Kestävän energian jäljillä: Tuulen ja auringon aika

Suomessakin elää sitkeänä käsitys, että tuulivoimalat pyörivät lähinnä tukiaisilla. Puuta saatetaan yhä pitää tuulivoimaa uskottavampana energialähteenä. Vertailun vuoksi seuraava laskelma: 50 hehtaaria metsäalueen vuosikasvu on noin 250 m3, josta saadaan kasvatuksen, korjuun ja energiakäytön hyötysuhteet huomioiden maksimissaan noin 160 megawattituntia (MWh) sähköä ja lisäksi noin 240 MWh lämpöä. Samalle maa-alalle pystytetty viiden megawatin tehoinen tuulivoimala tuottaa vuodessa 17 000 MWh sähköä. 

Tuulivoima pystyy siis tuottamaan samalla maa-alalla sata kertaa enemmä sähköä kuin yhteyttämiseen ja puun polttoon pohjaava metsäbioenergia. Metsätaloutta voidaan lisäksi jatkaa suurimmalla osalla tuulipuiston pinta-alasta. Tuulivoimala tuotanto korvaa sen valmistamiseen kuluvan energian ja syntyneet hiilidioksidipäästöt takaisin keskimäärin reilusti alle vuodessa.

Toki muuhun käyttöön kelpaamattomien puun jäte- ja sivuvurtojen käyttö energiaksi on järkevää, mutta niistä Suomessa saatava energiasisältö tarvitaan lähes kokonaan metsäteollisuusprosessien oman energiankulutuksen kattamiseen. 

Tuulivoimasta on tullut Suomessa edullisin ja taloudellisesti kannattava sähköntuotannon muoto, joka ei useimmilla toteutuspaikoilla tarvitse julkisia tukia. Sähkön hinta on viime vuosina ollut kuitenkin hyvin alhainen, mikä on hidastanut investointeja niin tuulivoimaan kuin muihinkin energiamuotoihin. 

Tuulivoiman haasteena on tuuliolojen vaihtelevuus. Tosin jokainen tunturin laella käynyt tietää, että korkealla ympäröivän maan yläpuolella tuulee melkein aina. Suomen sähkönjakelun kantaverkosta vastaavan Fingridin sivuilta löytyvät tuulivoiman tuotantotiedot, ennuste ja tilastot. Niiden mukaan tuotanto laskee vain hyvin harvoin nollaan ja on yleensä 200 ja 2000 MW välillä. 

Uudet tuulivoimalat ovat huomattavasti korkeampia ja yltävät tasaisemmin puhaltaviin tuuliin, mikä vähentää oleellisesti tuotannon vaihteluita. Silti tuulivoiman osuuden kasvaessa on tuotannon vaihteluun sopeuduttava teknologian ja kulutuskäyttäytymisen muutoksen avulla. 

Tuulivoimaa voidaan varastoida akkuihin tai sillä voidaan alhaisen kysynnän aikana tuottaa kaasua, jota voidaan varastoida ja käyttää heikkotuulisina jaksoina. Lämmitysjärjestelmiin voidaan lisätä lämpöpumppuja ja lämpöä varaavaa kapasiteettia erilaisiin varaajiin tai suoraan rakennusmassaan. Lämmityslaite voi seurata sähkön hintaa, joka usein puolestaan seuraa tuulivoiman tuotantoa, ja hiukan ylilämmittää rakennusta halvan sähkön aikaan ja antaa lämmön tasaantua kun sähkö on kallista.

Kansalainen tai yritys voi pyrkiä ajoittamaan paljon energiaa kuluttavia toimintoja, kuten saunomista tai sähköauton latausta sähkön tuotanto- tai hintaennusteen mukaan edullisiin ajankohtiin. Tiedot tuntihinnoista seuraaville päiville saa jo kätevästi tuntihintasovelluksesta

Tuuligeneraattorit ovat jo laajassa tuotannossa, mutta niiden valmistus ja pystyskustannuksia voidaan todennäköisesti vielä merkittävästi alentaa suurien valmistussarjojen myötä. Sama koskee akkuteknologiaa ja synteettisten kaasujen valmistusta. Tuulivoimateknologian valmistus, asennus ja käyttö tuo Suomeen merkittäviä investointeja ja kymmeniätuhansia uusia työpaikkoja.

