Sähköjärjestelmän perusasioiden äärellä, osa 2: Voiko akuilla korvata vesivoimaa säätövoimana?

tatu-kulla-60x60pxPosted by: Tatu Kulla
14.2.2018

Kuten edellisessä blogikirjoituksessani totesin, kääntyy keskustelu tuuli- ja aurinkoenergian lisäämisestä usein säätövoiman tarpeeseen. Pohjoismaissa vesivoima on ollut perinteinen säätövoiman lähde, mutta sähkövarastot – etenkin akut – ovat nousseet keskusteluissa vaihtoehtoiseksi säätövoiman lähteeksi. Kerron tässä blogissani kokemuksistamme sähkövarastoista ja kuvaan niiden roolia tulevaisuuden sähköjärjestelmässä. Keskityn tällä kertaa akkuihin ja jätän käsittelemättä esimerkiksi liike-energian varastointiin perustuvat teknologiat, kuten vauhtipyörät.

Litiumioni-akku on nykyisen akkuteknologian aatelia

Tällä hetkellä kaupallisesti mielenkiintoisin akkuteknologia on Litiumioni. Sen etuna on hyvä latausten ja purkausten kesto. Tyypillisesti Litiumioni-akun voi ladata ja purkaa (lataus + purku = sykli) noin 5 000 kertaa. Luku vaihtelee akkukemiasta toiseen. Vertailun vuoksi: perinteinen, esimerkiksi autoista yleisesti löytyvä lyijyakku kestää muutamia satoja lataussyklejä.

Litiumioni-akkujen etuna on myös varsin hyvä hyötysuhde, tyypillisesti noin 90 %. Tämä tarkoittaa sitä, että akustosta ja siihen liitetystä energiasta voidaan palauttaa käyttöön 90 % siihen alun perin varastoidusta energiasta. Litiumioni-akkujen tekninen kehitys ja valmistusmäärien kasvu ovat johtaneet myös samanaikaiseen teknisen suorituskyvyn paranemiseen ja hintojen (€/kWh) laskuun. Hintojen laskun myötä litiumioni-akuille onkin löytynyt laajasti käyttöä niin sähköautojen akkuina, kulutuselektroniikassa kuin sähköjärjestelmän sovelluksissa.

Montako akkua tarvitaan korvaamaan Oulujärven varastokapasiteetti säätövoimana?

Olisiko akuista korvaajaksi esimerkiksi vesivoimalle säätövoiman lähteenä? Vastaus on kyllä ja ei. Tehdään sitä varten pieni ajatusleikki ja tutkitaan esimerkkinä, mitä Oulujärven ja siitä vetensä saavien Oulujoen vesivoimaloiden korvaaminen akuilla käytännössä tarkoittaisi. Teen tässä ajatusleikissä tosielämästä poikkeavan rajauksen ja tarkastelen Oulujärveä suljettuna varastona. Toisin sanoen, sinne ei virtaa yhtään lisää vettä.

Oulujärven varastokapasiteetti lupaehtojen rajoissa on varovaisesti arvioituna noin 300 gigawattituntia (GWh, 1GWh = 1 000 MWh). Oulujoen laitosten säätökyky puolestaan on parhaimmillaan ja optimitilanteessa noin 400 MW (minimituotannosta maksimituotantoon). Tässä vertailussa otan pienen etukenon tulevaisuuden hintatasoon ja oletan, että markkinoilta voisi hankkia asennettuna 1MW/1MWh akuston tarvittavine oheislaitteineen 500 000 eurolla. (1MW/1MWh tarkoittaa, että akkua voidaan ladata ja purkaa 1 MW teholla enintään tunnin ajan).

Jos siis haluaisimme korvata Oulujoen yhden tunnin säätökyvyn litiumioni-akuilla, tarvitsisimme niitä 400 kappaletta. Yhden akun maksaessa puoli miljoonaa euroa tarkoittaisi tämä 200 miljoonan euron investointia. Mikäli haluaisimme korvata koko Oulujärven varastokapasiteetin akuilla, niitä tarvittaisiin 300 000 kappaletta. Tämän investoinnin arvo olisikin sitten jo 150 miljardia euroa. Summaa voi verrata vaikkapa Suomen valtion budjettiin, joka kuluvalle vuodelle on 55,7 miljardia euroa. Uskallan siis väittää, että vesivoima on edelleen merkittävästi akkuja kustannustehokkaampi ratkaisu sähkövarastona.

Oulujärven korvaaminen energiavarastona akuilla veisi myös merkittävän määrän aikaa. Bloomberg New Energy Finance on ennustanut, että vuonna 2030 globaalin akkumarkkinan koko olisi 305 GWh. Tämä tarkoittaa sitä, että Oulujärven korvaamiseen tarvittavien akkujen valmistamiseen kuluisi vuoden 2030 vuotuinen globaali akkutuotanto. Toinen huomionarvoinen seikka on se, että tällainen akkujärjestelmä vaatisi melkoisesti tilaa. Jos 1MW/1MWh akkujärjestelmä mahtuu 40-jalkaiseen merikonttiin, varovaisesti arvioiden 300 GWh:n akkujärjestelmä vaatisi tilaa varoalueineen vähintään noin 30 neliökilometriä eli Keravan kokoisen kaupungin pinta-alan verran.

Kannattaako tuulivoimaa varastoida akkuihin nykyteknologialla?

Toinen esimerkki akkujen käytöstä sähkön varastointiin voisi olla tuulivoiman varastointi tuulisilta tunneilta käytettäväksi tunneilla, jolloin ei tuule. Oletetaan edelleen, että 1MW/1MWh akku maksaa puoli miljoonaa euroa asennettuna ja toisaalta oletetaan, että akku kestää 5 000 sykliä. Näillä oletuksilla voidaan helposti laskea, että akun on saatava 500 000 € / 5000 = 100 € tuottoa jokaisesta lataus-purku -syklistä, jotta akku maksaisi itsensä takaisin. Tämä laskelma ei ota huomioon pääomakustannuksia eikä myöskään investoijan tuottovaatimuksia. Tähän tuottotasoon olisi kuitenkin hankala päästä. Esimerkiksi vuoden 2017 aikana oli vain yksi vuorokausi (11.10.2017), jolloin vuorokauden halvimman ja kalleimman sähkön tuntihinnan ero Suomessa ylitti 100 euroa.

