoja. Kestävän biopolttoainetuotannon potentiaali on varsin rajallinen, koska kestävästi käytössä olevia jätteitä ja tähteitä on saatavissa vain rajallisesti. EU:n nykyisestä liikenteen energiankäytöstä voitaisiin kattaa arviolta 0,5–3,5 prosenttia kestävillä biopolttoaineilla.2 Tästä noin yksi prosentti olisi nestemäisiä biopolttoaineita, kuten biodieseliä ja bioetanolia, ja 2,5 prosenttia biokaasua. Suomessa kestävän nestemäisen biopolttoaineen potentiaali voi olla hieman suurempi, jos biopolttoainetta voidaan tuottaa kestävästi puuhakkeesta. Greenpeacen skenaario tavoittelee kuitenkin liikenteen huomattavaa tehostamista (ks. s. 29), mikä pienentää kokonaisenergiantarvetta. Jos skenaario toteutuu, sama määrä kestäviä biopolttoaineita riittää vuonna 2050 kattamaan jo selvästi suuremman osuuden liikenteen energiasta. Suomessa kestävää potentiaalia on eniten maatalouden jätteissä ja tähteissä, etenkin oljessa ja lannassa. Niistä voidaan valmistaa biokaasua tai biopolttoainetta suhteellisen tehokkaasti ja ylijäävä osuus voidaan palauttaa ravinteiksi peltoon.1 Lisäksi rakenteilla on yksi mäntyöljystä biopolttoainetta tuottava laitos, joka tulee tuottamaan noin 100 000 tonnia biodieseliä. On melko todennäköistä, että Suomeen rakennetaan myös yksi hakkeesta

Miksi ei viljelypohjaisille polttoaineille? Euroopan unionin biopolttoainepolitiikka on tähän asti kannustanut voimakkaasti kaikkein tehottomimpien biopolttoaineiden käyttöön. EU on asettanut jäsenmaille tavoitteen tuottaa kymmenen prosenttia liikenteen energiankäytöstä uusiutuvalla energialla vuoteen 2020 mennessä.3 Toistaiseksi jäsenmaat ovat toteuttaneet tavoitetta kannustamalla lähes yksinomaan viljelykasvipohjaisten biopolttoaineiden käyttöön. Ne tuotetaan useimmiten kasviöljyistä, maissista ja sokeriruo’osta. Tällaisilla biopolttoaineilla saavutetaan korkeintaan hyvin pienet päästövähennykset, ja monissa tapauksissa päästöt ovat jopa fossiilisia suuremmat. Syynä ovat epäsuorat maankäyttövaikutukset.4 Esimerkiksi palmuöljyn käyttö polttoaineeksi on vähentänyt ruoantuotantoon käytettävissä olevaa palmuöljyä. Kun palmuöljyä tarvitaan lisää, uusia plantaaseja raivataan sademetsiin, mikä aiheuttaa suuria päästöjä. Viljelykasvipohjaisten biopolttoaineiden tuotanto aiheuttaa myös muun muassa ruokaturvan heikentymistä kehittyvissä maissa.5 Epäsuorat maankäytön päästöt ovat erityisen suuret kasviöljypohjaisilla biodieseleillä, mikä on EU:ssa eniten käytetty biopolttoaine. Arviot EU:n biopolttoaineiden päästöistä osoittavat, että tällä hetkellä jäsenmaat tukevat biopolttoaineita, joiden päästöt ovat samalla tasolla tai jopa korkeammat kuin fossiilisilla.6 Viljelykasvipohjaiset biopolttoaineet ovat ainakin nykyisillä tekniikoilla niin tehottomia, että liikenteen päästöjen merkittävä vähentäminen ei niiden avulla onnistu. Vaikka kaikki maailman kasviöljy käytettäisiin biopolttoaineeksi, sillä kulkisi vain noin kymmenen prosenttia maailman dieselautoista. Kestävät biopolttoaineet ovat osaratkaisu liikenteen päästöjen vähentämiseen, mutta liikennesektorin on muututtava monella tavalla päästövähennysten toteuttamiseksi. Tarvitaan myös liikennetarpeen vähentämistä, sähköautojen ja sähköisen junaliikenteen lisäämistä.

biodieseliä tuottava jalostamo. Tämän laitoksen todennäköinen tuotantomäärä olisi 200 000 tonnia vuodessa. Kestävät biopolttoaineet pitäisi ohjata niihin kulkuvälineisiin, joissa siirtyminen sähkömoottoriin on vaikeinta. Näitä ovat raskas liikenne, lentoliikenne ja laivat. Koska kestävillä biopolttoaineilla voidaan energiankäytön tehostamisen jälkeenkin toteuttaa vain noin 14 prosenttia liikenteen energiasta vuonna 2050, pitää suurin osa henkilöautokannasta vaihtaa sähköautoihin.

1 Ari Lampinen, Anu Laakkonen: Kunnat liikennebiokaasun tuottajina ja käyttäjinä. Kuntapäättäjän syventävä opas. Suomen biokaasuyhdistys ry. 2010 2 Kampman, B. et al. (2012). Sustainable alternatives for land-based biofuels in the European Union. Assessment of options and development of a policy strategy. Delft, December 2012. 3 EU:n uusiutuvan energian direktiivi (RES) edellyttää jäsenmaita tuottamaan kymmenen prosenttia liikenteen energiantarpeesta uusiutuvalla energialla vuonna 2020. 4 Epäsuorilla maankäyttövaikutuksilla viitataan biopolttoaineen kysynnän aiheuttamaan tarpeeseen raivata lisää viljelypinta-alaa muita viljelykasvien käyttäjiä varten. Esimerkiksi palmuöljyn biopolttoainekäyttö on johtanut siihen, että palmuöljyn kysyntä on kasvanut valtavasti, kannustaen tuottajia raivaamaan lisää plantaaseja. Kun raivaaminen toteutetaan sademetsiin ja turvemaille, tästä syntyy erittäin suuret päästöt, jotka useiden arvioiden mukaan riittävät mitätöimään suuren osan biopolttoaineelle lasketusta päästövähennyksestä. 5 FAO, IFAD and WFP (Joint statement 4. sep 2012) Tackling the root causes of high food prices and hunger (www.fao.org/news/story/en/item/155472/icode/) 6 4 Commission staff working document, Impact Assessment, pages 52-53, October 2012 (ec.europa.eu/energy/renewables/biofuels/doc/biofuels/swd_2012_0343_ia_en.pdf)

24


6 LIIKENNE

6.1 Tottumusten muutoksia ja parempaa tekniikkaa Energiavallankumous tarkoittaa myös liikkumisen vallankumousta. Ilmastonmuutoksen torjuminen edellyttää, että liikumme tulevaisuudessa tehokkaammin ja hieman toisin kuin nykyään. Liikenne tuottaa 13,5 % maailman ja viidesosan Suomen ilmastopäästöistä. Liikkumiseen kuluu lähes kolmasosa kaikesta maailmassa kulutetusta energiasta ja noin 17 prosenttia Suomessa käytetystä energiasta.1

© GP/NICK COBBING

LIIKENNE TUOTTAA 13,5 % MAAILMAN JA VIIDESOSAN SUOMEN ILMASTOPÄÄSTÖISTÄ. LIIKKUMISEEN KULUU LÄHES KOLMASOSA KAIKESTA MAAILMASSA KULUTETUSTA ENERGIASTA JA NOIN 17 PROSENTTIA SUOMESSA KÄYTETYSTÄ ENERGIASTA.

Lähes kaikki liikenteessä kulutettu energia on peräisin öljystä. (Yli 90 prosenttia Suomeen tuotavasta öljystä tulee Venäjältä, jossa öljyntuotantoon liittyy ilmastopäästöjen lisäksi muitakin merkittäviä ympäristöongelmia. Venäjän öljykentiltä valuu joka vuosi luontoon kuusi kertaa Meksikonlahden öljyonnettomuuden verran öljyä.) Vuonna 2050 maailmassa on enemmän autoja kuin nykyään, mutta ne ovat paljon nykyisiä polttomoottoriautoja tehokkaampia, uusiutuvalla sähköllä kulkevia autoja. Autoilla ajetaan ny-

1 Energian loppukäyttö sektoreittain, vuoden 2009 luku. (http://pxweb2.stat.fi/Dialog/varval.asp?ma=080_ehk_tau_108_fi&ti=Energian+loppuk%E4ytt%F6+sektoreittain&path=../Database/StatFin/ene/ehk/&lang=3&multilang=fi)

25


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

kyistä vähemmän, koska parempi kaavoitus, joukkoliikenne sekä pyöräilyn ja kävelyn olosuhteiden parantaminen ovat vähentäneet auton käytön tarvetta etenkin suurissa asutuskeskuksissa. Paremmat junayhteydet ovat korvanneet osan lentoreiteistä. Varsinkin etenkin kuljetuksia on siirretty kumipyöriltä raiteille.

Tämä luku tarjoaa katsauksen keinoihin vähentää liikenteen energiankulutusta ja vähentää liikenteen aiheuttamia päästöjä.

Suomen Energiavallankumousmalliin ei ole tuotettu erillistä mallinnusta Suomen liikenteestä, vaan tulokset perustuvat Greenpeacen globaalin Energy [R]evolution -skenaarion tuloksiin. Mallissa keskeisiä tekijöitä ovat liikenteen siirtyminen energiatehokkaampiin välineisiin, esimerkiksi siiviltä raiteille, tieliikenteen ajettujen kilometrien vähentyminen ja erityisesti ajoneuvoteknologian energiatehokkuuden merkittävä parantuminen niin henkilöautoissa kuin lentokoneissa..

• liikennetarpeen vähentäminen

Tässä luvussa keskitytään pitkälti tieliikenteeseen ja henkilöautoihin. Tämä siksi, että 90 prosenttia Suomen liikenteen päästöistä syntyy tieliikenteestä, näistä 60 prosenttia henkilöautoliikenteestä.1

Kestävän liikennejärjestelmän rakentamisen keskeisiä tavoitteita ovat: • siirtyminen vähemmän energiaa kuluttaviin liikennemuotoihin • liikennevälineiden energiatehokkuuden parantaminen On tärkeää huomata, että pelkästään liikennevälineiden energiatehokkuuden parantaminen ei riitä. Liikennemäärien lisääntyminen syö hyvin nopeasti suuretkin tehokkuusparannukset. Siksi tehokkuusparannusten rinnalla tarvitaan myös liikennetarpeen vähentämistä ja liikenteen siirtämistä energiatehokkaampiin liikennevälineisiin kuten siiviltä raiteille tai polttomoottoreita käyttävistä henkilöautoista sähköautoihin.

Taulukko 6.1: Valikoima keinoja ja indikaattoreita

Tavoite

Keino

Indikaattori

Liikennetarpeen vähentäminen

Yhdyskuntarakenteen eheyttäminen parantaa joukkoliikenteen ja tehokkaan logistiikan edellytyksiä ja tuo palvelut paremmin saataville

Matkustaja-km/per asukas

Paremmin optimoitu logistiikkajärjestelmä

Tonni-km/BKT-yksikkö (yhden BKT-yksikön tuottamiseen tarvittu liikennekilometrien määrä)

Kulkumuotovalinnat: siirtyminen vähemmän energiaa kuluttaviin liikennemuotoihin

Rahtiliikenne kumipyöril- MJ/tonni-km tä ja siiviltä raiteille

Liikennevälineiden energiatehokkuuden parantaminen

Käytössä olevan tekMJ/matkustaja-km, MJ/ niikan tehokkuuden tonni-km parantaminen autoissa, pakettiautoissa, rekoissa, lentokoneissa ja junissa

Henkilöliikenteen siirtyminen siiviltä raiteille, henkilöautoista joukkoliikenteeseen, pyöräilyyn ja kävelyyn

Siirtymä tehokkaampiin, vähäpäästöisempiin käyttövoimiin: hybridit, (uusiutuvalla sähköllä ladatut) sähköautot, biokaasuautot, jätepohjaiset biopolttoaineet

MJ/matkustaja-km

MJ/matkustaja-km, MJ/ tonni-km

1 LVM, ilmastopoliittinen ohjelma 2009–2020, Seuranta 2010. (http://www.lvm.fi/web/fi/julkaisu/-/view/1198918)

26


6.2 Ensimmäinen askel – liikennetarpeen vähentäminen Liikennesuorite on ensimmäinen liikenteessä kulutettua energiaa määräävä tekijä. Liikennesuoritteella tarkoitetaan, kuinka paljon rahtia (tonnikilometriä) ja matkustajia (matkustajakilometriä) kuljetetaan maalla, merellä ja ilmassa. Seuraavassa keskitytään erityisesti henkilöautoliikenteeseen, sillä yli puolet liikenteen päästöistä on peräisin henkilöautoliikenteestä.1 Suomi on varsin autoistunut yhteiskunta. Autoilua selitetään mieluusti sillä, että Suomi on ”pitkien etäisyyksien maa”. Tämä on osin totta, mutta autoistuminen on myös tehtyjen valintojen tulosta. Keskeinen syy liikenteen ja autoistumisen lisääntymiseen on yhdyskuntarakenteen hajautuminen. Etäisyydet kodin, työpaikan ja palveluiden välillä ovat pidentyneet ja lisäävät liikkumisen pakkoa. Yhdyskuntarakenteen hajautuminen on ollut Suomessa selvästi voimakkaampaa kuin muissa maissa. Työmatkojen keskipituus yli kaksinkertaistui vuoden 1980 kuudesta kilometristä yli 13 kilometriin vuonna 2007.2 Kotimaisten tutkimusten mukaan suunnitteluvalintojen vaikutus päästöihin on merkittävä. Se voi olla kuntatasolla 60 % ja asuinaluetasolla jopa 200 %.3 Keinoja yhdyskuntarakenteen eheyttämiseen: • Kaavoituksella eheää yhdyskuntarakennetta, ei hajanaista rakentamista • Rakentamisen ohjaaminen ratojen ja muuten hyvien joukkoliikenneyhteyksien varrelle • Täydennysrakentaminen, asemaseutujen tiivistäminen • Keskeiset palvelut kävelymatkan päässä tai joukkoliikenteen tavoitettavissa Muita keinoja liikkumistarpeen vähentämiseen: • Älyliikenne sujuvoittaa liikenteen ohjausta • Videoneuvottelujen lisääminen • Säännöllisten etätöiden mahdollistaminen • Logistiikkaketjujen parantaminen Liikennesuoritteiden määrä on Suomessa viime vuosikymmenten aikana kasvanut tasaisesti.(TL4) Autojen määrä, mutta myös niillä ajetut matkat ovat lisääntyneet. Sama on pätenyt kuorma-autoliikenteeseen.4 Suomen kuten koko maailman kansainvälinen lentoliikenne on 1990-luvun alun jälkeen lisääntynyt suorastaan räjähdysmäisesti, mutta kotimaan lentoliikenteen määrä on koko saman ajan pysynyt melko vakaalla tasolla, hieman vähentyen.5

6.3 Toinen askel – kulkumuotovalinnat Suomen sisäinen pitkä lento kuluttaa yli kolme kertaa enemmän energiaa henkilökilometriä kohden kuin pendolinojuna. Henkilöautossa energiaa kuluu kaksi kertaa pendolinoa enemmän. Samoin dieselillä kulkeva kaupunkibussi on selvästi henkilöautoa energiatehokkaampi.6 Kävellen tai pyörällä kuljettu matka ei tarvitse ulkoista energianlähdettä lainkaan. Tämä tekee kulkumuotojakaumasta keskeisen kysymyksen liikenteen energiankulutuksen kannalta. Liikenteen energiankulutuksen vähentämiseksi Suomessa on tulevaisuudessa lisättävä energiatehokkaiden liikennevälineiden kulkumuoto-osuutta. Vuonna 1990 Suomessa oli 388 henkilöautoa 1000 asukasta kohti, 20 vuotta myöhemmin autoja oli jo 535. Vain neljässä7 EU-maassa autojen määrä on suurempi. Suurin piirtein samalta lähtötasolta aloittaneet Ruotsi ja Norja ovat selvinneet paljon pienemmällä autojen määrällä. Ruotsissa autoja on 460 ja Norjassa 469 tuhatta asukasta kohti. Ruotsiin verrattuna selkeä ero löytyy ainakin rautatiepolitiikasta. Suomen rautateillä kuljettujen matkustajakilometrien määrä on vuodesta 1990 kasvanut vain vähän (0,7 Mp-km), kun taas Ruotsi on lähes tuplannut raiteilla kuljetut matkustajakilometrit (6,6 -> 11,2 Mp-km). Kyse ei ole Suomen ”pitkistä etäisyyksistä” vaan liikennepoliittisista valinnoista.8 Kulkumuotojakaumaan voidaan vaikuttaa kahdella tavalla. Joko lisäämällä tehokkaampien kulkumuotojen suosiota esimerkiksi parantamalla joukkoliikenteen saatavuutta ja laatua, tai vähentämällä energiaintensiivisten kulkumuotojen suosiota esimerkiksi verotuksen avulla. Suomessa ei tule olemaan mahdollisuutta tuoda joukkoliikennettä kaikkien ulottuville, koska suuri osa maata on harvaanasuttua ja joukkoliikenteen vaatimia väkimääriä ei pystytä liikennealueilta kokoamaan. Liikennepolitiikassa pitäisikin pyrkiä vähentämään autoilua ensisijaisesti siellä, missä on tarjolla vaihtoehtoja. Käytännössä joukkoliikennettä on siis edistettävä erityisesti kaupunkiseuduilla. Edistämiseen täytyy käyttää niin porkkanaa kuin keppiä. Joukkoliikenteen pitää olla hyvää ja halpaa, mutta keskustaan autoilemista on rajoitettava esimerkiksi ruuhkamaksuilla ja parkkipaikkapolitiikalla. Syrjäseuduilla ja haja-asutusalueilla autolle ei ole vaihtoehtoa. Siksi olisi oikeudenmukaisempaa, että myös auton käyttö näillä alueilla olisi edullisempaa. Kutsujoukkoliikenne voi palvella erityisesti lapsia ja vanhuksia, joilla ei ole mahdollisuutta käyttää omaa autoa. Näillä seuduilla pitää pyrkiä mahdollisimman energiatehokkaan ajoneuvotekniikan käyttöönottoon nopeasti. Kävelyn ja pyöräilyn edistäminen: • Pyöräily osaksi liikennesuunnittelua, infrastruktuuri kuntoon • Pyöräilyn ja kävelyn asettaminen ensisijaisiksi liikkumismuodoiksi liikennesuunnitelmia tehtäessä

1 LVM: Ilmastonmuutoksen hillinnän toimenpidekokonaisuudet liikennesektorilla vuoteen 2050 Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja 15/2012 (www.lvm.fi/c/document_library/get_file?folderId=1986562&name=DLFE-17241.pdf&title=Julkaisuja%2015-2012) 2 Findikaattori, työmatkan keskipituus 1980–2007 (www.findikaattori.fi/fi/70) 3 Wahlgren et al 2011, VTT: Yhdyskuntarakenne, liikenne ja kasvihuonekaasupäästöt - Taustamuistio (www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2012/Wahlgren_TAF.pdf) 4 Tietilasto 2010 (www2.liikennevirasto.fi/julkaisut/pdf3/lti_2011-06_tietilasto_2010_web.pdf) 5 Trafi: Suomen lentoliikenne vuoteen 2025 (www.trafi.fi/filebank/a/1339738458/bf44340878b0339676dd7f209da645af/9909-Trafin_julkaisuja_12-2012_-_Lentoliikenne2025.pdf) 6 VTT, Lipasto, liikennevälineiden yksikköpäästöt (lipasto.vtt.fi/yksikkopaastot/index.htm) Kotimaan pitkä lento 2,4 MJ/hkm; Suomen henkilöautot keskimäärin 1,4 MJ/hkm; Pendolino 0,72 MJ/hkm (intercityt ja lähijunat ovat tehokkaampia), primäärienergia, onko sillä väliä?; Kaupunkilinja-auto, diesel, keskimäärin 0,84 (18/80 matkustajaa). 7 Luxembourgissa (659), Italiassa (606), Kyproksella (575) ja Maltalla (573) 8 EU transport in figures, 2012 (ec.europa.eu/transport/facts-fundings/statistics/pocketbook-2012_en.htm)

27


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

• Kävelykeskusta • Asuinalueiden suunnittelu Raideliikenteen suosiminen: • Liikenneinvestointien painopisteen siirtäminen raiteisiin • Pitkän matkan kuljetusten ohjaaminen kumipyöriltä ja ilmasta raiteille • Rail Baltica on Suomen ulkomaan yhteyksien parantamisessa keskeinen hanke • Rataverkon parantaminen, nopeat junat korvaamaan sisäistä lentoliikennettä Joukkoliikenteen edistäminen: • Lisää vuoroja • Joukkoliikenteen nopeuttaminen esimerkiksi liikennevaloetuuksilla

Liikenteen energiatehokkuus tukisi kansantaloutta Vuoden 2009 kulutuksella ja maltillisella 70 € öljynhinnalla, Suomi polttaa liikenteessä öljyä kahden miljardin euron verran joka vuosi. Käytännössä kaikki Suomen öljy tuodaan Venäjältä. Öljy on suuri lovi Suomen vaihtotaseeseen. Eurooppaan tuodaan joka vuosi öljyä 300 miljardilla eurolla, josta kolmasosa menee autoihin. Komission arvion mukaan EU-kansalaiset säästävät jo sovittujen, melko löysien autojen tehokkuusnormien myötä vuotuiset säästöt kuluttajille nousevat asteittain 30 miljardiin euroon.1 Energiatehokkuuden parantaminen on investointi, joka tuo säästöjä tavalliselle kuluttajalle ja tukee kansantaloutta. [Liikenteen polttoaineidenenergiankulutus 2009 oli 4 174 ktoe eli 29 635,4 kboe = 29 635 400 tynnyriä * 70€ = rapiat 2 mrd. €/v. 1 ktoe = 7,1 kboe (1 boe on yhdestä tynnyrillisestä öljyä saatu energiamäärä)]

• Liityntäpysäköinti kuntoon • Parempi informaatiojärjestelmä • Kilpailukykyiset ja houkuttelevat lipunhinnat • Joukkoliikenteen tukien kohdistaminen sinne, missä on joukkoja Fiksumpi auton käyttö: • Verotuksen painopisteen siirtäminen omistamisesta auton käyttöön erityisesti siellä, missä henkilöautolle on tarjolla korvaavia vaihtoehtoja • Ruuhka- ja tiemaksut käyttöön • Autojen yhteiskäytön ja kimppakyytien edistäminen • Parkkipaikkapolitiikka • Taloudellinen ajotapa • Matalammat nopeusrajoitukset

