Julkaistu 21.11.2013

Sitran trendit: Polarisaatio ja eritahtisuus energiamurroksessa

Kirjoittaja
Asiantuntija, Viestintä ja yhteistyösuhteet, Sitra
Tuula Sjöstedt vastaa Sitrassa hiilineutraaliin kiertotalouteen, energiaan ja ilmastoon liittyvästä viestinnästä.

Sitran trendit -artikkelisarjassa käydään läpi syksyllä julkaistun Sitran trendilistan trendit yksitellen erilaisista näkökulmista. Tämä artikkeli on sarjan kolmas. Kaikki julkaistut artikkelit löytyvät sivun lopusta.

Ajoittaisuus energiamurroksessa on ratkaistavissa

Energia-alaa on tällä vuosisadalla mullistanut kaksi ”vallankumousta”, Saksan energiakäänne eli voimakas panostus uusiutuviin sekä USA:n liuskekaasun tuotannon nopea kasvu. Kumpikin on tuonut sekä hyötyjä että haasteita. Näitä hyötyjä yhdistelemällä voi löytyä ratkaisu uusiutuvan energian tuotannon ajoittaisuusongelmaan.

Blogisarjamme Energiakäänne analysoi Saksan nopeaa siirtymistä ydinvoimasta uusiutuvaan energiaan, sen onnistumisia ja epäonnistumisia. Hiili, sähköverkon uusiminen, paikalliset protestit ja kovilta tuntuvat kustannukset erottuvat energiakäänteen kipupisteinä. Vaikka energiakäänteen kustannukset ovat olleet valtavat, on se samalla luonut uusia markkinoita ja osaamista, työpaikkoja ja vientiä. Energiakäänteen ansiosta nopeasti kehittyneet tehokkaat uusiutuvan energian tuotanto- ja jakeluteknologiat ovat laskeneet uusiutuvien energianlähteiden käytön aloituskustannuksia rajusti. Tämän ansiosta valtiot ympäri maailmaa voivat nyt parantaa kansallista energiavarmuuttaan.

Liuskekaasu on laskenut USA:ssa energian hintaa, vähentänyt päästöjä syrjäyttämällä kivihiiltä ja kasvattanut energiaomavaraisuutta. Hiilen hinta on laskenut, ja sen käyttö Euroopassa kasvanut. Saksan energiakäänne on puolestaan lisännyt uusiutuvien energiamuotojen käyttöä merkittävästi, mutta kun ydinvoimaa on samanaikaisesti korvattu hiilellä, eivät päästöt siellä ole laskeneet.

Kansainvälinen energiakatsaus the International Energy Outlook 2013 (IEO2013) kertoo, että maailman energiankulutus tulee kasvamaan 56 prosentilla vuoteen 2040 mennessä. Suurin osa tästä kasvusta tulee tapahtumaan OECD-maiden ulkopuolella, joissa talouskasvu ajaa energiantarvetta. Näissä maissa energiankäytön kasvu on jopa 90 prosenttia. OECD-maissa energiankäytön kasvu on 17 prosenttia.

Uusiutuvan energian käyttöönotossa painopiste on jo siirtynyt Kaakkois-Aasiaan. Siellä energian kulutuksen voimakas kasvu on synnyttänyt alalle uusia markkinoita kiihtyvällä vauhdilla. Kärjessä olevien Thaimaan, Indonesian ja Filippiinien yhteenlaskettu väkiluku on yli 400 miljoonaa, mikä on vain 20 prosenttia vähemmän kuin koko Euroopan unionin väkiluku. Myös Kiina investoi lähes 300 miljardilla uusiutuviin energioihin seuraavan viiden vuoden aikana osana päästöjensä leikkaustavoitteita. Nämä kaikki ovat nopeasti kasvavia väestöjä vielä nopeammin kasvavissa talouksissa. Siksi näiden muutosten tarjoamat taloudelliset mahdollisuudet sekä niiden vaikutukset ilmastonmuutokseen voivat olla merkityksellisiä myös eurooppalaisille.

Yritykset uskovat vahvasti uusiutuvan energian tulevaisuuteen. Itä-Aasian maat, kuten Korea ja Kiina, kasvattavat jatkuvasti green/cleantech-osaamistaan. Suomessakin esimerkiksi ABB ja Fortum ovat tehneet huomattavia investointeja ja satsaavat voimakkaasti alan tuote-kehitykseen. Vaikka kilpailu alalla on kovaa, bisnespotentiaalia riittää sekä Suomessa että maailmalla. Kasvattamalla omaa osaamistaan ja verkostojaan ripeästi voi Suomikin hyödyntää tämän valtavan transformaation tarjoamat merkittävät liiketoimintamahdollisuudet.

Maakaasusta uusiutuvan energian välivarasto

Suomeen ollaan parhaillaan luomassa infrastruktuuria maakaasun laajempaa hyödyntämistä varten. EU haluaa luoda maakaasulle toimivat sisämarkkinat. Tämä avaa Suomelle todella mielenkiintoisia mahdollisuuksia. Toteutuessaan nestemäiselle maakaasulle eli LNG:lle rakennettavat terminaalit voisivat ratkaista uusiutuvaan energiaan liittyvän ajoittaisuusongelman.