Akkujen etuna sähäkkä ja tarkka säädettävyys

Vaikka suurimittainen sähkön varastointi akuilla ei olekaan vielä kannattavaa, on akuilla lukuisia potentiaalisia käyttökohteita sähköjärjestelmässä. Akkujen etuna vaikkapa vesivoimaan verrattuna on erittäin nopea ja tarkka säädettävyys. Esimerkiksi Fortumin akku Järvenpäässä (kuvassa ylhäällä) pystyy vaihtamaan tilansa täydeltä lataukselta täydelle purulle alle sekunnissa. Oulujoella puolestaan pystytään nostamaan tuotanto optimioloissa minimitasolta maksimiin noin viidessä minuutissa.

Kantaverkon taajuuden ylläpitoa varten on olemassa taajuussäätömarkkinat, insinöörikielellä FCR-N ja FCR-D. Siellä markkinatoimijat myyvät kantaverkolle nopeasti verkon taajuuden muutoksiin reagoivaa tuotantokapasiteettia, siis kykyä säätää tuotantoa tai kulutusta muutaman sekunnin kuluessa. Koska näillä markkinoilla maksetaan kyvystä, sopivat akut niiden tarpeisiin erittäin hyvin.

Alkuperäiseen kysymykseen palatakseni: Olisiko akuista siis säätövoiman lähteeksi? Ainakaan nykyteknologian valossa akkuja ei kannata käyttää sähkön varastointiin halvoilta tunneilta kalliille. Sen sijaan niille voi löytyä käyttöä siellä, missä on hyötyä akkujen kyvystä säätää erittäin tarkasti ja nopeasti. Uskonkin, että akut voivat ajan mittaan ottaa paikkansa osana sähköjärjestelmää osallistumalla nopeimpaan säätöön ja vapauttamalla näin muuta säätövoimaa energiaintensiivisempään säätötoimintaan.

Tatu Kulla

Kirjoittaja toimii Fortumissa kehitysjohtajana vastaten muun muassa kysyntäjousto- ja akkuliiketoiminnan kehittämisestä. Aiemmin hän on vastannut vuosia Fortumin Suomen ja Ruotsin vesivoimaa (4 650 MW) ohjaavan vesivoimavalvomon toiminnasta.

Lue lisää:
Sähköjärjestelmän perusasioiden äärellä, osa 1: Miksi säätövoimalla on väliä?

kysyntajousto

Tutkimus ja kehitys Vesivoima

Päästöjen hinnoittelu on kaiken A ja O

Arto_Räty-60x60Posted by: Arto Räty
7.2.2018

On ollut ilo huomata, kuinka valtiovaltamme ylin johto on viime aikoina korostanut laajalla rintamalla päättäväisiä toimia ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Tasavallan presidentti piti virkaanastujaispuheessaan ilmastonmuutoksen hillintää lähivuosien tärkeimpänä asiana. Eduskunnan puhemies  totesi vastauspuheessaan, ettemme osaa tarkalleen ennakoida, kuinka poliittiset toimenpiteet ilmastonmuutosta hidastavat. Valtiovarainministeri ehdotti (HS 2.2.2018) ilmastonmuutoksen ehkäisyä ohjaavaksi tavoitteeksi budjetissa.

On hienoa, että Suomi on aktivoitumassa ilmastopolitiikassa. Fortum tukee tätä suuntaa täysillä. Ilmastonmuutoksen hillintä on strategiamme ytimessä ja missionamme on edistää yhdessä asiakkaidemme ja yhteiskunnan kanssa muutosta kohti puhtaampaa maailmaa ja energiantuotantoa.

Muutos ei kuitenkaan tapahdu riittävän nopeasti ilman markkinoita. Päättelyketju on yksinkertainen. Ilmastonmuutoksen hillintä on niin valtava urakka, ettei sitä tehdä valtioiden budjettirahoituksella, vaan siihen tarvitaan yksityistä rahaa. Yrityksille toimenpiteiden on puolestaan oltava taloudellisesti kannattavia. Ja ilmastonmuutoksen hillintään tähtäävät toimet saadaan kannattaviksi vain riittävän korkealla päästöjen hinnalla.

Petteri Orpo osui asian ytimeen todetessaan, että päästöjen vähentämisen tulee tapahtua ennakoitavasti ja kustannustehokkaasti. Tämä on meille yrityksille kaiken a ja o. Sääntelyn tulee olla ennakoitavaa ja mahdollistaa markkinaehtoiset ratkaisut.

Fortumin mielestä EU:n päästökauppajärjestelmä on päästöjen vähentämisen keskeisin työkalu.

Päästökauppaa on vastikään uudistettu – mielestämme onnistuneesti – vuoteen 2030 saakka. Nyt pitää antaa sen toimia ja uskoa siihen. Kansallinen päällekkäinen ohjaus – kuten kivihiilen kielto – vesittää pahasti päästökauppaa. Mikäli kansallisia toimia kuitenkin toteutetaan, olisi vaikutusta päästökauppaan neutraloitava mitätöimällä päästöoikeuksia markkinoilta.

Päästökaupan ulkopuolella hiilidioksidipäästöihin perustuva verotus on tarkoituksenmukainen keino ohjata kuluttajien ja yritysten päätöksiä kohti vähäpäästöisempää yhteiskuntaa.

