Read the same story in English language here: https://www.vt-tek.fi/articles/finland-needs-more-electrical-power/

Johdanto

Eurooppa on keskellä energiakriisiä. Toiset maat enemmän kuin toiset. Yleisesti ottaen maakaasusta ja sähköstä on pulaa, minkä vuoksi hintataso on korkea ja arvaamaton. Tätä tekstiä kirjoittaessa alkaa kriisin pahin vaihe olla jo ohi, mutta tilanne saattaa uusiutua, ellei sähkön kasvavaan kysyntään kyetä vastaamaan.

Energiapulan käytännön seuraukset ovat inhottavia. Teollisuusprosesseja ajetaan alas kohtuuttomien energiakustannusten takia. Jakeluyhtiöt suunnittelevat väliaikaisia sähkökatkoja, jotta verkon stabiilius säilyy. Ja ihmiset, joilla on sähkölämmitys, istuskelevat pipo päässä olohuoneissaan, kun ei heitä kiinnosta maksaa naurettavan kalliita sähkölaskuja. Lohduttomina katsellaan sääennustuksia ja toivotaan mahdollisimman lauhaa ja tuulista säätä, koska on opittu, että nämä tarkoittavat pienempää sähkölaskua. Perinteinen talven ihmemaa on kuin painajaisunta.

Länsimaissa on jo alkanut uusi energianmuunnon vallankumous, kun fossiilisia polttoaineita korvataan sähköisillä sovelluksilla. Tämä vaatii uudenlaista energiaa, teknologiaa ja monenlaisia investointeja. Tarvitaan energiavarastoja, tarvitaan lisää kulutusjoustoa, tarvitaan muita energianlähteitä kuin vain tuuli- ja aurinkovoimaa. Mutta ennen kaikkea, tarvitaan lisää sähköä. Ja paljon. Tässä kirjoituksessa yritetään arvioida kuinka paljon.

 

Miten tähän kriisiin päädyttiin?

Kohtuuttomia sähkönhintoja alettiin taivastella loppuvuodesta 2021, mitä on pohdiskeltu edellisessä blogikirjoituksessa [1]. Pikkuhiljaa sen jälkeen, kun sähkön hinta nousi pörssissä huippulukemiin, ovat sähköyhtiöt alkaneet hinata pitkäaikaisten sopimustensa hintoja ylöspäin. Kaikki syyttävät Venäjää ja sen sotaalietsovaa diktaattoria Vladimir Putinia, mutta tässä on vain yksi selitys. Tämä kriisi on kehittynyt pidemmän aikaa, ja meidän täytyy ymmärtää energianmuunnon iso kuva.

Viimeiset 15 vuotta Euroopan energianmuunto on ollut isossa myllerryksessä. Yksi sysäys tälle oli Finanssikriisi vuosina 2008-09, joka johti monen tehtaan sulkemiseen. Suomessa vuosittainen sähkönkulutus ei ole vieläkään noussut vuoden 2007 tasolle. Ennen Finanssikriisiä energianmuunto nojasi vahvasti perinteisiin voimalaitostyyppeihin, kuten hiili- ja ydinvoimaan. Kulutus nousi tasaiseen tahtiin talouskasvun mukana. Tuulivoima oli tulossa mukaan kuvioihin, mutta sen osuus kokonaisuudesta oli vielä pieni. Tuohon aikaan tuulivoima ei ollut kannattavaa ilman runsasta yhteiskunnan tukea. Aurinkovoima oli pitkälti kehittelyasteella. Sähköntuotanto oli vakaata ja ennustettavaa, joskin kohtalaisen paljon saastuttavaa.

Kuva 1. Sähköenergian tuotanto Suomessa, Ruotsissa ja Saksassa 2007 ja 2021 [3, [4], [5].