6.4 Kolmas askel – liikenteen energiatehokkuuden parantaminen Kolmas liikenteen energiankulutukseen vaikuttava tekijä on käytetyn liikkumisvälineen energiatehokkuus. Energiavallankumous edellyttää reipasta siirtymistä tehokkaampiin, vähemmän kuluttaviin autoihin. Tehokkaampien polttomoottorien rinnalla käyntiin on myös saatava nopea siirtymä parempiin käyttövoimiin, erityisesti hybridi- ja sähköautoihin. 6.4.1 Tehokkuusparannuksia tarvitaan kaikkiin liikennevälineisiin Liikennevälineiden energiatehokkuuden parantamiseen on yhdistettävä myös täyttöasteen kasvattaminen nykyisestä. Täyttöasteen kasvaessa yhtä tonnikilometriä tai yhtä matkustajakilo1 http://europa.eu/rapid/press-release_IP-12-771_en.htm?locale=en 2 http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110011321_2011011863.pdf 3 http://www.volvotrucks.com/trucks/finland-market/fi-fi/trucks/VOLVO-FE-HYBRID/Pages/volvo-fe-hybrid.aspx

28

metriä kohden tarvitaan vähemmän energiaa. Lentoliikenteessä täyttöasteen optimoinnissa ollaan jo melko hyvällä tasolla, mutta teillä ja raiteilla kulkevassa tavaraliikenteessä on vielä paljon tilaa parannuksille. Täyttöasteen nosto onnistuu logistiikkaketjujen nykyistä paremmalla optimoinnilla. Lentoliikenteen energiatehokkuutta on mahdollista parantaa esimerkiksi lentokoneiden aerodynaamisia ominaisuuksia parantamalla ja keventämällä koneita uusien materiaalien avulla. Nasan tekemä tutkimus osoittaa, että uusien, tavanomaista voimanlähdettä käyttävien lentokoneiden energiankulutusta voitaisiin vähentää 58 % vuoteen 2035 mennessä.2 Lisämahdollisuuksia tuovat uudet moottoritekniikat kuten sähköhybridit, kaasuturbiinit ja polttokennot. Skenaario ennustaa 50 % energiatehokkuuden parannuksen lentoliikenteessä matkustajakilometriä kohden vuoteen 2050 mennessä. Junaliikenne on tämän hetken energiatehokkaimpia liikennemuotoja. Kuitenkin myös junien energiatehokkuuden parantamiseen on edelleen mahdollisuuksia. Suurimmat mahdollisuudet ovat junien painon keventämisessä kevyempien materiaalien avulla. Osa junista kulkee edelleen dieselvetureilla, joiden vaihtaminen sähkövetureihin ratojen sähköistämisen myötä vähentää energiantarvetta. Myös junien jarrutusenergia on mahdollista ottaa talteen ja syöttää takaisin sähköverkkoon. Junien täyttöastetta voi kasvattaa käyttämällä vilkkailla reiteillä kaksikerroksisia vaunuja. Vuoteen 2050 mennessä junien energiankulutus matkustajakilometriä kohden voidaan jopa puolittaa. Maantiekuljetukset ovat monien alueiden logistiikan selkäranka. Valitettavasti raskas rekkaliikenne on lentorahdin jälkeen kaikkein energiaintensiivisin tapa kuljettaa tavaraa paikasta toiseen. Myös raskaassa liikenteessä energiatehokkuuden parantaminen etenee. Parempi aerodynamiikka, tehokkaammat moottorit ja parempi rengastekniikka pystyvät tuomaan maanteillä kulkevaan rahtiliikenteeseen merkittäviä energiatehokkuuden parannuksia. Samoin uudet käyttövoimat tekevät tuloaan. Esimerkiksi Volvo tarjoaa jo hybridikuorma-autoja.3 Vuoteen 2050 mennessä


maanteiden rahtiliikenteen energiankulutus tonnikilometriä kohti on mahdollista puolittaa. Laivaliikenne on Suomen ulkomaankaupan tärkein liikennemuoto. Suomella olisikin erityistä syytä edistää energiatehokasta laivaliikennettä. Arvioiden mukaan laivojen energiatehokkuutta on alustyypistä riippuen mahdollista parantaa 18–57 %. Tämä onnistuu muun muassa. alusten reitin paremmalla sääoptimoinnilla, rungon paremmalla suunnittelulla ja tehokkaammilla dieselmoottoreilla. Hyvä esimerkki on Suomalaisen Eniramin laivojen kulkuasennon optimointiin tuottama ohjelmisto. Reaaliaikaisen tiedon avulla vedenvastus voidaan pitää pienimmillään kaikissa tilanteissa.1 Ohjelmisto vähentää 5 % polttoaineen kulutuksesta. Hyvin yksinkertainen tapa vähentää laivojen polttoaineen kulutusta on laskea liikennöintinopeuksia. Vuoteen 2050 mennessä laivaliikenteen energiatehokkuuden parantaminen 40 % pitäisi olla mahdollista.

sina 2000–2007 autojen päästöt vähenivät keskimäärin 1,2 % vuodessa, mutta vuonna 2007 julistettujen tavoitteiden jälkeen ne alkoivat laskea 4 % vuosittain. Autojen reaalihinta on samaan aikaan jatkanut laskuaan. Nykyiset päästötavoitteet eivät kuitenkaan riitä saavuttamaan EU:n asettamaa 80–95 % päästövähennystavoitetta vuoteen 2050 mennessä, jossa liikenteen päästöjen pitäisi vähentyä 70 %. Eurooppalaiset tavoitteet ovat myös jäämässä auttamatta jälkeen muusta maailmasta. Yhdysvalloissa tavoitteeksi on asetettu 5 % vähennys vuosittain vuosina 2016–2025. EU:n toimivaksi osoittautuneita sitovia tavoitteita on syytä kiristää. Liikenteen energiatehokkuuden edistämisen keinot • Vero-ohjauksen kiristäminen saastuttavampien autojen osalta • Parempi veroporkkana sähköautoille, jotta siirtymä saadaan käyntiin

6.4.2 Henkilöautojen energiatehokkuuden parantaminen

• Väliaikaista romutuspalkkiota olisi syytä harkita autokannan uudistamisen vauhdittamiseksi

Liikenteen päästöjen vähentämisessä henkilöautoilla on hyvin keskeinen rooli. Uusien polttomoottoriautojen tehokkuus on sitovien tehokkuusnormien ansiosta parantunut nopeasti. Polttomoottoriautojen tehokkuusparannukset eivät kuitenkaan riitä tarvittaviin päästövähennyksiin maailmassa, jossa on tulevaisuudessa yhä enemmän autoja.2 Tarvitaan hyppy uusiin käyttövoimiin, erityisesti liikenteen sähköistämiseen.

• Suomen tuki EU:n uusille autojen päästötavoitteille: - Vuoteen 2020: 80g CO2/km henkilöautoille, 120g CO2/km pakettiautoille - Vuoteen 2025: 60g CO2/km henkilöautoille, 100g CO2/km pakettiautoille

Vuonna 2050 perinteisiä, pelkästään fossiilisilla kulkevia polttomoottoriautoja ei juuri ole käytössä. Hybridit raivaavat tietä siirtymälle täysin uusiutuvalla sähköllä kulkevalle autokannalle. Siirtymä on teknisesti mahdollinen, mutta se on pohjustettava nyt, sillä autokannan uusiutuminen kestää vuosia. Verotuksen on tuettava autojen energiatehokkuutta. Vuonna 2008 voimaan astunut autoveron uudistus ja päästöperustaiseksi muuttaminen osoitti, että erityisesti uusien autojen ilmastopäästöihin on mahdollista vaikuttaa helposti. Uudistus on muutamassa vuodessa leikannut uusien autojen päästöjä yli 20 % (180 -> 140 gCO2/km). Tämä siitä huolimatta, että uudistus oli aivan liian maltillinen ja aiheutti valtiolle merkittävän tulomenetyksen.

• Sitovat päästötavoitteet myös rekka-autoille

6.5 Yhteenveto Mikäli nykyinen kehitys jatkuu, liikenteen päästöt niin Suomessa kuin maailmalla kasvavat liikennemäärien, rahdin ja autojen määrän mukana. Tässä luvussa on viitoitettu reitti ja työkalupakki suunnan muuttamiseen, jotta ilmastoa, ympäristö ja kansantaloutta vahingoittavista fossiilisista polttoaineista päästään eroon. Liikkumisen vallankumous rakentuu tottumusten muutoksista ja paremmasta tekniikasta

Suomessa ongelmana on hieman eurooppalaista tasoa vanhempi autokanta, joka uudistuu hitaasti. Autolla ajo aiheuttaa 90 % auton elinkaaren aikaisista päästöistä, siksi autokannan nopeampi uudistuminen olisi päästöjen vähentämisen kannalta myönteistä.3 Samalla vauhditettaisiin siirtymää uusiin käyttövoimiin eli erityisesti autokannan sähköistymistä. Romutuspalkkion käyttöönottoa ainakin väliaikaisesti olisi Suomessa syytä harkita.

• Järkevämpi yhdyskuntarakenne ja paremmin optimoitu logistiikkajärjestelmä vähentävät liikenteentarvetta.

Autojen sitovat päästötavoitteet. EU on tehokkaasti vähentänyt henkilöautojen päästöjä autojen sitovilla päästötavoitteilla. EU:lla on henkilöautoille nykyisin 130g CO2 per km tavoite vuodelle 2015 ja 95g CO2 per km tavoite vuodelle 2020.

• Siirtyminen siiviltä ja kumipyöriltä raiteille vähentää liikenteen energiaintensiteettiä.

Tavoitteiden asettamista edeltäneestä huomattavasta vastarinnasta huolimatta autoyhtiöt ovat saavuttamassa tavoitteet jokseenkin helposti. Tavoitteet ovat osoittautuneet toimivaksi ohjauskeinoksi: ennen sitovien tavoitteiden asettamista vuo-

• Hyppy uusiutuvalla energialla sähköistettyyn liikenteeseen leikkaa suuren osan tieliikenteen päästöistä. • Kaikkien liikennevälineiden energiatehokkuuden parantuminen vähentää energian tarvetta.

Keinot ja teknologiset ratkaisut ovat olemassa. Nyt tarvitaan oikeita ohjausmekanismeja ja päätöksiä liikkumisen muutoksen aloittamiseksi.

1 http://www.eniram.fi/customers/customer/id=175 2 Energy [R]evolution -skenaariossa autoja on vähemmän kuin referenssiskenaariossa, mutta silti 1,5 miljardia enemmän kuin nykymaailmassa. (figure 11.25 & 11.26). 3 http://www.co2-raportti.fi/index.php?page=ilmastouutisia&news_id=2032

29


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

7

TUULI- JA AURINKOVOIMA

7.1. Tuulivoima Suomen sähköntuotanto perustuu Energiavallankumousmallissa vahvasti tuulivoiman hyödyntämiseen. Tällä hetkellä tuulivoiman määrä Suomen energiaportfoliossa on minimaalinen, mutta Suomessa on hyvä mahdollisuudet lisätä tuulivoimakapasiteettia, kunhan hallinnolliset esteet tuulivoimalta poistetaan. Suomen virallinen tavoite1 tuulivoimakapasiteetille vuoteen 2020 on 6Twh:n tuotanto. Tämä tarkoittaa 2 500MW:n raken1 Pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategia. 2008. 2 Tuulivoimaa edistämään. Lauri Tarastin selvitys 13.4.2012.

30

© DANIEL BELTRÁ / GREENPEACE

TÄLLÄ HETKELLÄ TUULIVOIMAN MÄÄRÄ SUOMEN ENERGIAPORTFOLIOSSA ON MINIMAALINEN, MUTTA MAHDOLLISUUDET LISÄTÄ TUULIVOIMAKAPASITEETTIA OVAT HYVÄT. AURINKOENERGIAN HYÖDYNTÄMISEN POTENTIAALIA SUOMESSA TULISI TUTKIA.

nettua kapasiteettia ja noin 800 tuulivoimalaitosta. Tällainen tuotanto kattaisi Suomen sähkönkulutuksesta noin 6%. Tavoite on hyvin vaatimaton, kun vertailukohteena on esimerkiksi Ruotsi. Ruotsissa on jo nyt rakennettu tuulivoimakapasiteettia jo nyt kaksinkertaisesti Suomen vuoden 2020 tavoitteen verran (noin 1655 laitosta). Pinta-alaltaan Suomea kahdeksankertaa pienemmässä Tanskassa voimaloita on yli 5500 ja niillä tuotetaan 24% sähkönkulutuksesta.2 Suomessa on hyvät mahdollisuudet kasvattaa tuulivoiman käyt-


töä, koska Suomenlahden rannikko on tuulialueena varsin hyvää. Tuulivoiman kapasiteettia voidaan kasvattaa hyvin nopeasti ja rakennusinvestointien jälkeen tuulivoima tuottaa sähköä ilman polttoainekustannuksia. Suomen tuulivoimayhdistyksen arvioinnin mukaanpelkästään virallisen tavoitteen saavuttaminen tarkoittaisi noin 4 miljardin euron investointeja vuoteen 2020. Tuontienergian lasku pienenisi noin 500 miljoonalla eurolla. Tuulivoima-ala työllistäisi noin 25 000 ihmistä vuonna 2020.1 Tuulivoima kuuluu aurinkosähkön kanssa niin sanottuihin ”heiluviin” energiantuotantomuotoihin. Tuulivoiman vaihteluita kuitenkin yleensä keskustelussa liioitellaan ja arviot tuulivoiman vaatimasta säätö- ja varavoimasta ovat usein voimakkaasti liioiteltuja. VTT:n tutkimusten mukaan tuulivoiman kapasiteetin lisäyksen vaatima säätövoima saadaan pääsääntöisesti pohjoismaisilta markkinoilta. Jos säätövoima olisi jostain syystä hankittava täysin Suomen omalla tuotannolla, tarvittaisiin lisäsäätöä 2000-4000MW tuulivoimakapasiteetilla noin 80-160MW. VTT:n tutkimusten mukaan tuulivoima ei myöskään vaadi suuria määriä varavoimaa. Sähköjärjestelmässä on jo olemassa säätövoimaa sekä reservinä olevia voimalaitoksia että säätösähkömarkkinat, joilla pystytään korjaamaan tuotannon ja kulutuksen epätasapainoa.2,3

7.2 Aurinkovoima Aurinkovoimaa ei ole Suomessa pidetty varteenotettavana tuotantomuotona. Suurin osa aurinkosähköjärjestelmistä on Suomessa asennettu sähköverkon ulkopuolisiin kohteisiin, kuten kesämökeille. Aurinkoenergian hyödyntäminen on globaalisti nopeasti kehittyvä ala ja koska erityisesti aurinkosähköjärjestelmien hinnat ovat radikaalisti pudonneet viime vuosina, tulisi aurinkoenergian hyödyntämisen potentiaalia Suomessa tutkia. Yleisistä uskomuksista huolimatta Suomi ei ole auringonsäteilyn suhteen erityisen huonoa aluetta. Helsingin korkeudella säteilymäärä vastaa keski-Euroopan vuotuisia lukemia, joskin pohjoiseen päin siirryttäessä säteilyn vuodenaikajakauma vaihtuu. Suomessa noin 90% säteilystä saadaan maalis-syyskuun välillä. Tästä johtuen aurinkoenergia Suomessa on lähinnä täydentävä energiamuoto, ellei energiaa varastoida pitkäaikaisesti.

Suomen erityisongelmat Suomen energiapoliittisen muutoksen esteenä on usein viitattu pohjoiseen ilmastoomme ja harvaan asuttuun maahan. Näiden tekijöiden sanotaan aiheuttavan haasteita, jotka tekevät muutoksen vaikeammaksi kuin esimerkiksi Keski-Euroopassa. Toinen samankaltainen maa on Ruotsi. Meillä on varsin samanlainen ilmasto ja teollisuutemme rakenne on ollut pitkään hyvin samankaltainen. Onkin hyvä katsoa naapuriamme, onko nähtävissä eroja, jotka erottaisivat naapuruksia. Eroja on. Suomessa primäärienergian kokonaistarjonta 6,21 öljytonniekvivalenttia asukasta kohden, Ruotsissa vain 4,88 öljytonniekvivalenttia. Asukasta kohden meillä siis kuluu energiaa 27 prosenttia enemmän kuin Ruotsissa. Yhden bruttokansantuotedollarin aikaan saamiseksi Suomessa tarvitaan 0,22 öljytonniekvivalenttia, Ruotsissa vain 0,16 öljytonniekvivalenttia. Sähköä Suomessa käytetään 15 200 kilowattituntia asukasta kohden vuodessa, Ruotsissa vain 14 100 kilowattituntia. Selitys on pitkälti teollisuudessa. Suomen teollisuus käyttää asukasta kohden 6 781 kilowattituntia vuodessa, Ruotsin vain 5 529 kilowattituntia. Suomalaisen toimeentulon aikaansaaminen vie siis sähköä 23 prosenttia enemmän kuin ruotsalaisen. Myös asuntoja lämmitetään Suomessa 12 129 megajoulea asukasta kohden, Ruotsissa 11 631 megajoulea. Tosin tämä ero selittyy osaltaan sillä, että suuri osa ruotsalaisia asuu lauhkeammassa ilmastossa Tukholman eteläpuolella. Sen sijaan liikenteessä henkilöautojen osuus on Suomessa 84 prosenttia ja Ruotsissa 82 prosenttia (EU Transport in Figures 2012). Vertailun vuoksi Sveitsissä henkilöautojen osuus on 77 prosenttia.

Yli 10 vuotta vanhojen arvioiden mukaan Suomessa olisi noin 150km2 aurinkosähkölle soveltuvaa katto- tai julkisivupintaa. Kokonaistuotto tältä pinta-alalta olisi arviolta 14 TWh vuodessa. Aurinkolämpöä voitaisiin teoreettisesti tuottaa kymmeniä terawattitunteja, käytännössä kuitenkin vähemmän.4 Helpon asennuksen vuoksi aurinkoenergian hyödyntämistä erityisesti hajautetussa tuotantomallissa tulisi selvittää. Samoin teollisen mittakaavan aurinkolämpö voisi toimi Suomessa kesäaikaan kaukolämmön tuotannossa. Aurinkoenergian potentiaali tuleekin selvittää ja pientuotannon edistämiseksi on tehtävä tarvittavat toimenpiteet.

1 Tuulivoimaa edistämään. Lauri Tarastin selvitys 13.4.2012. 2 Tuulivoiman säätö- ja varavoimatarpeesta Suomessa. VTT. 3 Design and operation of power systems with large amounts of wind power. VTT working papers 82. 2007 4 Aurinkoenergia Suomen olosuhteissa ja sen potentiaali ilmastonmuutoksen torjunnassa. Tekes-projekti 594/480/00. 2001.

31


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

8 TEKNOLOGIA

Tässä kappaleessa kerrotaan nykyään käytettävissä olevista teknologioista, joilla voidaan tulevaisuudessa kattaa koko maailman energiantarve. Energiavallankumousmalli perustuu energiansäästöön, kulutushuippujen tasaamiseen sekä uusiutuvilla energialähteillä tuotetun energian käyttöön erityisesti sähkön ja lämmön tuotannossa.

8.1 Fosiiliset energianlähteet Tällä hetkellä globaalisti hiili ja kaasu ovat yleisimmät sähköntuotantoon käytetyt energianlähteet. Öljyä käytetään sähköntuotantoon erityisesti öljynlähteiden läheisyydessä sekä paikoissa, 32

© PAUL LANGROCK/ZENIT/GP

KÄYTETTÄVISSÄ ON MONENLAISIA TEKNOLOGIOITA, JOIDEN AVULLA KOKO MAAILMAN ENERGIANTARVE VOIDAAN TUOTTAA KESTÄVÄSTI.

joihin esimerkiksi kaasuverkosto ei yllä. Hiilellä ja kaasulla tuotetaan yhteensä yli puolet maailman sähköstä. 8.1.1 Hiilenpolttoteknologiat Perinteisessä hiilivoimalassa murskattua tai jauhettua hiiltä syötetään polttokattilaan, jossa hiili palaa korkeassa lämpötilassa. Syntyneellä lämmöllä höyrystetään vettä. Höyry pyörittää turbiinia, joka tuottaa sähköä. Yli 90% maailman hiilivoimaloista perustuu tähän teknologiaan. Teholtaan hiilivoimalat voivat olla muutamasta sadasta megawatista useaan tuhanteen megawattiin.