EU:n ilmastosääntelyä on päästökaupan uudistuksen jälkeenkin tarpeen edelleen kehittää. Ennakoitavuuden parantamiseksi EU:n ilmastotavoite tulisi asettaa Pariisin sopimuksen tavoitteen mukaiseksi mahdollisimman pian ja samalla luoda ennakoitava ja kustannustehokas päästövähennyspolku vuoteen 2050 saakka. Useat jäsenmaat (mm. Hollanti sekä naapurimme Ruotsi ja Tanska) ovat jo ehdottaneet EU:n kunnianhimon nostoa ja Suomi voisi liittyä tähän joukkoon.

Kannustamme ministeri Orpoa täysillä hänen pyrkimyksissään toimia yhdessä muiden Pohjoismaiden kanssa päästöjen hinnoittelun vahvistamiseksi. Suomalaisen elinkeinoelämän ja tutkimusorganisaatioiden järjestö Climate Leadership Coalition (CLC) teki kesäkuussa 2017 Maailmanpankille ehdotuksen hankkeesta globaalin päästöjen hinnoittelun kehittämisestä. Toivomme ministeri Orpon ja muiden Pohjoismaiden ministereiden tukevan tätä hanketta.

Suomi – kenties yhdessä Ruotsin ja muiden Pohjoismaiden kanssa – voisi laajemminkin ottaa EU:n ilmastojohtajan roolin nyt, kun se Brexitin myötä on vapautumassa. Suomen EU-puheenjohtajuus ensi vuonna tarjoaa mahdollisuuden profiloitua suunnannäyttäjäksi – meillä on siihen kaikki edellytykset.

Arto Räty
Johtaja, viestintä ja yhteiskuntasuhteet

Energiapolitiikka EU Päästökauppa Suomen energiapolitiikka

Sähköjärjestelmän perusasioiden äärellä, osa 1: Miksi säätövoimalla on väliä?

tatu-kulla-60x60pxPosted by: Tatu Kulla
6.2.2018

 

Kysyntäjoustosta, akuista ja esimerkiksi sähköautoista sähkövarastoina on tullut energiakeskustelun arkea. Samalla, kun käsitteet ovat arkipäiväistyneet, on niiden takana olevien ratkaisujen nykypotentiaali ja tulevaisuus ajoittain sotkeutuneet toisiinsa. Välillä kuulee heittoja, että jokin sähkön tuotantomuoto olisi kohta korvattavissa kotitalouksien kysyntäjoustolla. Esimerkiksi vesivoimaa on tällä perusteella vähätelty. Sähköntuotantoyhtiöt taas ovat korostaneet samaan aikaan vesivoiman tärkeyttä sähköjärjestelmämme säätövoimana.

Mitä säätövoima on ja mikä sen tehtävä on sähköjärjestelmässä? Entä mikä rooli on kysyntäjoustolla ja akuilla nyt ja lähitulevaisuudessa? Paljonko akuilla tai kysyntäjoustolla voidaan korvata sähköntuotantoa nykyisin? Ja mikä on kustannus?

Olen työssäni Fortumissa perehtynyt vuosia vesivoimaan ja sen säätömahdollisuuksiin. Viimeiset pari vuotta olen ollut rakentamassa muun muassa kysyntäjousto- ja akkuliiketoimintaamme. Kuvaan tällä taustalla omia näkemyksiäni sähköjärjestelmän joustavuudesta blogi-kirjoitusten sarjalla. Tässä ensimmäisessä osassa pureudun säätövoimaan. Tulevat osat käsittelevät akkujen ja kysyntäjoustojen roolia osana tulevaisuuden energiajärjestelmää.

Tuotannon on vastattava aina kulutusta

Jotta energia-alan aiheista voi faktapohjaisesti keskustella, on hyvä ymmärtää peruskäsitteet.

Lähdenkin liikkeelle sähköjärjestelmästä. Sillä tarkoitetaan sähköverkoilla yhteen kytkettyjen kulutusten ja sähköä tuottavien voimalaitosten kokonaisuutta. Sähköjärjestelmässä on jokaisena hetkenä oltava yhtä paljon kulutusta ja tuotantoa. Hetkellisen kulutuksen ja tuotannon suure on teho ja mittayksikkönä käytetään tyypillisesti megawattia (MW).

Mikäli tasapaino järkkyy ja tuotantoa on liikaa suhteessa kulutukseen, sähköverkon jännite ja taajuus nousevat yli hyväksyttyjen rajojen. Tällöin sähköverkon, voimalaitosten ja kulutuspisteiden suojaukset kytkevät irti verkossa olevat laitokset, jotta vältettäisiin laitteistojen hajoaminen. Suojausten aktivoitumiseen päädytään myös silloin, kun kulutusta on enemmän kuin tuotantoa. Tällöin jännite ja sähköverkon taajuus laskevat alle sovittujen rajojen.

Säätövoima pitää sähköjärjestelmän tasapainossa

Jotta kulutus ja tuotanto saadaan pidettyä tasapainossa, tarvitaan säätövoimaa. Se on sähköntuotantoa, jota voidaan säätää kulutuksen mukaan. Eri tuotantomuodoilla on erilaiset säätöominaisuudet. Suomessa ydinvoimalat eivät käytännössä säädä tuotantoaan lainkaan ja ovat siksi tasaisesti tuottavaa perusvoimaa. Sähköä tuottavat lauhdelaitokset sekä sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitokset pystyvät säätämään tuotantoaan tuntien ja vuorokauden sisällä riippuen laitoksen ominaisuuksista.

Nykyisin käytössämme olevista tuotantomuodoista säätöominaisuuksiltaan ehdottomasti paras on vesivoima. Sen säätökyky ulottuu sekuntitasolta jopa vuodenaikojen väliseen säätöön. Säätövoimaa saadaan Suomeen myös naapurimaiden sähköverkkoihin kytkettyjen siirtojohtojen avulla. Näiden kautta Ruotsista ja Norjasta saatava säätövoima tuotetaan pääasiassa vesivoimalla.

