Neo-Carbon Energy selvittää, miten uusi energiajärjestelmä toimii

HTML
DOWNLOAD

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Neo-Carbon Energy selvittää, miten uusi energiajärjestelmä toimii"

Ahti Laakso
9 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 VTT Impulssi joulukuussa 2014 Neo-Carbon Energy selvittää, miten uusi energiajärjestelmä toimii Teksti: Antti J. Lagus EU on määritellyt tiukat hiilidioksidin päästötavoitteet. Nämä tavoitteet merkitsevät, että energiajärjestelmän pitää olla käytännössä täysin päästötön vuoteen 2050 mennessä. Jos tuo tavoite halutaan saavuttaa, vuonna 2030 täytyy muutoksen olla jo täydessä käynnissä. Ratkaisuksi on perinteisesti ehdotettu kahta tietä, joista toinen on ydinvoima ja toinen fossiilisten polttoaineiden käytön jatkaminen, jossa on hiilidioksidin talteenotto ja loppusijoitus. VTT on Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Turun yliopiston tulevaisuuden tutkimuskeskuksen kanssa aloittanut Tekesin rahoittaman Neo-Carbon Energy -tutkimushankkeen, jossa selvitetään tulevaisuuden energiajärjestelmän toiminnallisia periaatteita. Aurinko- ja tuulienergialla oletetaan olevan iso rooli jos ei Suomessa, niin ainakin pääosassa muuta maailmaa. Aurinkosähkön hinnan laskun ansiosta aurinkoenergiaa voidaan käyttää laajassa mitassa, mutta vain sopivan energiavarastojärjestelmän kanssa. Aurinkoenergian hinta on puolittunut vuodesta Nyt laajamittainen tuotanto on lähtenyt liikkeelle myös muissa maissa kuin Saksassa. Esimerkiksi Suomessa aurinkosähkön tuottaminen maksaa nyt 120 euroa megawattitunnilta ja vuonna 2030 arvioiden mukaan puolet siitä, toteaa projektin koordinaattori, johtava tutkija Pasi Vainikka VTT:ltä. Kun hinta on 60 euroa megawattitunnilta, aurinkoenergia on halvempaa kuin moni nykyinen sähköntuotanto. Suomessa aurinko paistaa täydellä teholla noin 900 tuntia vuodessa. Paremmilla alueilla määrä kaksin- tai lähes kolminkertaistuu. Tämä merkitsee, että Välimeren maissa megawattitunnin hinnaksi tulee vuonna 2030 vain 30 euroa. Vainikan mukaan tällöin aurinkosähkö olisi halvinta olemassa olevaa sähköä.

Jos tuo tavoite halutaan saavuttaa, vuonna 2030 täytyy muutoksen olla jo täydessä käynnissä.

2 Vainikka kysyy, pitäisikö trendi ottaa Suomessakin vakavasti ja mitä tulee tapahtumaan, jos näin käy. Tästä Neo-Carbon Energy hankkeessa on kysymys. Tuotantokapasiteetilla on taipumus siirtyä käyttämään halvinta tapaa ja voi syntyä itseään kiihdyttävä kierre. Energiaa pitää varastoida laajamittaisesti ja toimittaa sitä myös liikennekäyttöön. Perusteollisuus kuitenkin tarvitsee tasaista energiavirtaa, jollaista tuottavat vanhat energialähteet kivihiili, maakaasu ja ydinvoima. Aurinko- ja tuulivoimaan liittyvä energian varastointiongelma pitää ratkaista. Teknologisesti ottaen projektissa on kyse energiavarastoinfrastruktuurin kehittämisestä. Vainikka muistuttaa, että vaikkei Suomesta koskaan tulisikaan maailman johtavia tuuliturbiinien tai aurinkopaneelien valmistajia, varastojärjestelmien ja niiden ohjauksen ympärille syntyvästä ekosysteemistä Suomelle riittäisi pienikin osa. Energia voidaan varastoida hiilivetyinä, joita syntyy, kun annetaan eri lähteistä tuodun hiilidioksidin ja sähköllä tuotetun vedyn reagoida keskenään. Suomeen on jo rakenteilla nesteytetyn maakaasun säiliöverkosto ja Manner-Eurooppaan meidät yhdistää maakaasuputki, joten metaanin käyttö on yksi mielenkiintoisimmista vaihtoehdoista, Vainikka sanoo. Mallinnus kertoo, kuinka paljon varastokapasiteettia tarvitaan Projektissa on panostettu merkittävästi myös energiajärjestelmän dynaamiseen mallinnukseen. Lappeenrannan teknillisen yliopiston professori Christian Breyer mallintaa VTTn tutkijoiden kanssa tuntitasolla sitä, paljonko eri puolilla maailmaa on aurinko- ja tuulienergian tuotantoa sekä muuta tuotantoa ja miten ne voivat tasapainottaa toisiaan ja milloin varastointia ja siirtoa tarvitaan. Kun malliin tuodaan mukaan liikenteen lisäksi myös teollisuus, syntyy kuva siitä, paljonko erilaisia toimintoja tarvitaan ja miltä uusi energiajärjestelmä näyttää.

