IEA/NEA selvitti sähkön tuotantokustannuksia
Mitä sähkön tuottaminen eri maissa maksaa, mitkä ovat edullisimmat tuotantomuodot, onko kansallisilla olosuhteilla vaikutusta sähkön hintaan? Tähän asti on tiedetty, että kansainväliset hintavertailut ovat vaikeita. Pelkästään valuuttakurssien vaihtelut vaikeuttavat vertailuja.
Juuri valmistunut kansainvälinen Projected Costs of Generating Electricity 2010 Edition – selvitys pyrkii kuitenkin antamaan vertailukelpoista taustatietoa sähköntuotantokustannuksista. Selvityksen laativat yhteistyössä International Energy Agency (IEA) ja Nuclear Energy Agency (NEA). Kumpikin järjestö toimii OECD:n (Organisation For Economic Co-Operation And Development) alaisuudessa Pariisissa. Selvitys julkistettiin 25.3.2010.
IEA/NEA on koonnut selvitykseen kustannustiedot 190 voimalaitoksesta kautta maailman. Mukana oli 21 maata, 17 OECD:n jäsenmaata ja neljä muuta maata. Pohjoismaisia kustannustietoja selvityksessä oli vain Ruotsin suurvesivoimasta. Kerätty suhteellisen pieni näyte maailman voimalaitoksista edustanee joka tapauksessa kohtuullisesti eri tuotantomuotojen kustannuksia.
Selvitys kattaa kaikki sähköntuotantomuodot: hiili ja kaasu (sekä hiilidioksidin poiston ja varastoinnin (CCS) kanssa että ilman), vesivoima, tuulivoima, biomassa, aurinkoenergia, aalto- ja vuorovesituotannot sekä sähkön ja lämmön yhteistuotanto (CHP).
Selvityksessä otettiin mukaan arvioiden investointi-, polttoaine-, toiminta- ja ylläpitokustannukset sekä laitosten purkukustannukset. Ydinvoiman osalta mukaan on otettu myös koko polttoainekierron kustannukset kaivoksesta loppusijoitukseen. Ydinvoimalaitoksen käyttöikänä laskelmissa käytettiin 60 vuotta. Ydinvoimalaitoksen käyttökertoimeksi oletettiin 85 prosenttia, mikä on kymmenkunta prosenttiyksikköä alempi, mitä suomalaisissa ydinvoimalaitoksissa on ollut.
Mukaan ei otettu sähkön siirto- ja jakelukustannuksia eikä tuotantomuodon vaatimia vara- ja säätövoimaa, joita esimerkiksi tuulivoima vaatii.
Kaikki hinnat on muutettu US-dollareiksi, muuntokertoimina oli käytetty vuoden 2008 dollarin ja asianomaisen valuutan keskikurssia. Dollarin kurssi on vuodesta 2008 vahvistunut melkoisesti, mikä vaikeuttaa nykyisten kustannusten arviointia.
Jo aikaisemmin käytettävissä olleiden tietojen mukaan saattoi odottaa, että selvitys osoittaa sähköntuotantokustannusten vaihtelevan melkoisesti maittain ja maanosittain. Tämä tuli vahvistettua myös tässä selvityksessä.
Selvityksen mukaan kaikissa maissa ja kaikissa olosuhteissa ylivoimaista sähkön peruskuorman tuotantotekniikkaa ei ole. Esimerkiksi on maita, joilla on omia halpoja hiilivaroja, niissä hiilivoima on edullista, vaikka se jouduttaisiin varustamaan lisäkustannuksia aiheuttavalla hiilidioksidin poisto- ja varastointitekniikalla.
Rahoituskustannuksilla ja korkokannalla on suuri merkitys sähköntuotannon kokonaiskustannuksille. Mitä enemmän pääomia tuotantomuoto sitoo, sitä enemmän korkokanta vaikuttaa.
Toinen tärkeä kustannuksiin vaikuttava tekijä on hiilidioksidipäästöoikeuksien hinta. Selvityksessä käytettiin päästöoikeuden hintana OECD-maille 30 US-dollaria/hiilidioksiditonni (nykykurssilla noin 22 euroa/hiilidioksiditonnia, EU:ssa päästöoikeuden hinta on juuri nyt noin 13 euroa/CO2-tonni). Ei-OECD-maille päästöoikeuden hinta on laskelmissa 0 dollaria. Toistaiseksi maailmassa vain EU-maiden sähköntuotanto on kattavan päästökaupan piirissä.