 Vuonna 2010 Saksa lanseerasi uuden energiapolitiikan nimeltään ”Energiewende”, käännös energiassa. Tarkoitus oli poistaa ydinvoima ja fossiiliset polttoaineet vaiheittain käytöstä ja korvata ne uusiutuvilla energianlähteillä, lähinnä tuuli- ja aurinkovoimalla. Toinen tavoite oli parantaa teollisuusprosessien energiatehokkuutta, jotta ne eivät veisi niin paljoa sähköä. Mutta valitettavasti homma meni pieleen. Saksa priorisoi liiaksi ydinvoimasta luopumisen, ja lähtölaukauksena koko ohjelmalle se pisti puolet ydinvoimaloistaan kiinni vuoden 2011 lopussa. Tästä seurasi välitön lisäys hiilen ja maakaasun käyttöön, ja samalla alkoi sähkön hinnan tasainen nousu. IEA ja NEA ovat arvioineet [2], että sähköntuotanto on kaikista edullisinta käyttäen olemassa olevia ydinvoimaloita. Saksa on lisännyt merkittävästi tuuli- ja aurinkovoiman osuuksia, mutta samaan aikaan se on lisännyt maakaasun käyttöä, ja tullut riippuvaiseksi Venäjän kaasutoimituksista. Kaasun hinta kohosi taivaisiin, kun Venäjä aloitti sotavalmistelunsa loppuvuodesta 2021 rajoittamalla kaasuntoimituksia Eurooppaan. Tähän sortui lopullisesti se korttitalo, jonka varaan Saksa oli energianmuuntonsa rakentanut. Tämän lisäksi Saksa on pienentänyt sähköntuotantoaan 7% vuoden 2010 jälkeen.

Myös Ruotsi on vähentänyt ydinvoiman ja hiilivoiman kapasiteettia ja korvannut niitä tuulivoimalla. Suomi on vähentänyt hiilivoimaa ja maakaasua ja korvannut ne biopolttoaineilla, tuulella sekä tuontisähköllä Ruotsista ja Venäjältä. Suomi ei ole vuosikymmeniin kyennyt tuottamaan itse tarpeeksi sähköä. Vuonna 2021 tuontisähkön osuus oli 20% Suomen sähkönkulutuksesta.

 

Tuuli- ja aurinkovoima

Suuri osuus aurinko- ja tuulivoimaa sähköntuotannossa on yksi syy huonosti ennustettavaan sähkön hintakehitykseen, joskaan ei ainoa syy. Kuitenkin tuuli- ja aurinkovoima tulevat jatkossa näyttelemään hyvinkin merkittävää roolia, joten meidän on syytä ymmärtää, mitä tämä tarkoittaa.

Tuuli on voimakas energianlähde. Modernit tuulivoimalat ovat valtavia, teholtaan yli 5 MW. Ne toimivat korkealla, missä tuuliolosuhteet ovat vakaammat silloinkin kun maan pinnalla ei näyttäisi tuulevan ollenkaan. Lisäksi tuuliturbiinit hajautetaan isolle alueelle, sekä maalle että merelle, joten paikalliset säävaikutukset koskevat vain pientä osaa voimaloista. Mutta sääriski ei kuitenkaan poistu. Silloin tällöin korkeapaine laskeutuu Pohjanlahden ylle, jolloin isoilla alueilla Suomessa ja Ruotsissa ei tuuli juuri lainkaan. Suuri osa Suomen ja iso osa myös Ruotsin tuulivoimaloista sijaitsee tällä alueella, ja käy nyt matalalla teholla. Jos näin käy, ehkä kerran tai kaksi vuodessa, sähkönjakeluyhtiöt huolestuvat verkon epävakaudesta ja varotoimena heidän on suunniteltava väliaikaisia sähkökatkoja. Yleensä sähkökatkot voidaan välttää sillä, että suurimmat kuluttajat ajavat prosessejaan vähäksi aikaa alas. Mutta silloinkin sähkön hinta nousee hyvin korkealle.

