PetriSutinen11 Politiikka

Energiaratkaisujen monikulmaisuus ei ole yksinkertaista

  • Energiaratkaisujen monikulmaisuus ei ole yksinkertaista

    Tuulivoimaa vai ydinvoimaa? 
    Fossiilisia polttoaineita tulisi vähentää. Mitä asialle tehdään? Kuullostaa heti tunteita herättävältä, vai mitä. Mielipiteet alkavat helposti heti roiskua esiin, ja nopeasti "raja railona aukeaa".
    Suurimmalla osalla vahvan näkökannan esittäjistä ei ole kuitenkaan ihan tarkalleen ottaen hajuakaan, milloin ja mihin tätä voimaa tarvitaan. Pohjoismaissa vuoden ja vuorokaudenajan vaihtelut asettavat sähköverkolle sangen vakavia haasteita vuodesta toiseen. Olisi jokseenkin vastuutonta käsitellä tällaista tärkeää asiaa käymättä ensin edes suppeaa tarveanalyysiä läpi. Käydään tässä ohimennen läpi NORDPOOL-kaupanteon eri tilanteita viimeisen vuoden aikana.

    Kesäverkko: Aurinko paistaa tuulettomina päivinä useimmiten. Tuulisiakin päiviä on. Sähkönkulutus Suomessa vaihtelee 7000 - 10 000MW:n välissä. Jokien virtaamat ovat keväästä syksyyn luonnostaan suurimmillaan. Keskikesällä virtaamat usein vähenee, samoin sähkönkäyttö. Jokia ei voi pysäyttää talvea varten, muutoin tulee tulva. 
    Pörssisähkö on nykyisin hullunhalpaa luonnollisen vesivoimatarjonnan ja tuetun VRE-tuotannon johdosta. Ydinvoiman kulut koostuvat lähinnä rakennuskuluista. Niitäkin pyöritetään mieluusti ympäri vuoden. Maalämpöpumput vaikuttavat hyvältä tavalta käyttää pörssin tarjonnan halpaa ja puhdasta energiaa hiilivapaan kaukolämmön tuottamisen. 
     Näillä perusteella näyttäisi vihreä tuuli-ja aurinkovoima varsin mielekkäältä ratkaisulta. Samoin maalämpöpumput kaukolämmityksessä näyttävät hyvin järkeviltä.

    Talviverkko: Pakkanen kiristyy -25 asteeseen Etelä-Suomea myöten. Aurinko on 8 asteen kulmassa 2 tuntia keskellä päivää. Tuuli on hyvin heikkoa. Sähkön kulutus nousee 15 000 MW tasolle. Joet jäätyy samalla. 
      Lämpöpumput käyttävät sähköä ja lisäävät sähköntarvetta samaan aikaan, kun luonnon tarjoama "vapaa" energia muuttuu lähinnä järvien ja patoaltaiden varastoiduksi vesivoimaksi. Lämmön ja sähkön tarve nousee yhtä aikaa korkeuksiin. Samoin sähkön pörssihinta kohoaa korkeuksiin.
    Luonteva ratkaisu tähän tilanteeseen ei ole lämpöpumpulla tuotettu lämpö, vaan sähkön ja lämmön yhteistuotanto. Ydinvoima on ainoa palamiseen perustumaton energiamuoto, jolla voi suuria sähkömääriä tuottaa pakkasyön pimeydessä.

     Verkolla on siis monet kasvot. Tuulivoimatuotantoa saadaan talvella jopa kesää enemmän, mutta tuotanto tapahtuu pääosin talven lauhoilla säillä. Vuodenaika- tai keskiarvotilastot eivät kuvaa kovinkaan hyvin vaihtuvatuottoisen uusiutuvan energian verkolle asettamia haasteita. Sen sijaan markkinahinnat kuvaavat hyvin eri voimamuotojen tuotantojen kulloistakin hyödyllisyyttä ja markkina-arvoa. Tuotannon myyntiarvo on siis aivan eri asia kuin tuotannon hinta. Tuottajan tulos on niiden kahden asian erotus.

