Tuulivoima tänään

Transkriptio

1 1 Tuulivoima tänään Suuri ja nopeasti kasvava sähkön tuotannon muoto globaalisti useissa maissa yli 10 % osuus sähkön tuotannosta tuotanto kaksinkertaistuu nyt noin 4 vuoden välein Suomen tuulivoimatavoite 12 x tuotanto 10 vuodessa hyväksyttävyys ja kustannustehokkuus Suomen olosuhteissa avainasemassa yli sadan yrityksen kasvava klusteri Teknologinen kehitys jatkuu tuulivoimasta on tullut teknologian kehityksen ajuri useilla alueilla suuret, kevyet komposiittirakenteet pyörivät koneet hajautettu sähkön tuotanto Suomalainen tuulivoimateknologiaklusteri kovassa kv. kilpailussa huippuosaaminen ja kustannustehokkuus edellytyksenä menestykselle VTT tukee laaja-alaisella ja kasvavalla osaamisellaan tuulivoiman tehokasta käyttöönottoa ja tuotantoa Suomessa ja alan teknologiayritysten työpaikkoja ja tuotteiden kilpailukykyä vientimarkkinoilla

2 Tuulivoima Suomessa ja maailmalla Tuulivoiman media-aamiainen Hannele Holttinen, VTT

3 3 Sisältö Tuulivoima maailmalla Tuulivoima Euroopassa Tuulivoima Suomessa Status, tavoitteet, haasteet

4 4 Tuulivoimakapasiteetti maailmalla kasvaa 36 GW lisäys 2010 (16 GW Kiina, 9 GW EU, 5 GW USA), markkinat 50 mrd vuodessa keskimäärin 36 % kasvuvauhti vuosimarkkinassa. Wind capacity worldwide increased 22.5% in 2010

5 5 Tuulivoiman kasvu jatkuu 60 GW vuodessa v Lähde: GWEC Global Wind Energy Council

6 6 Tuulivoima tuottaa jo huomattavan osan sähköstä EU:ssa 5 % sähköstä Portugalissa hetkellisesti 70% sähköstä tuulella ilman ongelmia. Yli 10 % tuulivoimaosuus vaatii yleensä sähköverkon vahvistamista sekä lyhyiden ennusteiden käyttöä tuotannon suunnittelussa/sähkömarkkinoilla

7 7 Tuulivoimaa Euroopassa 86 GW 5 % EU:n sähköstä tuulivoimalla Tavoitteena 14 % sähköstä tuulivoimalla vuonna 2020 (495 TWh/a) Euroopan tuulivoimateollisuus pioneeri edelleen vahva Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March

8 8 Suomen tuulivoimakapasiteetti 197 MW - 0,3 % sähkönkulutuksesta. 2010: 197 MW, 292 GWh, 52 MW uutta kapasiteettia Laitoksia 130 kpl, keskimääräinen koko 1,5 MW 2010 erittäin heikkotuulinen vuosi, tuotanto noin 80 % keskimääräisestä

9 9 Takuuhintajärjestelmä voimaan Tavoite 6 TWh/a, 2500 MW v Takuuhinta 83.5 /MWh maksetaan12 vuotta Ensimmäiset 3 vuotta /MWh (voimassa 2015 loppuun) Tuottajat sähkömarkkinoilla Tuotto sähkönmyynnistä: Elspot markkinoilta. Tasehallintakustannukset maksettava (~2-3 /MWh) Tuotto takuuhintajärjestelmästä: takuuhinnan ja sähköpörssihinnan erotus (käytetään 3 kk keskihintaa) Merituulivoimahankkeet eivät toteudu tällä takuuhintatasolla /2007 2/2007 3/2007 4/2007 1/2008 2/2008 3/2008 4/2008

10 10 Tavoitteena 2500 MW ja 6 % sähköstä v.2020 Hankkeita valmisteilla paljon MW maalle MW merelle Tavoitteeseen pääsy odotettavissa laajaa rakentamista, haasteet: Suunnittelu: tuotannonarviointi Luvitus: ympäristövaikutukset (melu, linnut); tutkavaikutus; yleinen hyväksyttävyys (maisema) Rakentaminen ja käyttö: jäätymiseen varautuminen osalla sijoituspaikoista Mikä rooli tulee olemaan merituulivoimalla Suomessa? Merituulipotentiaali todella suuri

11 11 Tuulivoiman tuotantokustannus Jokaisella sijoituspaikalla eri tuotantokustannus erittäin herkkä tuulennopeudelle eli saavutettavalle tuotantomäärälle /MWh Takuuhinta 83,5 /MWh (12 v) Sähkön pörssihinta ,6 /MWh x x x x x Sähkön pörssihinta /MWh x 0 Pienet Käytetyt Rannikko Tunturit Sisämaa Offshore Yläraja /MWh Alaraja /MWh Keskiarvio /MWh Tuotanto h/a

12 12 Suomen teknologiateollisuudella mahdollisuudet moninkertaistaa vienti ja työpaikat maailmanmarkkinoiden kasvaessa Markkinaosuus nyt 3 % Finnish industry in wind energy markets Base case nykyisellä markkinaosuudella vienti 3 mrd v Growth case markkinaosuus 7 % - vienti 12 Mrd v Million /a ~ 7 % markkinaosuus drive train solutions ja materiaalit ~ 10 % markkinaosuus arktisessa tuulivoimassa, (laitokset ja projektit) Finnish equipment supply to wind market, history Finnish equipment supply to wind market, market share 7 % Finnish equipment supply to wind market, market share 3 % 2020 ~ 5 % markkinaosuus merituulivoimamarkkinasta Source: Technology Industries, Road map 2009