Sääriippuvuuden vuoksi tuuliturbiinin tuotto on vähemmän kuin vastaavan kokoisen perinteisen voimalan. Tuulivoima tarvitseen noin 3 kertaa ydinvoimaa vastaavan kapasiteetin tuottaaksen saman määrän MWh sähköenergiaa. Tulevaisuudessa tämä suhde varmaankin pienenee, koska suurten turbiinien tuotto on vakaampaa. Tästä kuitenkin seuraa se, että tuulivoimakapasiteettia on rakennettava yli varsinaisen tarpeen. Optimaalisissa sääoloissa tuulivoimalat tuottavat liikaa sähköä, jolloin sähkön hinta voi painua negatiiviseksi, ja kuluttajia suositellaan käyttämään sähköä niin paljon kuin mahdollista. Tästä syntyy liiketoimintamahdollisuuksia prosesseille, jotka kuluttavat tuhottomasti sähköä, kuten terästehtaille ja vetytaloudelle. Mutta samalla tällainen voimalaitospolitiikka johtaa sähkön kokonaiskulutuksen kasvuun.

Aurinkovoima on vastaavanlainen tapaus. Tuotto riippuu siitä miten aurinko paistaa. Aurinkovoimala tuottaa tehoa Suomessa suunnilleen maaliskuun ja lokakuun välisenä aikana. Mutta mielenkiintoisesti johtuen pitkistä kesäpäivistä aurinkovoiman tuotto on Suomessa samalla tasolla kuin Pohjois-Saksassa. Aurinkovoiman ongelma tosin on, ettei se tuota talvella käytännössä mitään, jolloin kulutus on suurinta. Hyvä puoli sitä vastoin on, että se pystyy tasaamaan tuulivoiman säästä johtuvia tuotanto-ongelmia kesäaikaan.

Vakaa ja ennustettava sähköntuotanto tuuli- ja aurinkovoimalla tarvitsee jonkinlaisia energiavarastoja. Jostain on nyhdettävä enegiaa, kun ei tuule eikä aurinko paista, ja jonnekin sitä on tungettava myrskytuulten aikaan. Tuulivoiman energiavarastotarve on vain joitain päiviä, kunnes tuuliolot tasaantuvat. Mutta aurinkovoima tarvitsisi kausittaista, kuukausien mittaista energian varastointia. Energian varastointiin ei toistaiseksi ole kiinnitetty riittävästi huomiota.

 

Sähkönkulutus on kasvussa

Alkuvuosina Finanssikriisin jälkeen sähkönkulutus Suomessa laski. Osaltaan tämä johtui isojen tehtaiden sulkemisista, mutta osasyy oli myös teollisuusprosessien parantunut hyötysuhde. Kriisin jälkeen korot laskivat, ja investointeihin oli tarjolla halpaa rahaa. Investointeja kohdennettiin korkeamman hyötysuhteen laitteisiin, kuten taajuusmuuttajiin, kestomagneettimoottoreihin ja kehittyneempään prosessiautomaatioon. Lisäksi perinteiset tehtaat alkoivat uusia sähkökäyttöjään ja ne linjasivat uusille induktiomoottoreille korkeammat hyötysuhdevaatimukset.

Mutta joskus vuosina 2014-15 sähköntarve Suomessa ja Ruotsissa alkoi kääntyä nousuun. Tuon ajan jälkeen kulutus on noussut poislukien Koronakriisin vuosi 2020, jolloin isoja osia infrastruktuurista oli kuukausien ajan suljettuna. Mutta Saksassa sähkönkulutus laskee yhä. Syitä voi olla monia, mutta yksi lienee se, että ”Energiewende” teki sähköstä niin kallista, että monet teollisuusyritykset alkoivat käyttämään prosesseissaan mieluummin maakaasua. Kuitenkin sähkönkulutus kääntyy todennäköisesti nousuun myös Saksassa lähitulevaisuudessa.

Kuva 2. Sähkönkulutus Suomessa, Ruotsissa ja Saksassa [6], [7], [8], [4].