    Markkina-arvo: Tuulivoiman markkina-arvo ja myyntihinta on ollut jatkuvassa laskussa. Tärkein syy tähän laskuun on ollut tuulivoiman lisärakentaminen NORDPOOL-sähköpörssissä. Toinen syy on kesäaikainen tuotannon yleinen ylikapasiteetti. Usein tuulivoimatuotanto on laskenut markkinahinnan jopa 10eur/MWh paikkeille. Tuotantokuluihin sillä ei toki ole mitään vaikutusta. Tuulivoima saa nykyisistä sähkön päätuotantotavoista pääosin huonoimman ja matalimman markkinahinnan omasta tuotannostaan.
     Ydinvoima saa vuorostaan verkon keskimääräisen pörssihinnan tuotannostaan. Tuottaessaan voimaa koko ajan. 
     Hyvän pörssihinnan saa vuorostaan joustokelpoinen tuotanto. Vesivarastoon pohjautuva vesivoima kykenee nostamaan keskimääräistä korkeampaa pörssihintaa. Samoin siihen kykenee palamiseen perustuva joustokykyinen tuotanto. Kiinteä sähkön-ja lämmön yhteistuotanto on sidottu osin kaukolämmön tarpeeseen, joten se saa lauhdevoimalaa jonkin verran huonomman keskihinnan sähköstään. Kesäinen sähköntuotantokin on vääjäämätöntä.
     NORDPOOL:issa pysyessään Suomi ei omilla voimaratkaisuillaan vaikuta verkon hinnanmuodostukseen kuin omalta osaltaan.  Tuulivoimatuotanto on Ruotsin ja Tanskan ansiosta noussut monasti jo 8000MW viivalle asti hetkellisesti sähköpörssissä. On tuulivoimatuotanto sitten ajoittain ollut alle 1000MW, edelleenkin. 

    Takaisin alun asiaan: Ydinvoimaa vai tuulivoimaa?
     Tuskin tämä nyt ihan näin yksinkertaista on tällaisilla todellisilla palikoilla. Tarvitaan muutamia kriittisiä havaintoja paremman suunnittelun pohjalle heti alkuun.

1) Vain n. 1/10 tuulivoimasta voidaan suurella todennäköisyydellä laskea voimaa tuottavaksi tekijäksi verkon korkeimman kulutuksen aikana. Tästä asiasta on jo konkreettisia pitäviä havaintoja. 

2) NORDPOOL:issa on kesäaikana todennäköisesti ylituotantoa jatkossakin aina hamaan tulevaisuuteen asti.

3) Lämpöpumppujen yhä lisääntyessä - mikä keskimäärin on ilmeisestikin vain hyvä asia - huippusähkön tarve kasvaa taas entisestään. Suomessa olisi hyvä olla kyky 16 000MW huipputuotantoon.

    Kannattaa huomata, että osa tekijöistä on aidosti ristikkäisiä. 10 000MW ydinvoimatuotanto voisi olla mukavakin ratkaisu pakkastalven viikkona, mutta kesällä se olisi tuhoisasti vaikuttavaa ylikapasiteettia. 

    Ilmeinen ratkaisu: Yhtä helppoa toimivaa ratkaisua ei ole olemassa. 
   Voiman tuotantotavan ohella lämpöpumppujen käytön /sähkön ja lämmön yhteistuotannon välille tarvitaan harkittua tasapainoa ja jopa päällekkäisyyttä. Jos tuulivoiman lisärakentamista pidetään toivottavana, on ehdottoman tärkeää, että sähkölle löydetään joustavaa käyttöä. Sen suurempaa käytön joustoa on vaikeaa kuvitella, kuin mitä voidaan helposti saavuttaa kaukolämmön lämpöpumpuilla tehtävän tuotannon ja sähkön ja lämmön yhteistuotannon vuororytmittämisellä. 
    Tämä tulee entistä tärkeämmäksi suuren huipputehon tarpeen vuoksi. On yhtä tärkeää yrittää kaikin tavoin leikata huippukulutusta kuin lisätä pakkasjakson aikaista sähköntuotantoa. Lämpöpumpun sulkeminen ja vastapainetuotannon käynnistäminen pakkasviikon aikana tekee juuri sen kriittisen tärkeän seikan. 
    Verkon käyttörakenteen yhdistäminen tuotantokapasiteetin suunnitteluun on järkevien  ratkaisujen avaintekijä.
    

Oma suosikkituotanto:
1) Ydinvoima   
Ilman ydinvoimaa tuulettomina ja auringottomina hetkinä poltetaan jatkossakin aina jotakin kaiken sen edestä, mitä vesivoima ei silloin tuota. Mikäli tiukkoihin kasvihuonekaasupäästöjen leikkaustavoitteisiin pyritään, ydinvoima on ilman muuta osa ratkaisua. Suomen talouden kulusta riippuen, sopiva taso on n. 4000 -5500MW. Sopiva taso riippuu myös siitä, mikä on VRE-tuotannon taso.
    Vastoin yleistä luuloa, ydinvoimaloiden tehoa voi säätää. Se ei kuitenkaan lisää niiden saamaa  tuotantoarvoa. Siksi tätä alassäätöä ei yleensä juurikaan käytetä. Eikä verkkoa kannata vajaatuotannon kalliin hinnan takia rakentaa pääasiallisesti ydinvoiman varaan.   

