Helppo homma

with Ei kommentteja

Tuulivoimapuisto merellä

”Helppo homma!”

Lausahdus sai aikaan vyöryn. Tai no… Ainakin pienessä ekomodernistisessa energiakuplassani asia herätti närkästystä. 

Olen melko varma, että asia olisi ollut korjattavissa pienellä laimenteella. ”Tai siis ei oikeesti.” Mutta olisiko pitänyt? Minusta ei. Voit toki arvioida itse ja lukea edellisen ajatusharjoitukseni, jos et sitä vielä tehnyt. Sieltä selviää muun muassa äärimmäisyyksiin yksinkertaistettu voisiko Suomi kattaa kaiken energiansa tuulivoimalla?

Näissä "täytetään maa" -ajatusharjoituksissa yksinkertaistan asioita hirvittävästi, jotta saisimme jonkun arvion sille, mistä kokoluokista puhutaan. Jotta voidaan arvioida, onko jokin edes teoriassa mahdollista. Juuri tästä on tässäkin kirjoituksessa kysymys.

Taisi suurin ongelma olla, että esitin mahdollisena jotain vaikeaa. Ja sanoin, että helppo homma. No problem. Tehdään jo. Mutta onko se helppoa? Vai vaikeaa? Esimerkiksi verrattuna valtaosaan muista Euroopan valtioista Suomessa on paljon enemmän lääniä ja kohtuullisen mukavasti tuulista rantaviivaa tuulivoiman rakentamiseen – per asukas. 

Mahdotonta vai vaikeaa?

Esitin myös mahdollisuutena kattaa puolet Saksan pinta-alasta tuulivoimalla. Kuulostaa melko hurjalta. Tai siis onhan toki jo nyt Saksan pinta-alasta 65 % peitetty teillä, rakennuksilla, pelloilla ja muulla luonnottomalla.1

Tuntuuko siinä nyt sitten missään, jos Saksassa koko maa Düsseldorfista ylöspäin olisi tasaisesti yhtä pyörivää turbiinia? En osaa sanoa, kun en ole myllyn vieressä asunut. Sanon nyt kuitenkin sen verran, että tuo kuulostaa kyllä hyvin vaikealta palalta saksalaisten niellä.

Alle puoli prosenttia maapinta-alasta

Suomessa on helpompaa. Meillä on riittävästi tilaa, eli teoriassa voisi olla mahdollista tuottaa itse tarvitsemamme energia. Tuulivoimaa on kohta rakennettu 1250 km2. Tämä luvun saa, kun arvioi, että tuulivoimatehoa tullaan tukien puitteissa rakentamaan karkeasti ainakin 2500 MW ja tuulivoima maalla tuottaa luokkaa 2 wattia per neliömetri.2

1250 km2 on alle puoli prosenttia Suomen maapinta-alasta.

Toinen asia on, voidaanko enempään ikinä päästä. Onko se nyt niin vaikeaa rakentaa vaikkapa edes kymmenesosa maasta täyteen tuulivoimaa?  

Helppo homma

Leikitään ihan ajatusleikkinä, että päätettäisiin tehdä se ”helppo homma” ja rakentaa tarvittava määrä tuulivoimaa Suomeen. Mennään överisti utopiaan - tuotetaan kaikki sähköenergia tuulivoimalla. Rakennetaan kaikki tuulivoima Itämerelle, koska siellä sitä luultavasti vähiten vastustetaan. Siellä myös tuulee mukavasti.

Alla oleva karkea Google Mapsia hyödyntävä kuva kertoo, miltä tilanne näyttäisi. Ajatuksena on kattaa kaikki sähköenergia tuulella. Tätä varten yksi vaihtoehto on rakentaa 15 km leveää tuulivoimapuistonauhaa koko rannikon mitalta. Haluan väistellä Natura-alueita, joten väistöliikkeistä johtuen esimerkiksi Ahvenanmaan ympäristöön joutuisi sijoittamaan muutaman ylimääräisen tuulivoimapuiston. Reilut 18 000 km2 tuulivoimaa tuottaa reilusti Suomen sähköntarpeen verran energiaa vuodessa.3

Huomio! Tässä esitettu malli ei missään määrin yritä ottaa huomioon erilaisia haasteita, joita tällainen määrä tuulivoimaa sähköjärjestelmässämme tai yhteiskunnassamme voisi aiheuttaa. Palataan näihin aiheeseen myöhemmin.

