Päästövapaata sähkön ja kaukolämmön tuotantoa vuonna 2050
Energiateollisuus ry julkaisee tänään visionsa hiilivapaasta sähköstä ja kaukolämmöstä vuonna 2050. Visiota on valmisteltu kesäkuusta 2008 ja siihen on satsattu paljon sekä omia että talon ulkopuolisia resursseja.
Visioissa esitetyin toimenpitein energian loppukäyttö on 21 prosenttia pienempi kuin perusura, jossa vastaavia toimenpiteitä ei olisi toteutettu. Sähkön osuus energianloppukäytöstä nousee nykyisestä 28 prosentista 42 prosenttiin ja kaukolämmön osuus 10 prosenttia pysyy samana rakennusten kiristyvistä energiatehokkuusvaatimuksista huolimatta.
Olemme tosissamme siinä, että sähkön ja kaukolämmön tuottajat ovat mukana ratkaisemassa ilmastonmuutoksen asettamia haasteita unohtamatta kuitenkaan energiaturvallisuutta, yhteiskunnan hyvinvointia ja elinkeinoelämän kilpailukykyä.
Toimialamme peräänkuuluttaa monipuolisia ja aitoja markkinoita, joissa ohjauskeinot kohdistetaan eri tuotantomuotojen haitallisiin ominaisuuksiin. Kotimaisiin polttoaineisiin eli puuhun ja turpeeseen sekä energiateknologioihin on panostettava, jotta tavoitteet ovat saavutettavissa. Liikenteen sähköistyminen ja yhdyskuntia kehittämällä energiatehokkuutta voidaan parantaa merkittävästi. Hiilidioksidipäästöt on hinnoiteltava maailmanlaajuisilla markkinoilla ja Euroopan sähkömarkkinat on avattava aidosti samoilla pelisäännöillä toimiviksi.
Laskelmiin ja oletuksiin kannattaa tutustua itse. Vuoteen 2050 mennessä ost0voiman on arvioitu kaksinkertaistuvan. Energian asiakashinta sen sijaan kasvaa 1,6 – 1,9 -kertaiseksi, joten asiakkaalle energialasku tulee suhteessa hieman laskemaan. Tehostuneen käytön seurauksena sama määrä sähköä ja lämpöä tuottaa jatkossa enemmän hyötyä.
Sähköntuotantorakenteessa ydinvoiman osuus kasvaa nykyisestä. Yhteistuotantosähkön määrä pysyy osapuilleen nykyisellä tasolla. Se ei ole itsestään selvyys, sillä aidon yhteistuotannon takaamiseksi myös voimalaitoksen tuottama lämpö on hyödynnettävä järkevästi. Tuuli- ja vesivoima sekä jatkossa myös pientuotanto ovat olennaisia osia energiajärjestelmäämme.
Visio on toimialamme esittämä vaihtoehto, jossa on mahdollisimman kattavasti pyritty kartoittamaan energia-alan haasteita ja mahdollisuuksia alan yritysten, tutkijoiden ja muiden sidosryhmien näkökulmasta.
Vuosi 2050 on riittävän etäällä, jotta nyt tehtävillä päätöksillä voidaan vaikuttaa radikaalisti energian kulutukseen sekä sähkön ja kaukolämmön tuotantorakenteeseen. Skenaariota ovat olleet ET:n lisäksi laatimassa Lappeenrannan ja Tampereen teknilliset yliopistot sekä Turun kauppakorkeakoulun Tulevaisuuden tutkimuskeskus.
Skenaarion lisäksi julkaistaan pohjatyön tuloksena syntynyt Sähkön ja kaukolämmön rooli energiatehokkuudessa ja energian säästössä.
Ihan hauskat visiot. Sopisivat Pahkasian liitteeksi.
Pari mielenkiintoista detaljia tuulivoiman osalta:
“Sähkön säätö- ja siirto-ominaisuudet rajoittavat tuulivoiman käyttöönottoa. Tuulivoima voi energiateollisuuden arvion mukaan muodostaa 10—20 % Suomen sähkön tuotannosta.”
Hauskaa miten tuulivoiman säätöongelma on Euroopassa suurin juuri Suomessa. Tässä maagiset sanat ovat “energiateollisuuden arvion” Arvio on linjassa sen kanssa että kukaan siellä ei tunnu ymmärtävän tuulivoiman intergointimahdollisuuksista juuri mitään. No big deal, nämä(kin) asiat ehtii vielä opiskella.
Sen sijaan seuraavassa on selkeä kova väite, joka vaatii teiltä lisää perusteluja.
“Tuulivoimatekniikan kehittyessä tuulivoiman tuotantokustannukset alenevat jonkin verran, joskin materiaaleihin liittyvät investointikustannukset pysyvät korkeina.”