Hiilenpolton ympäristövaikutuksia pienennetään teknologioilla, jotka vähentävät päästöjä. Hiilestä voidaan vähentää tuhkapitoisuutta, ja savukaasusuodattimilla tai -pesureilla voidaan vähentää hiukkas-, rikkidioksidi- ja typpidioksidipäästöjä. Näistä päästöistä aiheutuvat hiilidioksidin ohella kaikkein haitallisimmat ympäristö- ja terveysvaikutukset. Vuosien varrella hiilenpoltossa on otettu käyttöön teknologioita, jotka tehostavat prosessia ja vähentävät päästöjä. Esimerkkejä näistä: Integroitu kaasutus-kombiprosessi, jossa hiiltä ei polteta sellaisenaan, vaan se käsitellään ensin hapen ja höyryn kanssa. Prosessissa syntyy synteettistä kaasua, joka koostuu lähinnä vedystä ja hiilimonoksidista. Kaasu puhdistetaan ja poltetaan kaasuturbiinissa. Kaasutustekniikka parantaa hiilenpolton hyötysuhdetta 38–40:sta korkeintaan 50%:iin. Niin kutsuttujen superkriittisten ja ultrasuperkriittisten voimalaitosten käyttö. Tällaiset voimalaitokset tuottavat korkeamman lämpötilan kuin perinteinen polttoprosessi, jolloin hyötysuhde nousee lähelle 50%. Leijupolttoteknologia. Hiiltä poltetaan paksussa hiekkapatjassa, jonka läpi puhalletaan ilmaa. Patjassa hiili, hiekka ja ilma sekoittuvat, ja alkavat ”leijua”. Leijupoltto parantaa tehokkuutta, lämmönsiirtoa ja tuhkan keruuta. Pedin painetta lisäämällä saadaan voimakas kaasuvirta, jolla voidaan pyörittää kaasuturbiinia ja tuottaa sähköä. Rikki- ja typpidioksidipäästöt ovat leijupolttoteknologiassa huomattavasti pienemmät kuin perinteisessä hiilenpoltossa.. Paineistettu jauhepoltto on Saksassa kehitteillä oleva teknologia, jossa hienojakoisen hiilijauheen poltto kuumentaa höyryn korkeaan lämpötilaan ja korkeaan paineeseen. Höyryllä pyöritetään turbiinia. Myös savukaasujen lämpö otetaan talteen, samalla tavalla kuin kaasutus-kombiprosessissa. Hiilen kaasutukseen liittyvät teknologiat kehittyvät myös nopeasti. Esimerkiksi maanalaisessa hiilen kaasutuksessa muunnetaan maanalainen hiiliesiintymä kaasuksi, jota voidaan käyttää lämmitykseen tai sähköntuotantoon. Maanalaista hiilen kaasutusta voidaan käyttää myös vedyn, synteettisen maakaasun tai kemikaalien tuotantoon. Kaasusta voidaan poistaa hiilidioksidi ennen loppukäyttöä. Teknologiaa testataanparhaillaan Australiassa, Kiinassa ja Japanissa. 8.1.2 Kaasunpolttoteknologiat Maakaasua voidaan hyödyntää sähköntuotannossa käyttämällä kaasu- tai höyryturbiineja. Hiilenpolttoon verrattuna kaasun polttaminen tuottaa noin 45% vähemmän hiilidioksidipäästöjä. Kaasuturbiinivoimalat käyttävät kaasun poltosta saatavaa lämpöä suoraan turbiinin pyörittämiseen. Kaasulla toimivat turbiinit voidaan käynnistää nopeasti, joten niillä tuotetaan usein sähkön huippukulutus. Huippukulutusvoimaloissa tuotetun energian hinta on yleenäs kalliimpaa kuin perusvoimaa tuottavissa voimaloissa. Tästä syystä energianhintaan vaikuttaa myös energiankulutuksen tasaisuus, jonka avulla huippukulutusvoimaloiden käyttöä voidaan minimoida. Kombiprosessissa voidaan yhdistää kaasuturbiini höyryturbiiniin, jolloin saadaan korkea hyötysuhde tuotannossa. Kombilaitoksessa (Combined Cycle Gas Turbine) kaasuturbiinilla tuote-

taan sähköä, ja prosessin savukaasujen sisältämällä lämmöllä puolestaan tuotetaan höyryä, joka muunnetaan höyryturbiinilla sähköksi. Modernien kombilaitosten hyötysuhde voi olla yli 50%. Useimmat 1990-luvulta lähtien rakennetut voimalaitokset ovat tämäntyyppisiä. Laitoksen rakennuskustannukset on matalampia kuin hiili- ja ydinvoimaloilla, ja rakennusaika on lyhyempi. 8.1.3 Teknologiat hiilipäästöjen vähentämiseksi Fossiilisten polttoaineiden poltossa vapautuu aina hiilidioksidia (CO2). Kivihiilivoimala päästää noin 720 grammaa hiilidioksidia kilowattituntia kohden, moderni kaasuvoimalaitos noin 370 grammaa. Yksi kehitteillä oleva keino hiilipäästöjen hillitsemiseksi on hiilen talteenotto ja varastointi (Carbon Capture and Storage, CCS). Siinä hiilidioksidi otetaan talteen tehtaan piipussa, paineistetaan, kuljetetaan putkia pitkin tai laivoilla ja pumpataan lopulta geologisiin muodostelmiin pitkäaikaissäilytykseen. Hiilen talteenottoa mainostetaan ratkaisuksi fossiilisten polttoaineiden polttamisessa syntyviin päästöihin, mutta teknologian kaupallisesta hyödynnettävyydestä ei ole mitään takeita- Tällä hetkellä monet isot toimijat ovat vetäytyneet kehityshankkeista. Ongelmia CCS-hankkeissa ovat aiheuttaneet kustannukset sekä varastoinnin riskit.. Tällä hetkellä teknologia on testikäytössä, mutta kaikkia siihen liittyviä osa-alueita ei ole todettu toimiviksi. Sopivaa ja tehokasta talteenottomenetelmää ei ole kehitetty, eikä sellaista ole luultavasti saatavilla lähiaikoina. Tehokasta, turvallista ja riittävän suurta pitkäaikaisvarastoa ei ole kokeiltu. Lisäksi hiilidioksidin kuljetukseen ja varastoon syöttämiseen liittyy vakavia riskejä, eikä pitkäaikaista säilymistä voida luotettavasti varmistaa. Teknologian käyttöönotto hiilivoimaloissa kaksinkertaistaa todennäköisesti voimalan? rakennushinnan, lisää polttoaineen käyttöä 10-40% ja vaatii enemmän vettä. Lisäksi viranomaistahojen on pystyttävä varmistamaan että hiilidioksidi todella pysyy maaperässä. Kuten ydinjätteen varastoinnissakin,, hiilen talteenotto ja varastointi perustuvat ajatukselle, että tulevat sukupolvet pitävät huolen edeltäjiensä jätteistä ikuisesti. Hiilidioksidin varastointi Ilmastonmuutoksen ehkäisemiseksi hiilidioksidi täytyy varastoida johonkin pysyvästi. Nykykäsitys on, että sen voi pumpata yli 1 000 metrin syvyyteen geologisiin muodostelmiin, kuten suolakerrostumiin. Hiilidioksidia on kuitenkin valtavia määriä – yksi hiilivoimala voi tuottaa 7 miljoonaa tonnia hiilidioksidia vuodessa. Arvioiden mukaan yhteen pitkäaikaisvarastoon täytyisi syöttää hiilidoksidia samaa vauhtia, kuin sitä fossiilisien polttoaineiden käytön kautta vapautetaan, jotta päästöjä voitaisiin vähentää vuodessa miljardi tonnia hiilidioksidia vuoteen 2050 asti. Tämän lisäksi tarvitaan infrastruktuuri hiilidioksidin paineistamiseksi, kuljettamiseksi, ja pumppamiseksi maaperään. Toistaiseksi on epäselvää, onko näin suuren hiilimäärän talteenotto ja varastointi edes teknisesti mahdollista. Vaikka olisi mahdollista haudata satoja tuhansia megatonneja hiilidioksidia, ei ole takeita siitä, että varastointipaikka on turvallinen ja että siitä pidetään huolta riittävän pitkällä aikavälillä. 33


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

Kokemukset hiilidioksidin varastoinnista ovat maailmalla lyhyitä: ensimmäinen varastointiprojekti aloitettiin Sleipnerissä, Norjan merialueella Pohjanmerellä vasta vuonna 1996. Pitkäaikaisvarastointiin liittyy aina vuotoriski. Hyvin hoidetussa ja valvotussa varastossa vuotoja ei luultavasti tapahdu, mutta pysyväisvarastoinnissa saattaa tulla vuotoja, koska maankuoren liikkeitä on pitkällä aikavälillä on mahdoton ennustaa. Suuret, yhtäkkiset hiilidioksidipäästöt voivat olla tappavia. Hiilidioksidi itsessään ei ole myrkyllistä, ja sitä on myös hengittämässämme ilmassa (noin 0,04%). Mutta jos ilman hiilidioksidipitoisuus kasvaa, se syrjäyttää happea. 7–8% hiilidioksidia ilmassa aiheuttaa tukehtumisen 30–60 minuutissa. Hiilidioksidi on vaarallista, kun sitä vapautuu äkillisesti. Yleensä se hajaantuu tällaisissa tilanteissa nopeasti, mutta se voi myös kerääntyä notkoihin tai suljettuihin rakennuksiin. Yhtä vaarallista hiilidioksidi on vaarallista silloin, kun sitä vapautuu hitaasti ja huomaamatta asuinalueille, kuten talojen kellareihin. Hiilen varastointi ja ilmastotavoitteet Voiko hiilen varastoinnista olla apua ilmastotavoitteiden saavuttamisessa? Maailman hiilipäästöjen pitäisi saavuttaa kääntyä laskuun viimeistään vuosien 2015 ja 2020 välillä ja laskea jyrkästi sen jälkeen. Hiiltä varastoivia voimalaitoksia ei ole saatavilla ainakaan vuosikymmeneen, eikä varmuudella koskaan. Vaikka talteenotto ja varastointi todettaisiin toimivaksi ratkaisuksi, siitä ei siis ole apua ilmastotavoitteiden saavuttamisessa ennen vuotta 2020. OECD-maiden pitäisi vähentää päästöjään ainakin 80% 2050 mennessä, eikä hiilen talteenotto ja varastointi voi juuri auttaa tässäkään. Vaikka teknologia olisi valmis vuonna 2020, useimmat nyt rakenteilla tai korjattavana olevat uudenaikaiset hiilivoimalat ovat jo valmistuneet. Näihin voimaloihin pitäisi asentaa talteenottoteknologia jälkikäteen, jotta hiilidioksidi saataisiin kerättyä savukaasusta. Jälkiasennukset tulisivat todella kalliiksi tai olla käytännössä mahdottomia esimerkiksi talteenottolaitoksen vaatiman ison tilan vuoksi. Energy Revolution -skenaarion johtopäätös on, että energiantuotanto ainoastaan uusiutuviin energialähteisiin perustuvilla tekniikoilla on jo mahdollista. Uusiutuvan energian tuottaminen on usein halvempaa kuin fossiilisten polttoaineiden käyttö, eikä se aiheuta ympäristölle sellaista vahinkoa kuin fossiilisten polttoaineiden tuottaminen, kuljetus ja käsittely. Pääsyy ilmastonmuutokseen on fossiilisten polttoaineiden (kuten hiili, kaasu ja öljy) käyttö, ja siksi ilmastonmuutosta ei voida torjua, ellei energiantuotantorakenteisiin tehdä perustavanlaatuisia muutoksia. Hiilen talteenotto- ja varastointitekniikoiden varaan rakentaminen voi estää rakenteellisten investointien tekemisen, jolloin energiatuotantojärjestelmä lukkiutuu hiiliriippuvaiselle polulla niin pitkäksi aikaa, että ilmastonmuutosta ei enää kyetä hidastamaan. Julkisessa keskustelussa tällaisia viitteitä on jo näkyvissä.

8.2 Ydinvoimateknologiat Ydinvoima perustuu niin kutsuttuun fissioreaktioon, jossa raskaita atomiytimiä halkaistaan hallitussa reaktiossa.. Prosessissa vapautuu suuri määrä energiaa, joka pyörittää sähköä tuottavaa tavanomaista generaattoria. Ydinfissio tapahtuu voimalan reaktorissa, jonka ympärillä on suojarakennus. Lämpö siirretään 34

Greenpeace vastustaa: • Julkisen tuen lisäämistä hiilen talteenotto- ja varastointiteknologioiden tutkimukselle silloin, kun se tapahtuu uusiutuvien energianlähteiden ja energiatehokkuusinvestointien edistämisen tukemisen kustannuksella. • Hiilen talteenotto- ja varastointiteknologiaan liittyviä hankkeita, jotka johtavat uusiutuviin energianlähteisiin, energiansäästöön ja energiatehokkuuteen liittyvien projektien loppumiseen. • Hiilen talteenotto- ja varastointiteknologian ottamista Kioton päytäkirjan Puhtaan kehityksen mekanismiin (Clean Development Mechanism, CDM). Talteenotto- ja varastointiteknologia veisi varoja uusiutuvien energianlähteiden kehittämiseltä, eikä sitä voida pitää puhtaana energiana. • Hiilen talteenotto- ja varastointiteknologian mainostamista ainoana ratkaisuna ilmastonmuutokseen. Tällaiset mainospuheet antavat oikeutusta fossiilienergiaan investoimiseen ja vesittävät aitojen päästövähennysten tarpeellisuuden.

jäähdytinaineella pois reaktorista, ja fissioreaktiota kontrolloidaan hidastinaineella. Ydinvoiman lisärakentaminen on parin viime vuosikymmenen aikana ollut hidasta. Yksi syy on ollut Three Mile Islandin, Tšernobylin, Monjun ja Fukushiman onnettomuuksien aikaansaama ydinteknologian pelko, mutta myös rahoitusongelmat sekä ympäristösyyt, kuten jätteen käsittely ja radioaktiiviset päästöt. 8.2.1 Ydinreaktorityypit: kehitys ja turvallisuusnäkökohdat Vuoden 2005 alussa maailmassa oli toiminnassa 441 ydinreaktoria. Vaikka reaktorityyppejä on monenlaisia, toiminnassa olevat reaktorit voidaan jakaa kolmeen kategoriaan: 1. sukupolvi: kaupalliseen käyttöön 1950- ja 60-luvuilla suunnitellut reaktorit, jotka on muunnettu sotilaskäyttöön, mm. sukellusveneiden voimanlähteeksi tai plutoniumin tuotantoon. 2. sukupolvi: useimmat nykyään käytössä olevat ydinvoimalat. 3. sukupolvi: uudet, rakenteilla olevat reaktorit. Kolmannen sukupolven reaktorit ovat niin sanottuja kehittyneitä reaktoreita, joita tällä hetkellä maailmalla rakennettavat ydinvoimalat edustavat. Kehitteillä on noin 20 erilaista reaktorityyppiä. Uusista reaktorityypeistä EPR-reaktorit (European Pressurised Water Reactor, suom. eurooppalainen painevesireaktori) on kehitetty uusimmista toisen sukupolven reaktoreista. Olkiluoto 3-reaktori on tyypiltään EPR-reaktori. EPR-reaktoreihin tehtyjen muutosten, kuten sulavan ytimen vajoamisen pysäyttävän “sydänsiepparin”, on mainostettu parantavan turvallisuutta merkittävästi. Ei ole kuitenkaan mitenkään


varmaa, että EPR-reaktorit ovat merkittävästi edeltäjiään turvallisempia. Mainittujen reaktorityyppien lisäksi kehitteillä on neljännen sukupolven reaktoreita. Niiden on tarkoitus olla kaupallisessa käytössä 20–30 vuoden kuluttua.

8.3 Uusiutuvan energian teknologiat Uusiutuvat energianlähteet saavat käyttövoimansa nimensä mukaisesti luonnon uusiutuvista prosesseista. Ne eivät siis voi koskaan ehtyä, toisin kuin fossiiliset polttoaineet tai uraani. Useimmat uusiutuvista energianlähteistä ovat peräisin auringon ja kuun aiheuttamista sääilmiöistä. Ne eivät tuota läheskään yhtä suuria päästöjä kuin “perinteiset” polttoaineet. Vesivoima on ollut laajassa käytössä viime vuosisadan puolivälistä lähtien, mutta muiden uusiutuvien energianlähteiden hyödyntäminen on uudempi ilmiö.

Uusiutuvan energian määritelmä “Uusiutuva energia on erilaisista auringosta, geofyysisistä tai biologisista lähteistä peräisin olevaa energiaa, joka uusiutuu yhtä nopeasti tai nopeammin kuin sitä käytetään. Uusiutuvaksi energiaksi lasketaan luonnollisessa kierrossa olevat energianlähteet, kuten biomassa, aurinkovoima, maalämpö, vesivoima, vuorovesi-, merilämpö- ja aaltovoima sekä tuulivoima. On kuitenkin mahdollista kerätä biomassaa nopeammin kuin se kasvaa, tai hyödyntää maalämpöä nopeammin kuin se uusiutuu. Fossiiliset polttoaineet (hiili, öljy, maakaasu) eivät sovi tähän määritelmään, koska ne eivät uusiudu sellaisella aikajänteellä kuin niitä kulutetaan.” IPCC:n määritelmä uusiutuvalle energialle (Lähde IPCC, Special Report Renewable Energy / SRREN Renewables for Power Generation

8.3.1 Aurinkosähkö Auringon säteily sisältää tarpeeksi energiaa aurinkopaneelien tehontarpeelle missä päin maailmaa tahansa. Maahan saapuva auringon säteily kattaa ihmiskunnan energiantarpeen 7 900-kertaisesti. Yhdelle neliömetrille tulee keskimäärin 1 700 kWh energiaa vuodessa. Euroopassa keskiarvo on 1 000 kWh neliömetrillä ja Lähi-idässä 1 800 kWh. Aurinkopaneeleissa on kennoja, jotka muuttavat auringonvalon sähköksi. Jokaisessa kennossa on useampi kerros puolijohdemateriaalia. Kennolle tuleva valo aiheuttaa kerroksien välille sähköjännitteen, joka saa aikaan sähkövirran. Valon intensiteetti määrää kennossa tuotetun sähkön määrän. Aurinkokennot eivät tarvitse toimiakseen suoraa auringonpaistetta, vaan ne pystyvät hyödyntämään heijastuvaa auringonvaloa myös pilvisinä ja sateisina päivinä. Aurinkokennoteknologia eroaa aurinkokeräimistä, jossa aurinkoenergiaa käytetään suoraan lämmittämiseen. Aurinkokennojärjestelmän tärkeimmät osat ovat kennot, joissa sähkö syntyy sekä moduulit, jotka järjestävät kennot yhdeksi suureksi yksiköksi. Joissakin järjestelmissä on myös muuntajat, jotka muuntavat sähkön arkikäyttöön sopivaksi.. Keski-Euroopassa 3 kW:n aurinkopaneelisto, jonka pinta-ala on noin 27 neliömetriä, riittää järkevästi energiaa käyttävälle kotitaloudelle. Suomen aurinkointensiteetti vastaa Pohjois-Saksan saamaa säteilymäärää. Aurinkopaneelit sopivat sekä taajama-alueelle että paikkoihin, joihin ei muulla tavalla saataisi sähköä. Sähköverkon ulkopuolella olevia aurinkopaneeleita kutsutaan itsenäisiksi yksiköiksi. Taajama-alueella aurinkopaneelit voidaan asentaa rakennuksen katolle (Building Adapted PV systems, BAPV), tai ne voidaan integroida kattorakenteisiin (Building Integrated PV systems, BIPV). Nykyaikaisten aurinkopaneelien ei tarvitse olla suorakulmaisia ja litteitä. Ne voivat olla taivutettuja, joustavia, ja ne voidaan sovittaa rakennuksen tyyliin. Innovatiiviset arkkitehdit ja insinöörit kehittelevät jatkuvasti hyvännäköisiä aurinkopaneeleja, jotka tuottavat puhdasta ja ilmaista energiaa koko rakennuksen elinkaaren ajalle.

Aurinkoenergiaan liittyvät teknologiat Kiteytetty piiteknologia: Kiteytetystä piistä voidaan tehdä kennoja leikkaamalla piikiteistä ohuita siivuja. Kiteytetty pii on markkinoiden yleisin aurinkokennoteknologia. Noin 80% aurinkopaneeleista on tehty kiteytetystä piistä. Ohutkalvoteknologia: Ohutkalvomoduuleja valmistetaan kiinnittämällä erittäin valoherkkiä materiaaleja ohuina kalvoina “kasvualustalle”, kuten lasille, teräslevylle tai muovilevylle. Näin on mahdollista valmistaa aurinkopaneeleja hyvin erilaisiin käyttötarkoituksiin, erityisesti rakennusten rakenteisiin. Muut, kehitteillä tai varhaisessa kaupallisessa tuotannossa olevat teknologiat: Näitä ovat muun muassa kohdistavat aurinkopaneelit, jotka keskittävät valonsäteet linssien tai peilien avulla kennoihin, samoin kuin orgaaniset aurinkokennot, jonka aktiivinen materiaali on ainakin osittain orgaanista alkuperää.

Järjestelmät Teolliset ja suuren mittakaavan voimalaitokset Teollisen mittakaavan aurinkosähkölaitokset voivat tuottaa valtavia määriä sähköä. Teho vaihtelee yleensä satojen kilowattien (kW) ja useampien megawattien (MW) välillä. Teolliset laitokset on yleensä asennettu maassa oleviin telineisiin. Niitä voi kuitenkin asentaa myös teollisten rakennusten katoille, lentokenttien terminaaleihin tai rautatieasemille. Näin sähköä saadaan tuotettua myös kaupungeissa, joissa tila on rajallista ja kulutus on suurta. Voimalaitokset kotitalouksiin ja liiketiloihin Verkkoon liitetyt järjestelmät. Kehittyneissä maissa useimmat kotitalouksiin ja liiketiloihin asennetut aurinkopaneelit on kytketty sähköverkkoon. Verkkokytkentä mahdollistaa ylimääräisen sähkön myynnin sähköverkon kautta.. Kun aurinkoenergiaa ei ole saatavilla, kulutetaan verkkosähköä. Aurinkopaneelit tuottavat yleensä tasavirtaa (DC), joka muutetaan muuntajan avulla useimpien sähkölaitteiden käyttämäksi vaihtovirraksi (AC). 35


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

Ylijäämäsähköllä ladataan akkua, ja sen ollessa täynnä ylijäämä myydään verkkoon.

• Harvinaisia materiaaleja ei tarvita.

Itsenäiset, verkkoon liittämättömät järjestelmät. Itsenäinen aurinkopaneelijärjestelmä ei ole kytketty verkkoon. Se on varustettu akuilla, joten sähköä voi käyttää myös öisin tai muutaman päivän ajan, kun aurinko ei paista. Muuntaja tarvitaan tasavirran muuntamiseen vaihtovirraksi, jota sähkölaitteet voivat käyttää.

Erilaisia keskittäviä aurinkovoimaloita

Tyypillisiä itsenäisiä järjestelmiä ovat:

Varsinaisia keskittävän aurinkovoimalan päätyyppejä on neljä:

Itsenäiset järjestelmät maaseudun energiantarpeeseen. Tyypillinen energiaratkaisu maaseudulla tai kehitysmaissa, joissa ei ole sähköverkkoa. Itsenäiset järjestelmät voivat olla pieniä, yhteen kotitalouteen tarkoitettuja järjestelmiä, tai suurempia miniverkkoja, joilla voidaan kattaa useamman kotitalouden tai liiketilojen tarve. Itsenäiset teolliset järjestelmät. Itsenäisiä teollisia järjestelmiä käytetään esimerkiksi matkapuhelinverkkojen tukiasemissa, liikennevaloissa, merimerkkien valaistuksessa, paikallisissa valaisimissa, moottoriteiden merkkivaloissa ja vedenpuhdistamoissa. Käytössä on sekä aurinkopaneeli- että yhdistelmäjärjestelmiä. Yhdistelmäjärjestelmissä käytetään aurinkopaneelia silloin, kun aurinko paistaa ja muuta polttoainetta yöaikaan tai jos sää on pitkään pilvinen. Itsenäiset teolliset järjestelmät ovat käteviä paikoissa, joihin on vaikea saada verkkovirtaa. Itsenäinen aurinkopaneeli on usein halvempi kuin kaapelin vetäminen paikalle. Pienpaneelit. Aurinkokennoja on nykyään erilaisissa tuotteissa, kuten rannekelloissa, laskimissa, leluissa ja latureissa - erillisissä tai vaikka reppuun tai vaatetukseen integroiduissa. Kastelujärjestelmät, tienviitat, valaisimet ja puhelinkopit voivat toimia aurinkokennoilla tuotetulla sähköllä. Yhdistelmäjärjestelmät. Jatkuvan sähkön saatavuuden varmistamiseksi aurinkopaneeli voidaan yhdistää muuhun energianlähteeseen, kuten biomassageneraattoriin, tuuliturbiiniin tai dieselgeneraattoriin. Yhdistelmäjärjestelmä voi olla itsenäinen, verkkoon liitetty tai verkkovarmistettu.

Keskittävät aurinkovoimalat Suurin osa maailman sähköstä – tuotetaan se sitten hiilellä, ydinvoimalla, öljyllä tai biomassalla – perustuu nesteen lämmittämiseen. Myös keskittävä aurinkopaneeli muodostaa sähköä lämmittämällä nestettä, kaasua tai kiinteää ainetta. Keskittävät aurinkovoimalat tuottavat sähköä pitkälti samalla tavalla kuin perinteiset voimalaitokset. Ne keskittävät auringon säteitä peilien avulla yhteen pisteeseen tai linjaan, jossa neste tai kaasu kuumenee. Sen jälkeen se johdetaan kaasu- tai höyryturbiiniin, joka tuottaa sähköä. Aurinkoisilla seuduilla keskittävät aurinkovoimalat voivat tuottaa suuren osuuden sähköntuotannosta. Keskittävien aurinkovoimaloiden etuja ovat: • Mahdollista rakentaa erilaisiin kokoluokkiin käyttötarkoituksen mukaan, kymmenistä kilowateista (levy/Stirling-moottori) useampaan megawattiin (kouru- ja tornijärjestelmät). • Toimii lämpövarastona huippukulutukseen • Komponentit ovat modulaarisia ja skaalattavia. 36

Kaikilla keskittävillä järjestelmillä on neljä perusosaa: keskitin, vastaanotin, jonkinlainen lämmönsiirrin tai varasto ja generaattori. Monenlaiset järjestelmät ovat mahdollisia, mukaanlukien yhdistelmäjärjestelmä muiden energianlähteiden kanssa.