Suomi-rannikot-tuulivoima

Viisisataa vuotta näpertelyä

Nykyisellä (2010 – 2014 toteutuneella) tehonlisäystahdilla suomalaisilta menisi seuraavat viisisataa vuotta pakertaessa tuota määrää tuulivoimaloita pitkin peltoja.3 Merelle rakentaminen ei pelastaisi tilannetta. Tämä ei ole tätä harjoitusta varten missään määrin riittävä vauhti. Selkeä johtopäätös on, että tuulivoimaa täytyy rakentaa nopeammin, jos siitä halutaan tehdä merkittävä osa energiapalettia.

Miksi sitten ylipäänsä pitäisi? Miksi juuri tuulivoimaa? Mietin tätä asiaa jo aiemmin, ja tulin siihen tulokseen, että bioenergia riittää vain tiettyyn pisteeseen saakka. Suomen tavoite kuitenkin on jollain tapaa hoitaa energiajärjestelmä hiilineutraaliksi vuoteen 2050 mennessä.

Tuulivoimaa täytyy rakentaa nopeammin

Jos nyt aivan aikuisten oikeasti puhutaan siitä mikä on tehtävissä, niin kyllä tuo määrä tuuliturbiineja on tehtävissä. Ruotsalaiset rakentavat tuhat megawattia vuodessa. Jos Suomi panisi vähän paremmaksi, nokittaisi kerrankin rakasta naapuria vaikka 1300 MW:lla vuodessa, oltaisiin tiellä kohti 100 % tuulivoimalla pyörivää sähköjärjestelmää.4

Tuuliturbiinien käyttöikä on hyvin realistisesti arvioiden vähintään noin 20 vuotta. Tästä syystä Ruotsin rakennusvauhdilla vuonna 2035 saavutetaan katto, ja tuulivoimakapasiteetti vakiintuu noin puoliväliin tavoitteesta. Kasvu hyytyy, koska 20 vuotta sitten rakennettu kapasiteetti alkaa poistua verkosta samalla tahdilla kuin uutta syntyy.

Rakennusnopeuden täytyy siis 2035 eteenpäin olla sellainen, että ehditään samalla korvata vanhoja turbiineja uusilla, ja rakentaa lisäksi uusia myllyjä entisellä tahdilla. Tämä vaatii 2035 eteenpäin noin 2300 MW rakennusnopeutta vuodessa.4

Piirsin kuvaajan hahmottamaan rakennusnopeuden tarvetta. Keltainen käyrä kuvaa kokonaiskapasiteettia megawatteina, sinivihreä viiva on vuotuinen rakennettava määrä ja punainen määrä poistuu verkosta.

100 prosenttia tuulivoimaa

Vuoden 2050 jälkeen kun ollaan tavoitteessa, vuotuinen rakentaminen täytyy olla yhtä suurta kuin poistuman.

Pitääkö kaiken olla helppoa?

Eihän se järkevää ole, saati teknisesti ongelmatonta, että pelkällä tuulella energiaa tuotettaisiin, eikä se ole ”helppo homma”, kuten into piukkana aiemmin ehkä sarkasmin häivähdys äänessä ilakoin. Mutta hei oikeesti. Lopettakaa nyt hyvän tähden se helppojen ratkaisujen edessä venkoilu. Niitä nyt vaan ei ole tarjolla. Mahdollisuuksia sen sijaan löytyy. Kädet pois taskusta!

Ei se vauraus ennenkään ole tullut helpolla, vaan kovalla työllä. Tulevaisuuteen täytyy investoida, jos siellä aikoo kotiuttaa voittoja.

Rakennetaan niitä tuulivoimaloita. Jollei niitä niin sitten jotain muuta. Täytetään maa ja meret. Tai ainakin meret.

Tai siis oikeesti.