Tulevaisuus on sähköinen

Rakennusten lämmitys

Suomessa rakennukset tarvitsevat lämpöä. Yleensä sitä on tuotettu polttamalla erilaisia polttoaineita ja lämmittämällä niiden avulla vettä, joka sitten kiertää putkistoissa ja pattereissa, pientaloissa tai kokonaisten kaupunkien tai kaupunginosien kaukolämpöjärjestelmissä. Tällainen lämmöntuotanto kuluttaa hyvin vähän sähköä. Tällä hetkellä on olemassa joitain vaihtoehtoja fossiilisten polttoaineiden korvaamiseksi, kuten biomassa, puu, tai jätteet. Mutta nämä kaikki koskevat vain kaukolämmöntuotantoa, ja niidenkin suhteen on rajoituksia. Esimerkiksi Helsinki on linjannut korvaavansa polttoprosessit kokonaan sitten kun hiilen käyttö loppuu. Lisäksi puupohjaisten biopolttoaineiden käyttöä rajoittaa puun saatavuus. Suomen metsiä hakataan nytkin sen verran paljon, ettei hakkuita voi biodiversiteettitavoitteiden takia enää paljoa lisätä.

Ei-polttotekniset vaihtoehdot tarkoittavat maalämpöä, lämpöpumppuja, sähkökattiloita ja muita lämmönlähteitä kuten teollisuuden tai datakeskusten hukkalämpöä. Sekä maalämpö että lämpöpumput kuluttavat huomattavasti enemmän sähköä kuin perinteiset lämmöntuotantomuodot.

Tyypillinen 4-henkisen perheen omakotitalo (asuinpinta-ala 120 m2) tarvitsee noin 9 600 kWh lämmitykseen ja sen päälle 3 600 kWh vedenlämmitykseen vuodessa [9]. Jos käytetään maalämpöä, suunnilleen kolmasosa lämmitystehosta on pumpuissa käytettävää sähkötehoa. Jos mainittu kotitalous korvaisi öljylämmityksen maalämmöllä, heidän vuosittainen sähkönkulutuksensa kasvaisi 4 400 kWh. Vesi-ilma-lämpöpumpuilla sähkötehon määrä lämmitystehosta on enemmän, noin 40 – 50%. Jos öljylämmitys korvataan tällaisella, sähkönkulutus kasvaa 5 280 kWh. Sekä maalämpö, että lämpöpumput toimivat kesäaikaan jäähdytyslaitteina, mikä lisää sähkönkulutusta entisestään.

Suomessa on 200 000 öljylämmitteistä omakotitaloa. Jos puolet heistä korvaisi öljyn maalämmöllä ja puolet vesi-ilma-lämpöpumpuilla, talot tarvitsisivat keskimäärin 4 840 kWh lisää sähköä vuodessa. Ilmastointi lisää tätä tarvetta noin 1 000 kWh:lla. Jos lasketaan kaikki talot yhteen, sähkönkulutuksen kasvu on 1 168 GWh vuodessa. Vertailun vuoksi Suomen suurin vesivoimalaitos (Imatra) tuottaa noin 1 000 GWh vuodessa.

Kaukolämmön vaikutus voidaan arvioida kokonaiskulutuksen kautta. Tällä hetkellä kaukolämpölaitokset tuottavat yhteensä 39 100 GWh lämpöä ja sähköä [10]. Hiilen, öljyn ja turpeen osuus tästä on 9 773 GWh. Oletetaan, että yksi kolmannes kaukolämmöstä korvataan maalämmöllä (1 kWh sähköä tuottaa 3 kWh:a lämpöä), yksi kolmannes lämpöpumpuilla (1 kWh sähköä tuottaa 2.5 kWh:a lämpöä) ja yksi kolmannes sähkökattiloilla (1 kWh sähköä tuottaa 1 kWh:a lämpöä). Tarvittava sähköenergia on 5 647 GWh. Jos korvataan myös maakaasu tällä tavoin, energiantarve on 8 400 GWh. Tämä on suunnilleen samaa tasoa kuin kaikki Suomen tuulivoima yhteensä vuonna 2021, tai Loviisan ydinvoimalan vuosituotanto.