Parabolinen kouru Paraboliset kourujärjestelmät käyttävät rivejä parabolisia kouruja keräämään auringonvaloa. Jokaisessa kourussa on keskellä absorptioputki. Absorptioputkissa kiertää synteettinen öljy, jonka lämpötila nousee 400 celsiusasteeseen. Kuuma öljy kerätään useammasta kourusta lämmönsiirtimeen, jossa se lämmittää höyryä, joka taas muuttuu sähköksi perinteisessä höyrygeneraattorissa. Jotkin rakenteilla olevat keskittävät järjestelmät on suunniteltu varastoimaan lämpöä 7,5 tuntia, jolloin sähköä syntyy myös auringonlaskun jälkeen. Tämä helpottaa järjestelmien integroimista verkkoon. Energiavarastona käytetään yleensä nestemäistä suolaa, kuuma- ja kylmätankkikonseptiin perustuen. . Maapinta-alan tarve on 100 MW:n järjestelmälle noin 2 km2:n luokkaa, riippuen kerääjätyypistä, ja olettaen, ettei varastointijärjestelmää ole. Lineaariset Fresnel-järjestelmät Lineaarisessa Fresnel-järjestelmässä keräimet muistuttavat parabolisia kouruja, ja niissä käytetään samaa periaatetta. Voimala muodostuu pitkistä riveistä vaakatasossa olevia Fresnelin heijastimia, jotka seuraavat aurinkoa. Järjestelmä on halvempi kuin kourujärjestelmä, mutta ei yhtä tehokas. Tornijärjestelmät Tornijärjestelmät voivat tuottaa paljon korkeamman lämpötilan kuin kouru- tai Fresnel-järjestelmät. Tässä teknologiassa aurinkoa seuraavat peilit (heliostaatit) ovat ympyrämuodostelmassa. Keskellä on torni, jonka huipulle peilit heijastavat valon. Näin voidaan saavuttaa yli 1 000°C:n lämpötila. Peilien heijastama lämpö kerätään lämmönsiirtoaineella lämmönsiirtimeen, jossa se kuumentaa höyryä korkeaan lämpötilaan. Höyrymuunnetaan generaattorilla sähköksi. Lämmönsiirtoaineena voi olla vettä/ höyryä, nestemäistä suolaa, nestämäistä natriumia tai ilmaa. 30 MW:n tornijärjestelmiä on jo rakennettu, ja kehitteillä on 200 MW:n voimaloita. Lämpövarastot lisäävät voimaloiden käytettävyyttä. Tornijärjestelmät eivät ole vielä yhtä kehittyneitä kuin kourujärjestelmät, mutta pitkän tähtäimen näkymät ovat lupaavia, koska tornijärjestelmät ovat erittäin tehokkaita. Paraboliset lautaset Parabolisilla lautasilla voidaan heijastaa keskitetysti auringonvaloa vastaanottimeen, joka on lautasen polttopisteessä. Vastaanottimen lämmönsiirtoaine (neste tai kaasu) kuumenee 750°C:n lämpötilaan. Lämpö tuottaa sähköä vastaanottimeen liitetyllä pienellä männällä, Stirling-moottorilla tai mikroturbiinilla. Suurimmat lautaset ovat 485 m2:n kokoisia, ja niitä käytetään tutkimuskeskuksissa ja demonstraatiolaitoksissa. Nykypäivänä


Keskittävä aurinkovoima

Stirling-moottorien kapasiteetti on pieni, 10–25 kW. Teknologiaa on kehitetty vuosia. Edistystä on tapahtunut lautasen mallissa, korkean lämpötilan vastaanottimissa, vedyn sekä nestemäisten metallien käytössä lämmönsiirtoaineena sekä Stirlingmoottorien tehossa. Kaikki nämä ovat parantaneet teknologian taloudellista kannattavuutta. Yksittäisellä lautasella teho on vain kymmeniä kilowatteja, mutta on suunniteltu voimalaitoksia, joissa suurella määrällä lautasia voidaan saavuttaa jopa 800 MW:n teho. Koska jokainen lautanen on oma yksikkönsä, teknologiaa voidaan käyttää hyvin erilaisissa mittakaavoissa. Parabolisiin lautasiin on kuitenkin vaikea integroida lämmön varastointijärjestelmää. Teknologian potentiaali on pääasiassa hajautetussa tuotannossa ja itsenäisillä järjestelmillä. Projekteja on suunnitteilla Yhdysvalloissa, Australiassa ja Euroopassa.

Keskittävä aurinkojärjestelmä sopii parhaiten suuren mittakaavan energiantuotantoon. Teknologia perustuu perinteisiin höyry- ja kaasuturbiineihin, ja voimalaan tarvittavat teknologiat ovat olleet jo pitkään käytössä. Suuren mittakaavan järjestelmät ovat tehokkaampia, mutta voimalaan tarvitaan myös suuria taloudellisia investointeja. Lisäksi suuren mittakaavan laitokset tarvitsevat laajan infrastruktuurin ja sähkönsiirtokapasiteetin. Ensimmäiset kaupalliset keskittävät laitokset olivat Kalifornian Solar Energy Generating Stations -voimalat, jotka valmistuivat vuosien 1985 ja 1991 välillä. Ne ovat yhä käytössä. Solar Energy Generating Stations -voimaloista on saatu myönteisiä kokemuksia, ja niistä on opittu paljon. Tämän seurauksena kourujärjestelmät ovat nykyään yleisimpiä keskittäviä voimaloita.

Lämpövarasto Lämpövarasto on keskittävän aurinkojärjestelmän tärkeä osa. Viime aikoihin asti lämpövarastoihin on varastoitu noin 30–60 minuutin kysynnän verran maksimikapasiteettitehoa. Tämä on tasannut tuotantoa pilvisen kelin varalta ja auttanut voimalan käynnistämisessä ja sulkemisessa. Nykyään kourujärjestelmissä on lämpövarastoa jopa 6–7,5 tuntia. Tällaisen lämpövaraston avulla sähköä voidaan tuottaa myös iltaisin, jolloin kysyntä on huipussaan ja tariffit korkeita.

Espanjassa lainsäädäntö on tähän saakka kieltänyt kilpailullisista syistä yli 50 MW:n voimaloiden rakentamisen. Yhdysvalloissa tällaista rajoitusta ei ole, ja suunnitteilla on huomattavasti suurempia yksiköitä – 280 MW:n kouruihin perustuvia ja 400 MW:n tornivoimaloita. Uusien tornivoimaloiden kapasiteettia on tarkoitus kasvattaa teknologian, lainsäädännön ja investointien kehittyessä. Useampia lautasia on ehdotettu lämmönkerääjiksi Stirling- tai Brayton-yksiköiden sijaan.

Lämpövarastossa aurinkovoimalan lämpöä varastoidaan ennen sen syöttämistä turbiiniin. Varastointiaineeksi sopii esimerkiksi nestemäinen suola (käytetään nykyään kuuma-kylmätankkiteknologiassa), höyryvarastot (vain lyhytaikaiseen varastointiin), kiinteät keraamiset varastot, korkeassa lämpötilassa olomuotoaan muuttavat aineet ja korkeaa lämpötilaa sietävä betoni. Yksi tapa varastoida lämpöä keskittävästä aurinkovoimalasta on termokemiallinen varasto, jossa lämpö varastoidaan kemiallisesti. Lämpö voidaan tarvittaessa ottaa varastosta käyttöön kuumentamaan höyryä turbiinille. Esimerkiksi Espanjassa toimiva 17 MW:n Gemasolar-aurinkotornijärjestelmä on suunniteltu varastoimaan lämpöä 15 tunniksi, antaen voimalalle 75% huipunkäyttöajan.

Kerääviä aurinkovoimaloita ja aurinkokennoja voidaan myös käyttää käänteisosmoosiin perustuvassa suolan poistossa merivedestä. Lisäksi on kehitetty dedikoitua keräävää aurinkovoimalaa, joka perustuu paineeseen ja lämpötilaan.

Kaavio 8.1: Keskittävä aurinkovoima

PARABOLINEN KOURU

KESKUSVASTAANOTIN

PARABOLINEN LAUTANEN

KESKUSVASTAANOTIN

HEIJASTIN VASTAANOTIN

HEIJASTIN ABSORPTIOPUTKI

HELIOSTAATIT

ABSORPTIOVÄLIAINEEN PUTKISTO

37


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

8.3.2 Tuulivoima Tuulivoima-ala on kasvanut viimeisten 20 vuoden aikana energian tuotantotavoista kaikkein nopeimmin. Turbiiniteknologia on kehittynyt, ja nykyaikainen tuulivoimala voi tuottaa sähköä 5 000 kotitaloudelle. Euroopassa tuulivoimapuistot sopivat yleensä hyvin ympäristöön, ja kansalaiset hyväksyvät tuotantotavan. Akuilla varustetut, pienemmät mallit sopivat alueille, jonne sähköverkko ei ylety.

Kaavio 8.3: Kaupallisten tuulivoimaloiden koon kehitys

H: TORNIN KORKEUS D: HALKAISIJA

Tuulen nopeudet ja suunnat ovat tuulivoimateknologialle hyviä kaikilla mantereilla, niin rannikolla kuin sisämaassa. Merellä tuuli on erityisen tuottavaa, ja sitä hyödynnetään nykyään offshoretuulivoimaloissa, joiden perustukset ovat merenpohjassa.

Tuuliturbiinien malleja Tuulivoimaa voidaan nykyään hyödyntää sekä pienillä että suurilla tuulen nopeuksilla ja kaikenlaisissa ilmastoissa. Käytössä on erilaisia turbiinimalleja, joissa on akseli joko vaaka- tai pystytasossa. Nykyään vaaka-akseli on yleisin malli, ja useimmissa malleissa on kolme lapaa sekä roottori tuulta vastaan. Näin moottori saa aina tuulta lapoihinsa, ja melu ja laitteeseen kohdistuva kuormitus jäävät mahdollisimman vähäisiksi. Voimalassa lavat on kiinnitetty pääakseliin, joka siirtää liikkeen generaattoriin, mallista riippuen käyttäen joskus vaihteistoa. Tuotettu sähkö siirretään muuntajaan ja lopulta sähköverkkoon. Pääakseli, laakeristo, vaihdelaatikko, generaattori ja hallintajärjestelmä on sijoitettu voimalan keskellä olevaan konehuoneeseen. Turbiinien koon kasvaessa turbiinin tuotantoa voidaan kontrolloida säätämällä lapojen kulmaa niiden akselien suhteen. Ohjauselektroniikan kehittyminen on mahdollistanut tasaisen tuotannon vaihtuvissa tuulennopeuksissa ja turbulenteissa tuulissa sekä varmistanut tuotannon sähkökatkosten aikana. Viimeisten 30 vuoden aikana turbiinien keskimääräinen koko on kasvanut huomattavasti . Vuonna 2011 rakennetuista tuulipuistoista on 3,5 ja 7,5 megawatin välillä, ja keskimääräinen turbiinien koko oli 2–2,5 MW.

Vuonna 2010 maalle rakennetuissa tuulivoimaloissa oli tyypillisesti 50–100-metrinen torni, ja halkaisijaltaan 50–100-metriset roottorit. Yli 125-metrisiä voimaloita on rakennettu, ja suurempia on suunnitteilla. Moderni turbiini pyörii 12–20 kertaa minuutissa (RPM), joka on huomattavasti hitaampaa kuin 80-luvulla rakennetuissa malleissa, joiden turbiinit pyörivät 60 kertaa minuutissa. Maalle rakennettavat tuulivoimalat on usein koottu tuulivoimapuistoiksi, joiden yhteiskapasiteetti on 5–300 MW. Turbiinien koko on ollut kasvussa ja tuotanto halventunut. Investoinnin hinta tuotettua energiamäärää kohti laskee, ja samalla laskevat tuotanto- ja huoltokulut. Nykyaikaiset voimalat ovat lähestulkoon saavuttaneet teoreettisesti parhaan mahdollisen aerodynaamisen hyötysuhteensa. Tätä hyötysuhdetta mitataan suorituskykykertoimella. 1980-luvulla kerroin oli 0,44, 2000-luvun puoleenväliin tultaessa 0,50).

Kaavio 8.2: Tuuliturbiinimalleja

TUULITURBIINIMALLEJA, JOISSA AKSELI VAAKATASOSSA

38

TUULITURBIINIMALLEJA, JOISSA AKSELI PYSTYTASOSSA


Offshore-tuulivoimalateknologia Merelle rakennettuja offshore-voimaloita on maailman tuulivoimaloista vain 1,3%, mutta offshore-teknologiassa on niin valtava potentiaali, että se ajaa tuulivoima-alan kehitystä. Vuoden 2009 loppuun mennessä maailmassa oli yhteensä 2 100 MW offshorekapasiteettia. Merelle asennettava tuulivoima voi hyödyntää suurempia tuulennopeuksia kuin tyypilliset maalle rakennetut voimalat. Merelle asennettavat turbiinit ja voimalat voivat olla myös huomattavasti suurempia, koska ne voidaan kuljettaa asennuspaikalle laivoilla. EU:ssa, ja myös muualla, ollaan hyvin kiinnostuneita offshore-teknologiasta, vaikka sen kustannukset ovat suhteessa kalliimmat kuin maalle rakennetun tuulivoiman. Vuosien 2007 ja 2009 välillä rakennettujen offshore-turbiinien kapasiteetti on kahdesta viiteen megawattiin, ja suurempia turbiineja on suunnitteilla. Näinä vuosina rakennettujen offshorevoimaloiden yhteenlaskettu koko on 20-120 MW, ja voimalat asennettiin useimmiten 10–20 metrin syvyyteen. Etäisyys rantaan on yleensä ollut alle 20 kilometriä, mutta keskimääräinen etäisyys on kasvanut ajan myötä. Voimaloita tullaan luultavasti asentamaan yhä syvemmälle, ja suurempia, tehokkaampia turbiineja tullaan käyttämään, kun tekniikasta on enemmän kokemusta. Offshore-turbiinit ovat hyvin samankaltaista kuin maalle rakennettavat turbiinit. Rakenteisiin on tehty joitakin muutoksia, ja perustukset on suunniteltu merelle soveltuviksi. Voimaloihin on voitu lisätä merenkulkua mittaavia laitteita, ja voimalat on suunniteltu niin, että ne vaativat mahdollisimman vähän huoltoa. 8.3.3 Biomassat Biomassa tarkoittaa kaikkea sellaista biologista alkuperää olevaa materiaalia, jota voidaan käyttää energiantuotannossa. Biomassoja ovat puu, peltokasvit, levät ja muut kasvit, sekä maa- ja metsätalouden sivuvirrat ja näistä tuotetut biokaasut. Biomassoja voidaan käyttää monenlaisiin tarkoituksiin: lämmitykseen, sähköntuotantoon tai liikennepolttoaineeksi. Termillä bioenergia tarkoitetaan sähkön- ja lämmöntuotantoon tarkoitettuja polttoaineita ja termillä biopolttoaine nestemäisiä liikennepolttoaineita. Erilaisista kasveista saatavan biodieselin käyttö on yleistynyt nopeasti öljyn hinnan noustessa. Biologiset energianlähteet ovat uusiutuvia, ja helposti varastoitavia. Biopolttoaineet ovat parhaimmillaan hiilitaseeltaan huomattavasti fossiilisia polttoaineita parempi vaihtoehto, koska biopolttoaineiden poltossa vapautuva hiilidioksidi on sitoutunut kasveihin niiden kasvaessa. Useimmat jätepohjaiset biomassat ovat hiilineutraaleja. Biomassojen käytössä on kuitenkin tärkeää kiinnittää huomiota niiden kestävyyteen, koska kaikki biomassat eivät suinkaan ole hiilitaseeltaan hyvä vaihtoehto. Jotkut biopolttoaineet voivat olla jopa fossiilisia polttoaineita huonompi vaihtoehto (ks. s. 24). Sähköä tuottavat biomassavoimalat toimivat samalla tavalla kuin hiiltä tai maakaasua käyttävät voimalat.. Biomassavoimalat eivät yleensä ole yhtä suuria kuin hiilivoimalat, koska polttoaine on saatava niin läheltä voimalaa kuin mahdollista. Lämpöä voidaan tuottaa biomassavoimaloissa lämmön ja sähkön yhteistuotannossa (Combined Heat and Power, CHP), jossa lämpö siirretään käyttäjille kaukolämpöverkossa, tai dedikoidussa lämmöntuotannossa. Esimerkiksi omakotitalo voi käyttää lämmitykseen

jätepuusta valmistettuja pellettejä maakaasun tai öljyn sijaan.

Biomassateknologiat Biomassan sisältämä energia voidaan hyödyntää eri tavoin. Nämä tavat voidaan jaotella termokemiallisiin (suora poltto, kiinteän aineen tai nesteen pyrolyysi tai kaasutus) ja biologisiin prosesseihin (kiinteän biomassan muuntaminen nestemäiseksi tai kaasumaiseksi mädättämällä). Termokemialliset prosessit Suora poltto. Yleisin tapa hyödyntää biomassoja energianlähteenä on niiden polttaminen sellaisenaan. Näin tuotetaan yli 90% biomassaenergiasta maailmassa. Polttoprosessit tunnetaan hyvin: kyse on polttoaineen sisältämän hiilen ja vedyn reagoinnista ylimääräisen hapen kanssa. Prosessissa syntyy hiilidioksidia, vettä ja lämpöä. Teollisuudessa käytetään puuta ja puuhiiltä energianlähteenä. Useita olemassa olevia teknologioita on suunniteltu erilaisten biomassojen hyödyntämiseen, erilaisissa mittakaavoissa. Kaasutus. Biomassapolttoaineita käytetään myös yhä kehittyneemmillä teknologioilla, kuten kaasuttamalla. Kaasuttaminen on tehokkaampaa kuin perinteinen kiinteän aineen poltto. Biomassan kaasuttaminen tapahtuu siten, että biomassaa kuumennetaan, jolloin se hapettuu osittain. Näin syntyy palavaa, niin kutsuttua puukaasua, jossa on paljon häkää (CO) ja vetyä (H2). Kaasun energiasisältö on 5–20 MJ/Nm3, riippuen biomassan laadusta ja siitä, tehdäänkö kaasutus ilman, hapen vai epäsuoran lämmityksen avulla. Energiasisältö on 10–45% maakaasun energiasisällöstä. Puukaasua voidaan jalostaa laadukkaammaksi synteesikaasuksi. Synteesikaasua voidaan hyödyntää sähköntuotannossa kaasutai höyryturbiinin avulla. Synteesikaasulla voidaan korvata dieselpolttoainetta tarkoitukseen sopivissa moottoreissa. Yleisimmät kaasuttimet käyttävät raaka-aineenaan puuta tai puumaista biomassaa. Erityiset kaasuttimet voivat käyttää raaka-aineenaan ei-puumaista biomassaa. Suoraan polttoon verrattuna kaasutus on tehokkaampaa ja tuottaa hallitumpaa lämmitystä sekä paremman hyötysuhteen sähköntuotannossa. Lisäksi kaasutus mahdollistaa yhteistuotannon muiden polttoaineiden ja kemikaalien kanssa. Kaasutus myös laskee sähköntuotannon päästöjä verrattuna suoraan polttoon. Pyrolyysi on lämpöhajoamista hapettomassa tilassa (anaerobisissa olosuhteissa). Prosessi tuottaa kiinteää ainetta (puuhiili), nestettä (pyrolyysiöljy) ja kaasua. Näiden kolmen lopputuotteen suhteelliset määrät riippuvat pyrolyysin lämpötilasta ja prosessin kestosta. Matalissa lämpötiloissa saadaan enemmän kiinteää ja nestemäistä lopputuotetta ja korkeammissa lämpötiloissa enemmän biokaasua. Biomassajakeiden lämmitys kohtuullisen korkeissa, 450–550°C:n lämpötiloissa tuottaa 70–80% öljyä. Loppu on biohiiltä ja kaasuja. Biologiset järjestelmät Biologisilla prosesseilla voidaan käsitellä hyvin märkää biomassaa, esimerkiksi ruokaa tai maatalouden jätteitä, kuten karjan jätöksiä. Anaerobinen käyminen. Anaerobisella käymisellä tarkoitetaan orgaanisten materiaalien hajoamista hapettomassa tilassa. Tämä 39


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

tuottaa biokaasua, josta 65% on metaania ja 35% hiilidioksidia. Puhdistettua biokaasua voidaan käyttää lämmitykseen ja sähköntuotantoon. Käyminen. Käymisprosessissa sokeri- tai tärkkelyspitoiset kasvit hajotetaan mikro-organismien avulla, jolloin saadaan etanolia tai metanolia. Lopputuote on poltettava neste, jota voidaan käyttää ajoneuvoissa.

korkealämpöisemmillä alueilla (yli 150°C) voidaan tuottaa sähköä. Nykypäivänä maailmassa geotermistä energiaa tuotetaan yhteensä noin 10 700 MW, josta vajaa kolmannes Yhdysvalloissa (yli 3 000 MW). Seuraavaksi eniten sitä tuotetaan Filippiineillä (1 900 MW) ja Indonesiassa (1 200 MW).

Terminologia ja käyttökohteet

Biomassalaitokset ovat yleensä alle 15 MW:n kokoisia, mutta myös suuremmat laitokset ovat mahdollisia. Olisi ihanteellista, jos biomassalaitoksissa hyödynnettäsiin myös tuotettu lämpö.

Geotermistä sähköenergiaa otetaan talteen poraamalla kaivoja, jolloin saadaan kuumat maanalaiset vesivarannot käyttöön, tai keinotekoisilla säiliöillä, joilla lämpöä otetaan talteen. Kaivoista saadaan kuumaa vettä ja/tai höyryä.

Nestemäiset biopolttoaineet. Biopolttoaineiden tuotannossa käytetään erilaisia kasveja ja kasviperäisiä materiaaleja.

Korkealämpötilaisissa hydrotermisissä varastoissa vettä on maan alla nestemäisenä, suuressa paineessa. Kun vesi porataan tällaisesta varastosta, paine laskee ja vesi muuttuu höyryksi, joka voidaan johtaa sähköä tuottavaan turbiiniin. Jäljelle jäävä suolainen vesi syötetään takaisin hydrotermiseen varastoon toisen porakaivon kautta. Jotkut varannot, kuten Yhdysvaltain Geysirit, Lardebello Italiassa, Matsukawa Japanissa ja jotkut Indonesian kentät, tuottavat höyryä luonnollisesti. Tämä höyry voidaan syöttää turbiiniin sellaisenaan. Keskilämpötilaisista tai parannelluista geotermisistä järjestelmistä saatavaa kuumaa vettä voidaan käyttää lämmönsiirtimissä sähkön tuottamiseen kaksivaiheisesti, tai lämmönlähteenä sellaisenaan. Kerätty neste palautetaan varantoon. Suomessa geoterminen sähköntuotanto ei ole taloudellisesti järkevää.

