Voiko täydellisyyttä olla olemassa missään muodossa?
Totta toki muunmuassa Olkiluodossa
Ei mikään oo niin viisas kuin insinööri
on täydellisiä
joka nippeli ja rööri-
Uraani halkeaa
ja tuottaa lamppuun valkeaa
mutta millään muilla mailla
kuin Suomella se ei oo riskiä vailla-
Eppu Normaali
Työ- ja elinkeinoministeriön energiaosaston uusi ylijohtaja Riku Huttunen kommentoi viime vuoden lopulla Suomen energiatulevaisuutta. Huttunen toteaa Lännen Medialle Suomen tarvitsevan uutta ydinvoimaa, sillä: "Yhtäkkinen vahva siirtyminen tuuli- ja aurinkovoimaan tulisi erittäin kalliiksi ja hankalaksi, kuten Saksassa on nähty".
Onko erittäin hankala yhtä kuin mahdoton tai kallis?
Johtaja Huttunen siirtyy energialainsäädännön paalupaikalle suoraan sähköverkkoyhtiöiden liiketoimintaa valvovan Energiaviraston ylijohtajan paikalta. Lienee siis turvallista olettaa hänen tuntevan lausuntonsa taustat perusteellisesti, eikä tuoreen diplomi-insinöörin kannata kyseenalaistaa kovan luokan asiantuntijan lausuntoa.
Asioissa on kuitenkaan harvoin vain yhtä näkökulmaa, joten pureskellaan aihetta hieman. En tässä kirjoituksessa ota kantaa siihen mitä muutos tulisi maksamaan, sillä muutoksen kustannuksia on arvioitu kriittisesti esimerkiksi täällä, täällä ja täällä. Saksassa Energiewende maksanee vuonna 2030 noin 50 miljardia vuodessa. Se on paljon, ja tulee olemaan vuonna 2030 noin 619 euroa / saksalainen / vuosi.
Ajatusleikkinä: sama panostus Suomessa maksaisi vuonna 2030 noin 3,3 miljardia euroa vuodessa. Paljonko se on? Suomen valtion budjetti vuodelle 2015 on 53,7 miljardia euroa, ja valtio kerää energiaveroina tänä vuonna noin 4,6 miljardia euroa. Suomen Cleantech-liikevaihdon arvo oli Cleantech Finlandin mukaan 25,8 miljardia euroa vuonna 2013.
Sen sijaan haluan rajusti yksinkertaistaen arvioida, kuinka hankalaa olisi nykyisten ydinvoimaloiden ja myönnettyjen ydinvoiman rakennuslupien rinnalla siirtyä kohti energiantuotannon mallia, joka esimerkiksi vuonna 2050 olisi käytännöllisesti katsoen päästötön. Siihen Suomi joka tapauksessa on pyrkimässä.
Tausta: Sähkönkulutuksen odotetaan lisääntyvän
Ydinvoiman lisärakentamisen puolesta esitetyt argumentit pohjaavat vahvasti kahteen asiaan. Toinen on oletus sähkön käytön lisääntymisestä. Siihen ajaa muutos kohti digitalisoituvaa yhteiskuntaa, sähköistä autoilua ja sitä vahvistaa kotitalouksien kasvava sähkön käyttö. Toisaalta energiatehokkuus hillitsee kasvua: Vaikka kodeissa on reilusti enemmän elektroniikkaa kuin ennen, se on entistä energiapihimpää.
Suomen sähkönkulutus on nyt noin 84 TWh eli suuruusluokaltaan noin 43 kWh / suomalainen / päivä. Tästä puolet kuluu teollisuudessa. Lisäksi lämpönä ja polttoaineina kuluu reippaasti enemmän. Kokonaisuudessaan vuonna 2013 Suomessa käytettiin energiaa 306 TWh.
Kun tässä kirjoituksessa kirjoitan ydinvoimasta, kyse on siis sähkön osuudesta. Kuva selventänee mittasuhteita.
Nykytilanne: Suomessa on neljä toiminnassa olevaa ydinvoimalaitosyksikköä
Suomessa on viisi ydinvoimalaa, joista yksi on edelleen rakenteilla. Ne on rakennettu Loviisaan ja Eurajoelle. Suomen kuudes ydinvoimala tullaan näillä näkymin rakentamaan uuteen paikkaan Pyhäjoelle, Oulun alapuolelle. Sen Olkiluodon kolmannen reaktorin arvioidaan valmistuvan 2010-luvun loppuun mennessä. Rakennustyöt myös Pyhäjoen alueella on jo aloitettu. Edit: Selkeyden vuoksi: Olkiluoto 3 rakennustyö on jo pitkällä, kun taas Pyhäjoen laitosta vasta aletaan rakentaa.