Perusteollisuus kuitenkin tarvitsee tasaista energiavirtaa, jollaista tuottavat vanhat energialähteet kivihiili, maakaasu ja ydinvoima.

3 Teknologiset komponentit hiilivetyvarastojen toteuttamiseksi ovat jo Vainikan mukaan olemassa. Vuoteen 2020 mennessä odotetaan, että energian varastoinnissa kustannukset puolittuvat. Pilotit luovat markkinoita Kysymys on loppujen lopuksi varastointitekniikan hinnoittelusta. Investoijan pitää saada pääomakulunsa katetuiksi. Pilotit pitääkin saada käyntiin, jotta tekniikkaa päästään oppimaan ja päästään luomaan markkinoita, Vainikka sanoo. Vainikka vertaa nykyistä energiavarastokehitystä taajuusmuuttajien syntymiseen 1970-luvulla. Ne kehitettiin Helsingin metron käyttöön. Samoin ensimmäinen GSM-verkko lähti liikkeelle vaatimattomasti, kun Nokia toimitti sen Radiolinjalle vuonna Vainikan mukaan nytkin on tarpeen ottaa käyttöön ensimmäisiä pilottihankkeita, joista energiavarastointi lähtee leviämään. Hankkeen ohjausryhmässä on mukana viitisentoista Suomen johtavaa alan yritystä. VTT on vetovastuussa 14,2 miljoonan euron kokonaisbudjetin projektista. Budjetista noin puolet on VTT:n, noin kuusi miljoonaa euroa Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja miljoonan verran on Turun yliopiston tulevaisuuden tutkimuskeskuksen budjettia. Tulevaisuuden voimalaitos hahmottuu Tulevaisuuden tutkimuksen lisäksi projektin työpaketteja ovat muun muassa energiajärjestelmän rakenteen tutkimus ja mallinnus, liiketoimintaketjut, prosessien tekninen mallinnus ja kokeellinen toiminta, joka näyttää, miltä tulevaisuuden voimalaitos voisi näyttää. Tulevaisuuden voimalaitos ei vain tuota energiaa, vaan voi ottaa sitä myös sähköverkosta ja varastoida sen ja tuoda tarvittaessa sen takaisin. Neo-Carbon Energy järjestelmässä energiantuotanto toimii eräänlaisessa suljetussa kierrossa hiilidioksidipäästöjä hyväksi

Pilotit pitääkin saada käyntiin, jotta tekniikkaa päästään oppimaan ja päästään luomaan markkinoita, Vainikka sanoo.