Tulevaisuudessa nestemäisiä biopolttoaineita tullaan tuottamaan paljolti myös ”biogeenisellä synteesillä”. Teoriassa biopolttoaineita voidaan tuottaa mistä tahansa biologisesta, hiiltä sisältävästä lähteestä, yleisimmin kuitenkin yhteyttävistä kasveista. Maailmanlaajuisesti biopolttoaineita käytetään yleensä ajoneuvojen energianlähteenä, mutta niitä voidaan käyttää myös muihin tarkoituksiin. Biopolttoaineiden tuotannon ja käytön pitää vähentää hiilipäästöjä verrattuna fossiilisten polttoaineiden käyttöön, jotta niillä olisi positiivisia ilmastovaikutuksia. Kestävästi tuotetut biopolttoaineet voivat vähentää riippuvuutta öljystä ja parantaa energiaomavaraisuutta. Bioetanoli on polttoaine, joka on valmistettu sokereita käyttämällä. Bioetanolia saadaan sokeripitoisista kasveista (sokeriruoko, sokerijuurikas) tai viljojen (vehnä, ruis, ohra, maissi) tärkkelystä hajottamalla. Euroopan unionin alueella bioetanolia valmistetaan yleensä viljoista, joista yleisin raaka-aine on vehnä. Brasiliassa yleisin raaka-aine on sokeriruoko ja Yhdysvalloissa maissi. Bioetanolin sivutuotteena syntyy proteiinipitoista rehua. Jokaisesta raaka-aineena käytetystä viljatonnista muodostuu keskimäärin kolmannes rehua. Korkean proteiinipitoisuutensa ansiosta sillä voidaan korvata soijaa rehuna. Bioetanolia voidaan sekoittaa bensiiniin sellaisenaan, tai se voidaan jalostaa etyylitertiääributyylieetteriksi. Biodieseliä valmistetaan muun muassa kasviöljyistä kuten palmu- ja rypsiöljystä, viljoista tai soijapavuista. Myös käytettyä ruokaöljyä tai eläinrasvaa voidaan käyttää raaka-aineena. Jos raaka-aineena käytetään ruokaöljyjätettä, jäteöljyn haitat vähenevät samalla kun se saadaan hyödynnettyä liikennepolttoaineena. Markkinoiden yleisin biodieseltuote on biodieselin ja perinteisen hiilivetypohjaisen dieselin yhdistelmä. 8.3.4 Geoterminen energia Geoterminen energia on maankuoren alta peräisin olevaa lämpöä. Useimmilla alueilla tämä lämpö on hyvin syvällä ja haihtuu ennen kuin se saavuttaa maanpinnan. Joissain paikoissa geotermistä lämpöä on kuitenkin lähellä pintaa ja sitä voidaan käyttää saasteettoman energian lähteenä. Tällaisia paikkoja ovat muun muassa Yhdysvaltain länsiosat, Itä-Eurooppa, Islanti, Aasia ja Uusi-Seelanti. Geotermisen energian käyttö riippuu saatavilla olevasta lämpötilasta. Matala- ja keskilämpöisillä alueilla (alle 90°C, tai 90–150°C) geotermistä energiaa voidaan käyttää suoraan lämmitykseen, ja 40

8.3.5 Vesivoima Vesivoimaa on käytetty sähkön tuotannossa noin sadan vuoden ajan, ja nykyään sillä tuotetaan noin viidennes maailman sähköstä. Vesivoimassa täytyy luoda vedelle keinotekoisesti korkeusero. Näin vedellä on riittävä paine turbiinin pyörittämiseen, kun se johdetaan kanavaan tai putkeen.

Jaottelu korkeuseron ja koon mukaan Vesivoimalan ylä- ja alapuolen vesivarantojen välinen korkeusero luo turbiineille paineen. Paine ja virtaus määrittelevät, minkälaista turbiinia käytetään. Vesivoimaloiden korkeuserot vaihtelevat suuresti alueittain, eikä yleisesti hyväksyttyä korkeuseroa ole määritelty. Vesivoimaloita voidaan jaotella kapasiteetin mukaan, joka mitataan megawatteina. Pienet vesivoimalat ovat yleensä joen virtaukseen perustuvia voimaloita. Tekojärvivoimalat taas käyttävät koosta riippumatta samanlaisia peruskomponentteja ja -teknologioita. Pienten vesivoimaloiden sovittamiseen paikalliseen maastoon vie yleensä vähemmän aikaa ja vaivaa, joten niitä rakennetaan yhä enemmän ympäri maailman. Pienvoimaloita rakennetaan usein paikkoihin, joissa muita energianlähteitä ei ole saatavilla tai ne eivät ole taloudellisesti järkeviä. Greenpeace tukee International Rivers Networkin kestävyyskriiteerejä vesivoimalle. (www.internationalrivers.org)

Jaottelu voimalan tyypin mukaan Vesivoimaloita voidaan myös jaotella seuraaviin kategorioihin toiminnan ja virtauksen mukaan:run-of-river (RoR) • jokivoimalaitokset (Run-Of-River, ROR)


• allasvoimalaitokset

8.3.6 Merienergia

• pumppuvoimalaitokset ja

Aaltoenergia

• virtaamavoimalat, joka on uudempi ja vähemmän kehittynyt teknologia. Jokivoimalaitokset Nämä voimalat saavat energiansa joen virtauksesta, eivätkä ne kerää merkittävää tekojärveä taakseen. Jokivoimalaitoksissa saattaa olla lyhyen ajan, tuntien tai päivien, varanto, mutta niiden tuotannon määrää joen virtausnopeus. Koska tuotanto riippuu sademäärästä, se voi muuttua päivittäin, kuukausittain tai vuodenajoittain, etenkin pienissä joissa, joiden virtaus vaihtelee. Tyypillisessä voimalassa osa joesta ohjataan kanavaan tai putkeen (paineputki), joka virtaa hydraulisen turbiinin läpi. Turbiini on liitetty sähkögeneraattoriin. Voimaloita voi olla useita peräkkäin, jolloin yläjuoksulla on yleensä patoaltaallinen vesivoimala. Jokivoimalaitokset ovat yleensä halvempia, ja niillä on pienemmät ympäristövaikutukset kuin allasvoimalaitoksilla. Allasvoimalaitokset Vesivoimalaitoksia, joissa on patoallas, kutsutaan allasvoimalaitoksiksi. Patoallas vähentää riippuvuutta veden virtauksen määrästä. Voimalan turbiinit ovat padon alaosassa tai alajuoksulla, jolloin ne on liitetty patoon tunnelien tai putkistojen avulla. Patoallas laaditaan maaston mukaan – usein jokilaaksoon luodaan tekojärvi. Myös vuoristojärvestä voidaan saada patoallas, joka säilyttää monia alkuperäisiä ominaisuuksiaan. Tällöin voimala yleensä liitetään patoaltaaseen tunnelin avulla. Skandinaviassa on järviä, joihin saadaan yli 1 000 metrin korkeusero. Allasvoimalaan voi tulla tunneleita useista järvistä, ja ne voidaan yhdistää lähialueen jokiin. Suurilla allasvoimaloilla, joissa on betonipato ja tekojärvi, on yleensä tuhoisa vaikutus paikalliseen ympäristöön, koska suuret maa-alat jäävät veden alle. Pumppuvoimalaitokset Pumppuvoimalaitokset ovat pikemminkin energiavarastoja kuin varsinaista energiaa tuottavia voimalaitoksia. Pumppuvoimalaitoksissa vettä pumpataan alemmasta tekojärvestä ylempään, kun ylimääräistä, halpaa sähköä on tarjolla. Virta on päinvastainen huippukulutuksen aikana. Pumppuvoimala on käytännöllinen, jos sähkön kysyntä tai tarjonta vaihtelee rajusti. Pumppuvoimalaitokset ovat suurimpia mahdollisia energiavarastoja, joita on nykyään saatavilla. Olemassaolevia laitoksia käyttävät virtaamavoimalat Joessa jo olevia laitoksia, kuten vanhoja patoja, kanaaleita ja putouksia, voidaan valjastaa sähköntuotantoon käyttämällä pienturbiineja tai hydrokineettisiä turbiineja. Periaatteeltaan nämä voimalat ovat samantyyppisiä kuin jokivoimalaitokset. Myös hydrokineettisiä välineitä kehitetään keräämään energiaa vuorovesistä ja virtauksista sisämaan joissa ja kanaaleissa. Greenpeace ei tue suuria allasvoimalaitoksia, jotka tarvitsevat suuria patoja ja tekojärviä, mutta tukee pienvesivoimaa ja jokivoimalaitoksia

Aaltoenergian tuotannossa aaltojen tuottama liike-energia muutetaan sähköksi hydraulisen, mekaanisen tai pneumaattisen järjestelmän avulla. Voimala on ankkuroitu tai asennettu suoraan merenpohjaan tai rannalle. Sähkö siirretään joustavaa, merenalaista kaapelia pitkin. Aaltovoima voi tarjota ennustettavaa energiantuotantoa aiheuttamatta haittaa maisemalle. Erilaisia aaltovoimaloita on parhaillaan konsepti- tai testivaiheessa. Voimalatyypit eroavat liikkeen (kohoilu, aaltoilu, kallistelu), asennussyvyyden ja sen mukaan, miten kaukana ne ovat rannasta. Rantavoimalat ovat asennettu rannalle, ja rannan läheisyydessä toimivat voimalat ovat 20–500 metrin päässä rannasta, missä aallot ovat voimakkaampia ja tehokkaampia. Kauimpana rannasta sijaitsevat voimalat käyttävät hyväksi voimakkaita aaltoja yli 25 metrin syvyydessä. Mikään yksittäinen teknologia ei ole osoittautunut toisia paremmaksi, ja merellä testataan kaikenlaisia voimalatyyppejä. IsoBritannia on aaltovoiman kehityksen kärkimaa. Tähän mennessä suurin verkkoon kytketty järjestelmä Portugalin rannikon lähellä toimiva 2,25 megawatin Pelamis, jossa on puoliksi upoksissa olevia sylinterin muotoisia osia. Tyypillisessä aaltovoimalalaitteistossa on primaarinen, sekundäärinen ja tertiäärinen muutosvaihe, joilla viitataan veden kineettisen energian muuttamiseen mekaaniseksi energiaksi, ja tämän jälkeen sähköenergiaksi generaattorilla. Viimeaikaiset katsaukset aaltovoiman kehitykseen ovat listanneet yli 50 eri kehitysvaiheissa olevaa järjestelmää. Teknologian kokorajoituksia käytännössä ei tunneta. Voimalaitosmittakaavan sähköntuotantoon aaltoenergiasta tarvitaan useita yksittäisiä yksiköitä. Kuten tuulivoimaloiden kohdalla, teknologia valitaan paikan mukaan. Aaltovoimalat voidaan tehdä pienistä 100–500 kW:n turbiineista. Vaihtoehtoisesti ne voidaan tehdä mekaanisesti tai hydraulisesti toisiinsa liitetyistä moduuleista, jotka ovat yhdistetty samaan 2–20 MW:n generaattoriin. Jotta saadaan hyödynnettyä suuria aaltoja, jotka lisäävät aaltovoiman kustannustehokkuutta, tarvitaan kalliita merenalaisia kaapeleita sähkön siirtoon. Myös muuntajat tarvitsevat runsaasti tilaa. Kammiojärjestelmä käyttää aaltoliikettä saadakseen luotua paine-eron ilmalla täytetyn säiliön ja ulkoilman välille. Ilma työnnetään suurella nopeudella ilmaturbiinin lävitse, joka on liitetty sähkögeneraattoriin. Ilmaturbiini pyörii aina samaan suuntaan, riippumatta virtauksista. Laite voidaan asentaa kiinteästi aaltojen yläpuolelle (jyrkänteelle tai aallonmurtajalle), tai kiinnittää merenpohjaan lähelle rantaa. Syvemmälle asennettuna laite voi kellua niin, että se ankkuroidaan pohjaan. Liikkuvarunkoiset mallit käyttävät aaltoliikettä liikuttamaan kahta rungon osaa toisiinsa nähden. Liikettä käytetään energian tuottamiseen. Liikkuvarunkoiset mallit voivat olla joko veden pinnalla tai veden alla. Lisäksi on lähelle rantaa sijoitettavia saranamalleja, jotka hyödyntävät pohja-aaltojen energiaa. Pinnanpäälliset järjestelmät keräävät aaltoja säiliöön, jonka suu on hieman merenpinnan yläpuolella. Säiliö tyhjenee perintei41


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

sen hydraulisen turbiinin läpi, jolloin syntyy sähköä. Tällainen järjestelmä voi kellua, tai se voidaan asentaa rannan tuntumaan tai aallonmurtajalle. Epätasaista virtaa tuottavat järjestelmät muuntavat aaltojen aiheuttamaa liike-energiaa, ilmavirtaa tai veden virtausta sähköksi. Erilaisia epätasaista virtaa tuottavia järjestelmiä on testauksessa tai suunnitteilla. Kaikille niille on kuitenkin yhteistä se, että sähköä luodaan reaaliajassa aaltojen liikettä hyödyntämällä.

Vuorovesilaguunit Vuorovedellä tuotettua energiaa on kokeiltu paikoissa, joissa pato on jokisuulla, jolloin se muodostaa patoaltaan. Tällaisissa paikoissa sijaitsevat padot käyttävät matalan korkeuseron turbiineja. Useamman padon menetelmä toisi sähköntuotantoon joustavuutta, koska yhdessä padot voisivat tuottaa sähköä keskeytyksittä. Viime aikoina on kehitetty järjestelmiä, jotka eivät ole jokien suilla, vaan merellä. Näitä kutsutaan vuorovesilaguuneiksi, ja ne tarjoavat joustavaa sähköntuotantoa tuhoamatta ainutlaatuisia jokisuistoja. Vuorovesilaguuneissa käytetään jo olemassa olevia teknologioita. Vuorovesilaguunien keskimääräiseksi huipunkäyttöajaksi on arvioitu 22,5–35%.

Vuorovesi- ja merivirrat Merivirtaa hyödyntävät turbiinit voivat muistuttaa tuuliturbiineja, mutta niiden pitää sietää muuttuvia virtauksia ja kovia merenalaisia olosuhteita, kuten suolaveden aiheuttamaa korroosiota, likaantumista ja ajelehtivaa rojua. Jotkut konseptiteknologiat perustuvat kalvoihin tai vedenalaisiin purjeisiin. Avomeren virtausten hyödyntämisen periaatteet ovat samankaltaisia kuin vuorovesivoimaloissa, mutta ne vaativat erilaisen infrastruktuurin. Syvänmerenjärjestelmät voivat tarvita kelluvan turbiini-/generaattoriyksikön, ja pohjaan ankkuroinnin. Vaihtoehtoisesti ne voidaan liittää jo olemassaoleviin järjestelmiin, kuten porauslauttoihin. Järjestelmissä, jotka hyödyntävät avomerivirtoja, voi olla suuremmat roottorit, koska rannat tai muut esteet eivät rajoita niiden kokoa.

8.4 Uusiutuvat lämmitys- ja jäähdytysteknologiat Ihminen on käyttänyt uusiutuvaa lämmitystä ja jäähdytystä jo pitkään. Lämpö voi tulla auringosta (aurinkoterminen), maaperästä (geoterminen), ulkoilmasta tai kasvimateriaalista (biomassa). Auringon lämmön käyttö kuivaukseen tai puun käyttö ruoanlaittoon ovat olleet käytössä niin kauan, että niitä pidetään “perinteisinä”, mutta nykypäivän teknologiat eivät suinkaan ole vanhanaikaisia. Viimeisten kymmenen vuoden aikana moniin perinteisiin energiantuotantotapoihin on tullut parannuksia, ja niistä on tullut, tai tulee pian, kilpailukykyisiä fossiilisten polttoaineiden kanssa. 8.4.1 Aurinkokeräinteknologiat Auringon lämpöä on hyödynnetty vuosisatojen ajan, ja viimeisten kolmenkymmenen vuoden aikana teknologiaa on kehitetty 42

kaupalliseen käyttöön. Aurinkokeräimet perustuvat vuosisatoja vanhaan ideaan: aurinko lämmittää tummaa astiaa, jossa on vettä. Nykyään markkinoilla olevat aurinkokeräimet ovat tehokkaita ja hyvin luotettavia. Aurinkokeräimet lämmittävät kotitalouksia, toimistorakennuksia, uima-altaita ja näin tuotettua lämpöä voidaan hyödyntää myös teollisissa prosesseissa. Niitä voidaan käyttää myös jäähdytyksessä ja suolan poistossa merivedestä. Aurinkokeräimet voidaan integroida rakennukseen jo suunnitteluvaiheessa, tai niillä voidaan korvata vanha lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmä.

Kotitalousjärjestelmät Kotitalouksien käyttöveden lämmitys on erittäin hyvä käyttökohde aurinkokeräimille. Sääolosuhteista ja käytettävästä teknologiasta riippuen rakennuksen kuumasta vedestä suurin osa voidaan tuottaa aurinkoenergialla. Suuremmilla järjestelmillä voidaan lämmittää lisäksi sisätiloja. Aurinkokeräimiä on pääasiassa kahta tyyppiä: Tyhjiöputket. Tyhjiöputkien sisällä on lämpöä absorboivaa ainetta, joka lämmittää putkissa kiertävää vettä. Lämpösäteilyä tulee myös putkien takana olevista heijastimista. Putket ovat pyöreitä, joten ne lämpiävät auringon kulmasta riippumatta. Keräin toimii jopa pilvisenä päivänä, jolloin valoa tulee useista suunnista. Useimmat maailmalla toimivat keräinjärjestelmät ovat tätä tyyppiä. Keräintyyppi muodostuu useasta tyhjiölasiputkesta, joissa on absorptiomateriaalia sisällä. Tyhjiö vähentää lämmön karkaamista. Järjestelmällä voidaan saavuttaa jopa 120°C:n lämpötila, mutta useimmiten riittävä lämpötila on 60–80°C. Tyhjiöputket ovat tehokkaampia kuin paneelimaiset keräimet, mutta toisaalta ne maksavat enemmän. Paneelit. Paneelikeräimet ovat periaatteessa katolle asennettavia lasikattoisia laatikoita. Sisällä on kupari- ja alumiiniputkia, joihin on liitetty kupariläppiä. Koko järjestelmä on peitetty mustalla materiaalilla auringonsäteiden keräämiseksi. Yleensä paneelikeräimien sisällä ei ole tyhjiötä. Niillä saadaan 30–80°C:n lämpötila, ja ne ovat yleisin keräintyyppi Euroopassa. Systeemin kokonaiskustannuksiin vaikuttaa käytetty järjestelmä. Järjestelmiä on kahta päätyyppiä. Passiviset järjestelmät. Passiivinen järjestelmä siirtää vettä painovoiman avulla keräimestä lämminvesivaraajaan. Pumppua, kontrolleria tai erillistä lämmönsiirtäjää ei tarvita, joten järjestelmä on edullinen. Passiivinen järjestelmä on kompakti, ja sen asennus ja huolto on helppoa. Passiivisen järjestelmän lämminvesivaraaja on yleensä asennettu katolle, joten sääolosuhteet vaikuttavat sen toimintaan. Passiivisia järjestelmiä käytetään yleensä lämpimissä maissa, koska niiden tehokkuus on pumppujärjestelmiä alhaisempi. Yleisiä ongelmia ovat lämpöhävikit ja jäätyminen, joten ne eivät sovi paikkoihin, jossa lämpötila laskee nollan alapuolelle. Etelä-Euroopassa passiivinen järjestelmä pystyy tuottamaan lämmintä vettä kotitaloudelle lähes ympäri vuoden. Pumppujärjestelmät. Useimmat aurinkokeräimet Euroopassa


ovat pumppujärjestelmiä, jotka ovat huomattavasti monimutkaisempia ja kalliimpia kuin passiiviset järjestelmät. Näissä järjestelmissä lämmivesivaraaja on yleensä talon sisällä, esimerkiksi kellarissa. Automaattinen pumppu kierrättää vettä keräimen ja varaajan välillä. Pumppujärjestelmään kuuluu yleensä lämmönvaihtaja, joten järjestelmässä on kaksi kiertoa. Tällaista järjestelmää voi käyttää myös maissa, jossa lämpötila laskee nollan alapuolelle. Silloin keräimen lävitse kulkevaan kiertoon pitää lisätä jäätymisenestoainetta, jottei jäätynyt neste riko järjestelmää.

Jäähdytys

Vaikka pumppujärjestelmät ovat passiivijärjestelmää tehokkaampia, ne eivät riitä lämmittämään käyttövettä vuoden ympäri kylmillä alueilla. SIlloin tarvitaan myös toinen lämmitysjärjestelmä. Toinen järjestelmä voi olla esimerkiksi lämpöpumppu, pellettipoltin tai perinteinen kaasua tai öljyä käyttävä lämpökattila. Järjestelmän hyötysuhde voidaan laskea jakamalla aurinkokeräimen tuotto koko vuoden lämpimän veden – ja tarvittaessa sisätilojen lämmityksen – tarpeella. Modernien aurinkokeräinten hyötysuhde Keski-Euroopassa on yleisesti noin 60%.

Aurinkoenergian käyttö jäähdytykseen on järkevää, koska kuumilla alueilla tarvitaan jäähdytystä. Yleensä jäähdytysjärjestelmä on suljetun kierron sorptiojärjestelmä, ja yleensä järjestelmä perustuu absorptioon. Järjestelmä vaatii yli 80°C lämpötilan, joten tarkoitukseen sopivat tyhjiöputkikeräimet, kehittyneet paneelikeräimet tai paraboliset keskittimet. Keräinten täytyy olla pinta-alaltaan noin 4m2 jäähdytykseen tarvittavaa kilowattia kohden.

Lämmitysjärjestelmät kotitalouksille Myös rakennusten lämmitys aurinkokeräimillä on mahdollista Euroopassa. Eurooppa on tällä hetkellä aurinkokeräimien suurin markkina-alue, ja Saksa ja Itävalta ovat alalla edelläkävijöitä. Sisätilojen lämmitykseen tarkoitetut keräimet ovat samanlaisia kuin käyttöveden lämmitykseen tarkoitetut, mutta saatavilla sisätilojen lämmitykseen on saatavilla vain pumppujärjestelmiä. Useimmat käytössä olevista järjestelmistä ovat niin kutsuttuja kombi-järjestelmiä, jotka lämmittävät sekä käyttövettä että sisätiloja. Kooltaan kotitalouksien lämmitysjärjestelmät ovat yleensä 6–16 m2, ja vuosittainen hyötysuhde on keski-Euroopassa yleisesti noin 25%.