Neljän nyt käytössä olevan laitoksen yhteensä tuottama energia vuonna 2014 oli noin 22 TWh, eli noin neljännes sähköstä ja 7 % kokonaisenergiasta.
Seuraava vaihe: Suomessa tulee olemaan (ainakin) kuusi ydinvoimalaitosta
Jotta ymmärtäisin itse paremmin ydinvoiman kehityksen Suomessa, piirsin oheisen kuvan. Siinä vaaka-akselilla on aika, ja pystyakselilla suomalaisten ydinvoimalaitosten huipputeho sekä vuosittainen energiantuotanto. Kuvaaja sisältää spekulointia. Olkiluoto 1 ja 2 -reaktorien käyttölupa päättyy vuonna 2018, mutta yleinen tunnelma alalla on, että niiden käyttölupaa tullaan jatkamaan tuon ajankohdan yli. Täysin hihasta heitettynä ajastin niiden hautaan laskemisen ajankohdat tulevaisuuteen siten, että ydinvoimakapasiteetin väheneminen on melko tasaista.
Lisäaikaa oltaisiin antamassa kenties siksi, että laitokset ovat vielä hyvässä kunnossa. Ydinvoiman omistava yhtiö toisaalta myös haluaa jatkaa niiden toimintaa, sillä niillä tuotettu sähkö on edullista, kuten vanhalla hyvänä pidetyllä autolla ajaminen voi olla edullista. Olin muutama vuosi sitten itse töissä Loviisa 1 & 2:n vuosihuollossa. Hyvältä siellä näytti. Kuitenkin vaikka laitosta pitäisi kuinka hyvin, se vääjäämättä vanhenee, ja käyttöikä tulee jossain vaiheessa päätökseen.
Mikäli kaikki kuusi laitosta saadaan yhtä aikaa verkkoon, laitosten tuottama energia olisi noin 46 TWh, eli karkeasti arvioiden noin puolet sähkön tarpeesta ja karkeasti 10-20 % kokonaisenergiasta, riippuen kuinka kulutus kehittyy. Sähkön kulutuksen kehityksestä kiistellään, mutta sanoisin konsensuksen siirtyvän kohti seuraavan kuvan tapaista kehitystä. Energiaviraston viimeisin arvio on, että sähkön kulutus vuonna 2020 olisi noin 93 TWh. Piirtämässäni kuvassa kulutus jatkuu tasaisena 95 TWh suuruisena.
Yhdistin alla sähkönkulutuksen ja ydinvoiman tuotantotehon näkymät. Vertikaaliakselilla on energia (GWh) ja vaaka-akselilla vuodet. 1000 GWh on siis yhtä kuin 1 TWh.
Suomen energiantuotanto 35 vuotta sitten
Vuonna 1980 Suomen energiankulutus kasvoi nopealla tahdilla. Peruskuorman kattoi vesivoima. Lisäksi Suomeen otti käyttöön neljä ydinvoimayksikköä, jotka pitkään tuottivat suuren osan kovassa nousussa olleen kansakunnan sähköntarpeesta. Ydinvoimaa ei tämän jälkeen ole valmistunut lisää, vaan hienoinen lisäenergia on saatu korottamalla vanhojen laitosten tehoa.
Aivan viime vuosiin saakka sähkön kulutus on kuitenkin kasvanut. Kasvu on katettu lähinnä sähkön ja lämmön yhteistuotannolla.
Suomen energiantuotanto 35 vuoden päästä - vuonna 2050
Uuden (minkä tahansa) voimalaitoskapasiteetin rakentaminen on tällä hetkellä taloudellisesti haastavaa. Pitkään palvellut ydinvoima tulee käyttöikänsä päähän. Mikäli oletetaan, että reilun kuudenkymmen vuoden toiminnan jälkeen toimintavarmasti ja turvallisesti palvelleet ydinvoimalaitokset ajetaan alas, on Suomessa vuonna 2050 nykyisten lupien mukaan kaksi ydinvoimalaitosyksikköä jäljellä: Olkiluoto 3 ja Fennovoiman Hanhikivi 1.