Mitä enemmän sähköjärjestelmään lisätään sään mukaan hyvin vaihtelevasti tuottavaa uusiutuvaa energiaa kuten tuuli- ja aurinkovoimaa, sitä enemmän järjestelmän pitäminen tasapainossa vaatii joustoa. Vesivoima onkin ketteränä säätövoimana avainroolissa, mutta kysyntäjousto ja akut ovat tulossa pienin askelein avuksi. Niiden osalta on kuitenkin huomattava, että vain vesivoima tuottaa energiaa, kysyntäjousto ja akut siirtävät kulutusta hetkestä toiseen.

Teho ja energia iloisesti sekaisin?

Sähköjärjestelmästä keskusteltaessa on hyvä muistaa, että teho ja energia ovat kaksi eri asiaa. Mikäli tarkastellaan pelkkää asennettua tehoa ja sotketaan se vuotuisen energiatuotannon kanssa, päädytään virheellisiin johtopäätöksiin. Tätä voisi verrata siihen että vuokraisin auton matkaa Espoosta Tampereelle varten vain sillä perusteella, että autolla pääsee 200 km/h, enkä tarkistaisi lainkaan, onko tankissa polttoainetta.

Energiamaailman esimerkiksi voi ottaa vaikkapa tuulivoiman ennätyksellisen tuotannon Suomessa vuonna 2017. Viime vuonna Suomessa kulutettiin sähköä 85,5 terawattituntia (siis 85,5 miljoonaa megawattituntia) ja vuoden suurin hetkellinen sähkönkulutuksen tuntikeskiarvo oli 14 374 MW. Asennettua tuulivoimakapasiteettia meillä oli noin 2 000 MW ja energiaa tuulivoimalla tuotettiin noin 4,8 terawattituntia. Tuulivoiman osuus Suomen energiankulutuksesta oli noin 5,6 % ja asennetun tuulivoimakapasiteetin osuus suhteessa Suomen huipputehoon oli noin 14 %. Luvut kertovat, että tuulivoima ei ole ollut käytössä vuoden jokaisena tuntina täysimääräisesti.

Esimerkkini yllä ei millään muotoa ole sääriippuvaista uusiutuvaa energiaa vastaan, vaan se vain kertoo tehotasapainon ylläpidon haasteista jo nyt. Tulevina vuosina nämä haasteet saavat lisäkertoimia sääriippuvaisen tuotannon määrän kasvaessa. Jouston ja näppärästi säädettävän tuotannon ratkaisuille onkin kysyntää ja niiden kehittämiseksi teemme myös Fortumissa töitä.

Niin pitkään kun uusilla ratkaisuilla ei voi tuottaa kaikkea tarvittavaa säätövoimaa taloudellisesti kannattavasti, on tärkeää huolehtia, että tuttujen ja erinomaisesti toimivien säätövoimaratkaisujen – kuten vesivoiman – toimintaedellytykset on turvattu. Silloin voimme parhaiten luoda edellytykset siirtymiselle kohti päästötöntä energiajärjestelmää ja hillitä ilmastonmuutosta.

Tatu Kulla

Kirjoittaja toimii Fortumissa kehitysjohtajana vastaten muun muassa kysyntäjousto- ja akkuliiketoiminnan kehittämisestä. Aiemmin hän on vastannut vuosia Fortumin Suomen ja Ruotsin vesivoimaa (4 650 MW) ohjaavan vesivoimavalvomon toiminnasta.

Vuoden 2017 energiatilastot: Energiateollisuus ry

 

kysyntajousto

Tutkimus ja kehitys Vesivoima

Kunnianhimoiset ilmastotoimet ovat tervetulleita vaan ei päästökaupan kustannuksella

Merja PaavolaPosted by: Merja Paavola
11.1.2018

 

Ministeri Kimmo Tiilikainen tuli äskettäin näyttävästi julkisuuteen ehdotuksella, jonka mukaan Suomen tulisi päästä eroon kivihiilestä jo vuoteen 2025 mennessä. Tavoite on kunnianhimoinen, ja kiristää jo hallitusohjelmassa mainittua tavoitetta luopua kivihiilen käytöstä energiatuotannossa.

On selvää, että mikäli otamme tosissamme ilmastonmuutoksen hillinnän, on kivihiilen ja muiden saastuttavien polttoaineiden käyttö ennen pitkää lopetettava. Tuoreet raportit osoittavat, että ilmasto lämpenee hälyttävää vauhtia. Onkin todennäköistä, että nyt sovitut toimet eivät tule riittämään ilmaston lämpenemisen pysäyttämiseksi kahteen celsiusasteeseen, puhumattakaan Pariisiin ilmastosopimuksen linjaamasta 1,5 celsiusasteen tavoitteesta. Ennusteet ilmastopakolaisten kasvavasta määrästä tai kuvat nälkiintyneestä jääkarhusta luovat pelottavia tulevaisuudenkuvia. Niitä on odotettavissa lisää, ellei kiihtyvää ilmakehän lämpenemistä saada pysäytettyä.

On hienoa, että myös Suomi on nyt aktivoitumassa ilmastopolitiikassa ja haluaa vähentää kasvihuonekaasupäästöjä jopa EU:n asettamia tavoitteita enemmän. Tekisi melkein mieli sanoa: vihdoinkin. Suomi kun ei varsinaisesti ole kuulunut edelläkävijöihin EU:n ilmastopolitiikkaa ja sen keskeisintä työkalua eli päästökauppajärjestelmää koskevissa neuvotteluissa. Toisin ovat toimineet esimerkiksi naapurimme Ruotsi ja Tanska ajaessaan EU:lle kunnianhimoisia ilmastotavoitteita. Suomi pikemminkin on kuulunut maaryhmään, joka on kantanut neuvotteluissa enemmän huolta hiilivuodosta kuin hiilidioksidipäästöistä.