4 käyttäen, Vainikka visioi. Hiilidioksidista voidaan valmistaa myös muuta kuin energiatuotteita, vaikkapa synteettisiä materiaaleja. Suomen sellutehtaat voisivat tuottaa uusiutuvalla sähköenergialla hiilidioksidipäästöistään hiilivetyjä. Näin saatu polttoaine, esimerkiksi metaani, riittäisi erinomaisesti Suomen koko liikenteen käyttämiseen, joka kuluttaa vuodessa noin 55 terawattituntia. Näin nykyinen ajoneuvokanta voitaisiin muuntaa epäsuorasti uusiutuvalle sähkölle, sillä polttomoottoriautot vodaan muuntaa yksinkertaisella lisäsarjalla kaasuautoiksi. Metaania voitaisiin myös viedä Keski-Eurooppaan. Kainaloon: Energian varastointimarkkinoilla paljon pelipaikkoja Climate Leadership Councilin toiminnanjohtaja Jouni Keronen toteaa, että sääilmiöitä tasapainottamaan tarvitaan kysynnän joustoa tai energian varastointia. Energiamarkkinoiden pullonkaulaan, energianvarastointiin, kehitetään ratkaisuja Neo-Carbon Energyhankkeessa. Climate Leadership Council on tänä vuonna Sitran ja useiden suomalaisyritysten perustama yhdistys, joka haastaa Suomea nopeampiin toimiin ilmastonmuutoksen torjunnassa. Jouston toteuttamiseksi tarvitaan älykkäitä sähköverkkoja. Myös energian varastoinnin ja varastojen purun pitää tapahtua nopeasti ja tähänkin tarvitaan älykkäitä sähköverkkoja, Keronen sanoo. Neo-Carbon Energy -hanke avaa suomalaisille yrityksille mahdollisuuksia pienistä palveluyrityksistä suuriin energia-alan toimijoihin. Keronen uskoo, että tulevien ratkaisujen tarve on iso ja että osallistuvien yritysten määrä lisääntyy matkan varrella. Energian varastointimarkkinat ovat kehittymättömät ja pelipaikkoja siellä on vaikka kuinka paljon, Keronen sanoo.

Näin saatu polttoaine, esimerkiksi metaani, riittäisi erinomaisesti Suomen koko liikenteen käyttämiseen, joka kuluttaa vuodessa noin 55 terawattituntia.

5 Läheistä yliopistoyhteistyötä Lappeenrannan teknillisen yliopiston professori Christian Breyer sanoo, että Neo-Carbon Energy -hanke kattaa koko arvoketjun. Siinä selvitetään paitsi tulevaisuuden energiajärjestelmiä ja energian tuotantoa myös loppukuluttajien näkemyksiä. Selvitettävä aikajänne ulottuu vuosisadan puoliväliin asti, sillä energiajärjestelmät ovat käytössä monia vuosikymmeniä. Projektin työpaketeissa yliopisto tekee läheistä yhteistyötä VTT:n kanssa. Haemme kestävän kehityksen mukaista energiaratkaisua, jossa otetaan huomioon niin kustannustehokkuus kuin eri energiamuodot ja energiaturvallisuuden lisääminen. Hanke on tärkeä Suomelle, etenkin jos suomalaiset yritykset kykenevät kaupallistamaan siinä tutkittavaa teknologiaa, Breyer arvioi. Projektissa tutkitaan sähkön varastointia metaanina. Breyerin mukaan metaani tarjoaa mielenkiintoisen mahdollisuuden myös liikenteen polttoaineeksi. Uudistuvana polttoaineena se on kestävämpi vaihtoehto kuin fossiilinen bensiini eikä kehittyvästä akkuteknologiasta huolimatta akkuja voida ottaa käyttöön esimerkiksi meriliikenteessä tai pitkän matkan kuljetuksissa.

Selvitettävä aikajänne ulottuu vuosisadan puoliväliin asti, sillä energiajärjestelmät ovat käytössä monia vuosikymmeniä. Projektin työpaketeissa yliopisto tekee läheistä yhteistyötä VTT:n kanssa.

Samankaltaiset tiedostot

Helsingin kaupunki Pöytäkirja 14/2012 1 (6) Ympäristölautakunta Ypst/1 02.10.2012

Helsingin kaupunki Pöytäkirja 14/2012 1 (6) 284 Lausunto valtuustoaloitteesta, joka koskee aurinkosähkön edistämistä kaupungissamme HEL 2012-009032 T 00 00 03 Päätös Asia tulisi käsitellä kokouksessa 2.10.2012