 

Liikenne

Rautatieliikenne on jo pitkään ollut Suomessa sähköistä. Vain kauimmaiset osat rataverkosta tarvitsevat dieselvetureita. Mutta nyt sähköistyminen leviää muillekin liikenteen aloille.

Sähköautot ovat ensimmäinen askel. Vertailu perinteisen polttomoottoriauton ja sähköauton välillä ei ole ihan suoraviivaista, koska sähköautot sijoitetaan yleensä ylempään hintaluokkaan. Mutta voidaan silti yrittää. Audi A4 3-litraisella dieselmoottorilla kuluttaa noin 7.5 litraa dieselöljyä 100 km:ia kohti. Dieselöljyn energiasisältö on 11.528 MWh/t, joten mainittu kulutus vastaa 73 kWh:a energiaa. Samankokoinen ja -tehoinen sähköauto (esim. Tesla Model 3, Polestar 2 tai BMW i4) kuluttaa noin 25 kWh:a 100 km:n matkalla. Näin ollen sähköauton sähkönkulutus on noin kolmannes dieselöljyn energiasta.

Kuorma-autoille ja rekoille sähköinen voimalinja on vähemmän edullinen. Kuorma-auto kuluttaa noin 25 litraa dieselöljyä 100 km:n matkalla, mikä vastaa 244 kWh:a. Sähkökuorma-auto kuluttaa noin 120 kWh:a samalla matkalla [11]. Tämä on noin puolet dieselöljyn enegiasta. Vastaava suhde saadaan vertailemalla myös rekkoja. Mutta vertailua vaikeuttaa se, että sähköisestä raskaasta liikenteestä on vielä niin vähän käyttökokemuksia.

Vuonna 2021 Suomen liikenne käytti 47 457 GWh (170 845 TJ) energiaa [12]. Henkilöautot kattoivat tästä noin puolet (23 785 GWh). Jos ne korvataan sähköautoilla, tarvitaan vuositasolla 7 928 GWh lisää sähköä. Pakettiautot, bussit, kuorma-autot ja rekat kuluttivat 20 151 GWh dieselenergiaa. Jos nämä korvataan sähköisillä vastineilla, tarvitaan 10 076 GWh lisää sähköä. Yhteensä henkilö- ja raskas liikenne tarkoittaa noin 18 000 GWh lisää sähköä vuositasolla. Tämä on enemmän kuin kaikki Suomen vesivoima vuonna 2021.

Laskelma ei ota huomioon sähköistä lentoliikennettä, dieselvetureita tai laivaliikennettä, eikä sähköisten ajoneuvojen latausjärjestelmien häviöitä. Toisaalta on arvioitu, että kaikki raskas maantieliikenne sähköistyy, mitä ei ehkä tapahdu. Raskas liikenne saattaa osin hyödyntää biopohjaista dieselöljyä.

 

Siirtohäviöiden kasvu

Sähkön siirtäminen voimalinjoja pitkin tuottaa jonkin verran häviöitä. Nämä ovat enimmäkseen resistiivisiä häviöitä (resistanssi kertaa virta toiseen potenssiin), mutta myös osittaispurkauksiin liittyviä häviöitä tapahtuu. Fingridin mukaan siirtohäviöt ovat luokkaa 1 200 – 1 400 GWh vuodessa [13].

Tällä hetkellä sähköntuotanto on melko paikallista. Vaikka meillä onkin läpi Suomen ulottuva kantaverkko, niin voimalaitokset sijaitsevat lähellä kuluttajia. Esimerkiksi Helsingin kaupungin energialaitoksella on kaksi suurta kivihiilivoimalaa, jotka sijaitsevat kaupungin ruutukaava-alueella. Lisääntynyt tuuli- ja aurinkovoiman käyttö siirtää voimalaitoksia kauemmas kuluttajista. Esimerkiksi Helsinki saa tulevaisuudessa osan sähköstään Pohjanmaan tai Pohjois-Pohjanmaan tuulipuistoista, jotka sijaitsevat 500 – 800 km:n päässä. Myös sähköistyvä liikenne johtaa helposti pidempiin siirtoetäisyyksiin.