Kansallinen käsiohjaus vie EU:n päästökaupalta voimia

Kun puhutaan päästökaupan piiriin kuuluvasta sähkön- ja lämmöntuotannosta, kannattaisi Suomen kanavoida ilmastopoliittinen kunnianhimo EU:n päästökaupan kehittämiseen, ei kansalliseen käsiohjaukseen. Paradoksaalista kyllä, ehdotetun hiilenkäyttökiellon kaltaiset kansalliset ja EU:n päästökaupan kanssa täysin päällekkäiset politiikkatoimet ovat syypäitä EU:n päästökauppamekanismin heikkoon ohjausvaikutukseen. Päästökauppa ei ole aidosti pystynyt kannustamaan energia-alaa tai muuta teollisuutta vähäpäästöisempään suuntaan, koska markkinoille kertynyt päästöoikeuksien ylitarjonta on painanut päästöoikeuden hintaa alas.

EU:n päästökauppadirektiivin uudistuksesta saatiin vihdoin viime vuoden lopulla aikaan sopu, jonka myötä järjestelmä tehostuu ja CO2-hinnan ohjausvaikutus on parantumassa. Siksi onkin valitettavaa, jos nyt innovoidaan uusia päästökaupan kanssa päällekkäisiä mekanismeja ilman, että niiden vaikutukset kompensoidaan päästökaupassa. Kansallisille toimillekin kun on runsaasti tilaa. Niitä tarvitaan päästökaupan ulkopuolisten sektoreiden – liikenne, maatalous, rakennusten erillislämmitys yms. – päästöjen vähentämisessä tai niiden siirtämisessä päästökaupan piiriin. Tuolloin toimet myös johtaisivat aitoihin päästövähennyksiin.

Päästökauppa on aidosti markkinaehtoinen mekanismi – uskotaan siihen!

EU:n päästökaupan hienous on siinä, että se on aidosti teknologianeutraali, EU-laajuinen ja markkinaehtoinen mekanismi. Se on täydellinen vastakohta hiilen alasajolle, joka kohdistuu vain yhteen polttoaineeseen, on aidosti kansallinen ja täysin  valtiojohtoisesti ohjattu toimenpide.

Me Fortumilla uskomme edelleen markkinaehtoisen päästökaupan nerokkuuteen. Haluaisimme siksi ohjata sekä Suomen että muun EU:n paukut päästökaupan kehittämiseen kansallisen käsiohjauspolitiikan sijaan. Ministeri Tiilikaisen ehdottama kivihiilen käyttökielto Suomessa ei todennäköisesti vähentäisi EU:n päästökauppasektorin päästöjä lainkaan, koska EU:lla on yhteinen päästökatto. Jos joku tekee tämän katon alla suunniteltua enemmän, voi joku toinen päästellä alhaisemman päästöoikeushinnan turvin hieman halvemmalla.

Vain päästöoikeuksien mitätöinnillä päästöt vähenevät EU:ssa aidosti

Suomi ei suinkaan ole ainoa EU-maa, jossa poliittinen paine on ajamassa kivihiilen käyttöä alas. Esimerkiksi Alankomaiden uusi hallitus suunnittelee kivihiileen pohjautuvan energiantuotannon lopettamista asettamalla lattiahinnan CO2:lle veron muodossa. Samalla se on ilmoittanut aikeestaan neutraloida suunnitellun kansallisen toimenpiteen negatiiviset vaikutukset EU:n päästökauppajärjestelmään ostamalla vastaavan määrän päästöoikeuksia markkinoilta ja mitätöimällä ne.

Ruotsissa puolestaan on ollut esillä ns. buy & burn -malli, jossa valtio ostaisi päästöoikeuksia markkinoilta ja mitätöisi ne. Näin saataisiin niukkuutta päästömarkkinoille. Suomen ja muiden kunnianhimoisempaan ilmastopolitiikkaan pyrkivien maiden tulisikin ottaa tästä mallia. Vain päästöoikeuksien mitätöinnillä päästään lopputulokseen, jossa päästöt aidosti vähenevät EU:n päästökauppasektorilla. Vastikään hyväksytty päästökauppadirektiivi sisältää ns. vapaaehtoisen päästöoikeuksien mitätöinnin, jota kunnianhimoista ilmastopolitiikkaa haluavat jäsenmaat voivat käyttää.

EU:n ilmastojohtajan paikka auki

Vuonna 2016 kivihiilen käytön päästöt päästökauppasektorilla olivat noin 8 miljoonaa tonnia CO2. Jos päästövähenemää vastaava määrä päästöoikeuksia mitätöitäisiin Suomen huutokaupattavista päästöoikeuksista, olisi menetys valtiolle vuosittain 80 miljoonan euron luokkaa (päästöoikeuden hinnalla 10 euroa) tai 160 miljoonaa (hinnalla 20 euroa). Kyseessä ei olisi Suomen kansantalouden kannalta kohtuuton kustannus. Samalla Suomelle tarjoutuisi tilaisuus osoittaa aitoa johtajuutta EU:n ilmastopolitiikassa. Nyt ehdotettu kivihiilen kielto jääkin ilmastopoliittisesti torsoksi, ellei samalla päätetä poistaa vapautuvia päästöoikeuksia markkinoilta.

EU:n komission tämän vuoden työohjelmassa on EU:n 2050 vähähiilisyystiekartan päivitys uusimpien tieteellisten raporttien pohjalta. Tämä tarjoaa Suomelle hienon tilaisuuden profiloitua vahvan ilmastopolitiikan tukijana EU:ssa. Tiekartan päivityksen yhteydessä tulisi avata keskustelu sekä 2030 ilmastotavoitteen kiristämisestä että kunnianhimoisen välitavoitteen asettamisesta vuodelle 2040. Brexitin myötä EU menettää yhden aktiivisimmista ilmastopolitiikan puolestapuhujista, joten tämä paikka on vapaana. Vaikkapa Suomelle yhdessä muiden pohjoismaiden kanssa.

Merja Paavola, johtaja, yhteiskuntasuhteet

 

Energiapolitiikka Ilmastonmuutos Päästökauppa

Let’s stop the landfilling of energy in the EU

Esa HyvärinenPosted by Esa Hyvärinen
15.12.2017

European Union Member States have a significant opportunity to increase the high-quality and economic recycling of waste from many waste streams. At the same time, it is possible to increase the production of electricity and heat from the non-recyclable waste that currently ends up in landfills as wasted energy. Doing so contributes to a solution to the climate issue and supports waste management targets as part of a safe and sustainable circular economy.