Prosessilämpö Aurinkokeräimien käyttöä teollisten prosessien lämmityksessä kehitellään, mutta sitä ei ole vielä juurikaan tähän tarkoitukseen käytössä. Mitään standardikeräintä ei ole olemassa, koska teolliset prosessit suunnitellaan tapauskohtaisesti. Teolliseen prosessilämpöön on on kehitelty erilaisia aurinkokeräimiä erilaisille lämpötilatarpeille. Paneelijärjestelmät ja tyhjiöputkikeräimet lämmittävät vettä 80°C:een asti, ja niitä on markkinoilla hyvä valikoima. Myös 80–120°C lämpötilan saavuttavia, kehittyneitä paneelikeräimiä on saatavilla. Ne perustuvat muun muassa useampaan lasikerrokseen, heijastusta estäviin pinnoitteisiin, sekä tyhjiöön tai inerttiin kaasuun. Muita vaihtoehtoja ovat paneeli- tai tyhjiöputkikeräimet, joissa on yhdistetty parabolinen keskitin (compound parabolic concentrators, CPC). Tällaiset keräimet voivat olla kiinteitä, ja keskittäminen parantaa niiden tehoa 2–3-kertaiseksi. Ne hyödyntävät suurimman osan epäsuorasta säteilystä, mikä tekee niistä hyviä vaihtoehtoja sellaisille alueille, joissa auringon säteily on heikompaa. Suunnitteilla on erilaisia keräimiä, jotka yltävät 80–180°C lämpötilaan, käyttäen parabolisia kouruja tai Fresnel-järjestelmiä. Erityisesti teollisten prosessien lämmitykseen tarkoitetut järjestelmät sopivat 150–250°C lämpötiloille. Teollisiin prosesseihin tarkoitetut ilmalämpöpumput sopivat lähinnä matalan lämpötilan prosesseille, kuten biomassojen kuivaukseen. Niitä ei käsitellä tässä kappaleessa.

Aurinkojäähdyttimet jäähdyttävät ja/tai poistavat kosteutta. Jäähdyttimet toimivat samalla periaatteella kuin jääkaapit ja ilmastointilaitteet. Aurinkoenergia sopii jäähdytykseen hyvin, koska yleensä jäädytystä tarvitaan eniten alueilla, joilla auringonpaiste on voimakkainta. Aurinkojäähdytystä on käytetty menestyksekkäästi. Suuren mittakaavan ratkaisuja ei ole vielä käytössä, mutta sellaisia on suunnitteilla.

Termokemiallinen jäähdytyskierto (sorptio) perustuu joko absorptioon tai adsorptioon. Absorptio on nesteen tai kaasun imeytymistä toiseen aineeseen (nesteeseen tai kaasuun). Adsorptio on nesteen tai kaasun sitoutumista kiinteään pintaan. Termokemiallinen jäähdytyskierto on seuraavanlainen prosessi: nestemäinen jäähdytysaine, jolla on erittäin alhainen kiehumispiste, höyrystyy alhaisessa paineessa, ja imee lämpöä ympäristöstään. Näin se jäähdyttää ympäristöä. Kaasumainen jäähdytysaine absorboidaan nestemäiseen liuottimeen, yleensä veteen. Jäähdytysaine ja liuotin erotetaan toisistaan uudelleen syöttämällä prosessiin uusiutuvaa lämpöenergiaa siten, että aineiden eri kiehumispisteitä käytetään hyväksi. Kaasumainen jäähdytysaine tiivistyy, vapautuu ja palaa kierron alkuun. Lämpöenergia prosessiin saadaan sähkön- ja lämmön yhteistuotanolaotoksista, maakaasusta tai aurinkokeräimistä. 8.4.2 Geoterminen, hydroterminen ja aeroterminen energia Ympäristöstä voidaan kerätä geotermistä, hydrotermistä tai aerotermistä energiaa. Geoterminen energia on maankuoreen varastoitunutta lämpöenergiaa, joka on peräisin pääasiassa maapallon vaipasta sekä ytimestä maankuorta kohti virtaavasta lämmöstä. Tämä lämpö syntyy radioaktiivisten isotooppien hajoamisesta. Lisäksi maankuoren pintakerros lämpenee muutaman metrin syvyydeltä auringon vaikutuksesta. Geotermistä energiaa on saatavilla vuoden ympäri, kaikkina vuorokauden aikoina ja säästä riippumatta. Hydroterminen energia on pintavesiin – jokiin, järviin, meriin – sitoutunutta lämpöenergiaa. Aeroterminen energia on ilmakehään sitoutunutta lämpöenergiaa, joka on yleensä peräisin auringosta. Aerotermistä energiaa on saatavilla jatkuvasti, mutta sen hyödynnettävyys riippuu säästä ja alueesta.

Syvällä oleva geoterminen energia (geotermiset varannot) Maankuoren lämpötila nousee keskimäärin 25–30°C kilometriä kohti syvemmälle mentäessä, ja kolmen kilometrin syvyydessä on useimmilla alueilla yleensä noin 100°C. Tuliperäisillä alueilla voi kolmen kilometrin syvyydessä olla yli 180°C. ”Syvillä geotermisillä varannoilla” tarkoitetaan yleensä yli 400 metrin syvyydessä olevia varantoja, joiden lämpötila on yli 50°C. Reservin lämpötilasta riippuen syvien varantojen energiaa voidaan käyttää 43


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

esim. kaukolämpöön. Alle 400m syvyydessä olevien varantojen lämpötila on yleensä alle 30°C, joka on liian matala useimpiin lämmitystarkoituksiin tai sähköntuotantoon. Näiden matalien varantojen voidaan hyödyntää nostamalla niistä saadun veden lämpötilaa lämpöpumpuilla. Geotermisen energian käyttö lämmitykseen tai sähköntuotantoon riippuu höyryn tai veden saatavuudesta lämmönsiirtonesteeksi. Hydrotermisissä järjestelmissä kuumaa vettä tai vesihöyryä saadaan suoraan reservistä. Hydrotermistä energiaa hyödyntäviä järjestelmiä on jo toiminnassa monissa maissa. Tarpeeksi lämpimiä akvifereja on kuitenkin rajallisesti. Euroopassa on yli 180°C hydrotermisiä reservejä Islannissa ja Italiassa. Matalamman lämpötilan (alle 180°C) akviferejä voidaan myös käyttää lämmön tai sähkön tuotantoon. Niistä saadaan kuumaa vettä, tai höyry-vesiseosta. Toisin kuin hydrotermisten järjestelmissä, EGS-järjestelmät eivät tarvitse akviferiä vaan lämpö siirtyy kiviaineksessa. Sopivia alueita on toisin sanoen melkein kaikkialla. Vettä pitää syöttää maaperään injektiokaivojen avulla, jolloin kallioperä säröytyy. Ympäröivä kallioperä toimii lämmönsiirtimenä. Kuuma vesi pumpataan takaisin pintaan käytettäväksi voimalassa tai kaukolämpöverkossa. Parannelluilla geotermisillä järjestelmillä on suuri potentiaali, mutta ne eivät ole vielä laajassa kaupallisessa käytössä.

Geotermisen energian suora käyttö Akvifereissä tai syvissä varannoissa olevaa geotermistä energiaa voidaan hyödyntää lämpövoimaloissa tai kaukolämpöverkossa. Kuuma vesi syötetään joko suoraan kaukolämpöverkkoon (”avoimen kierron järjestelmä”) tai vaihtoehtoisesti geoterminen neste kierrätetään lämmönvaihtimessa (”suljetun kierron järjestelmä”), joka lämmittää kaukolämpöverkkoa. Kaukolämpöverkon lämpötila on yleensä 60-100°C. Korkeammatkin lämpötilat ovat mahdollisia jossain tapauksissa, jolloin kaukolämpöä voidaan hyödyntää myös prosesseissa jotka vaativat yli 100°C lämpötilan. Vaihtoehtoisesti porakaivoihin voidaan asentaa lämmönvaihtimia 300-3000 metrin syvyyteen (20-110°C) kierrättämällä lämmönsiirtonestettä lämmönvaihtajassa pinnan ja kaivon välillä. Lämpöpumpuilla voidaan tarvittaessa nostaa lämpötilaa. Järjestelmän tehokkuutta voidaan nostaa jos peräkkäin on useampia lämpöä hyödyntäviä järjestelmiä, joista jokainen hyödyntää edellistä matalampaa lämpötilaa. Esimerkiksi 250°C höyryä voidaan hyödyntää sähköntuotannossa, jonka jälkeen 80°C vettä voidaan hyödyntää kaukolämpöverkossa, jonka jälkeen 40°C vedellä voidaan lämmittää kalankasvatusaltaita. Suurimmat kustannukset geotermisen lämmön hyödyntämisessä tulevat kaivon poraamisesta.

Sähkön ja lämmön yhtäaikainen tuotanto Geotermistä lämpöä käytetään usein kaukolämpöverkossa. On kaksi tapaa käyttää lämpöä; geotermisen nesteen voi jakaa kahteen virtaan, joista toisella tuotetaan lämpöä ja toisella sähköä. Vaihtoehtoisesti lämmönvaihtajaa voidaan käyttää syöttämään geotermistä lämpöä sähköturbiiniin, jonka jälkeen jäljelle jäävä lämpö voidaan käyttää lämmitykseen. Kummassakaan tapauksessa ei käytetä generaattorien hukkalämpöä sellaisenaan yhteistuotantoon, vaan se vapautetaan ympäristöön.

44

8.4.3 Lämpöpumpputeknologiat Lämpöpumput ovat jäähdytyskiertoon perustuvia laitteita joilla lämmitetään tiloja tai vettä, tai jäähdytetään tiloja. Ne hyödyntävät maaperästä, vedestä tai ilmasta peräisin olevaa uusiutuvaa lämpöenergiaa. Lämpöenergia on peräisin melko viileästä lähteestä. Lämpöpumput käyttävät jompaa kumpaa seuraavista jäähdytyskierroista: • Kompressoripumput käyttävät sähkö- tai polttomoottorista peräisin olevaa mekaanista energiaa pyörittääkseen kompressoria. Energianlähde voi olla sähkö, kaasu tai öljy. • Termiset lämpöpumput käyttävät ympäristön lämpöenergiaa sorptioprosessiin (joko absorptioon tai adsorptioon). Erilaisia energianlähteitä voivat olla esimerkiksi hukkalämpö, biomassa, aurinkoenergia tai perinteiset polttoaineet. Kompressorilämpöpumput ovat nykyisin yleisimmin käytössä oleva pummputyyppi, mutta termisillä lämpöpumpuilla on huomattava potentiaali tulevaisuudessa. Lämpöpumppujen tehokkuutta mitataan indeksillä (Seasonal performance factor, SPF), joka mittaa vuosittaista lämmöntuotantoa verrattuna laitteen sähkönkulutukseen. Kotitalouksille tarkoitetut lämpöpumput toimivat parhaiten kun lämmönlähde on riittävän lämmin ja käyttökohteen lämpötila on verrattain matala, kuten veden tai tilojen lämmitykseen. Lämpöpumput ovat melko tehottomia korkeampien lämpötilojen saavuttamiseen, ja niitä ei voida käyttää yli 90°C lämpötiloihin. Teollisiin käyttökohteisiin tarkoitetut lämpöpumput voivat saavuttaa 80–90°C lämpötiloja käyttämällä jäähdytinainetta. Lämpöpumput jaotellaan yleensä lämmönlähteen mukaan: • Maalämpöpumput käyttävät maaperän lämpöä, joka on peräisin satojen metrien syvyydestä tai läheltä pintaa. Lämmönvaihtaja voi olla syvällä (300–3000 m), matalalla (50-300 m) tai maanpintaan nähden vaakasuorassa (muutaman metrin syvyydessä). • Vesilämpöpumput ovat yhteydessä vesilähteeseen, jonka lämpötila on noin 10°C, esimerkiksi kaivoihin, lampiin, jokiin tai mereen. • Ilmalämpöpumput käyttävät ulkoilmaa lämmönlähteenä. Ilman lämpötila on lämmityskaudella yleensä matalampia kuin maaperä tai vesilähteet. Maa- tai vesilämpöpumput ovat yleensä tehokkaampia kuin ilmalämpöpumput. Lämpöpumput tarvitsevat lisäenergiaa ulkoisen lämmönlähteen lisäksi, joten niiden ympäristövaikutus riippuu laitteen tehosta sekä ulkoisesta energian lähteestä. Jos lämpöpumpulla on matala SPF-arvo, ja suurin osa sähköstä on peräisin hiilivoimasta, hiilidioksidipäästöt voivat olla suuremmat kuin kaasua käyttävistä jäähdytinlaitteista. Toisaalta uusiutuvalla sähköllä toimivat lämpöpumput ovat huomattavasti perinteisiä jäähdyttimiä ympäristöystävällisempiä.

Lämpöpumput jäähdytyksessä Lämpöpumppuja on suunniteltu myös siten, että niitä voidaan käyttää sekä lämmitykseen että jäähdytykseen. Kun laitetta käytetään jäähdytykseen kesällä, lämpöä kerätään sisätiloista ja ”pumpataan” maanalaiseen varastoon, joka lämpenee. Lämpövarastoa voidaan hyödyntää talvella lämmitykseen.


Vaihtoehtoisesti voidaan kierrättää jäähdytysnestettä viileän maaperän ja rakennuksen jäähdytyslaitteiston välillä (vapaajäähdytys). Jäähdytinneste ei saa olla ilmakehälle haitallinen, kuten HFC- (voimakas kasvihuonekaasu) tai CFC-yhdiste (otsonikerrosta tuhoava kaasu). Periaatteessa korkean entalpian maalämpö voi tarjota riittävästi energiaa absorptiojäähdyttimelle, mutta vain muutamia maalämpöabsorptiojäähdyttimiä on käytössä maailmanlaajuisesti. 8.4.4 Lämmitys biomassoilla Biomassat ovat perinteinen polttoaine ja on olemassa lukuisia eri tapoja lämmittää biomassoilla. Nykyaikaista biomassaenergian kehitystä ajaa tarve kestäviin energiaratkaisuihin. Modernit biomassateknologiat tai eri teknologioiden yhdistelmät voivat tarjota ratkaisuja sisätilojen ja käyttöveden lämmitykseen, sekä tulevaisudessa myös teollisten prosessien lämmitykseen. Biomassoilla saa tuotettua erilaisia lämpötiloja ja niitä voi kuljettaa pitkiä matkoja, jota aurinkokeräimien lämmöllä ja maalämmöllä ei voi tehdä. Biomassojen käyttö tulisi kuitenkin olla kestävää, joka rajoittaa kuljetusmatkoja ja hyödynnettäviä määriä. Biomassojen poltossa syntyy päästöjä ja energiakasvien tuotanto voi aiheuttaa negatiivisia ilmastovaikutuksia. Näistä seikoista johtuen biomassojen käytössä tulisi olla kaksi kehityssuuntaa: • Pienimuotoiset, hajautetut ratkaisut sisätilojen ja käyttöveden lämmitykseen • Tehokkaiden yhteistuotantolaitosten kehitys teollisuuden ja kaukolämmön tuotantoon

Pienimuotoiset lämmitysratkaisut kotitalouksille Biomassojen hyödyntäminen kotitalouksissa sisätilojen ja käyttöveden lämmityksessä on kehittynyt huomattavasti viime vuosikymmeninä. Yleisin käyttökohde on kiinteän biomassan, esimerkiksi puun, poltto sellaisenaan erilaisissa tulisijoissa. Halkojen tai pellettien käyttö omakotitalojen tai pienkerrostalojen lämmityksessä on mahdollista. Puuta on helppo käsitellä ja varastoida ja pellettijärjestelmät voidaan automatisoida, jolloin huoltoa tarvitaan vain muutaman kerran vuodessa. Automaattiset järjestelmät käyttävät polttoainetta tarpeen mukaan, joka vaihtelee vuodenaikojen mukaan. Pellettien poltosta tulee vähemmän päästöjä kuin polttopuusta . Pellettilämmitysjärjestelmät ovat yleistymässä Euroopassa. Alle 50 kW järjestelmät ovat yleensä manuaalisesti syötettäviä. Yksittäisiä huoneita lämmittävät järjestelmät (noin 5 kW) ovat halpoja ja epätehokkaita. Omakoti- ja rivi- ja pienkerrostaloihin on saatavilla järjestelmiä. Puun poltossa 10–50 kW keskuslämmityskattilat tarjoavat paremman hyötysuhteen (noin 7–85%) kuin takat. Suuremmilla lämmityskattiloilla voidaan lämmittää kerrostaloja, toimistorakennuksia tai julkisia tiloja sekä niiden käyttövettä.

Suora lämmitys Suuret lämmitysjärjestelmät tarvitsevat automatisoidun polttoaineen syötön, koska lämmöntuotto pitää olla tasaista. Biomassan poltolla voidaan saavuttaa 1 000°C lämpötila. Puun poltto tuot-

Kaukolämpöverkot Kaukolämpö sopii hyvin kaupunkien lämmitykseen. Kaukolämpöverkot vähentävät paikallisia päästöjä, ne tehostavat energiantuotantoa ja vähentävät tarvetta pienmuotoiseen lämmitysratkaisuihin. Yleisesti ottaen kaikkia lämmön lähteitä voidaan käyttää kaukolämmön tuotantoon. Kuitenkin yhteistuotantolaitokset tarvitsevat paikallisen kaukolämpöverkon ollakseen taloudellisesti kannattavia. Lämmön kysynnän ja tarjonnan vaihtelun hallinta on haastavaa kun suuri osa energiantuotannosta tulee uusiutuvista lähteistä. Kaukolämpöverkot tasaavat kysyntähuippuja yhdistämällä suuria määriä käyttäjiä, ja tarjontaa voidaan säädellä käyttämällä useita uusiutuvia lähteitä ja kohtuuhintaisia energiavarastoja. Suomessa olemassa oleva kaukolämpöverkosto on laaja ja noin puolet rakennuksista lämmitetään kaukolämmöllä. Noin 80% Suomessa käytettävästä kaukolämmöstä tuotetaan yhteistuotannossa. taa korkeampia lämpötiloja, ruohomaiset biomassat (kuten olki) matalampia. Pellettejä, puuhaketta sekä olkea voidaan syöttää automaattisen järjestelmän avulla. Eri polttotapoja ovat: Yhteistuotantoteknologiat: Yhteistuotanto lisää biomassan polton tehokkuutta, jos lämpö voidaan käyttää optimaalisesti hyödyksi. Sopiva kattilateknologia riippuu käytettävästä polttoaineesta. Suomessa ja Ruotsissa yhteistuotannon tärkein polttoaine on jo kiinteä biomassa, koska täällä metsäbiomassojen potentiaali on erityisen korkea. Suomessa 30% yhteistuotannossa tuotetusta sähköstä on puuperäistä, Ruotsissa 70%. Suora poltto: Yhteistuotantoprosessi voi perustua suoraan polttoon (arinakattila, leijupetikattila tai jauhepoltto). Lämmöntuotannon hyötysuhde on tyypillisesti 60-70%, riippuen sähköntuotannon tehokkuudeta, ja yhteensä hyötysuhde voi olla 90%. Pienet ja keskisuuret yhteistuotantolaitokset tuottavat kolmesta viiteen kertaa enemmän lämpöä kuin sähköä, joten lämmön paikallinen tarve määrää laitosten koon. Paranneltu biomassa: On useampia tapoja muuntaa biomassatuotteet tiettyyn käyttötarkoitukseen, ja korkeampiin lämpötiloihin. Biokaasun tuotanto ja biomassojen kaasutus ovat jo yleisesti käytössä, ja muita teknologioita, kuten pyrolyysiä sekä synteesikaasun ja -öljyjen tuotantoa, kehitellään. Jos biomassa on kosteaa tai sen energiapitoisuus on alhainen, kaasutus on erityisen käyttökelpoinen teknologia. Prossessi tuottaa kaasua, joka koostuu lähinnä hiilimonoksidista (CO). Kaasutus tehostaa koko tuotantoketjua, mutta vaatii investoinnin edistyneeseen teknologiaan. Useampia kaasuttimia on saatavilla, malli riippuu syötteestä, kaasutusteknologiasta ja kaasuturbiinista. Muita paranneltuja prosesseja ovat biokaasun puhdistus, jotta sitä voi injektoida maakaasuverkkoon, tai nestemäisten biomassojen tuotto, kuten kasviöljy, etanoli tai toisen sukupolven biopolttoaineet. Näillä teknologioilla voidaan korvata fossiilisia polttoaineita, mutta koko prosessin matala hyötysuhde ja energiakasvien tuotannon energiantarve huonontavat nestemäisten biopolttoaineiden kestävyyttä. 45


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

8.4.5 Biokaasu Biokaasua syntyy kun biomassat hajoavat anaerobisessa hapettomassa tilassa. Kaasu on pääasiassa metaania, hiilidioksidia ja vettä. Anaerobisella hajoamisella voidaan parantaa biomassojen energiapitoisuutta, erityisesti tapauksissa, jossa lämpöarvo on matala. Tällaisia matalan lämpöarvon jakeita ovat esimerkiksi orgaaninen jäte ja lanta. Prosessissa syntyy hedelmällistä lietettä, jonka typpipitoisuus on korkea ja parempi lannoite kuin lähtöainekset. Metaani on voimakas kasvihuonekaasu, joten päästöjen minimoimiseksi biokaasulaitoksilla tulee olla täysin ilmatiivis ulkokuori. Biojätteet ja sivuvirrat ovat parempi vaihtoehto biokaasun tuotannossa kuin sellaiset energiakasvit, joiden kasvatus vaatii energiaa ja lannoitteita ja siten aiheuttaa kasvihuonekaasupäästöjä jo kasvatusvaiheessa. Yleensä biokaasua käytetään sähkön ja lämmön yhteistuotannossa. Saksassa biokaasun syöttätariffilla tuetaan sähköntuotantoa, ja suurin osa tuotantolaitoksista on maaseudulla. Pienlaitoksissa syntyvää lämpöä käytetään sisätilojen lämmitykseen tai prosessilämpöön. Suuremmat laitokset tarvitsevat liitännän kaukolämpöverkkoon jotta kaikki syntyvä lämpö saadaan hyödynnettyä.