Tästä tulee haasteita valtakunnan verkolle, jonka täytyy hallita suurempi kapasiteetti. Samalla pidemmät siirtoetäisyydet tarkoittavat suurempia häviöitä siirtoverkossa. Etäisyys vaikuttaa suoraan siirtotien resistanssiin, ja sitä kautta häviöihin. Jos otetaan huomioon kokonaissähkönkulutuksen 70%:n nousu ja arvioidaan, että keskimääräinen siirtotie kuluttajalle kaksinkertaistuu, sähkönsiirron kokonaishäviöt olisivat silloin 4 400 GWh. Tässä on nykytilaan nähden noin 3 000 GWh:n lisäys.

 

Idänkaupan loppuminen

Hyökkäämällä Ukrainaan 2022 Venäjä suututti länsimaat. Eurooppa tuomitsi hyökkäyksen, asetti taloudellisia pakotteita ja alkoi purkaa kauppakumppanuuksia Venäjän kanssa. Tämän seurauksena suljettiin sähkön ja maakaasun siirtoyhteydet myös Suomeen. Laittoman hyökkäyksen, sotarikosten, jatkuvan valehtelun ja idioottimaisen poliittisen retoriikan vuoksi Venäjän valtionjohdolla ei ole länsimaiden silmissä minkäänlaista uskottavuutta. Sitä vastoin Suomi valmistautuu siihen, että Venäjä suunnittelee hyökkäystä myös Suomeen, mikäli se saavuttaa tavoitteensa Ukrainassa. On arvioitu, että kestää vuosikymmeniä palauttaa aiemmat hyvät kauppasuhteet Suomen ja Venäjän välillä.

Aiemmin Suomi toi sähköä Venäjältä n. 5 000 – 7 000 GWh. Lisäksi Suomi toi maakaasua 16.7 – 18.7 TWh:a vastaavan määrän [14]. On hyvin mahdollista, että kun nämä siirtoyhteydet on kerran laitettu kiinni, ei niitä tulla koskaan enää avaamaan. Osa maakaasusta voidaan tuoda Baltic Connector -yhteyttä pitkin Virosta, osa voidaan tuoda LNG-tankkereilla, ja osa voidaan korvata saostamalla maakaasun sekaan vetyä. Mutta todennäköisesti osa Venäjältä tuodusta maakaasusta sekä kaikki Venäjältä tuotu sähkö tullaan korvaamaan lisääntyneellä kotimaisella sähköntuotannolla.

 

Vetytalous

Jo jonkin aikaa vetytaloutta on esitetty potentiaaliseksi korvaajaksi fossiilisille polttoaineille, mutta sen on ajateltu nousevan pinnalle vasta myöhemmin tulevaisuudessa. Ukrainan sota on kuitenkin nopeuttanut suunnitelmia. Suuren mittaluokan vetytalousinvestointeja on Suomessakin jo polkaistu käyntiin. Vetyä voidaan polttaa moottoreissa, polttokennoissa tai kaasuturbiineissa. Mutta lisäksi siitä voidaan tehdä ammoniakkia, jota käytetään lannoitteisssa. Aiemmin ammoniakkia tuotiin Venäjältä, joten nyt on kannustimia lisätä sen tuotantoa Euroopassa.

Vedyn tuotantoon on eri vaihtoehtoja. Suomeen soveltuva vaihtoehto on ns. vihreä vety, jossa käytetään elektrolyysiprosessia ja vettä. Prosessi tarvitsee valtavasti sähköä. Yhden kilogramman vetymäärän tekemiseen tarvitaan 50 – 55 kWh sähköenergiaa. Mikäli vety tuotetaan näin, on liikenteen mahdollisesti käyttämien vetymoottorien sähköenergiantarve lopulta samaa tasoa kuin akkukäyttöisten sähköautojen suora sähköenergian tarve.