Every year a huge amount of waste is landfilled – waste that could be used to produce as much as 13 per cent of the energy consumed by households in the EU. At the same time, the EU member states import about 52 per cent of their energy at a cost of more than one billion euros per day.

Landfilling waste is a waste of resources and generates significant greenhouse gases. In fact, it should be minimised through legislation and financial instruments. As a result of effective steering mechanisms, hardly any waste is landfilled in Germany and Sweden, for example. And in Finland, too, the amount of waste ending up in landfills is consistently declining.

The municipal waste and the commercial and industrial wastes that are no longer suitable for recycling can be used for energy production. The EU’s focus at the moment is on municipal and packaging waste, even though it is estimated that municipal waste accounts for a mere 10 per cent of all waste. Expanding the focus is currently being discussed, but it is difficult in the absence of standardised waste statistics.

Some EU countries still landfill more than half of their waste

Accelerating the current development requires forward-looking changes in attitudes and in political steering, especially in countries where more than half of the waste is landfilled. In these countries, it would be important to revamp waste management systems that take care of the separate collection and high-quality recycling of waste and waste-to-energy processes. This would lead to only a fraction of the waste being landfilled.

Still today, 13 of the EU-28 countries landfill more than 50% of their municipal waste and a significant part of their commercial and industrial wastes, and some of the landfills don’t even meet the EU’s environmental requirements. Additionally, an estimated six EU countries pile more than 20% of their waste and nine EU countries pile less than 20% of their waste at landfills. Moreover, a significant amount of the waste that is currently reported as recycled actually ends up further processed into landfills. Fortunately, the needed changes in the compiling of statistics and in the monitoring of waste in the European Union are coming.

A challenge in solving the issue is usually the lack of waste-policy ambition and the interests that allow the piling of waste at landfills. Additionally, there are shortcomings in the technical know-how of waste management and in consumer  awareness. Many times, it is these same countries that have the biggest opportunities to replace imported energy with waste incineration because they typically import a lot of natural gas for use in energy production.

Using non-recyclable waste-to-energy would replace virgin fuels

Non-recyclable waste replaces virgin fuels, whether biofuel or fossil fuel. The replacement of fossil fuel is especially useful because it directly supports climate change mitigation.

Today about 10 per cent of the EU’s district heating is produced from waste. And there is potential for more: We could replace another 10% of the currently coal-based energy by processing mixed municipal waste and the corresponding commercial and industrial wastes in waste-to-energy plants instead of landfills. We would simultaneously achieve climate benefits and reduce the adverse environmental and health impacts caused by landfills. Additionally – despite claims to the contrary – we create opportunities for recycling solutions when the cheapest and easiest destination for waste is removed.

Additionally, the EU should enhance the efficiency of the EU’s waste markets and transportation so that waste suitable for energy recovery, including municipal waste, could be transported in a controlled manner from one country to another. This is particularly important when the only local alternative is the landfilling of waste. This way, the available capacity of waste-to-energy plants in Europe could be efficiently harnessed because there is no oversupply of waste-to-energy capacity at the overall EU level. The related EU Waste Shipment Regulation will come under review next year.

Energy recovery of waste increases energy self-sufficiency and supports the economy

The wasting of resources can be put to an end relatively quickly. A prerequisite is that the EU’s political steering and goals to minimise landfilling are agreed upon as part of the circular economy package, and waste begins to be utilised more efficiently for energy recovery as part of the stricter recycling targets. This is applicable particularly in eastern and southern Europe, where new waste incineration capacity could be built to replace the importing of fossil fuels for electricity and heat production while simultaneously upgrading the aging capacity.

The energy recovery of waste destined for landfills would increase energy self-sufficiency particularly in eastern Europe and would thus decrease the need for imported energy.

The energy recovery of waste supports employment in the EU area and locally, because turning non-recyclable waste into a raw material for energy production is done on the EU home markets. The significant research that is also under way to develop the sector can potentially create not only jobs, but also innovative products and know-how for export outside the EU, and particularly to Asia. This can be promoted also in such a way that the EU’s structural funds continue to support countries where the processing of waste is still lagging behind, e.g., by funding the processing, recycling and energy recovery of waste during the transition towards the circular economy.

Energy recovery is an essential part of a well-functioning circular economy

There is a need for the energy recovery of waste also in the circular economy. This is partly because when the share of the separate collection of waste and the rate of recycling increases, the quality of the waste collected is poorer. When product quality requirements grow, so too does the amount of non-recyclable waste and the process losses. It is better to designate those waste fractions to energy recovery than to landfills.

Internal markets are the core of the EU. Their efficient utilisation also must be a part of the energy recovery of waste. This is important both economically and for the environment.

Esa Hyvärinen, VP, Public Affairs, Fortum

energy production EU Waste to energy

Lopetetaan energian sijoittaminen kaatopaikoille EU:ssa

Esa HyvärinenPosted by Esa Hyvärinen
15.12.2017


Euroopan unionin jäsenvaltioilla on merkittävä mahdollisuus lisätä jätteiden laadukasta ja taloudellista kierrätystä monista jätevirroista. Samalla voidaan lisätä sähkön- ja lämmöntuotantoa kierrätyskelvottomista jätteistä, jotka nyt päätyvät hukkaenergiana kaatopaikoille. Näin ratkaistaan sekä ilmastokysymystä että tuetaan jätehuollon tavoitteita osana turvallista ja kestävää kiertotaloutta.

Kaatopaikoille sijoitetaan vuosittain valtava määrä energiakelpoista jätettä, jolla voisi tuottaa jopa 13 prosenttia EU-alueen kotitalouksien energiasta. Samaan aikaan EU:n jäsenvaltiot tuovat noin 52 prosenttia energiastaan, mikä maksaa yli miljardi euroa päivässä.