Ydinvoima on erittäin pääomavaltaista, mutta selvitys osoittaa kuitenkin, että ydinvoima on edullisin tuotantomuoto, jos korkokanta on enintään viisi prosenttia. Ydinvoiman lisäetuina ovat päästöttömyys ja vakaat sähköntuotantokustannukset. Kustannustaso tiedetään pitkäksi ajaksi eteenpäin.
Jos pääomakustannus on suuri, korkokanta 10 prosenttia, silloinkin ydinvoima on edelleen keskimäärin edullisin ratkaisu Pohjois-Amerikassa ja Aasiassa. Euroopassa hiili- ja kaasuvoima ilman CCS-tekniikkaa ovat keskimäärin hieman halvempia. CCS nostaa hiilen ja kaasun tuotantokustannuksia. Samoin päästöoikeuden hinnan nousu kallistaa hiilen ja kaasun hintaa.
Missä hiili on halpaa – esimerkiksi Australiassa ja osassa Yhdysvaltoja – silloin hiilivoima myös CCS-tekniikalla varustettuna – on kilpailukykyistä.
Selvityksen keskeinen tulos on, että sähköntuotantomuotojen kilpailukyky riippuu monista syistä, erityisesti rahoituksen hinnasta ja päästöoikeuksien hinnasta. Uusiutuvilla energioilla tuotetun sähkön kustannukset johtuvat eniten paikallisista resursseista ja teknologista ratkaisuista
“Ydinvoimalaitoksen käyttökertoimeksi oletettiin 85 prosenttia, mikä on kymmenkunta prosenttiyksikköä alempi, mitä suomalaisissa ydinvoimalaitoksissa on ollut.”
Suomalaisten ydinvoimaloiden oikean käyttöasteen löytää IAEA:n tilastoista:
http://www.iaea.org/programmes/a2/index.html
Kapasiteetilla painotettu kumulatiivinen keskiarvo on noin 90-91%. Mikäli painottaa myös pääoman tuottovaatimuksella niin pudotusta tulee 2-3% lisää koska ensimmäisinä vuosina saatu raha on arvokkainta.
Eli väite että suomalaisten voimaloiden käyttöaste on 10% korkeampi kuin 85% on vain noin puolella liioittelua. Tämänhän voi jo laskea, lähtökohdat huomioden, melkein neutraaliksi tiedottamiseksi.
“Mukaan ei otettu sähkön siirto- ja jakelukustannuksia eikä tuotantomuodon vaatimia vara- ja säätövoimaa, joita esimerkiksi tuulivoima vaatii.”
Luonnollisesti ydinvoiman aiheuttamat häiriöreservikustannukset (yksikkökoosta johtuvat) ovat tuskin mainitsemisen arvoisia…
Luin itse rapsan Executive summary:n ja se oli ihan mielenkiintoinen. Ottaen huomioon hintapaineen, jonka korealaiset ja kiinalaiset tulevat luomaan maatuulivoimalle aivan lähivuosina, on helppo ennustaa että USA:ssa voidaan sanoa hyvästit uudelle ydinvoimalle. Nythän siellä saadaan muutama reaktori rakennettua liittovaltion avustuksella (lainatakuut).
”Kapasiteetilla painotettu kumulatiivinen keskiarvo on noin 90-91%.”
On totta, että mainitsemasi kumulatiivinen keskiarvo on tällä hetkellä reilun 90 % luokkaa. Toisaalta trendi on kiistämättä nouseva (IAEA:n lukuja mukaillen) ja voimalaitoksemme ovat vasta kypsässä keski-iässä, joten 95 % kapasiteettiarvo ei liene kovin kaukana lopulta toteutuvasta keskiarvosta. Tämä selviää tietysti vasta muutaman vuosikymmenen kuluttua.
”Ottaen huomioon hintapaineen, jonka korealaiset ja kiinalaiset tulevat luomaan maatuulivoimalle aivan lähivuosina, on helppo ennustaa että USA:ssa voidaan sanoa hyvästit uudelle ydinvoimalle.”
Suomeen vuoden 2009 loppuun mennessä kaavaillusta tuulivoimaprojekteista on maatuulivoimaa 1385 – 2239 MW. Loput 4000 – 6000 MW on suunnitteilla merelle johtuen nähdäkseni soveltuvien paikkojen puutteesta maalla. Erään konsulttiyhtiön arvio merituulivoimalle oli n. 2,5-kertainen ydinvoimaan verrattuna http://planeetta.wordpress.com/2010/03/10/merituulivoima-2%c2%bd-kertaa-ydinvoimaa-kalliimpaa/. En toisin sanoen näe maatuulivoiman halpenemista kuoliniskuna ydinvoimalle – ainakaan Suomessa.