Selasin läpi muutaman kymmenen elinkaaritutkimusta tuulivoimasta, joita olen keräillyt. Muutamassa on materiaalit lueteltu tarkaan ja tein kolmen suht uuden tutkimuksen perusteella raakamateriaalikustannuksista laskelmia. Samoin katsoin uusimpien voimaloiden dimensiot ja perustusvaatimukset. Teräs ja betoni dominoivat materiaalikustannuksia (80-90%).
En saa millään edes yli 200 k€/MW lukuja. Kolmen elinkaaritutkimuksen perusteella materiaalikustannukset ovat 100-150 k€/MW. Jos kierrätettäville materiaaleille antaa jäännösarvon (5% reaalikorko, 20 vuotta) niin kaikki kolme menevät juuri alle 100 k€/MW.
Eli materiaaleihin liittyvät korkeat investointikustannukset ovat huuhaata. Jos on päinvastaisia laskelmia esittää, niin dataa pöytään väitteen tueksi, kiitos. Milellään väitteen kirjoittajalta suoraan.
Visioomme on tietenkin kaikilla oikeus suhtautua , miten haluaa. Ihan vakavissaan kuitenkin olemme tavoitellessamme sellaista energiatulevaisuutta, jossa energiatehokkuus ja päästöttömät energiamuodot dominoivat. Ja jolla päästään päästöissä tasolle, johon on nyky-ymmärryksen mukaan teollisuusmaiden päästävä ilmastonmuutoksen torjumiseksi. Ja jossa lisäksi tavoitellaan sitä, että energia on jatkossakin kilpailukykytekijä ja yksi hyvinvoinnin rakentaja suomalaiselle yhteiskunnalle.
Harmi, jos se otetaan pahkasika-osastoon kuuluvana, Odotamme kyllä tärkeiltä saidosryhmiltämme asiallisempaa suhtautumista. Ei silti, kyllähän Pahkasikaa voi lukea yhtä mielellään kuin vakavampiakin tulevaisuuspohdintoja.
Visiossa on hirmuisen paljon asioita, jotka eivät ole millään tavalla valmiita. Emme tiedä tulevaisuudesta kaikkea eikä vision laadinnassa ole ollut mahdollisuus käsitellä kaikkia vaihtoehtoja. Esimerkiksi emme ole halunneet juuri ottaa kantaa eri polttoaineiden käyttöön tulevaisuudessa. Emme nimittäin tiedä CCS-tekniikan sovellettavuudesta tai esimerkiksi ydinvoiman sovellettavuudesta kaukolämmön tuotantoon.
Vastaavasti tuulivoiman osalta on varmasti olemassa toisenkinlaisia tulevaisuuden vaihtoehtoja, kuin mitä me olemme esittäneet.
Meidän visiossamme tuulivoimaa on 15-20 TWh vuonna 2050. Se on kyllä varsin paljon. Selvästi enemmän kuin vesivoimatuotantomme on nykyään.
Mielestäni se on myös looginen esittämämme tulevaisuudenkuvan kanssa. Jari oli irrottanut lainauksensa sitä edeltävästä virkkeestä ja kappaleesta. Siinä sanottiin, että yhteisillä markkinoillamme on tuuliolosuhteiltaan Suomea edullisempiakin rakennuspaikkoja.
Se, mihin tuo meidän 15-20 TWh perustuu on osapuilleen seuraava:
- tuulivoima kaupallistuu ja on yksi markkinoiden valittavista sähköntuotantoratkaisuista.
- mitään tuotantotukia tuulivoimalle ei ole annettu enää vuosikymmeniin
- sähkömarkkinat ovat Euroopan laajuiset (siis lähinnä silloinen EU, jossa emme oleta Venäjän olevan mukana)
- markkinat ohjaavat investointien sijoittumista
- tuulivoimaan edelleenkin liittyy se ominaisuus, että tuulivoimaa tuotetaan, kun tuulee. Kun olemme täällä markkinoiden pussinperällä, tänne ei määrättömästi kannata rakentaa tuulivoimaa.
Emme ole tarkoittaneet, että tuulivoimaa ei voisi teknisesti integroida markkinoille tai Suomen alueelle enempää kuin 10-20 %. Näin voisi kieltämättä kuvitella, jos irrottaa nuo kaksi virkettä tuulivoimaa kuvaavasta kappaleesta irralleen, kuten Jari on tehnyt.
Kustannustason pohdinta liittyy tuohon kaupallistumiseen. Olemme arvioineet parilla lauseella osapuilleen kaikkien tuotantomuotojen kustannustasoa.
Meidän visiossamme hiili-intensiivisten tuotteiden (juuri mm. mainitsemiesi teräksen ja betonin) kustannustaso nousee, koska maailmanlaajuisesti vähennetään merkittävästi kasvihuonekaasupäästöjä ja CO2-hinta ulottuu kaikkien tuotteiden hintoihin ja menee läpi markkinoilla.