2) Lauhde-ja vastapainevoima     Suomessa ei jatkossakaan voi oikein mitenkään selvitä pakkasista ilman joustavaa ja nopeaa sähköntuotannon lisäystä. Tämän tuotannon on oltava sellaista, että se voidaan myös pienin kuluin sammuttaa ylituotannon aikana.  
    Vuosaaren kaasuturbiinilaitos on loistava esimerkki nykyaikaisesta ja hyvin tehokkaasta energiantuotannosta. Lämpöä ja sähköä syntyy maakaasusta 93% kokonaishyötysuhteella. Maakaasu on kuitenkin vielä yhden toimittajan varassa oleva ratkaisu. Siksi en soisi edes kivihiilellekään täyskieltoa. Kivihiiltä voidaan tilata mistä tahansa ja siitä voi kasata vuoren pihamaalle. Kaasun sen sijaan voi katketa silmänräpäyksessä. Tärkeintä ei ole täyskielto, vaan vuotuisen kokonaiskäytön reilu vähentäminen.
     Biopolttoaineiden käyttöä on varmastikin hyvä lisätä. Suomen energiankäyttöön Suomen puut ei kuitenkaan kestävästi riitä. Ei varsinkaan, kun niille on arvokkaampaakin käyttöä teollisuudessa. Turvekin on hyvä säilyttää hätävarana. Vaikka ei se hiilipäästöjen ja ilmastonmuutoksen kannalta hyvä ratkaisu olekaan. Pienimuotoinen hiilivalmius ja turvetuotanto on vakuutus tälle maalle. Turpeella voidaan omassa maassa, keskitalven aikaan, tuottaa tarvittaessa hyvinkin suuria energiamääriä.  

3)uusiutuva vaihtuvatuotantoinen energia    Kesäaikana aurinko paistaa. Lähes ympäri vuoden tuulia puhaltelee. Miksipä ei tätä voimaa voisi ihmiskunnan iloksi käyttää? Todellakin, miksipä ei!

    Tärkein este saattaa itse asiassa pitkällä aikavälillä olla tuulivoiman ehdoksi suunniteltu syöttötariffi. Syöttötariffi on pakkolaki. Jokainen joutuu osallistumaan tuulivoimatuotannon maksamiseen verojärjestelmien kautta. Jokainen muu sähköntuottaja vuorostaan joutuu maksamaan menetyksiä alati alaspainuvasta keskimääräisestä pörssihinnasta. Tuulivoiman tällainen hyökkäyskäyttö on mahdollista vain ja ainoastaan valtion maksaman tuotantotuen avulla. Tuulivoima tuhoaa itse oman markkinahintansa. Tekee itse oman tuotantonsa kannattamattomaksi yleisessä pörssissä.
    Syöttötariffijärjestelmä ajaa sähköverkkoa kohden hidasta itsetuhoa. Tuulivoima kannattaa tariffin ansiosta. Vain valtion varoin tuetulla sähköntuotannolla on jatkossa enää ennen pitkää sähköverkossa minkäänlaisia toimeentulon mahdollisuuksia.
     Syöttötariffi on kuin syöpäkasvain markkinajärjestelmässä. Se aloittaa Variable Renewable- tuotannosta, ja vaeltaa siitä maakaasuun, hiilivoimaan ja ydinvoimaan. Saksassa myös  vesivoimatuotanto on jo valtion varoin tuettua. Sähkön markkinahinta pysyy alhaisena, eikä suurteollisuuden tarvitse harkita energiankulutuksensa vähentämistä. 
    Tämä on väärä tapa. Vika ei ole tuulivoimassa, vaan hyvin oudossa järjestelmässä nimeltään "syöttötariffi".
    Sosialistinen valtionkontrolli on syrjäyttämässä markkinataloutta?