Varastointiteknologiat Uusiutuvan sähköntuotannon osuuden kasvaessa ympäri maailman pitää myös kasvattaa niiden vaihtelevuutta tasaavien teknologioiden ja poliitikoiden kasvaa. Kun uusiutuvien heiluva tuottoisten energianlähteiden osuus sähköntuotannossa kasvaa 30-35 prosenttiin, energian varastointi on välttämätöntä kompensoimaan vähäisen tuotannon aikoja ja varastoimaan ylituotantoa tuulisina ja aurinkoisina aikoina. Varastointiteknologiaa on saatavilla nykyään eri kehitysvaiheissa, kokoluokissa, ja sekä lyhyt- että pitkäaikaiseen varasointiin. Lyhytaikaiset varastot voivat kompensoida muutaman tunnin mittaisia tuotantovaihteluita, pitkäaikaisvarastot useamman viikon mittaisia. Akut, vauhtipyörät, paineilmavarastot ja pumpattavat varastot ovat lyhytaikaisia varastoja, joiden hyötysuhde on korkea. Pumpattavia varastoja käytetään myös pidempiaikaiseen varastointiin. Ehkä lupaavin vaihtoehto on sähköautot, joilla on mahdollista syöttää sähköä takaisin verkkoon (Vehicle-to-Grid, V2G). Tämä lisää sähköjärjestelmän joustavuutta, kun sähköautoa voi ladata kun uusiutuvaa energiaa on saatavilla runsaasti ja purkaa kun tuotantokapasiteetti on ylittymässä tai käytetään jo huippuvoimalaitoksia. Autot olisivat huippukysynnän aikaan parkkeerattuna lähelle paikkoja jossa sähköä kulutetaan (kuten tehtaiden pihoille) joten sähkön siirto ei ole ongelma. Esimerkkejä vuodenaikojen yli kestävistä varastoista ovat pumpattavat varastot sekä vedyn tai uusiutuvan metaanin tuotanto. Jälkimmäisiä kehitellään muutamissa demoprojekteissa, lähinnä Saksassa. Pumpattavia energiavarastoja on ollut käytössä yli sadan vuoden ajan. Pumpattava varasto. Pumpattavat varastot ovat suurimman kapasiteetin energiavarastoja joita on nyt käytössä, ja ne ovat pääasiallinen keino hallita suuren mittakaavan tuuli- ja aurinkovoimaa. Pumpattavat varastot ovat periaatteeltaan vesivoima46

loita, jotka varastoivat energiaa pumppamalla vettä alemmasta patoaltaasta ylempään silloin kun ylimääräistä energiaa on saatavilla. Kun energialle on tarve, lasketaan vesi patoaltaasta turbiinien läpi. Pumpattava varasto on tämän hetken kustannustehokkain ratkaisu suuren mittakaavan energiantuotantoon, mutta investoinnin hinta ja sopiva maasto ovat ratkaisevia tekijöitä pumpattavaa varastoa perustettaessa. Pumpattaessa ja varastoinnissa tapahtuu hävikkiä, joten pumpattavat varastot vievät enemmän energiaa kuin niistä myöhemmin saadaan. Noin 70–85% syötetystä sähköenergiasta saadaan palautettua, loppu menetetään haihdunnan ja muuntajahävikkien vuoksi. Uusiutuva metaani. Sekä kaasuvoimalat että yhteistuotantolaitokset voidaan muuttaa toimimaan uusiutuvalla metaanilla, jota voidaan tuottaa aurinko- ja tuulivoiman ylituotannon aikana. Uusiutuvaa metaania voidaan kuljettaa ja säilöä maakaasuverkkoon ja käyttää sähköntuotannossa tarvittaessa. Kaasun varastoinnilla voidaan saada katettua kahden kuukauden tuotantovaje, ja älykkäällä sähköverkon ja kaasuverkon yhdistämisellä voidaan tasata kysyntä ja tarjonta. Kaukolämpöverkkojen laajentaminen sallii uusiutuvan metaanin hyödyntämisen yhteistuotantovoimaloissa, jolloin syntyy sekä lämpöä että sähköä, joten energiatuotannossa on korkea hyötysuhde.


9

ENERGIAVALLANKUMOUS JA TAVALLINEN KANSALAINEN

Energiavallankumous on pakko tehdä, mutta kuka sen tekee? Tavallista kansalaista kehotetaan tekemään henkilökohtaisia valintoja, mutta valintoja ei voi tehdä, jos vaihtoehtoja ei ole. Lisäksi yksittäinen kuluttaja voi vaikuttaa omilla valinnoillaan vain hyvin rajallisesti. Vaikka käyttäisi hiilellä tuotettua sähköä hieman vähemmän ei se muuta tosiasiaa, että ilmastonmuutoksen jarruttamiseksi koko fossiilisiin energialähteisiin perustuva tuotantojärjestelmä on muutettava. Näin ollen on ensiarvoisen tärkeää keskittyä muuttamaan infrastrukstuuria ylhäältä päin, siis tuotantotapojen kautta. Energiavallankumous on myös tehtävä nopeasti. Siksi muutoksen täytyy tapahtua ennen kaikkea Suomen energiapolitiikassa, jonka tavoitteena on saada energiantuottajat investoimaan puhtaaseen energiaan. Kansalaiset voivat ottaa jo välittömästi askelia kohti planeetan kantokykyyn sopeutettua energiankäyttöä. Monet ovat jo niin tehneetkin esimerkiksi tehdessään sähkösopimuksen tuulisähköstä. Energiavallankumous ei ole pelottava. Pelottavaa on vain se, jos emme tee energiavallankumousta. Mutta vallankumous ei olisi vallankumous, jos se ei vaatisi perustavanlaatuisia muutoksia ajattelussa. Energiavallankumous toteutuu, jos ihmiset arvostavat elämää, joka ei perustu massiiviseen fossiilisten polttoaineiden käyttöön. Kuten aikaisempien sivujen numeroista voi todeta, kovin paljosta ei loppujen lopuksi tarvitse luopua. Suurin henkilökohtainen elämänmuutos kohdistuu liikkumiseen. Lentokoneella matkusta-

© SHAYNE ROBINSON / GREENPEACE

MILTÄ ENERGIAVALLANKUMOUS NÄYTTÄÄ TAVALLISEN KANSALAISEN ELÄMÄSSÄ?

minen, dieselmoottoreilla risteileminen ja polttomoottoriautolla ajaminen kuuluvat niihin asioihin, joita me emme voi jatkaa. Lentokoneen sijaan pääsemme pitkälle junalla, mutta trooppisen ilmastoon me emme voi nykyisellä tekniikalla suurin joukoin matkustaa. Auton käyttövoiman vaihdamme sähköön todennäköisesti varsin pian ja sähkön hankimme uusiutuvalla energialla. Entistä paremman joukkoliikenteen ansiosta tarvitsemme autoa vähemmän kuin nyt. Asumisessa ja elämisessä tuskin huomaamme merkittävää eroa nykyiseen. Asunnoissamme on vähemmän vetoa ja parempi sisäilma, kun olemme tehneet niistä energiatehokkaita. Sähkölaitteita meillä on kotonamme niin kuin nytkin, tosin harkitsemme tarkemmin kuin nyt, tarvitseeko televisioruudun kokoa suurentaa vuosittain. Rajallisessa maailmassa emme kuitenkaan voi enää nostaa asumisväljyyttämme rajattomasti. Muutoksemme ajattelutavassa on johdettava poliittiseen painostukseen, joka vauhdittaa muutosta ja asettaa suunnan taloudelle. Sen on myös saatava aikaan painetta suoraan markkinoilla, jotta energiatehokas ja uusiutuvaa energiaa käyttävä tuote ja palvelu syrjäyttää aina likaisemman vaihtoehdon. Vuonna 2050 olemme päätyneet toivottavasti hallitusti uudenlaiseen energiankäyttöön. Vuonna 2013 syntynyt lapsi täyttää tuolloin 37 vuotta. Hänelle energiatehokas ja uusiutuvaa energiaa käyttävä maailma on jo itsestäänselvyys ja fossiilisiin polttoaineisiin ja ydinvoimaan perustuva maailma outo historiankirjoihin kuuluva harha-askel. 47


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

Suomi: Vertailumalli Taulukko 10.1: Suomi: sähköntuotanto

Taulukko 10.4: Suomi: voimalaitoskapasiteetti

2009

2015

2020

2030

2040

2050

2009

2015

2020

2030

2040

2050

Voimalaitokset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Biomassa Vesivoima Tuulivoima josta merituulivoima Aurinkoenergia Maalämpö Aurinkolämpövoimalat Aaltovoima

46 7 1 1 0 0 24 1 13 0 0 0 0 0 0

57 1 4 0 0 0 34 3 14 2 1 0 0 0 0

62 1 3 0 0 0 34 3 14 6 3 0 0 0 0

70 1 3 2 0 0 34 3 14 12 5 0 0 0 0

78 1 4 6 0 0 34 3 14 16 7 0 0 0 0

80 0 3 6 1 0 34 3 14 19 9 0 0 0 0

Voimalaitokset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Biomassa Vesivoima Tuulivoima josta merituulivoima Aurinkoenergia Maalämpö Aurinkolämpövoimalat Aaltovoima

8 1 1 0 0 0 3 0 3 0 0 0 0 0 0

10 0 1 0 0 0 4 0 3 1 0 0 0 0 0

12 0 1 0 0 0 4 1 3 3 1 0 0 0 0

15 0 1 1 1 0 4 1 3 5 2 0 0 0 0

19 0 1 3 1 0 4 1 3 7 2 0 0 0 0

19 0 0 3 1 0 4 1 3 8 3 0 0 0 0

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili Turve Kaasu josta vedystä Öljy Biomassa Maalämpö Vety Yhteistuotanto tuottajan mukaan Ensisijaiset tuottajat Toissijaiset tuottajat

26 5 3 10 0 0 8 0 0

28 5 3 11 0 0 9 0 0

30 5 3 12 0 0 10 0 0

33 5 2 14 0 0 12 0 0

36 5 0 16 0 0 14 0 0

39 4 0 18 0 0 15 1 0

8 1 2 4 0 1 0 0

7 1 1 4 0 2 0 0

8 1 1 4 0 2 0 0

9 1 0 5 0 2 0 0

10 1 0 6 0 2 0 0

10 0 0 7 0 3 0 0

18 8

20 9

21 9

23 10

24 12

25 14

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili Turve Kaasu Öljy Biomassa Maalämpö Vety Yhteistuotanto tuottajan mukaan Ensisijaiset tuottajat Toissijaiset tuottajat

6 1

6 2

6 2

7 2

8 2

8 2

Kokonaistuotanto Fossiiliset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Vety Uusiutuvat Vesi Tuuli Aurinkovoima Biomassa Maalämpö Aurinkolämpö Aaltovoima

72 27 11 5 10 1 0 24 0 22 13 0 0 9 0 0 0

85 24 5 7 12 1 0 34 0 28 14 2 0 12 0 0 0

92 25 6 6 12 1 0 34 0 33 14 6 0 13 0 0 0

103 28 6 5 16 1 0 34 0 41 14 12 0 15 0 0 0

114 33 6 4 22 1 0 34 0 47 14 16 0 17 0 0 0

118 32 5 3 24 1 0 34 0 52 14 19 0 18 1 0 0

16 9 2 2 4 1 0 3 0 5 3 0 0 2 0 0 0

17 7 1 1 4 1 0 4 0 6 3 1 0 2 0 0 0

20 7 1 1 4 1 0 4 0 8 3 3 0 2 0 0 0

24 9 1 1 6 1 0 4 0 11 3 5 0 3 0 0 0

28 11 1 1 9 1 0 4 0 13 3 7 0 3 0 0 0

30 11 1 1 9 1 0 4 0 14 3 8 0 3 0 0 0

Siirtohäviöt Oma tuotanto Vedyn tuotantoon käytetty sähkö Energian loppukulutus (sähkö)

3 4 0 77

3 3 0 91

3 3 0 97

3 3 0 108

3 3 0 119

3 3 0 123

Vaihteleva uusiutuva sähkö(aurinko, tuuli aalto) 0.2 Vaihtelevan uusiutuvan sähkön osuus 1.0% Uusiutuvan osuus (kotimainen tuotanto) 28.6%

0.7 4.3% 34.3%

2.5 12.8% 41.1%

5 20.0% 45.3%

7 23.5% 45.7%

8 25.6% 47.7%

Vaihteleva uusiutuva sähkö (aurinko, tuuli aalto) 0 Vaihtelevan uusiutuvan sähkön osuus 0.4% Uusiutuvan osuus (kotimainen tuotanto) 30.4%

2 1.8% 32.4%

6 6.6% 36.3%

12 11.2% 39.9%

16 14.2% 41.5%

19 16.0% 43.9%

TWh/a

Tulokset | SUOMI

Taulukko 10.2: Suomi: lämmöntuotanto 2009

2015

2020

2030

2040

2050

51 38 13 0 0

61 46 15 0 0

71 53 18 0 0

76 54 21 0 0

92 64 28 0 0

91 62 29 0 0

Yhteistuotannon tuottama lämpö Fossiiliset polttoaineet Biomassa Maalämpö Vety

128 87 41 0 0

129 80 49 0 0

131 79 52 0 0

141 77 63 2 0

148 73 72 2 0

160 75 80 5 0

Suoralämmitys1) Fossiiliset polttoaineet Biomassa Aurinkokeräimet Maalämpö2) Suora sähkölämmitys3) Vety

303 125 137 0 12 28 0

375 131 179 0 32 33 0

399 141 182 0 40 36 0

402 132 183 0 49 38 0

410 124 188 0 59 40 0

408 114 187 0 67 39 0

Lämmön kokonaistuotanto1) Fossiiliset polttoaineet Biomassa Aurinkokeräimet Maalämpö2) Suora sähkölämmitys3) Vety

481 250 191 0 12 28 0

565 257 243 0 32 33 0

601 272 253 0 40 36 0

619 263 267 0 50 38 0

650 262 288 0 61 40 0

660 251 297 0 72 39 0

Uusiutuvat (sisältää uusiutuvan sähkön)

43.9%

50.6%

50.9%

53.8%

56.2%

58.6%

PJ/a Kaukolämpö Fossiiliset polttoaineet Biomassa Aurinkokeräimet Maalämpö

1) mukaanlukien jäähdytys. 2) mukaanlukien lämpöpumput. 3) poislukien lämpöpumput.

Taulukko 10.3: Suomi: co -päästöt 2

2009

2015

2040

2050

6 0 5 0 0 0

2020   5 1 4 0 0 0

2030

7 5 2 0 0 0

7 1 4 1 0 0

9 1 5 3 0 0

8 0 4 3 0 0

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili Turve Kaasu Öljy

14 5 4 5 0

15 5 4 5 0

15 6 4 6 0

15 6 3 7 0

14 6 1 8 0

14 5 0 9 0

Energian tuotannon CO -päästöt (sis. yhteistuotanto) Hiili Turve Kaasu Öljy & diesel

22 10 6 5 0

20 6 9 6 0

21 6 8 6 0

22 7 7 8 0

24 6 5 11 0

22 5 4 12 0

54 101% 9 5 13 20 7

51 95% 9 4 12 18 7

52 97% 11 4 11 19 7

50 94% 10 4 10 20 7

52 97% 9 4 10 22 7

48 89% 9 3 10 20 6

5.3 6.1

5.4 9.3

5.5 9.4

5.6 8.9

5.6 9.2

5.6 8.5

MILL t/a Lauhdevoimalat Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel

2

CO -päästöt sektoreittain % 1990 päästöistä Teollisuus1) Muut sektorit1) Liikenne Sähkötuotanto2) Muut energian tuotanto3) 2

Väkiluku (Mill.) CO -päästöt per asukas (t/asukas) 2

1) sisältäen yhteistuotannon toissiajiset tuottajat. 2) sisältäen julkisen yhteistuotannon. 3) kaukolämpö, jalostamot, hiilen muuntaminen, kaasun siirto.

48

GW

Kokonaistuotanto Fossiiliset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Vety Uusiutuvat Vesi Tuuli Aurinkovoima Biomassa Maalämpö Aurinkolämpö Aaltovoima

Taulukko 10.5: Suomi: primääri energiankulutus PJ/a

2009

2015

2020

2030

2040

2050

Kokonaismäärä Fossiiliset Hiili Turve Maakaasu Raakaöljy

1,425 809 180 70 148 411

1,603 764 107 98 169 391

1,664 776 124 93 179 381

1,718 767 131 78 218 340

1,823 808 132 65 280 331

1,824 763 115 48 298 302

Ydinvoima Uusiutuvat Vesivoima Tuulivoima Aurinkoenergia Biomassa Maalämpö/ilmalämpöpumput Aaltovoima Uusiutuvien osuus

257 359 46 1 0 304 8 0 27.0%

371 468 51 5 0 389 22 0 30.7%

371 517 52 22 0 415 28 0 32.5%

371 581 52 42 0 449 38 0 35.2%

371 644 52 58 0 485 49 0 36.7%

371 691 52 68 0 509 61 0 39.2%

Taulukko 10.6: Suomi: lopullinen energiankulutus PJ/a

2009

2015

2020

2030

2040

2050

Kokonaismäärä (sis. ei-energia-käyttö) Kokonaismäärä (energia käyttö) Liikenne Öljytuotteet Maakaasu Biopolttoaineet Sähkö Uusiutuva sähkö Vety Liikenne, uusiutuvan energian osuus

1,021 963 180 171 1 6 3 1 0 3.6%

1,121 1,062 177 156 1 18 3 1 0 10.5%

1,176 1,116 177 148 1 23 4 2 0 14.1%

1,216 1,154 173 130 1 27 14 6 0 19.1%

1,294 1,230 185 134 2 31 18 7 0 20.9%

1,316 1,250 188 130 2 36 20 9 0 23.7%

Teollisuus Sähkö Uusiutuva sähkö Kaukolämpö Uusiutuva kaukolämpö Hiili Öljytuotteet Kaasu Aurinkoenergia Biomassa ja jätteet Maalämpö/ilmalämpöpumput Vety Teollisuus, uusiutuvan energian osuus

404 130 40 64 9 18 48 29 0 114 0 0 40.4%

474 155 50 75 25 11 59 35 0 138 0 0 45.0%

500 161 58 80 28 21 61 38 0 138 0 0 44.9%

512 171 68 88 35 19 55 38 0 139 2 0 47.6%

528 182 76 97 41 19 48 37 0 139 4 0 49.3%

532 185 81 106 48 13 42 41 0 137 7 0 51.3%

Muut sektorit Sähkö Uusiutuva sähkö Kaukolämpö Uusiutuva kaukolämpö Hiili Öljytuotteet Kaasu Aurinkoenergia Biomassa ja jätteet Maalämpö/ilmalämpöpumput Muut sektorit, uusiut. energian osuus

379 145 44 103 10 1 62 3 0 58 8 31.7%

410 168 54 103 24 1 50 4 0 62 22 39.8%

440 184 67 110 28 1 47 4 0 66 28 42.9%

469 205 82 116 35 2 43 5 0 65 33 45.8%

517 230 95 130 44 1 40 7 0 71 39 48.2%

531 239 105 133 49 0 34 9 0 72 44 50.8%

Uusiutuvan energian kokonaismäärä Uusiutuvan energian osuus

290 30.1%

395 37.2%

438 39.3%

492 42.6%

548 44.6%

587 47.0%

58 46 11 0

59 47 12 0

60 48 12 0

62 50 12 0

64 52 12 0

66 53 13 0

Non energy use Öljy Kaasu Hiili


Suomi: Energiavallankumousmalli A (Olkiluoto 3 ei valmistu)

Taulukko 10.7: Suomi: sähköntuotanto

Taulukko 10.10: Suomi: voimalaitoskapasiteetti

2015

2020

2030

2040

2050

2009

2015

2020

2030

2040

2050

Voimalaitokset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Biomassa Vesivoima Tuulivoima josta merituulivoima Aurinkoenergia Maalämpö Aurinkolämpövoimalat Aaltovoima

46 7 1 1 0 0 24 1 13 0 0 0 0 0 0

49 5 1 1 0 0 22 2 14 3 0 0 0 0 0

48 5 2 1 0 0 11 3 14 11 0 0 0 0 0

53 1 1 1 0 0 0 0 15 35 2 2 0 0 0

71 0 0 1 0 0 0 0 15 53 12 2 0 0 0

93 0 0 0.5 0 0 0 0 15 75 17 3 0 0 0

Voimalaitokset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Biomassa Vesivoima Tuulivoima josta merituulivoimaa Aurinkoenergia Maalämpö Aurinkolämpövoimalaitoikset Aaltoenergia

8 1 1 0 0 0 3 0 3 0 0 0 0 0 0

10 1 0 0 0 0 3 0 3 1 0 0 0 0 0

12 1 0 0 0 0 1 1 3 5 0 0 0 0 0

21 0 0 0 0 0 0 0 3 16 1 2 0 0 0

29 0 0 0 0 0 0 0 3 23 4 3 0 0 0

40 0 0 1 0 0 0 0 3 32 6 4 0 0 0

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili Turve Kaasu josta vedystä Öljy Biomassa Maalämpö Vety Yhteistuotanto tuottajan mukaan Ensisijaiset tuottajat Toissijaiset tuottajat

26 5 3 10 0 0 8 0 0

28 5 3 11 0 0 10 0 0

29 4 2 11 0 0 11 0 0

30 0 0 11 0 0 18 1 0

28 0 0 8 1 0 19 2 1

24 0 0 5 4 0 17 2 2

8 1 2 4 0 1 0 0

7 1 1 4 0 2 0 0

8 1 0 4 0 3 0 0

8 0 0 4 0 4 0 0

9 0 0 4 0 5 0 0

9 0 0 3 0 6 0 0

18 8

19 9

19 10

16 13

12 17

9 16

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili Turve Kaasu Öljy Biomassa Maalämpö Vety Yhteistuotanto tuottajan mukaan Ensisijaiset tuottajat Toissijaiset tuottajat

Kokonaistuotanto Fossiiliset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Vety Uusiutuvat Vesivoima Tuulivoima Aurinkoenergia Biomassa Maalämpö Aurinkolämpö Aaltovoima

72 27 11 5 10 1 0 24 0 22 13 0 0 9 0 0 0

77 26 10 4 12 0 0 22 0 29 14 3 0 12 0 0 0

77 26 9 4 12 0 0 11 0 40 14 11 0 15 0 0 0

83 13 0 1 11 0 0 0 1 70 15 35 2 18 0 0 0

99 7 0 0 7 0 0 0 3 89 15 53 2 19 0 0 0

117 2 0 0 2 0 0 0 6 109 15 75 3 17 0 0 0

6 1   16 9 2 2 4 1 0 3 0 5 3 0 0 2 0 0 0

6 2   17 7 2 1 4 0 0 3 0 7 3 1 0 2 0 0 0

6 2   20 7 2 1 4 1 0 1 0 12 3 5 0 3 0 0 0

5 3   30 5 0 0 4 0 0 0 0 25 3 16 2 4 0 0 0

5 4   38 4 0 0 3 0 0 0 1 34 3 23 3 5 0 0 0

5 5   49 2 0 0 1 0 0 0 3 45 3 32 4 6 0 0 0

Siirtohäviöt Oma tuotanto Vedyn tuotantoon käytetty sähkö Energian loppukulutus (sähkö)

3 4 0 77

4 3 0 81

4 3 1 80

4 3 3 80

4 3 10 86

4 3 19 91

Vaihteleva uusiutuva sähkö(aurinko, tuuli aalto) 0 1.0% Vaihtelevan uusiutuvan sähkön osuus Uusiutuvan osuus (kotimainen tuotanto) 28.6%

1 8.7% 39.5%

5 25.5%  58.1%

18 59.2%  84.3%

25 67.2%  88.7%

36 73.2%  91.3%

Vaihteleva uusiutuva sähkö (aurinko,tuuli,aalto) 0 Vaihtelevan uusiutuvan sähkön osuus 0.4% Uusiutuvan osuus (kotimainen tuotanto) 30.4% Säästöt hyötysuhteessa (verrattuna vert.malliin) 0

3 3.5% 37.4% 10

11 14% 52.0% 17

37 44.5% 84.1% 28

55 56.0% 90.0% 40

78 66.2% 93.4% 48

Taulukko 10.8: Suomi: lämmöntuotanto 2009

2015

2020

2030

2040

2050

51 38 13 0 0

46 35 11 0 0

40 28 10 0 1

35 19 12 1 3

26 11 10 1 4

20 6 9 1 4

Yhteistuotannon tuottama lämpö Fossiiliset polttoaineet Biomassa Maalämpö Vety

128 87 41 0 0

133 82 51 0 0

133 73 60 0 0

134 36 95 0 3

133 21 100 0 12

117 5 91 0 21

Suoralämmitys1) Fossiiliset polttoaineet Biomassa Aurinkokeräimet Maalämpö2) Suora sähkölämmitys3) Vety

303 125 137 0 12 28 0

296 114 137 2 15 28 0

275 91 127 4 23 28 2

233 46 109 10 36 25 5

212 21 86 18 51 23 12

189 3 65 23 54 21 24

Lämmön kokonaistuotanto1) Fossiiliset polttoaineet Biomassa Aurinkokeräimet Maalämpö2) Suora sähkölämmitys3) Vety

481 250 191 0 12 28 0

474 230 198 2 15 28 0

447 193 198 4 23 28 2

402 102 217 11 39 25 8

371 53 197 19 55 23 24

326 14 165 23 57 21 45

Uusiutuvan energian osuus 43.9% (sisältää uusiutuvan sähkön) Säästöt hyötysuhteessa (verrattuna vert.malliin) 0

47.8%

53.8%

73.3%

84.4%

94.5%

90

154

216

279

334

PJ/a Kaukolämpö Fossiiliset polttoaineet Biomassa Aurinkokeräimet Maalämpö

1) mukaanlukien jäähdytys. 2) mukaanluettuna lämpöpumput. 3) poisluettuna lämpöpumput.