Jätteiden vieminen kaatopaikalle on resurssien tuhlausta ja tuottaa merkittäviä kasvihuonepäästöjä. Se tulisikin minimoida lain­säädännöllä ja taloudellisella ohjauksella. Tehokkaiden ohjauskeinojen ansiosta esimerkiksi Saksassa ja Ruotsissa jätettä ei päädy kaatopaikoille enää juuri lainkaan. Suomessakin jätettä päätyy kaatopaikoille yhä vähemmän.

Energiantuotantoon sopivat ne yhdyskuntien sekä kaupan ja teollisuuden jätteet, jotka eivät sovellu enää kierrätykseen. EU:n fokus on tällä hetkellä yhdyskunta- ja pakkausjätteissä, vaikka yhdyskuntajätteen osuus on arviolta vain noin 10  prosenttia kaikesta jätteestä. Fokuksen laajentamisesta käydään paraikaa keskusteluja, mutta se on vaikeaa yhtenäisten jätetilastojen puuttuessa.

Osa EU-maista sijoittaa vieläkin yli puolet jätteistä kaatopaikoille

Nykykehityksen vauhdittaminen edellyttää tulevaisuuteen suuntautuvia muutoksia asenteissa ja poliittisessa ohjauksessa etenkin maissa, joissa kaatopaikoille viedään jopa yli puolet jätteistä. Näissä maissa olisi tärkeää uudistaa jätehuollon järjestelmiä, jotka huolehtivat jätteen erilliskeräyksestä, laadukkaasta kierrätyksestä ja jalostamisesta energiaksi. Tämän jälkeen vain pieni osa jätteestä päätyisi kaatopaikoille.

Vielä nykyisin 13 EU28-maata sijoittaa yli 50 % yhdyskuntajätteistään sekä merkittävän osan kaupan ja teollisuuden jätteistä kaatopaikoille, joista osa ei edes täytä EU:n ympäristövaatimuksia. Lisäksi arviolta 6 EU-maata läjittää kaatopaikoille yli 20 % ja 9 EU-maata alle 20 %. Lisäksi merkittävä osa jätteistä, jotka nyt raportoidaan kierrätyksenä, päätyy tosiasiassa edelleen käsiteltyinä kaatopaikoille. Euroopan unionissa on onneksi tulossa tarpeellisia muutoksia näiden jätteiden tilastointiin ja seurantaan.

Haasteena asian ratkaisemisessa on yleensä jätepoliittisen kunnianhimon vähäisyys sekä intressit, jotka sallivat jätteen läjityksen kaatopaikoille. Lisäksi sekä jätehuollon teknisessä osaamisessa ja että kuluttajien tiedoissa on puutteita. Monta kertaa näillä samoilla mailla on myös suurimmat mahdollisuudet korvata jätteenpoltolla tuontienergiaa, koska ne tuovat tyypillisesti paljon maakaasua energiatuotannon käyttöön.

Kierrätyskelvottoman jätteen energiahyötykäyttö korvaisi neitseellisiä polttoaineita

Kierrätyskelvoton jäte korvaa neitseellisiä polttoaineita, olivatpa ne sitten bio- tai fossiilisia polttoaineita. Erityisen hyödyllistä on fossiilisten polttoaineiden korvaaminen, koska se suoraan tukee ilmastonmuutoksen hillitsemistä.

Nykyisin noin 10 prosenttia EU:n kaukolämmöstä tuotetaan jätteistä. Potentiaalia olisi enempäänkin: Voisimme korvata vielä 10 % nykyisin hiilellä tuotetusta energiasta käsittelemällä sekalaisen yhdyskuntajätteen ja vastaavat kaupan ja teollisuuden jätteet kaatopaikan sijaan jätevoimaloissa. Samalla saavutamme ilmastohyödyt ja vähennämme kaatopaikkojen aiheuttamia ympäristö- ja terveyshaittoja. Lisäksi – vastakkaisista väitteistä huolimatta – luomme mahdollisuuksia kierrätysratkaisuille, kun halvin ja helpoin jätteiden kaatopaikkaosoite on poissa kuvioista.

EU:n tulisi lisäksi tehostaa unionin jätemarkkinoita ja -kuljetuksia, jotta energiatuotantoon sopivaa jätettä yhdyskuntajäte mukaan lukien voitaisiin kuljettaa valvotusti maasta toiseen. Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun ainut paikallinen vaihtoehto on jätteen sijoittaminen kaatopaikalle. Näin myös koko Euroopan käytettävissä oleva jätteiden polttolaitoskapasiteetti saadaan tehokkaaseen käyttöön, sillä koko EU:n tasolla katsottuna jätteenpolttokapasiteetista ei ole ylitarjontaa. Tähän liittyvä EU:n jätteiden siirrosta annettu asetus (Waste Shipment Regulation) on tulossa tarkasteluun ensi vuonna.

Jätteen energiahyötykäyttö lisää energiaomavaraisuutta ja tukee taloutta

Resurssien tuhlaamisesta voidaan päästä eroon melko nopeasti. Edellytyksenä on, että EU:n poliittinen ohjaus ja tavoitteet kaatopaikkasijoittamisen minimoimiseksi sovitaan osaksi kiertotalouspakettia ja jätettä aletaan hyödyntää nykyistä tehokkaammin energiantuotannossa osana tiukentuvia kierrätystavoitteita. Tämä koskee erityisesti Itä- ja Etelä-Eurooppaa, jonne voitaisiin tulevaisuudessa rakentaa uutta jätteenpolttokapasiteettia korvaamaan fossiilisten polttoaineiden tuontia sähkön- ja lämmöntuotannossa ja samalla uusimaan vanhenevaa kapasiteettia.

Kaatopaikoille päätyvän jätteen energiahyötykäyttö lisäisi energiaomavaraisuutta erityisesti Itä-Euroopassa ja vähentäisi siten tuontienergian tarvetta.