On arvioitu, että kemianteollisuuden vedyntuotanto vaatii vuositasolla noin 10 000 GWh sähkötehoa vuonna 2050 [15]. Kuitenkin moni signaali indikoi, että tämä määrä saavutetaan kauan ennen tätä. Tässä yhteydessä on käytetty samaa 10 000 GWh:n arvioita, mutta aikajännettä vuoteen 2040.

 

Kokonaiskuva

Ylläolevat arviot (pl. siirtoverkon häviöt) eivät huomioi talouskasvua. Tässä yhteydessä talouskasvu on nyt pelkästään lisääntynyttä kulutusta, eikä muutoksia teknologiassa kuten yllä on pohdittu. Toisin sanoen, tehtaita laajennetaan, tietokoneiden ja kaikenlaisten älylaitteiden laskentateho kasvaa, yhä enemmän lisälaitteita käytetään mukavuutta parantamaan niin kotona kuin työpaikoilla, ja niin edelleen. Tämä on otettu huomioon lisäämällä 1%:n kulutuksen kasvu vuosittain.

Sähkön kokonaiskulutus oli 87 093 GWh vuonna 2021. Ylläolevien laskelmien mukaan kulutus nousee 144 759 GWh:iin vuoteen 2040 mennessä. Lisäys on 57 666 GWh, suhteellisesti 66%. Tämä on paljon, ottaen huomioon, että vuoden 2021 kulutus oli vielä likimain vuoden 2007 kulutuksen tasolla.

Sähköntuotanto Suomessa oli 69 325 GWh vuonna 2021. Jos oletetaan Suomen olevan energian suhteen omavarainen vuonna 2040, sähköenergiaa on tuotettava 75 434 GWh nykyistä enemmän. Tämä on +109% vuoden 2021 tasoon nähden, eli tuotannon on kaksinkertaistuttava. Se tarkoittaa valtavaa määrää uusia voimalaitoksia.

Kuva 3. Arvioitu lisäys Suomen sähkönkulutukseen vuoteen 2040 mennessä.

Tehontarve näyttää suurelta, mutta Sitra [16] on arvioinut vieläkin isompia lukuja. Heidän ennusteensa on 168 TWh:n kulutus vuonna 2050, mikä on kulutuksena noin kaksi kertaa nykyinen taso. Ottaen huomioon eri aikajänteet, Sitran arvio on varsin hyvin linjassa tässä esitetyn arvion kanssa.

 

Investointeja tarvitaan

Kokonaissähkönkulutuksen arvio todennäköisesti ylittää kantaverkon kapasiteetin. Lisääntynyt tuotanto kaukana suurista kaupungeista kuormittaa sähkönjakeluverkkoa. Fingridille tulee haasteita säilyttää verkko stabiilina. Kantaverkkoon on investoitava.

Tarvitaan paljon uusia voimaloita. Modernit tuulivoimalat ovat tehokkaita, ja IEA:n mukaan [2] halvin voimalatyyppi, jos vain uusia voimalaitoksia tarkastellaan. Näitä on suunnitteilla valtavasti. Suuria aurinkopuistoja suunnitellaan myös. Tosin laajojen luontoalueiden valjastaminen aurinkovoimaloiksi nostaa uudenlaisia kysymyksiä kestävän maankäytön suhteen. Tuulen ja auringon osuus energianmuunnossa kasvaa todennäköisesti merkittävästi. Mutta niiden lisäksi tarvitaan muitakin voimalaitoksia. Pienet modulaariset ydinreaktorit sekä vetyä polttavat kaasuturbiinit luulisi myös löytävän paikkansa uudessa energianmuunnon kuvassa.

Suuri määrä tuulta ja aurinkoa tarvitsee energian varastointia. Voimalaitosyhtiöt eivät välttämättä tule tätä järjestämään, vaan yhä suurempi vastuu säätövoimasta ja voimantuotannon joustavuudesta jää kuluttajille. Investointeja tähän suuntaan tehdään jo: mm. vetytalous, sähkökattilat, lämpöpumppujärjestelmät. Tulevaisuudessa suurten kuluttajien tulee valmistautua kuormituksen suurempaan jaksottamiseen. Enemmän aktiviteetteja tehdään öisin, kun kulutus perinteisesti on vähäisempää. Toisaalta sähkön hinnan voimakas heilunta luo uudenlaiset taloudelliset kannustimet ja kenties uutta liiketoimintaa energian varastointiin sekä kuormituksen jaksottamiseen.