Taulukko 10.9: Suomi: co -päästöt 2

2009

2015

2040

2050

7 4 2 1 0 0

2020   7 4 2 1 0 0

2030

7 5 2 0 0 0

1 0 1 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

14 5 4 5 0  

14 5 4 5 0  

13 5 3 5 0  

6 0 0 5 0  

3 0 0 3 0  

1 0 0 1 0  

22 10 6 5 0   54 101% 9 5 13 20 7

21 10 5 6 0   52 98% 8 4 12 19 9

20 9 5 6 0   45 85% 7 3 10 18 6

7 0 1 6 0   21 40% 4 1 6 6 3

4 0 0 3 0   11 20% 2 1 4 3 2

1 0 0 1 0   4 7% 1 0 2 1 1

5.3 Väkiluku (Mill.) 10.1 CO päästöt asukasta kohti (t/asukas) Säästöt hyötysuhteessa (verrattuna vert.malliin) 0

5.4 9.5 -1

5.5 8.2 7

5.6 3.7 29

5.6 1.9 41

5.6 0.7 44

MILL t/a Lauhdevoimalat Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili Turve Kaasu Öljy Energian tuotannon CO -päästöt (sis. yhteistuotanto) Hiili Turve Kaasu Öljy & diesel 2

CO -päästöt sektoreittain % 1990 päästöistä Teollisuus1) Muut sektorit1) Liikenne Sähkön tuotanto2) Muut energian tuotanto3) 2

2

1) sisältäen yhteistuotannon toissiajiset tuottajat. 2) sisältäen julkisen yhteistuotannon. 3) kaukolämpö, jalostamot, hiilen muuntaminen, kaasun siirto.

GW

Kokonaistuotanto Fossiiliset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Vety Uusiutuvat Vesivoima Tuulivoima Aurinkoenergia Biomassa Maalämpö Aurinkolämpö Aaltovoima

Taulukko 10.11: Suomi: primääri energiankulutus PJ/a

2009

2015

2020

2030

2040

2050

Kokonaismäärä Fossiiliset Hiili Turve Maakaasu Raakaöljy

1,425 809 180 70 148 411

1,382 738 158 61 151 367

1,239 655 149 57 150 300

1,001 373 53 13 134 174

910 225 50 0 87 87

835 116 41 0 34 42

Ydinvoima 257 Uusiutuvat 359 Vesivoima 46 Tuulivoima 1 Aurinkoenergia 0 Biomassa 304 Maalämpö/ilmalämpöpumput 8 Aaltovoima 0 Uusiutuvien osuus 27.0% Säästöt hyötysuhteessa (verrattuna vert.malliin) 0

240 404 51 9 3 329 11 0 30.8% 221

120 463 52 38 5 350 18 0 38.7% 425

0 627 52 127 17 398 34 0 63.4% 718

0 685 52 192 26 366 49 0 75.6% 913

0 719 52 268 34 311 53 0 86.1% 989

Taulukko 10.12: Suomi: lopullinen energiankulutus PJ/a

2009

2015

2020

2030

2040

2050

Kokonaismäärä (sis. ei-energia-käyttö) Kokonaismäärä (energia käyttö) Liikenne Öljytuotteet Maakaasu Biopolttoaineet Sähkö Uusiutuvasähkö Vety Liikenne, uusiutuvan energian osuus

1.021 963 180 171 1 6 3 1 0 3.6%

993 937 175 159 1 11 3 1 0 7.1%

930 876 152 135 1 11 4 2 0 8.9%

818 768 108 85 2 12 8 7 1 18.5%

750 699 83 46 1 13 20 18 3 40.3%

679 626 71 19 1 10 37 35 4 67.6%

Teollisuus Sähkö Uusiutuva sähkö Kaukolämpö Uusiutuva kaukolämpö Hiili Öljytuotteet Kaasu Aurinkoenergia Biomassa ja jätteet Maalämpö/ilmalämpöpumput Vety Teollisuus, uusiutuvan energian osuus

404 130 40 64 9 18 48 29 0 114 0 0 40.4%

401 140 52 70 24 14 43 29 1 103 1 0 45.3%

387 137 71 74 31 9 35 28 2 97 3 1 52.8%

363 136 115 83 55 0 17 24 5 84 7 5 74.6%

344 135 122 95 72 0 2 15 7 63 14 12 83.9%

324 132 124 89 73 0 0 4 12 43 19 24 90.7%

Muut sektorit Sähkö Uusiutuva sähkö Kaukolämpö Uusiutuva kaukolämpö Hiili Öljytuotteet Kaasu Aurinkoenergia Biomassa ja jäte Maalämpö/ilmalämpöpumput Vety Muut sektorit, uusiut. energian osuus

379 145 44 103 10 1 62 3 0 58 8 0 31.7%

361 148 55 97 23 1 51 3 1 50 10 0 38.6%

337 147 76 88 25 1 37 2 2 46 14 0 48.3%

297 139 116 75 43 0 17 2 5 38 21 0 75.5%

271 133 120 54 35 0 8 4 11 34 28 1 83.8%

231 120 112 39 29 0 1 4 11 30 26 0 90.1%

Uusiutuvan energian kokonaismäärä Uusiutuvan energian osuus

290 30.1%

334 35.6%

380 43.4%

515 67.0%

550 78.7%

550 87.9%

58 46 11 0

56 49 5 2

54 44 5 5

50 31 4 14

51 23 3 26

53 19 2 32

Ei energiakäyttöön Öljy Kaasu Hiili

49

Tulokset | SUOMI

2009

TWh/a


ENERGIA [VALLAN]KUMOUS SUOMEN KESTÄVÄN ENERGIAN NÄKYMÄT

Suomi: Energiavallankumousmalli B (Olkiluoto 3 valmistuu)

Taulukko 10.13: Suomi: sähköntuotanto

Taulukko 10.16: Suomi: voimalaitoskapasiteetti

2009

2015

2020

2030

2040

2050

2009

2015

2020

2030

2040

2050

Voimalaitokset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Biomassa Vesivoima Tuulivoima josta merituulivoima Aurinkovoima Maalämpö Aurinkolämpövoimalat Aaltovoima

46 7 1 1 0 0 24 1 13 0 0 0 0 0 0

56 2 1 1 0 0 34 2 14 2 0 0 0 0 0

55 1 1 1 0 0 23 3 14 11 0 0 0 0 0

57 0 0 0 0 0 12 2 15 27 2 2 0 0 0

72 0 0 0 0 0 0 1 15 53 12 2 0 0 0

92 0 0 0 0 0 0 0 15 75 17 3 0 0 0

Voimalaitokset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Biomassa Vesivoima Tuulivoima josta merituulivoimaa Aurinkoenergia Maalämpö Aurinkolämpövoimalaitokset Aaltovoima

8 1 1 0 0 0 3 0 3 0 0 0 0 0 0

10 1 0 1 0 0 4 0 3 1 0 0 0 0 0

13 0 0 1 0 0 3 1 3 5 0 0 0 0 0

19 0 0 0 0 0 2 0 3 12 1 2 0 0 0

29 0 0 0 0 0 0 0 3 23 4 3 0 0 0

39 0 0 0 0 0 0 0 3 32 6 4 0 0 0

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili Turve Kaasu josta vedystä Öljy Biomassa Maalämpö Vety Yhteistuotanto tuottajan mukaan Ensisijaiset tuottajat Toissijaiset tuottajat

26 5 3 10 0 0 8 0 0

21 2 1 8 0 0 9 0 0

22 1 1 8 0 0 12 0 0

25 0 0 9 0 0 16 0 0

27 0 0 7 1 0 18 0 1

24 0 0 5 4 0 17 0 2

8 1 2 4 0 1 0 0

6 1 0 3 0 2 0 0

6 0 0 3 0 3 0 0

7 0 0 3 0 4 0 0

8 0 0 3 0 5 0 0

9 0 0 3 0 6 0 0

Kokonaistuotanto Fossiiliset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Vety Uusiutuvat Vesivoima Tuulivoima Aurinkovoima Biomassa Maalämpö Aurinkolämpö Aaltovoima

18 8   72 27 11 5 10 1 0 24 0 22 13 0 0 9 0 0 0

12 9   77 16 4 2 10 0 0 34 0 27 14 2 0 11 0 0 0

12 10   77 14 2 2 10 0 0 23 0 40 14 11 0 15 0 0 0

12 13   82 9 0 0 9 0 0 12 1 61 15 27 2 18 0 0 0

10 17   98 6 0 0 6 0 0 0 3 90 15 53 2 20 0 0 0

9 16   117 2 0 0 2 0 0 0 5 110 15 75 3 18 0 0 0

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili Turve Kaasu (sis H ) Öljy Biomassa Maalämpö Vety Yhteistuotanto tuottajan mukaan Ensisijaiset tuottajat Toissijaiset tuottajat

6 1   16 9 2 2 4 1 0 3 0 5 3 0 0 2 0 0 0

4 2   16 6 1 1 3 0 0 4 0 6 3 1 0 2 0 0 0

4 2   20 5 1 0 3 0 0 3 0 11 3 5 0 3 0 0 0

4 3   26 3 0 0 3 0 0 2 0 21 3 12 2 4 0 0 0

4 4   37 3 0 0 3 0 0 0 1 34 3 23 3 5 0 0 0

5 5   48 1 0 0 1 0 0 0 3 45 3 32 4 6 0 0 0

Siirtohäviöt Oma tuotanto Vedyn tuotantoon käytetty sähkö Energian loppukulutus (sähkö)

3 4 0 77

4 3 0 81

4 3 1 80

4 3 3 80

4 3 9 86

4 3 19 91

Vaihteleva uusiutuva sähkö(aurinko, tuuli aalto) 0 Vaihtelevan uusiutuvan sähkön osuus 1.0% Uusiutuvan osuus (kotimainen tuotanto) 28.6%

1 7.4% 37.6%

5 26.6% 59.2%

14 52.7% 80.7%

25 68.0% 90.1%

36 73.9% 92.2%

Vaihteleva uusiutuva sähkö (aurinko,tuuli,aalto) 0 Vaihtelevan uusiutuvan sähkön osuus 0.4% Uusiutuvan osuus (kotimainen tuotanto) 30.4% Säästöt hyötysuhteessa (verrattuna vert.malliin) 0

2 2.8% 35.3% 10

11 14.4% 51.9% 17

29 34.6% 73.6% 28

55 56.2% 91.0% 40

78 66.4% 93.8% 48

TWh/a

Tulokset | SUOMI

Taulukko 10.14: Suomi: lämmöntuotanto 2009

2015

2020

2030

2040

2050

51 38 13 0 0

56 43 13 0 1

54 38 14 1 1

48 27 17 1 4

36 15 14 1 5

23 7 11 1 5

Yhteistuotannon tuottama lämpö Fossiiliset polttoaineet Biomassa Maalämpö Vety

128 87 41 0 0

122 69 53 0 0

119 49 70 0 0

122 31 88 0 3

124 19 93 0 11

114 5 88 0 21

Suoralämmitys1) Fossiiliset polttoaineet Biomassa Aurinkokeräimet Maalämpö2) Suora sähkölämmitys3) Vety

303 125 137 0 12 28 0

296 114 137 2 15 28 0

274 91 127 4 23 28 2

232 46 109 10 36 25 5

212 21 86 18 51 23 12

189 3 65 23 54 21 24

Lämmön kokonaistuotanto1) Fossiiliset polttoaineet Biomassa Aurinkokeräimet Maalämpö2) Suora sähkölämmitys3) Vety

481 250 191 0 12 28 0

474 226 203 2 15 28 0

448 179 211 4 24 28 2

402 104 214 11 40 25 8

371 55 194 19 57 23 24

326 15 164 23 58 21 45

Uusiutuvan energian osuus 43.9% (sisälttä uusiutuvan sähkön) Säästöt hyötysuhteessa (verrattuna vert.malliin) 0

48.6%

56.9%

72.0%

84.1%

94.3%

90

154

216

279

334

PJ/a Kaukolämpö Fossiiliset polttoaineet Biomassa Aurinkokeräimet Maalämpö

1) mukaanlukien jäähdytys. 2) mukaanlukien lämpöpumput. 3) poislukien lämpöpumput.

Taulukko 10.15: Suomi: co -päästöt 2

2009

2015

2040

2050

3 1 1 1 0 0

2020   3 1 1 1 0 0

2030

7 5 2 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

14 5 4 5 0   22 10 6 5 0   54 101% 9 5 13 20 7

9 3 2 4 0  

6 1 1 4 0  

4 0 0 4 0  

3 0 0 3 0  

1 0 0 1 0  

12 4 3 5 0   44 82% 8 4 12 10 9

9 2 2 5 0   35 65% 7 3 10 8 7

5 0 0 4 0   19 36% 4 1 6 3 4

3 0 0 3 0   10 20% 2 1 4 2 2

1 0 0 1 0   4 7.0% 1 0 2 0 1

5.3 Väkiluku (Mill.) 10.1 CO -päästöt asukasta kohden (t/asukas) Säästöt hyötysuhteessa (verrattuna vert.malliin) 0

5.4 8.0 7

5.5 6.3 17

5.6 3.4 31

5.6 1.9 41

5.6 0.7 44

MILL t/a Lauhdevoimalat Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili Turve Kaasu Öljy Energiantuotannon CO -päästöt (sis. julkinen yhteistuotanto) Hiili Turve Kaasu Öljy & diesel 2

CO -päästöt sektoreittain % 1990 päästöistä Teollisuus1) Muut sektorit1) Liikenne Sähkön tuotanto2) Muu energiantuotanto3) 2

2

1) sisältäen yhteistuotannon toissiajiset tuottajat. 2) sisältäen julkisen yhteistuotannon. 3) kaukolämpö, jalostamot, hiilen muuntaminen, kaasun siirto.

50

GW

2

Kokonaistuotanto Fossiiliset Hiili Turve Kaasu Öljy Diesel Ydinvoima Vety Uusiutuvat Vesivoima Tuulivoima Aurinkoenergia Biomassa Maalämpö Aurinkolämpö Aaltovoima

Taulukko 10.17: Suomi: primääri energiankulutus PJ/a

2009

2015

2020

2030

2040

2050

Kokonaismäärä Fossiiliset Hiili Turve Maakaasu Raakaöljy

1.425 809 180 70 148 411

1.405 647 98 39 136 375

1.267 550 81 28 134 308

1.059 349 55 1 115 178

913 221 51 0 82 88

837 113 41 0 30 42

Ydinvoima 257 Uusiutuvat 359 Vesivoima 46 Tuulivoima 1 Aurinkovoima 0 Biomassa 304 Maalämpö/ilmalämpöpumput 8 Aaltoenergia 0 Uusiutuvien osuus 27.0% Säästöt hyötysuhteessa (verrattuna vert.malliin) 0

371 387 51 8 3 314 12 0 29.2% 198

251 466 52 39 6 351 19 0 38.0% 397

131 579 52 97 17 377 36 0 55.6% 660

0 692 52 192 26 369 52 0 76.0% 910

0 724 52 268 34 315 55 0 86.5% 987

Taulukko 10:18: Suomi: lopullinen energiankulutus PJ/a

2009

2015

2020

2030

2040

2050

Kokonaismäärä (sis. ei-energia-käyttö) Kokonaismäärä (energia käyttö) Liikenne Öljytuotteet Maakaasu Biopolttoaineet Sähkö uusiutuva sähkö Vety Liikenne, uusiutuvan energian osuus

1,021 963 180 171 1 6 3 1 0 3.6%

993 937 175 159 1 11 3 1 0 7.1%

930 876 152 135 1 11 4 2 0 8.9%

818 768 108 85 2 12 8 6 1 17.6%

750 699 83 46 1 13 20 18 3 40.5%

679 626 71 19 1 10 37 35 4 67.8%

Teollisuus Sähkö uusiutuva sähkö Kaukolämpö uusiutuva kaukolämpö Hiili Öljytuotteet Kaasu Aurinkoenergia Biomassa ja jätteet Maalämpö/ilmalämpöpumput Vety Teollisuus, uusiutuvan energian osuus

404 130 40 64 9 18 48 29 0 114 0 0 40.4%

401 140 49 70 26 14 43 29 1 103 1 0 45.0%

387 137 71 74 34 9 35 28 2 97 3 1 54.3%

363 136 100 84 55 0 17 24 5 84 7 5 70.2%

344 135 123 95 72 0 2 15 7 63 14 12 84.1%

324 132 124 89 73 0 0 4 12 43 19 24 90.9%

Muut sektorit Sähkö uusiutuva sähkö Kaukolämpö uusiutuva kaukolämpö Hiili Öljytuotteet Kaasu Aurinkoenergia Biomassa ja jätteet Maalämpö/ilmalämpöpumput Vety Muut sektorit, uusiut. energian osuus

379 145 44 103 10 1 62 3 0 58 8 0 31.7%

361 148 52 97 26 1 51 3 1 50 10 0 38.5%

337 147 76 88 34 1 37 2 2 46 14 0 50.9%

297 139 102 75 40 0 17 2 5 38 21 0 69.7%

271 133 121 54 35 0 8 4 11 34 28 1 84.0%

231 120 113 39 29 0 1 4 11 30 26 0 90.3%

Uusiutuvan energian kokonaismäärä Uusiutuvan energian osuus

290 30.1%

332 35.4%

395 45.1%

481 62.6%

551 78.9%

551 88.0%

58 46 11 0

56 49 5 2

54 44 5 5

50 31 4 14

51 23 3 26

53 19 2 32

Ei energiakäyttöön Öljy Kaasu Hiili


Suomi: Investointi Taulukko 10.19: Suomi: energiantuotannon investoinnit MILJOONAA €

2011-2020

2021-2030

2031-2040

2041-2050

2011-2050

2011-2050

15,366 10,432 4,758 1,196 4,451 0 0 0 0

8,017 9,267 3,950 1,362 3,693 0 263 0 0

6,858 9,538 2,223 1,416 5,793 0 106 0 0

13,112 8,917 2,141 1,463 4,811 0 502 0 0

43,354 38,154 13,098 5,437 18,748 0 871 0 0

1,084 954 327 136 469 0 22 0 0

11,820 14,915 8,206     1,190 5,072 447 0 0 0

2,405 16,462 5,315      1,420 8,105 1,623 0 0 0

576 28,169 6,872 1,416 19,096 784 0 0 0

373 27,459 5,302 1,463 18,513 2,181 0 0 0

15,173 87,004 25,694      5,489 50,785 5,035 0 0 0

379 2,175 642 137 1,270 126 0 0 0

Tulokset | SUOMI

KESKIMÄÄRIN VUODESSA

Vertailumalli Tavanomaiset (fossiiliset & ydinvoima) Uusiutuvat Biomassa Vesivoima Tuulivoima Aurinkoenergia Maalämpö Aurinkolämpövoimalaitokset Aaltovoima Energiavallankumous skenaario Tavanomaiset (fossiiliset & ydinvoima) Uusiutuvat Biomassa Vesivoima Tuulivoima Aurinkoenergia Maalämpö Aurinkolämpövoimalaitokset Aaltovoima

Taulukko 10.20: Suomi: investoinnit uusiutuvilla tuotettuun lämmitykseen (POISLUETTUNA INVESTOINNIT FOSSIILISIIN POLTTOAINEISIIN)

MILJOONAA €

2011-2020

2021-2030

2031-2040

2041-2050

2011-2050

2011-2050

13,021 4,310 0 4 8,706

7,900 3,988 0 3 3,909

9,968 1,583 0 0 8,385

3,803 406 0 0 3,398

34,693 10,287 0 8 24,397

867 257 0 0 610

4,709 198 742 1,012 2,757

7,243 412 583 1,452 4,797

8,264 0 1,600 2,282 4,381

2,983 0 631 1,596 756

23,199 610 3,556 6,343 12,690

580 15 89 159 317

KESKIMÄÄRIN VUODESSA

Vertailumalli Uusiutuvat Biomassa Maalämpö Aurinkoenergia Lämpöpumput Energiavallankumous skenaario Uusiutuvat Biomassa Maalämpö Aurinkoenergia Lämpöpumput

51


a i grene

Greenpeace on kansainvälinen ympäristöjärjestö, joka tekee sanoista tekoja vastustaakseen ympäristön tuhoamista maailmanlaajuisesti ja tuodakseen esiin ratkaisuja rauhan ja ekologisen tasapainon saavuttamiseksi maailmassa. Suomessa Greenpeace ratkaisee ilmasto- ja energiakysymyksiä ja suojelee metsiä. Greenpeace saa toimintaansa varat yksityishenkilöiden lahjoituksista. Lahjoituksia ei oteta vastaan julkiselta sektorilta eikä yrityksiltä, jotta organisaatio säilyy riippumattomana. Greenpeace Nordic Suomen toimisto Iso Roobertinkatu 20-22 A 00120 Helsinki, Finland +358 9 684 37540 f: +358 9 684 37541 info.nordic@greenpeace.org www.greenpeace.org/finland

The European Renewable Energy Council (EREC) on Euroopan uusiutuvan energiaan liittyvän teollisuuden, kaupan ja tutkimuksen kattojärjestö, joka perustettiin vuonna 2000. Järjestön jäsenyhdistyksiin kuuluvien yritysten vuosittainen liikevaihto on yhteensä 70 miljardia euroa, ja henkilöstömäärä yli 550 000 työntekijää. Renewable Energy House, 63-67 rue d’Arlon B-1040 Brussels, Belgium +32 2 546 1933 f +32 2 546 1934 erec@erec.org www.erec.org

© SEAWIFS PROJECT, NASA/GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, AND ORBIMAGE

suomuk]nallav[


Energiavallankumousraportti