Näiden laitosten tuottama energia vuonna 2050 olisi ilmoitetulla suunnitellulla teholla noin 24 TWh, eli karkeasti arvioiden noin neljännes sähköstä ja nykykulutuksella 8 % kokonaisenergiasta. Kuten aiemmasta kuvasta voi nähdä, olisi ydinvoiman osuus Suomen energiantuotannosta siis kokoluokaltaan sama kuin nykyään, mikäli sähkön kysyntä tasaantuu.
Nykytila ei tietenkään riitä. Jotta Suomen sähköntuotannosta saataisiin hiilineutraalia, tulisi fossiilisten energialähteiden noin 18 TWh vuotuinen sähköenergia korvata päästöttömällä energiantuotannolla, tai energiatehokkuudella. Merkittävä osa tästä energiasta tuotetaan nyt sähkön ja lämmön yhteistuotannossa, joten sähköntuotantoa ei voi rajusti muuttaa puuttumatta siihen kuinka talot ja tilat lämmitetään. Tämä ei kuitenkaan ole tämän kirjoituksen aihe.
Vuoden 2030 tienoilla vanhat ja uudet ydinvoimalaitokset hoitavat homman yhdessä, mutta sen jälkeen täytyy keksiä jotain muuta. Hiilineutraalissa tulevaisuudessa vastaus on joko lisäydinvoima, uusiutuvat energialähteet tai energiatehokkuus.. Mutta ovatko kaikki vaihtoehdot edes mahdollisia? Koetan vastata tähän seuraavaksi.
Onko uusiutuvalla energialla mahdollisuuksia?
Tämä kirjoitus olisi torso ilman viittausta mielenkiintoiseen tämän vuoden alussa julkaistuun kirjaan Uhkapeli ilmastolla. Teos esittelee ydinvoiman ansioita ilmastonmuutoksen torjunnassa, jotka ovat kiistattomat.
Kirjan tärkein ansio onkin ydinvoiman mahdollisuuksien tarkastelu globaalin ilmastonmuutoksen torjunnassa. Pamfletti kärjistää ja kritisoi, mutta sopii siitä huolimatta normaalilla itsetunnolla varustetuille lukijoille ennakkoasenteesta riippumatta. Suosittelen ehdottomasti lukemaan teoksen, sillä se on hyvin toteutettu asiapitoinen kokonaisuus. Virheiltä ei voi välttyä, ja esiin tulleet virheet on nähtävillä kirjan sivuilla.
Uhkapeli ilmastolla ansaitsee suuren plussan mittasuhteiden analysoinnissa.Teos analysoi päästöttömän energiantuotannon rakentamisen nopeutta ja päätyy nostamaan ydinvoiman nopeimmaksi tavaksi vähentää sähköntuotannon päästöjä.
Kirjan mukaan uusiutuvan energian osalta nopeimmin energiantuotantoa ovat rakentaneet Tanska ja Espanja, jotka ovat kyenneet rakentamaan viidessätoista vuodessa 1,6 MWh uusiutuvaa energiaa per asukas. Suomeen skaalattuna 1,6 MWh / asukas on 8,6 TWh 15 vuodessa.
Koska tilastoja voi tulkita monella tavalla, tein oman täydentävän tulkintani seuraavan kuvan muodossa. Toisin kuin Uhkapeli Ilmastolla, sain samaa lähdettä käyttäen uusiutuvan energian 15 vuoden lisäykseksi Tanskassa ja Ruotsissa noin 2 MWh (edit: per asukas). Muiden maiden osalta sain samoja lukuja. Suurta kuvaa tämä ei silti muuta. Sen sijaan lyhyemmän aikavälin, eli viimeisen 5 vuoden aikana uusiutuvien kasvu on ollut nopeaa - Ruotsissa lisäystä on tullut jopa yli 4 MWh per asukas.
Seuraavan 35 vuoden aikana pitäisi rakentaa reilusti päästötöntä tai vähäpäästöistä sähköenergiaa, jotta koko sähkön tuotanto saataisiin hiilidioksidivapaaksi. Osa sähköstä myös tuodaan ulkomailta. En käsittele tässä Suomen nettotuontia, sillä se määräytyy markkinoilla. Jos naapurimaista saa sähköä edullisemmin, niin sieltä sitä ostetaan. Kohtuullista tuontia ei mielestäni väkisin kannata yrittää tilkitä kalliimmalla kotimaisella tuotannolla.
Tanskan ja Espanjan 15 vuoden vauhdilla meillä olisi mahdollisuus kattaa 30 vuodessa noin 17 TWh uusiutuvilla. Lisäksi kulutuksen kasvusta 6 TWh saadaan nipistettyä vaikkapa pelkästään lisäämällä rajusti lämpöpumppujen käyttöä lämmityksessä. Katsotaas vielä tarkemmin tätä päästöttämän sähköntuotannon rakennetta ja mahdollisuuksia.