Toisaalta puhuit Amaeriikasta ja siellähän on tuulista sisämaata vaikka muille jakaa. Siellä taitaa olla ongelmana siirtokustannukset. Valaiskaa jos olen väärässä. On toki hienoa jos uusiutuvat ja päästöttömät sähköntuotantomuodot pystyvät kilpailemaan muiden tuotantomuotojen kanssa. Kuten olen moneen kertaan tällä foorumilla sanonut: ydinvoima ei ole investoijalle itseisarvo – tulos viivan alla on.
Oletko Jari muuten lukenut David MacKayn Without hot air kirjan? Mitä mieltä olet hänen teesistään, ettei uusiutuville ole tarpeeksi tilaa kaiken tarvitsemamme energian tuottamiseen, ellei oteta huomioon CSP-voimaa autiomaista http://www.inference.phy.cam.ac.uk/withouthotair/c18/page_103.shtml.
“joten 95 % kapasiteettiarvo ei liene kovin kaukana lopulta toteutuvasta keskiarvosta”
- nyt siis käyttökerroin (ei kapasiteettiarvo) on 90-91%
- Loviisan reaktoreilla yli puolet käyttöiästä takana
- OL1 ja OL2 noin puolet käyttöiästä takana
- voimalaitokset, myös ydinvoimalaitokset, noudattavat bathtube curve -tyyppistä luotettavuutta, koska komponentit ikääntyvät.
Tätä taustaa vasten voisin sanoa että 95% ennuste edustaa täysin normaalia ydinvoimalobbarien optimismia.
Maatuulivoiman projektikannassa on luonnollisesti Suomen osalta julkisesti tiedossa olevat projektit. Eiköhän todellinen määrä on hieman tuota suurempi. Ainakin kovasti site hunterit maakunnissa juoksevat.
Ruotsissa kartoitettiin taannoin maalle rakennettavalle paikkoja “riksintresseområde för vindkraft”. Löytyi noin 600 TWh/vuosi edestä. Priorisoivat 30 TWh tuosta vuoteen 2020, josta sitten rakennettaneen 20-25 TWh.
“Siellä taitaa olla ongelmana siirtokustannukset. Valaiskaa jos olen väärässä.”
Kerrotko ensin mistä tämä tieto on peräisin ja mitä osaa USAa se koskee. Aiheesta on 3-4 eri selvitystä (southwestissä aurinko mukana) tehty eri alueille ja Teksasille (ERCOT) oma ja en nyt muista että siirtokustannukiset olisi missään tullut kovin isoksi ongelmaksi. Siirron ongelmat ovat ennemmin siinä miten koordinoidaan eri TSO:den yhteistoimintaa ja kehitetään verkkoa TSO- ja osavaltiorajat ylittävästi. Ja luvat ottaa myös oman aikansa.
Eli laitatko tietolähteen jossa siirtokustannus oli mainittu isoksi ongelmaksi? Muistatko lukuja $/kW tai snt/kWh?
“Oletko Jari muuten lukenut David MacKayn Without hot air kirjan? Mitä mieltä olet hänen teesistään, ettei uusiutuville ole tarpeeksi tilaa kaiken tarvitsemamme energian tuottamiseen,”
Nopeasti vilkaisemalla voisi sanoa että oletukset hieman kyseenalaisia. Merituulivoimalle oletettu Britannian osalta teoreettiseksi maksimiksi 1100 TWh (48 kWh/d x 365 x 63 000000). Merituulivoiman osalta järkevä saanto on 30-40 GWh-a/km2 eli tuo vaatisi 30000 km2 merialaa. 50×60 km läntti pohjanmerta. Taitaisi lääniä olla tarjolla enemmänkin – jos siis tarvittaisiin.
Asia sitten erikseen onko 195 kWh kulutus per lärvi per päivä (sivu 103) laskettu kuinka oikein ja paljonko siitä lähtee energiatehokkuudella (hybridiautot ym.).
Study antaa tietenkin kivan sloganin “uusiutuvat ei riitä”, mutta ennen sen mahdollista käyttöä kannattaa ajatella asia läpi itse.
Huupsista, pilkkuvirhe pääsi laskelmaan.
Kyllä 30000 km2 merialaa vaatii hiukan isomman alueen. 150 km x 200 km. Hmm. Alkaa siinä olla troolareilla pujottelua.