13 Teknologia Media-aamiainen Esa Peltola, VTT

14 14 Investoinnit tuulivoimaan edelleen kasvussa 60 GW vuodessa v Entistä haastavammat olosuhteet Vuoristot ja kylmät alueet läpimurto Ruotsi ja Kanada Merituulivoima Euroopassa Aasia kylmiä, taifuuni- ja maanjäristysherkkiä alueita Kasvava laitoskoko Markkinoiden eriytyminen Merituulivoiman tarvitsema infra Kasvava tuulivoimaosuus verkon näkökulmasta Säädettävyys Verkon vikojen sieto ja tuki

15 15 Arktisen tuulivoiman markkinat Kokonaisvolyymista % -> mrd. v Jäätävissä olosuhteissa toimivat anturit Lapojen jäätymisen esto Kylmäkäynnistysominaisuudet Voitelu ja muut materiaalit Vuoristoissa hyvät tuuliresurssit ja kohtuullisen suuri potentiaali Ei muuta mahdollisuutta esim. Alppimaissa Kustannustehokkaampaa kuin esim. offshore Suuria tasankoalueita Pohjois-Amerikan keskilänsi, Kiinan pohjoisosat Hyvät tuuliolosuhteet, harvaan asuttuja alueita

16 16 VTT toimii yhteistyössä asiakkaan kanssa case Winwind WWD 3 tuulivoimala jäätyviin olosuhteisiin VTT:n monivuotinen tutkimus ja kehitys taustalla Kehitysvaihe ja 4 voimalan pilotsarja 2009 Jatkokehitys ja kuuden voimalan jatko kw Turbine Air temperature -3 C Droplet size 20µm L WC 0.5 g/m 3 Wind sp eed 10 m/s TURBICE simulation example

17 MW tuulivoimaa v Tuuliatlas auttaa hankekehityksen alkuun uusia menetelmiä tarvitaan tuuliresurssien mittaukseen ja mallintamiseen Takuuhintajärjestelmä riittää maalle rakentamiseen merituulivoima kaipaa teknistä kehitystä erillistä markkina Yleinen hyväksyttävyys ja lupaprosessit Tutkaselvitys ja YM:n suunnitteluohjeiden päivitys menossa Teknologian kehitys kehitystarpeita sekä kotimaisen rakentamisen että vientiteollisuuden näkökulmasta

18 18 Tuulivoimaloiden melu Keinoja haittavaikutusten ehkäisemiseksi Suunnitteluohjeet rakentamista varten Tekninen kehitys syntyvän melun vähentämiseksi Tuulivoimaloiden käytön ohjaus matalan taustamelun aikana Tuulivoimaloiden aiheuttaman melun erityispiirteet Matala taajuus Jaksollisesti vaihtelevan äänen häiritsevyys Laitoskoon kasvun vaikutus Lähdemelutaso voi olla korkeampi Häiritsevä melutaso voi tuntua kauempana YM suunnitteluohjeet tuulivoimaloiden sijoittelulle Maankäytön linjaus yleisellä tasolla Ympäristövaikutukset tuulivoimarakentamisessa Schepers 2007

19 19 InnoWind VTT:n key technology alue Yhdessä yhteistyökumppaneiden kanssa VTT on yli 15 vuoden ajan kehittänyt ratkaisuja tuulivoimaloiden lapojen jäätymisen estämiseksi. Tässä suomalainen ratkaisu on edelläkävijä. VTT:llä on monipuolinen energiajärjestelmäosaaminen, jota käytetään tuulivoiman laajamittaisen hyödyntämisen hyötyjä ja pullonkauloja arvioitaessa. VTT on kehittänyt virtuaalisia menetelmiä tuulivoimaloiden ja sen pääkomponenttien suunnitteluun ja ennakoivaan kunnonhallintaan. Taustalla tuulivoimaosaamisen ohella suurten pyörivien koneiden kuormitusten ja värähtelyn hallintaan kehitetyt menetelmät ja osaaminen. VTT on kehittänyt älymateriaalien hyödyntämiseen perustuvaa ratkaisua tuulivoimalan lavan kuormitusten vähentämiseen. Näemme, että alan kotimaisen osaamis- ja teknologiapohjan vahvistamiselle on tarvetta ja tilaa.

20 20 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa

21 21 Wind energy development brings national benefits Thanks to wind generation, the U.S. avoided 62 million tons of CO 2 emissions, the same as taking 10,5 million cars off the road

22 22 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March

23 23 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March

24 24 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March

25 25 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March

26 26 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March

27 27 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March Tuulivoiman arvioitu sähköntuotanto-osuus vuoden 2010 lopun kapasiteetilla

28 28 Maailman tuulivoimakapasiteetin kehitys Lähde: GWEC Global Wind Energy Council

29 29 Lähde: GWEC Global Wind Energy Council

30 30 Suomalainen teknologiaosaaminen Veturiyritysten vientivolyymi nyt noin 1 mrd e/a Winwind globaalisti top 5 toimittaja 3 MW luokassa Moventas Wind suurin riippumaton The Switch kannattava kasvuritys American Superconductor omistus Rautaruukki high tower-konsepti Ahlström komposiittirakenteiden (lavat) lujiteratkaisut Vaisala tuulimittausjärjestelmät ja verkostot projektikehtyksen ja tuotannon tueksi Mervento 3,6 MW suoraveto pilot 2011 lapojen valmistaminen Suomessa ehkä myöhemmin

31 31 Merituulivoima