Kuvaajaa luetaan seuraavasti. Nykytahdilla Suomessa on vuonna 2050 alle 60 TWh päästötöntä sähköenergiaa käytettävissä. Mikäli otamme mallia Tanskasta ja pääsemme per asukas samaan kasvutahtiin, lähentelee päästöttömän sähkön määrä jo 70 TWh vuodessa. Mikäli panemme kaiken peliin ja nostamme uusiutuvat Ruotsin nykyvauhtiin, on meillä 2050 jopa 100 TWh uusiutuvaa päästötöntä sähköä käytettävissä vaikka kaikki nyt käytössä olevat ydinvoimalat eivät enää ole pelissä mukana.
On nopeampaa rakentaa ydinvoimaa kuin uusiutuvaa energiaa
Mikäli Olkiluoto 3 valmistuu vuoteen 2020 mennessä, on edellä mainitulla tavalla laskettu energiantuotannon lisäys Uhkapeli ilmastolla -opuksen mukaan noin 2,4 MWh / suomalainen. Uusiutuvien rakentaminen on siis Suomessa ollut reilusti hitaampi tapa rakentaa matalapäästöistä energiantuotantoa kuin ydinvoiman rakentaminen. Olkiluoto 3 toki on lisäksi tunnetusti hitaasti rakennettu tapaus, ja voi olla, että seuraavat rakennusprojektit eivät epäonnistuisi niin pahasti.
Kuitenkin voidaan selvästi nähdä, että uusiutuvaa energiaa voi rakentaa myös huomattavasti Suomen nykyvauhtia nopeammin. On selvää että sellu- ja paperitehtaiden alasajot ovat hankaloittaneet tilannetta Suomessa bioenergian osalta, mutta katseet täytyy kääntää tulevaisuuteen. Pystyykö Suomi samaan kuin muut?
Ydinvoima näyttäisi historiallisesti ja pitkällä aikavälillä olevan nopein tapa rakentaa hiilidioksidipäästöiltään käytännössä neutraalia energiantuotantoa. Tämä on hyvä pitää mielessä, kun miettii energiaratkaisua toisaalta globaalissa mittakaavassa ja toisaalta täällä piskuisessa Suomessa. Maailman väkiluku kasvaa, kaikki haluavat lisää energiaa nopeasti, ja samalla täytyy huolehtia siitä, ettei globaali elintason nousu räjäytä ilmakehää hiilidioksidi- ja muilla päästöillä!
Mikä on Suomelle paras tapa vähentää päästöjä?
Mikä on Suomen kokonaisedun mukaista pitkällä aikavälillä? Energiasektorilla voimalaitokset rakennetaan kymmeniksi vuosiksi, joten politiikan on oltava pitkäjänteistä. Entä se vaihtotase? Missä Suomen vientiteollisuudelle löytyvät parhaat markkinat? Molempien puolesta voi löytää argumentteja.
Uusiutuvan energian markkinat ovat valtavassa kasvussa, ja näillä markkinoilla myös Suomi haluaa olla. Toisaalta kansainvälinen energiajärjestö IEA arvioi myös globaalin ydinvoiman lisärakentamisen olevan vahvaa tulevina vuosikymmeninä.
Molemmissa siis on selkeä kasvumarkkina nähtävissä. Aurinkosähkön räjähdysmäinen kasvuennuste on kuitenkin käsittämättömän suuri. Paljonko tuo kasvuennuste muuten on? Laskettuna reilun kahdeksan miljardin populaatiolla tuo 15 vuoden kasvuennuste vuosille 2015 - 2030 tekee noin 0,5 MWh per maapallon asukas. Ei siis sinänsä mitenkään mahdoton ajatus. Eräs Suomen kannalta mielenkiintoinen arvio on, että biomassan ja jätteen hyödyntämisen odotetaan kolminkertaistuvan 2050 mennessä.
No pelastuuko se maailma näillä kasvunäkymillä? Vastaus on melkein. Edellä kuvatun kasvun myötä vuonna 2050 ydinvoima kattaisi 17% globaalista sähkön tarpeesta, ja aurinkosähkö noin 16%. Yhteensä kaikki uusiutuvat ja ydinvoima tuottaisivat lähes 80% globaalista sähköenergiasta ja karkeasti puolet kaikesta energiasta vuonna 2050.