Kappas, olen Jari kanssasi samaa mieltä
. Minunkin mielestä Energiateollisuus (tai Tiusanen) esittää hieman optimistisen korkeita käyttökertomia. Teknisesti arvioin, että Pentti Tiusanen puhui totta, käyttökertoin on tainnut olla viime aikoina ~95 % luokkaa (esim. viimeisen 10 vuoden keskiarvo). Eipä tuo 5 prosenttiyksikön ero taida Pentin postauksen viestiä muuttaa, vai mitä olet Jari mieltä? Pentille esitän kysymyksen, että uskotko vielä vain yhteen myönteiseen periaatepäätökseen?
Kun nyt Jari niitä lähteitä haluat Laurilta USAn siirtokustannusten ongelmista, niin voisit itse näyttää esimerkkiä ja kertoa/lähteittää miksi korealaiset ja kiinalaiset tulevat luomaan maatuulivoimalle hintapaineen. Ja miksei nyt senkin, että onko tuleeko hintapaineen vuoksi maatuulivoimasta kalliimpaa vai halvempaa
.
“nyt siis käyttökerroin (ei kapasiteettiarvo) on 90-91%”
Kiitos oikaisusta, tarkoitin tietenkin käyttökerrointa. Kuten sanoin totuus selvinnee muutaman vuosikymmennen kuluttua.
“Study antaa tietenkin kivan sloganin ”uusiutuvat ei riitä”, mutta ennen sen mahdollista käyttöä kannattaa ajatella asia läpi itse.”
Slogan on lähes suora lainaus Vihreästä langasta http://www.vihrealanka.fi/uutiset/ei-otsikkoa-33, eikä suinkaan ydinvoimalobbarin märkä uni.
Ei pitäisi kirjottaa näitä juttuja väsyneenä. Siirtokustannukset ovat tosiaan hieman epätarkka termi tarkoittamalleni ongelmille. Vaikka investointien tarve onkin mittava, sähkön siirto on enemmänkin se varsinainen ongelma. Tuota lukemalla ajatuksen sain: http://bit.ly/XTeAm.
“Kun nyt Jari niitä lähteitä haluat Laurilta USAn siirtokustannusten ongelmista, niin voisit itse näyttää esimerkkiä ja kertoa/lähteittää miksi korealaiset ja kiinalaiset tulevat luomaan maatuulivoimalle hintapaineen.”
Heräsin itse tilanteeseen kun luin viime vuonna New Energy lehdestä (http://www.newenergy.info) voimaloiden hintatasosta Kiinassa. Lehti on täällä kotona jossakin. Kiinan kilpailutuksissa ylimmat hyväksytyt tarjoukset olivat 570 €/kW kiinalaisille voimaloille ja 700 €/kW Kiinassa lisenssillä valmistetuille.
Korealaisista toimijoista muistaakseni sekä Hyundai Heavy Industries että Samsung Heavy Industries ovat kertoneet pyrkivänsä kolmen suurimman voimalavalmistajan joukkoon vuoteen 2015 mennessä. Kumpaakaan ei ole vielä viidentoista suurimman joukossa, jossa on sen sijaan viisi kiinalaista valmistajaa, joista kolme suurinta (Sinovel, Goldwind ja Dongfang) kymmenen joukossa.
Kiinalaiset valmistajat toimittavat toistaiseksi lähes ainoastaan Kiinan markkinoille, mutta tilanne tulee muuttumaan muutaman vuoden sisällä. Toinen asia sitten kuka luottaa laatuun ennen kuin näytöt on vahvat. Siinä Samsung ja Hyundai ovat vahvemmilla, kun omaavat tunnetut brändit.
Samsung ja Hyundai ovat investoineet voimalavalmistukseen melkoisesti ja tulevat painamaan hintoja saadakseen markkinoita. Pahimpina häviäjinä tässä pelissä ovat pienellä kassalla varustetut toimijat, jotka eivät ole tähän mennessä pääseet voitolle. Eli raatoja tulee.
Kiinalaisten luoma kilpailu on alussa näkyvintä alueilla, joissa sähkön hinta on korkea, sähkön tuotanto perustuu kaasuun/öljyyn ja korkotaso on korkea. Tällöin alhainen voimalan hinta ja ensimmäisien vuosien tuotto ovat tärkeämmät kuin pitkä käyttöaika.
Mitään radikaalia hintaromahdusta (kuten aurinkokennoilla) tuskin tapahtuu, koska voimalamarkkinat ovat globaalit ja jatkavat voimakasta kasvua. Sen sijaan loivaa laskua hinnoissa tulee tulevina vuosina tapahtumaan. Onko reaalihinnan alenema 15% vai 30% vuoteen 2020? Paha sanoa. Jotain tuolta väliltä on oma veikkaus.