Energia & ilmastonmuutos

Pohjoismaiseen sähköjärjestelmään on viime vuosina lisätty erittäin suuria määriä tuulivoimaa. Ruotsissa oli tuulivoimaa vuonna 2015 jo 5400 MW, mikä vaikuttaa merkittävästi sähkömarkkinatilanteeseen Suomessakin. Kuva: Getty Images

Miten ydinvoima ja vaihteleva uusiutuva energia toimivat yhdessä?

Ilmastonmuutoksen torjumisella on kiire. Eikö siis kannattaisi keskittyä siihen miten uusiutuva energia, ydinvoima sekä mahdollisesti hiilidioksidin talteenotto saataisiin toimimaan mahdollisimman hyvin yhdessä, professori Sanna Syri pohtii.

Länsimaissa monet edistävät ajatusta siitä, että sekä fossiiliset polttoaineet että ydinvoima pitäisi korvata uusiutuvalla energialla. Kokonaan uusiutuvaan energiaan siirtyminen on varmasti erittäin hyvä pitkän aikavälin tavoite. Hallitustenvälisen ilmastopaneelin IPCC:n työn perusteella tiedämme kuitenkin, että ilmastonmuutoksen hillintä on äärimmäisen akuutti tehtävä.

Mikäli maapallon lämpeneminen halutaan rajoittaa kahteen Celsius-asteeseen, globaalien hiilidioksidipäästöjen pitäisi vuoteen 2050 mennessä vähentyä 50–85% vuoden 2000 tasosta. On realismia, että teollisuusmaiden päästöjen pitäisi vähentyä tätä nopeammin, sillä kehittyvät maat liittyvät tiukkoihin rajoituksiin myöhemmässä vaiheessa. Viime joulukuun YK:n ilmastokokouksessa kirjattuun tavoitteeseen eli lämpenemisen rajoittamiseen 1,5 Celsius-asteeseen päästäksemme maailman päästöjä pitäisi rajoittaa vielä nopeammin.

Pääosa maailman energiasta tuotetaan edelleen fossiilisilla polttoaineilla

Tällä hetkellä maailman primäärienergian käytöstä 80 % tulee fossiilisista polttoaineista. Eri energialähteiden koko elinkaaren aikaisista päästöistä tehdyt tieteelliset tarkastelut ovat varsin yksimielisiä siitä, että pienimmät hiilidioksidipäästöt ovat aurinkosähköllä, tuulivoimalla ja ydinvoimalla. Vesivoiman ja biomassan käytön elinkaaren hiilidioksidipäästöt ovat globaalisti usein näitä selkeästi suuremmat.

Eikö siis ympäristönsuojelunäkökulmasta kannattaisi keskittyä siihen miten uusiutuva energia, ydinvoima sekä mahdollisesti hiilidioksidin talteenotto perinteisistä voimalaitoksista saataisiin toimimaan mahdollisimman hyvin yhdessä? Tutkimusryhmämme Aalto-yliopistossa on tutkinut asiaa koskien pohjoismaista energiajärjestelmää ja Suomen tilannetta.

Tutkimusta pohjoismaisista energiamarkkinoista

Pohjoismaiseen sähköjärjestelmään on viime vuosina lisätty erittäin suuria määriä tuulivoimaa. Ruotsissa oli tuulivoimaa vuonna 2015 jo 5400 MW, mikä vaikuttaa merkittävästi sähkömarkkinatilanteeseen Suomessakin. Suomessa on tällä hetkellä noin 1000 MW tuulivoimaa, ja 2000 MW tulee todennäköisesti täyteen pian. Sen sijaan aurinkosähköä on sekä Suomessa että Ruotsissa vasta vähemmän.

Pohjoismainen sähkömarkkina on kansainvälisesti ollut edelläkävijä monikansallisen avoimesti kilpaillun markkinan luomisessa. Pohjoismaissa on poikkeuksellisen paljon sekä vesivoimaa että ydinvoimaa. Vesivoima helpottaa merkittävästi tuulivoiman myötä lisääntyvää säätötarvetta.

Hyvin vähäpäästöinen sähköjärjestelmä on mahdollinen

Tutkimusryhmämme tekee erilaisia tulevaisuuden skenaarioita Suomelle tanskalaisen Aalborgin yliopiston kehittämällä EnergyPLAN-mallilla. Mallilla voidaan simuloida tuntitasolla, olisiko sähköstä pulaa vai ylitarjontaa tyypillisen vuoden mittaan erilaisilla tuulivoiman ja ydinvoiman määrillä.

Olemme tehneet simulointeja erilaisilla tuulivoiman ja ydinvoiman lisäysmäärillä. Yhdistämällä ydinvoimaa ja uusiutuvaa energiaa hyvin vähäpäästöinen sähköjärjestelmä on mahdollinen. Se todennäköisesti edesauttaisi vähäpäästöisyyttä myös rakennuksissa ja liikenteessä sähkön lisääntyvän tehokkaan käytön myötä.

Hyvät sähkön siirtoyhteydet entistäkin tärkeämpiä

Tehokkaat sähkönsiirtoyhteydet naapurimaihin ovat hyvin tärkeitä lisääntyvän tuulivoiman myötä. Kun sähkön tuotantoa esimerkiksi kesäaikaan on kysyntää enemmän, sitä voidaan viedä naapurimaihin. Esimerkiksi Viro on viime aikoina tuonut paljon sähköä Suomesta.

Mikäli sekä ydinvoimaa että tuulivoimaa lisätään voimakkaasti, sähkö olisi ajoittain hyvin halpaa, mikä käytännössä vähentäisi muun sähköntuotannon määrää ja lämmityksessä lämpöpumput yleistyisivät entistä voimakkaammin. Sähköautojen infrastruktuurin kehitys mahdollistaisi myös vähäpäästöisen liikenteen. Pohdittaessa ydinvoiman voimakkaan lisääntymisen vaikutuksia on kuitenkin hyvä muistaa, että nykyiset, 1970-luvulla rakennetut reaktorit tulevat poistumaan käytöstä noin vuoden 2030 molemmin puolin.

Voit lukea lisää aiheesta tästä artikkelista: Wind Integration into Energy Systems with a High Share of Nuclear Power—What Are the Compromises?

Sanna Syri
Professori, energiatekniikka ja energiatalous
Aalto-yliopisto
Insinööritieteiden korkeakoulu

 

Energia & ilmastonmuutos

Energia & ilmastonmuutos

Mikä ihmeen pienreaktori?

Ydinvoimalat mielletään yleensä valtaviksi laitoksiksi. Harva tietää, että pieniä ydinreaktoreita on rakennettu paljon enemmän kuin isoja voimalaitoksia.

Energia & ilmastonmuutos

Suomi tarvitsee lisää puhdasta sähköntuotantoa

Pelkästään sähköautojen yleistyminen lisää tulevaisuudessa Suomen sähköntarvetta vähintään Hanhikivi 1 -voimalaitoksen vuosituotannon verran. Puhtaan energiantuotannon kysyntää vauhdittaa myös tuontisähkön käytön vähentyminen.

Energia & ilmastonmuutos

Puhdasta vetyä ydinvoimalla

Vety on paitsi maailman yleisin alkuaine myös potentiaalinen päästöttömän energian varastoija.

Energia & ilmastonmuutos

Ydinvoima keskellä energiamarkkinoiden murrosta

Sitkeästi elävän myytin mukaan ydinvoima soveltuu vain sähkön tasaiseen tuotantoon. Ydinvoimalla voi kuitenkin tehdä myös kuormanseurantaa eli reagoida joustavasti kysynnän vaihteluihin.