Summa summarum
Nykyisten rakennuslupien päälle tulevaa lisäydinvoimaa ei siis tarvita Suomessa, vaan sen rakentaminen tai rakentamatta jättäminen on arvo- ja taloudellinen kysymys, jossa tulisi ottaa yhteiskunnan kokonaisetu nykyistä paremmin keskustelun ytimeen. Vaikka uusiutuvien rakentaminen on energiasysteemin kannalta "hankalampaa" kuin ydinvoiman, on uusiutuvissa huomattavasti suuremmat kasvumarkkinat globaalisti tarjolla. Samat haasteet on ratkottava muuallakin. Mikäli jopa puolet sähköntuotannosta on vaihtelevaa tuulta ja aurinkoa, seuraa tästä töitä suomalaiselle Cleantech-teollisuudelle.
Jotain on kuitenkin pakko rakentaa, jos haluaa olla omavarainen. Toki aina on vaihtoehtona ostaa edelleen edullista sähköä Ruotsista.
Edit 21.5.2015: Sain paljon (lähes poikkeuksetta positiivista) palautetta tästä kirjoituksesta. Kiitos siitä! Kuitenkin jotkut jäivät pohtimaan mikä jutun punainen lanka ja tärkein pointti oikein oli? Vastasin huutoon ja kirjoitin tämän jatkoblogin. Sisältää vähemmän dataa ja enemmän pohdintaa. Klikkaa tästä itsesi jatkokirjoitukseen. Voit myös jättää kommentin sivun alalaidassa!
Lähteet ja lisää lukemista:
BP:n tilastot ydinvoiman ja uusiutuvan energian rakentamisnopeuksiin eri maissa:
http://www.bp.com/en/global/corporate/about-bp/energy-economics/
"Energian kokonaiskulutus oli Tilastokeskuksen ennakkotietojen mukaan ... noin 372 terawattituntia (TWh) vuonna 2014..."
http://tilastokeskus.fi/til/ehk/2014/04/ehk_2014_04_2015-03-23_tie_001_fi.html
Olkiluoto 1 & 2 voimalaitosten käyttölupa päättyy vuonna 2018.
http://www.tekniikkatalous.fi/insinooriuutiset/
Loviisa 1 & 2 tulee sulkea 2030 mennessä.
http://www.tekniikkatalous.fi/energia/
"Yhtäkkinen vahva siirtyminen tuuli- ja aurinkovoimaan tulisi erittäin kalliiksi ja hankalaksi, kuten Saksassa on nähty".
http://www.aamulehti.fi/Talous/
Suomen energia- ja ilmastotiekartta 2050:
https://www.tem.fi/ajankohtaista/
EU:n energiastrategia vuoteen 2050:
http://ec.europa.eu/energy/
Leo Stranius arvioi Saksan energiakäänteen kustannuksia, hyötyjä ja haittoja:
http://leostranius.fi/2014/
Passiivi-identiteetti-blogi tutkii Saksan päästövähennysten hintaa:
https://passiiviidentiteetti.wordpress.com/2013/
Eija-Riitta Korhola: Energiakupla puhkeaa:
http://blogit.iltalehti.fi/eija-riitta-korhola/2014/
Valtion budjetti ja mm verotuotot visualisoituna:
http://www.valtionbudjetti.fi/
Suomen Cleantech-liikevaihto vuonna 2013.
http://www.finpro.fi/uutiset/
Uhkapeli ilmastolla (2015)
http://uhkapeli-ilmastolla.net/
Eurostat tarjoaa myös energiatilastoja vapaasti käytettäväksi:
http://ec.europa.eu/eurostat/data/database
Lämpöpumpuilla arvioidaan voitavan säästää jopa 9 TWh energiaa vuoteen 2020 mennessä.
http://www.tekniikkatalous.fi/rakennus/
Suomi haluaa osansa globaaleista Cleantech-markkinoista:
https://www.tem.fi/ajankohtaista/
Ydinvoiman globaali kapasiteetti tuplautumassa vuoteen 2050 mennessä:
http://www.iea.org/publications/
Aurinkosähkö kasvaa IEA:n ennusteen mukaan valtavasti vuoteen 2050 mennessä:
http://www.iea.org/publications/
Suomen sähköntuotanto vuonna 2014, energialähteet:
http://energia.fi/energia-ja-ymparisto/sahkontuotanto
Energiateollisuuden Energiavuosi-kalvosarja. Sivu 21: Sähkön nettotuonti.
http://www.slideshare.net/energiateollisuus/energiavuosi-2014-shk