Tuulivoiman osalta olemme todenneet, että teknologian kehitys tämän kuitenkin voittaa ja siis tuulivoiman osalta tuotantokustannukset alenevat.
En oikein päässyt jyvälle, mikä tässä ajattelussa Jaria harmittaa. Mutta on tietenkin loistavaa, jos tuulivoiman kustannustaso alenee vielä paljon enemmän.
Pahkasika-kommentin voi osin laittaa Tiurin piikkiin. Viimeisin veto eläkeläiseltä on levittää huhua tuulivoimasta materiaaleja tuhlaavana tuotantomuodona. Luin sopivasti siihen päälle visionne kommentit tuulivoiman hinnan laskun materiaaliongelmista, mikä myös viittaa materiaali-intensiivisyyteen. Ylireagointi, josta pahoitteluni.
Vastauksesi selvensi asiaa osin, mutta väite että materiaalikustannukset rajoittavat hinnan laskua on kuitenkin väärä, jos tällä hetkellä materiaalikustannukset muodostavat alle 10% sähkön tuotantohinnasta.
Ihan referenssiksi. Kiinassa tuulivoimalan tehdashinta on nyt 600-700 €/kW.
Tuulivoimasta visiossa. En sanoisi että on tuulivoimalle on kovinkaan kunnianhimoinen tavoite siinä.
Arvioitu 15-20 TWh vuonna 2050 on prosentteina 13 % (koko tuotanto 115-150 TWh). Tämä on siis sama tai vähemmän kuin Eurooppalainen keskiarvo (EU:n arvio) – vuonna 2020.
“Emme ole tarkoittaneet, että tuulivoimaa ei voisi teknisesti integroida markkinoille tai Suomen alueelle enempää kuin 10-20 %.”
Kiitoksia tästä selvennyksestä. Lukemalla koko kappaleen saa kuitenkin juuri sen kuvan, että säätö- ja siirto rajoittaisivat.
Säätö- ja siirto-ongelma ei myöskään ole yhteensopiva vision sen osan kanssa että henkilöautoliikenteessä käytetään 6,5 TWh sähköä.
Ladattavien hybridien yleistyminen luo erittäin ison ja käyttökelpoisen joustavan kuorman järjestelmään, jossa on paljon tuulivoimaa. Olen lukenut Irlannin ja Tanskan tutkimukset aiheesta.
Muuta kommentointia:
Kuvauksenne ajosuoritteesta 70%/30% oli hyvä. Ratkaiseva merkitys sähkön osuuden kasvattamiselle on latausinfran oikea sijoittaminen, minkä pohdinnassa olette eturintamassa.
Yksi asia puuttuu kokonaan visiosta ja se on lämpöpumput kaukolämpöverkossa. Jos CO2-tonnin hinta on 60-90 € ja järjestelmässä on paljon ydin- ja/tai tuulivoimaa niin kaukolämpöoptio tulee varsin mielenkiintoiseksi. Syynä sähkön markkinahinnan voimakas vaihtelu. Lämpöpumput kaukolämpöverkossa ovat Tanskan tärkeimpiä keinoja tuulivoiman integrointiin.
Lopuksi tiedoksi. Käyn tätä kommenointia kansalainen J. Ihosena, en sidosryhmän edustajana. STY:n puheenjohtajan paikan jätin jo keväällä ja pelkällä hallituspaikalla en katso että edustan automaatisesti yhdistystä.
Pitää täydentää vielä laskelmalla CO2-kustannusrasite tuulivoimalle, kun jäi häiritsemään.
Laskin kahta kautta. Ottamalla elinkaaren tyypilliset CO2-päästöt ja toisaalta laskemalla teräksen ja betonin kautta.
1. Tuulivoiman CO2-päästöt elinkaaren aikana ovat noin 10 g/kWh. Jos CO2 tonni maksaa 60-90 € niinkuin visiossanne, niin kustannusrasite on 0,6-0,9 €/MWh eli noin prosentti tulevasta markkinahinansta ja samoin tuulivoiman tuotantohinnasta.
2. Teräkselle päästöt ovat 1,5 t(CO2)/t . Betonin päästöt tulevat sementistä, jota tarvitaan noin 300 kg/tonnia betonia kohden. Sementille tase on noin 0,8 t(CO2)/t eli tonni betonia tarkoittaa noin 0,25 tonnin CO2 päästöjä. Saan tyyppivoimalalle 17-25 k€/MW kustannuslisän teräksen ja betonin CO2-päästöistä eli 1-2 % nykyisistä investointikustannuksista.
Voidaan siis todeta että CO2 kustannusrasite tuulivoimalle on käytännössä merkityksetön. Eli todellakin teknologian kehitys kuittaa sen helposti.