Tuulivoimalla voidaan elektrolyysin avulla tuottaa vetykaasua, josta voidaan jalostaa edelleen metaania kaappaamalla joko suoraan ilmasta tai esimerkiksi tehtaiden savukaasuista hiilidioksidia. Metaani on käytännössä samaa ainetta kuin maakaasu, ja sitä voidaan käyttää pienin muutoksin lähes kaikissa hiili- ja öljykäyttöisissä voimaloissa, polttimoissa ja moottoreissa. Metaanikaasulle on Suomessa ja monissa muissakin maissa jo kohtalaisen kattava jakeluverkosto valmiina. Metaanista voidaan jalostaa muitakin hiilivetyjä. Nämä vetyelektrolyysiin ja hiildioksidin kierrättämiseen perustuvat jo käytössä olevat teknologiat pystyisivät melko todennäköisesti tuottamaan yhteiskuntien tarvitseman energian varsin kohtuullisilla kustannuksilla ja vähentäisivät tehokkaasti päästöjä. 

Tuulivoiman ohella myös aurinkosähkö- ja lämpövoimalat ovat tehokas tapa tuottaa energiaa. Aurinkoisimmilla alueilla aurinkoenergia huomattavasti fossiilisia energialähteitä edullisempaa. Suomessa käytettävyyttä rajoittaa kuitenkin auringonpaisteen voimakas vuodenaikavaihtelu ja energian kulutuksen kohdistuminen talven lämmityskauteen, jolloin aurinkoenergiaa ei juuri ole käytettävissä.

Kestävä energiasiirtymä edellyttää kulutuksen vähentämistä

Kestävään energiatuotantoon siirtyminen edellyttää uusiutuvan energian lisäämisen ohella myös energiatehokkuuden nostoa ja kulutuksen vähentämistä, jotta energian tuotantokapasiteetti, hinnat sekä kulutus saadaan kohtaamaan.

Esimerkiksi liikenteen, lämmityksen ja teollisuusprosessien sähköistyminen auttaa vähentämään päästöjä useista syistä. Ensinnäkin sähkömoottorit ja koneet pystyvät tuottamaan liikettä noin kolminkertaisella hyötysuhteella polttomoottoreihin verrattuna, jolloin energian kokonaiskulutus vähenee oleellisesti. Lämpöpumput vähentävät sähkön tarvetta noin 70 % verrattuna suorasähkölämmitykseen. Myös sähkön siirtohäviöt ovat pieniä verratuna muiden energialähteiden kuljettamiseen. Ja mikä tärkeintä – sähköä pystytään tuottamaan ja käyttämään ilman, että mitään tarvitsee polttaa. 

Sähköautot ovat elinkaarensa aikana huomattavasti puhtaampia kuin polttomoottoriautot, mutta etenkin niiden akustojen tuottaminen vaatii runsaasti raaka-aineita ja energiaa. Siksi liikkumisen tehostaminen esimerkiksi julkista liikennettä kehittämällä ja yhteiskäyttöautoilla onkin välttämätöntä.

Vaikka tuuli- ja aurinkoenergian avulla voidaan tulevaisuudessa tuottaa energiaa todennäköisesti nykyistä vastaavilla tai jopa edullisemmilla hinnoilla, on oletettavaa, että energian hinta voi nousta ajoittain nykyistä korkeammaksi lähivuosikymmenten siirtymäajalla pois fossiilisista energialähteistä. Siirtymä on monella tapaa haastava, vaikka hyvin lupaavaa teknologiaa onkin jo olemassa. Energian kulutuksen kasvu vaikeuttaa oleellisesti tavoitteeseen pääsyä. Vastaavasti pienelläkin energian kulutuksen laskulla haastetta voidaan helpottaa huomattavasti.

Sarjan seuraavassa osassa tarkastellaan kuluttajan tekemien päätösten merkitystä kestävän energian kehitykselle.

Antti Majava

Kirjoittaja on Vastuullisuuspaneelin jäsen ja BIOS-tutkimusyksikön tutkija

Kestävää energiaa käsittelevässä artikkelisarjassa tutkitaan ilmastonmuutoksen ja energiankäytön yhteyttä sekä pyritään eri näkökulmien avulla vastaamaan kysymykseen voiko sähkösopimuksella todellakin muuttaa maailmaa?

Lue sarjan muut osat:

Osa 1: Kestävän energian jäljillä: Voiko sähkösopimuksella muuttaa maailmaa?

Osa 2: Kestävän energian jäljillä: Hiilinielut

Osa 3: Kestävän energian jäljillä: Erilaiset energiamuodot

Jaa kirjoitus

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.