Investoinnit sähköntuotantoon ehkäisevät sähköpulan ikäviä seurauksia, mutta ennen kaikkea ne ovat edellytys monen teollisuudenalan kehitykselle tulevaisuuden Suomessa. Joka tapauksessa vaikuttaa melkolailla selvältä, että sähköinsinööreille riittää töitä myös tulevaisuudessa.

 

Lähteet

  1. V. Sihvo: “Onko se nyt ihme että sähkön hinta nousee?”, vt-tek Oy, Blogikirjoitus, 30.12.2021, Luettavissa: https://www.vt-tek.fi/articles/onko-se-nyt-ihme-etta-sahkon-hinta-nousee/
  2. IEA, NEA: “Projected Costs for Generating Electricity”, 2020 Edition, International Energy Agency IEA, Nuclear Energy Agency NEA.
  3. Tilastokeskus, “12vp — Sähkön hankinta energialähteittäin, 1990-2021”, Luettavissa: https://pxweb2.stat.fi/PXWeb/pxweb/fi/StatFin/StatFin__ehk/statfin_ehk_pxt_12vp.px
  4. IEA: Energy statistics, Luettavissa: http://www.iea.org
  5. Fraunhofer ISE, “Energy Charts”, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Luettavissa: https://energy-charts.info/
  6. Tilastokeskus: “12vm — Sähkön kulutus sektoreittain, 1960-2021”, Luettavissa: https://pxweb2.stat.fi/PXWeb/pxweb/fi/StatFin/StatFin__ehk/statfin_ehk_pxt_12vm.px
  7. Statistics Sweden: “Electricity supply and use 2001–2021 (GWh)”, Luettavissa: https://www.scb.se/en/finding-statistics/statistics-by-subject-area/energy/energy-supply-and-use/annual-energy-statistics-electricity-gas-and-district-heating/pong/tables-and-graphs/electricity-supply-and-use-20012021-gwh/
  8. Swedish Energy Agency: “Energy in Sweden – Facts and Figures 2019”, Ladattavissa: https://www.energimyndigheten.se/en/news/2019/energy-in-sweden—facts-and-figures-2019-available-now/
  9. Adato Energia: ”Kotitalouksien sähkönkäyttö 2011”, Adato Energia Oy, 2013.
  10. Energiateollisuus ry, ”Kaukolämpötilasto”, Luettavissa: https://energia.fi/uutishuone/materiaalipankki/kaukolampotilasto.html#material-view
  11. Volvo Trucks, Ajoneuvojen tekniset tiedot, Luettavissa: https://www.volvotrucks.com/en-en/
  12. Trafi, “Liikenteen kasvihuonekaasupäästöt ja energiankulutus”, Tilastopaketti, Luettavissa: https://tieto.traficom.fi/fi/tilastot/liikenteen-kasvihuonekaasupaastot-ja-energiankulutus
  13. Fingrid, “Häviösähkö”, Luettavissa: https://www.fingrid.fi/kantaverkko/sahkonsiirto/sahkon-siirtovarmuus/haviosahko/
  14. Suomen Kaasuyhdistys ry, “Kaasujärjestelmä ilman Venäjän kaasua”, Luettavissa: https://www.kaasuyhdistys.fi/kaasujarjestelma-ilman-venajan-kaasua/
  15. L. Sivill et al.: “Vetytalous – Mahdollisuudet ja rajoitteet”, Valtioneuvoston selvitys- ja tutkimustoiminnan julkaisusarja 2022:21.
  16. Sitra: “Sähköistämisen rooli Suomen ilmastotavoitteiden saavuttamisessa”, Sitra Muistio, Syyskuu 2021.