Jätteen energiahyötykäyttö tukee työllisyyttä EU-alueella ja paikallisesti, koska kierrätyskelvottoman jätteen jalostaminen energia­tuotannon raaka-aineeksi tapahtuu EU:n kotimarkkinoilla. Sektorin kehittymiseksi tehdään myös merkittävää tutkimustyötä, mikä voi luoda työpaikkojen lisäksi innovatiivisia vientituotteita ja -osaamista EU:n ulkopuolelle, erityisesti Aasiaan. Tätä voidaan edistää myös siten, että EU:n rakenteelliset rahastot tukevat edelleen maita, joissa jätteiden käsittely on takamatkalla mm. rahoittamalla jätteiden käsittelyä, kierrätystä ja energiahyötykäyttöä siirtymävaiheessa kohti kiertotaloutta.

Jätteiden energiahyödyntäminen on oleellinen osa hyvin toimivaa kiertotaloutta

Myös kiertotaloudessa jätteiden energiahyödyntämiselle on tilausta. Tämä osin siksi, että jätteiden erilliskeräyksen ja kierrätysasteen noustessa kerätään myös heikompilaatuista jätettä. Kun samalla tuotteiden laatuvaatimukset kasvavat, kierrätykseen kelpaamattoman jätteen määrä samoin kuin prosessihävikin määrä kasvaa. Nuo jätejakeet on parempi ohjata energiahyötykäyttöön  kuin kaatopaikoille.

Sisämarkkinat ovat EU:n ydintä. Niiden tehokas hyödyntäminen pitää olla myös osa jätteiden energiahyötykäyttöä. Se on tärkeää sekä taloudellisesti että ympäristön kannalta.

Esa Hyvärinen, johtaja, yhteiskuntasuhteet, Fortum

Energiantuotanto EU Kiertotalous Waste to energy

Kulutusjoustolla älyä lämmitykseen ja ekologisempi lopputulos

ilkka rautio 60x60Posted by Ilkka Rautio
13.12.2017

Kestävien, tehokkaiden ja luotettavien energiapalveluiden kysyntä kasvaa keskimääräistä talouskasvua nopeammin ja yritykset, kaupungit ja kuluttajat tarvitsevat uusia, digitaalisia ratkaisuja muun muassa lämmitykseen.

Kaukolämmöllä lämmitettävissä kiinteistöissä, kuten asuinkerrostaloissa, lämmitystä ohjataan perinteisesti vallitsevan ulkolämpötilan mukaan: jos jollain asukkaalla on kylmä, lisätään lämmitystä. Lopputuloksena on usein se, että toisilla asukkailla on kuuma ja toisilla kylmä, sillä lämpötilan säätäminen tasaiseksi kaikille on haastavaa ilman älykästä järjestelmää.

Nykyään tekniikka ratkaisee monta perinteistä ongelmaa. Älykkäällä lämmityksen ohjauksella parannetaan esimerkiksi asumismukavuutta. Uudenlaisessa lämmityksen ohjauksessa seurataan koneälyn avulla reaaliaikaisesti talon tilaa sekä sääennusteita ja säädetään lämmitystä automaattisesti niiden mukaan. Käytännössä asunnot lämmitetään optimaalisesti lämpötilojen ja sääennusteen perusteella, jolloin huonelämpötila on tasainen kaikissa asunnoissa.

Kahden vuoden aikana tekemissämme pilottihankkeissa on keskimääräisesti säästetty 10 % lämmitysenergiaa ja saatu laskutusteho putoamaan kulutusjoustomekanismia hyödyntäen keskimäärin 18 %, mikä tarkoittaa merkittäviä säästöjä asiakkaalla.

Älykkäällä kulutusjoustolla energian loppukäyttö on myös ekologisempaa. Energiaa ei tarvitse säästää kulkemalla villasukat jalassa kylmässä asunnossa, vaan koneälyn avulla voidaan leikata kulutushuippuja niin, että asukas ei huomaa asunnon sisälämpötilassa mitään muutosta.

Energiaa ei tarvitse säästää kulkemalla villasukat jalassa kylmässä asunnossa, vaan koneälyn avulla voidaan leikata kulutushuippuja niin, että asukas ei huomaa asunnon sisälämpötilassa mitään muutosta.

Digitaaliset ratkaisut mahdollistavat siis kaukolämmön kulutusjouston, jossa hyödynnetään rakennuksen lämmönvarastointikykyä. Esimerkiksi aamun kulutushuippuaikaan, kun ihmiset heräävät ja käyvät lämpimässä suihkussa, voidaan vähentää lämmitystä tai se voidaan jopa katkaista vähäksi aikaa.

Kulutushuippujen tasaaminen vaikuttaa suoraan tuotannon ympäristöystävällisyyteen, kun huipputehon tarvetta voidaan pienentää. Kylminä pakkasaamuina kaukolämmön tuotannossa joudutaan usein käynnistämään ns. huippulaitoksia, joiden polttoaine on useimmiten fossiilista,  öljyä tai maakaasua. Oikeanlaisella kulutusjoustolla pystytään optimoimaan myös tuotantoa, kun huipputehon tarve pienenee. Digitaalisella ratkaisulla kulutusta siirretään halvemman ja ympäristöystävällisemmän tuotannon aikaan.

Kulutusjouston käyttöönotto ei vaadi mittavia investointeja ja energiaremontteja, vaan valmis tekniikka pystytään ottamaan käyttöön sujuvasti, jolloin hyödyt realisoituvat nopeasti.

Fortumin missio on edistää yhdessä yhteiskunnan kanssa muutosta kohti puhtaampaa maailmaa. Me haluamme yhdessä asiakkaidemme kanssa pienentää energiankäytön ekologista jalanjälkeä ja toimia edelläkävijänä ilmastonmuutoksen torjunnassa.

Ilkka Rautio, kehityspäällikkö, Suomen kaukolämpöliiketoiminta, Fortum

Fortum_Role_of_energy_user_FI

Digitalisation Lämmön tuotanto