    Tuulivoimalla voisi kuitenkin olla suurtakin tulevaisuutta Suomessa. Sähköpörssi pitäisi laatia erikseen VRE-tuotannolle. (Variable renewable- pörssi)  Joustolupauksia vastaan voisi kuluttaja sijoittua VRE-pörssiin. Tuulivoiman tuottaja ja käyttäjä saisivat  kiinteän hinnan tuulivoiman tuottamalle  sähkölle. Käyttösitoumus olisi vuorostaan kiinteästi tietylle prosenttiosuudelle myllyn tuotannosta. 
      Tällaista erillistä pörssiä tukemallakaan VRE-tuotanto ei olisi muun tuotannon niksassa, eikä sen pörssin tukeminen olisi myöskään suoranaisesti yleisen pörssin hintaan vaikuttava tekijä. Jousto sisältyisi jo pörssikirjautumiseen ja tukisitoumukseen. (Jousto ei voisi olla vapaan muun sähkön käyttöä)
    VRE-tuotantoa voisi tulla lisää pörssiin kirjautuneen keskikulutuksen mukaisesti. Uusiutuvan vaihtuvatuottoisen energian määrä voisi ehkä kohota täten suureksikin. Ilman aitoa kulutuksen joustokykyä suuren VRE-tuotannon järkevyys on kuitenkin sangen rajallista.
     4000-5500MW ydinvoimaa lisäksi tänne mahtuisi ehkä hyvinkin 3000MW - 5000MW VRE-tuotantotehoa. (Todellinen keskituotto 1000-1600 MW). Joustoa löytyy helpoiten esim. kesän jäähdytyslaitteista, kaukolämmöntuotannon lämpöpumpuista ym. Näillä keinoilla ei kuitenkaan saisi ajaa alas sähkön ja lämmön yhteistuotantokapasiteettia. Pikemminkin sitä (kin) tulisi lisätä. 

 Kesän ja talven eroista johtuen - lähes puolet Suomen sähköstä on mielekästä tehdä huippupakkasilla jatkossakin - jotakin polttamalla. Siitä emme ehkä pääse eroon kuin sähkön tuonnilla. Mikä tuskin on mielekästä. Muina helpompina aikoina polttamisesta tulisi päästä eroon siinä määrin kuin se on suinkin mahdollista.

    Loppukommentti: Sähköä voidaan tuottaa monilla tavoilla ja säädöillä. Valinnat on lopulta aina poliittisia. 
    
     
     


       
  

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

1Suosittele

Yksi käyttäjä suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelija

NäytäPiilota kommentit (2 kommenttia)

Tapani Lahnakoski

Mitenkäs tämä oli minulta mennyt ohi, vaikka nämä energia-asiat kiinnostavat.

Paljon kiitoksia hyvästä analyysistä. Asiaa oli paljon eikä paljon ole lisäämistä.

Tuo VRE-pörssi kuitenkin arveluttaa. Paljonko siinä sitten pitäisi uusiutuvia tukea ja miksi? Metsäteollisuus polttaa runsaasti puuperäistä materiaalia. Suomi on EU:ssa viiden parhaan joukossa uusiutuvien käytössä. Monen esimerkkimaa Saksa avasi juuri valtavan hiilivoimalaitoksen Hampurissa ja Kiina on luvannut lisätä päästöjään vuoteen 2030 asti, Intia ja monet kehityksen alkuvaiheessa olevat maat lisäävät myös roimasti päästöjään. Miksi meidän pitäisi pystyttää hirveitä härveleitä rannoillemme maanvaivaksi? Nämä vielä tuodaan kaikki ulkomailta ja syöttötariffista taitaa mennä yli puolet ulkomaille. Jos minulta kysyttäisiin, lopettaisin tuulivoimatuen kokonaan. Tämä näkyy nyt olevan suunta maailmalla.

Meillä ei ole järjen hiventäkään sulkea loistavia CHP-laitoksiamme eikä tehdä turhia investointeja niiden siirtämiseksi pelleteille.

Valitettavaa on tämä sekoilu ollut Olkiluoto kolmosen kanssa. Mitkä kaikki syyt ovat sen takana, taitaa jäädä piiloon julkisuudelta ikuisesti, mutta jatkuvat turvamääräysten kiristykset ovat varmaan mukana kuvioissa. Mistä syystä on hyvä kysymys.

Näillä näkymin on lähinnä odotettava ydinvoiman lisäkapasiteetin tuloa ja jotenkin poistaa tämä tukiaisten tuoma ongelma koko markkinaan, muuten tulee kohta vilu, jos toimivia laitoksia suljetaan.

Käyttäjän PetriSutinen11 kuva
Petri Sutinen

Energiakeskustelu on kaikesta teknisyydestään huolimatta myös hyvin polittinen seikka. Onnistunut ratkaisu olisi jonkinlainen passez-fair koko poliittisen kentän lävitse.
Pörssittämällä VRE-energia joustokulutukseen ja kiinteään hintaan saataisiin estettyä tuon talonkulman yleinen tuhoisuus muulle voimantuotannolle. Syöttötariffeista pitää päästä eroon.
Eikä se VRE- mitään hassumpaa energiantuotantoa mielestäni ole. Sinällään. Kunhan vain löytyy käyttäjät voimantuotolle. Jousto ei saisi olla pakkopullana tuotantopäässä.

Toimituksen poiminnat