 


Edit: Tarkennettu lasketun tuulivoiman kattavan sähköenergian - ei kaiken energian määrän.

 

Lähteet ja tarkennukset:

 

[1] Saksan pinta-alan jakautuminen mm maatalouden käyttöön.
http://www.toponline.org/books/kits/welcome%20to%20germany/welcome%20to%20germany/topic5lesson1.html

[2] Tuotto pinta-alaa kohden luokkaa 2,5 W/m2, jos puolet merituulivoimaa. Katso edellinen blogini mm. tuulivoiman tehotiheydestä.

[3] Käytin seuraavia nyrkkiarvioita: Suomen energiankulutus karkeat 400 TWh ja sähkön osuus siitä tulevaisuudessa noin kolmannes. Tuulivoiman tuotto pinta-alaa kohden on luokkaa 2-3 W/m2, mutta käytin tällä kertaa merituulivoimallekin matalahkoa 2,5 W/m2-arvoa. Tällöin tarvitaan noin 46 000 MW tuulivoimaa, ottamatta huomioon tehon riittävyyttä eri ajanhetkinä tai häviöitä energian varastoinnissa. Tarvitaan siis yli 18 000 km2 pinta-alaa, joka on muuten samaa kokoluokkaa kuin Suomen peltopinta-ala.

Suomen pinta-ala on noin 304 000 km2, josta 4,4 prosenttia eli 13 400 km2 oli rakennettua maata vuonna 2011. Vastaavasti peltopinta-alaa on noin 8 % eli 24 300 km2. Yhteensä maatalouden ja rakennetun ympäristön pinta-ala oli siis vajaa 40 000 km2.
http://www.mmm.fi/fi/index/etusivu/maatalous/maataloustuotanto.html
http://www.stat.fi/ajk/tiedotteet/2011/tiedote_007_2011-07-05.html

[4] Tuulivoimayhdistys: Vuoden 2014 lopulla Suomessa oli asennettua kapasiteettia 627 MW. Vuonna 2010 luku oli 196 MW. Jos oletetaan, että tuulivoimaa voitaisiin rakentaa vuosikymmeniä jotakuinkin tällä rakennustahdilla, niin 431 MW viidessä vuodessa tarkoittaa 3017 MW 35 vuodessa. Kaikki tuulivoimasta –ajatusleikkiä varten turbiineja pystyteltäisiin reilut viisisataa vuotta. Toisaalta vuoden 2014 aikana rakennettiin 180 MW maksimitehoa. Tälläkin vauhdilla vuonna 2050 meillä on vasta 6300 MW tehoa. Se ei ole paljon.
http://www.tuulivoimayhdistys.fi/tietoa-tuulivoimasta/tietoa-tuulivoimasta/tuulivoima-suomessa-ja-maailmalla/tuulivoima-suomessa

46 000 MW tuulivoimatehoa esimerkiksi vuoteen 2050 mennessä vaatisi noin 1 300 MW lisäystä vuodessa - yli neljäsataa suurta myllyä vuodessa. Vertailun vuoksi maailman suurin tuulivoimavalmistaja Vestas toimitti vuonna 2014 maailmalla yhteensä 6 252 MW edestä voimalaitoksia. Tuotantokapasiteetti ei siis näyttäisi olevan ongelma. https://www.vestas.com/~/media/vestas/investor/investor%20pdf/financial%20reports/2014/ar/150211_annual%20report%202014.pdf

Itse asiassa Suomen pitäisi ylittää Ruotsin 2014 tuulivoiman asennusvauhti seuraavina vuosikymmeninä vain hiukan, jotta esittämäni Suomen 100% tuulivoimaa 2050 mennessä –skenaario toteutuisi. Kiina asensi yli 23 000 MW tuulivoimaa vuonna 2014. Ruotsi asensi tuhat megawattia. Mitä mieltä olet? Minusta tämä menee kategoriaan ”vaikeaa, muttei mahdotonta”. Järkevää? Ehkä ei.
http://www.gwec.net/wp-content/uploads/2012/06/Top-10-new-installed-capacity-Jan-Dec-2014.jpg