Uusiutuvan energian tuotanto on purskeista, eli sen tuotantomäärät eivät ole tasaiset. Tuotannon ajoittaisuus on ongelma sekä tunti-, vuorokausi- että vuodenaikatasolla, sillä energiaa pitää olla käytettävissä koko ajan kulutusta vastaava määrä. Ajoittaisuuden ongelman ratkaisuun vaikuttaa kolme asiaa: säätövoima ajoittaisuuden kompensoinniksi, energiavarastot sekä järjestelmän kyky vastaanottaa ajoittaista ylijäämäenergiaa. Tähän mennessä ajoittaisuusongelma on nähty lähinnä säätövoimaongelmana. Kustannustehokkaita teknologioita energian varastointiin on kehitteillä, mutta rajallisia pumppuvarastoja lukuun ottamatta sähköjärjestelmistä puuttuvat vielä mekanismit ajoittaisen ylijäämäenergian vastaanottoon eli varastointiin. Kesäpainotteisesti tuotettavaa uusiutuvaa energiaa ei siis pystytä hyödyntämään suurimman energiatarpeen aikaan talvella silloin, kun ei paista eikä tuule. Paras ja joustavin säätövoiman tuotanto auringon ja tuulen tasapainottamiseksi on asiantuntijoiden mukaan maakaasu, jota voidaan hyödyntää sekä teollisuudessa että liikenteessä. Se on pääosin vetyenergiaa ja sen päästöt ovat vain puolet kivihiilestä.

Ajoittaisuusongelma voitaisiin ratkaista muuntamalla ylimääräisen uusiutuvan sähkön avulla hiilidioksidia (CO2) ja vettä (H2O) metaaniksi (CH4), eli tavanomaisemmin maakaasuksi. Maakaasua voidaan tällöin hyödyntää energian välivarastona. Toimiva maakaasuinfrastruktuuri tarjoaisi näin välittömästi käyttöön otettavan alustan aurinko- ja tuulisähkön ympärivuotiseen, huoltovarmaan hyödyntämiseen. Metaaniin perustuva verkosto LNG-asemineen, kaasuputkistoineen ja hiilidioksidia kierrättävine polttolaitoksineen mahdollistaisi pitkällä tähtäimellä kestävän kaasutalouden.

Sähköntuotantojärjestelmän hiilidioksidikierto voidaan sulkea. Liikennekäytöstä hiilidioksidia pääsee taivaalle jatkossakin, joten uusiutuvan metaanin valmistukseen tarvitaan kestävä hiililähde. Hiilidioksidia voidaan toki erottaa myös ilmasta, mutta kustannustehokkaampaa lienee muuntaa biopohjaista uusiutuvaa hiilidioksidia varastoitavaksi metaaniksi. Esimerkiksi sellun tuotannossa puolet puun hiilestä menee tällä hetkellä taivaalle hiilidioksidina. Suomalaisten hallinnassa oleva sellun tuotanto pystyisi sivutuotteena tuottamaan 130 TWh metaania vuodessa. Volyymi on niin suuri, että sillä voitaisiin yksin kattaa kaikki Suomen tie- ja meriliikenne – ja jopa lentoliikenne, jos maakaasukäyttöisiä lentokoneita olisi jo markkinoilla. Tähteellä hoidettaisiin vielä Suomen nykyinen vuosittainen maakaasun käyttö teollisuudessa sekä sähkön- ja lämmöntuotannossa, joka on noin 40 TWh.

Risto Sulkava totesi mielipidekirjoituksessaan, että metaanitalouden avulla voidaan jatkossa siirtyä portaattomasti fossiilisista ilmastoneutraaliin, tuonnista omavaraisuuteen ja keskitetystä hajautettuun sekä huoltovarmaan.

Ajoittaisuusongelma on siis ratkaistavissa. Nykytekniikalla. Vaikka heti. Tahdommeko?

Tuula Sjöstedt toimii viestinnän ja yhteistyösuhteiden asiantuntijana Sitran Ekologisen kestävyyden teema-alueella.

Lisää aiheesta:

International Energy Outlook 2013

Intergovernmental Panel for Climate Change

McKibben Bill: Global Warming´s Terrifying New Math, The Rolling Stone, July 2012

Sitran blogisarja Energiakäänne (kooste blogisarjan kirjoituksista)

Sitran trendilista 2013-2014

Sulkava Risto: Liuskekaasu avaa tien kestävään biotalouteen, HS Mielipide 22.5.2013

World Bank / Climate Change

World Bank: Turn Down the Heat

Pasi Vainikan haastattelu, VTT

—————————————————————————————————–

Aiemmin Sitran trendit -sarjassa julkaistu:

Länsimaisen työn radikaali murros

Älyteknologia arjessa