ENERGIAMURROS. Lyhyt katsaus energiatulevaisuuteen. Olli Pyrhönen LUT ENERGIA

Transkriptio

1

2 ENERGIAMURROS Lyhyt katsaus energiatulevaisuuteen Olli Pyrhönen LUT ENERGIA

3 ESITTELY Sähkötekniikan diplomi-insinööri, LUT Vaihto-opiskelijana Aachenin teknillisessä korkeakoulussa Diplomityö Unterschuhung von IGBT s und Entwicklung einer Treiberstufe Tuotekehitysinsinööri, ABB Finland Uuden sukupolven taajuusmuuttajaperheen kehitystyötä Laboratorioinsinööri ja jatko-opiskelija, LUT Väitöskirja käsitteli suurten tahtikoneiden vektorisäätöä Sovelletun säätötekniikan professori, LUT Teknologiajohtaja, The Switch, Päätuotteina tuulivoimakäytöt, aurinkoinvertterit ja suurnopeusmoottorit Sovelletun säätötekniikan ja tuulivoimateknologian professori, LUT 2010

4 SKENAARIO ILMASTONMUUTOKSESTA Hiilidioksidipäästöt lisääntyvät ilman päästörajoituksia Nykytrendi johtaa keskilämpötilan voimakkaaseen nousuun Seurauksena laajamittainen ekokatastrofi Tarvitaan nopeita ja päättäväisiä toimia! Lähde: Michael Sterner, Bioenergy and renewable power methane in integrated 100% renewable systems, dissertation, University of Kassel, 2009

5 MAAPALLON ENERGIARESURSSIT 17.2 PWh, Sähkön gobaali kulutus 2009 DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt UNPD United nations development programme FAO UN s Food and Agriculture Organization WBGU Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen Lähde: Fraunhofer Institut

6 METSÄENERGIA VS. AURINKOPANELIT 1 ha, aurinkosähkövoimala Prisman katolla Auringon säteilyenergiasta aurinkokennoilla sähköksi krt tehokkaampaa kuin sähkön tuotanto metsän biomassasta voimalaitosprosessissa 330 ha, 10 m3/ha/a kasvava metsä Aurinkosähkövoimala (PV): Laitoksen rakentamiseen käytetty energia tuotettu vuodessa laitoksen käyttöikä n a

7 SAKSAN SÄHKÖNTUOTANTO - Tuulivoiman osuus talvella ajoittain yli 50 % Lähde: Fraunhofer Institut

8 SAKSAN SÄHKÖNTUOTANTO - Aurinkovoiman osuus kesällä ajoittain yli 50 % Lähde: Fraunhofer Institut

9 SAKSAN ENERGIANHUOLTO Skenaariossa simuloitu vuoden energiasykli - Lähtötietona 2009 kulutus ja uusiutuvan tuotanto -Tuotanto perustuu 100% uusiutuvaan energiaan, 75% tuulienergiaa, 25 % aurinkoenergiaa - Tuotannon ja kulutuksen erot tasataan kausivarastoilla Lähde: Photon 10/2012

10 METAANITALOUS Ratkaisu uusiutuvan energian varastointiin? Metaanivarastot ainoa näköpiirissä oleva teknologia energian kausivarastointiin Metaaniteknologia yhdistää olemassa olevat kaasu- ja sähköverkot Kaasuinfra rakentuu lieskekaasun yleistymisen myötä Nykyinen polttomoottoreihin perustuva liikennejärjestelmä on helposti muokattavissa kaasukäyttöiseksi Konversioteknologiat ovat jo olemassa Metaanitalous mahdollistaa fossiilivapaan energiajärjestelmän Source: Michael Sterner, Bioenergy and renewable power methane in integrated 100% renewable energy systems, Dissertation, University of Kassel, 2009

11 METAANIN KONVERSIOVAIHEET Teknologian testaus jo meneillään Saksassa Prosessikehityksellä hyötysuhteita voidaan nostaa edelleen LUT ja VTT valmistelevat yhteishanketta Suomeen Lähde: Michael Sterner, Bioenergy and renewable power methane in integrated 100% renewable energy systems, Dissertation, University of Kassel, 2009

12 MUUTOS PÄÄSTÖTTÖMÄÄN ENERGIAAN Lähde: Michael Sterner, Bioenergy and renewable power methane in integrated 100% renewable energy systems, Dissertation, University of Kassel, 2009

13 LUT ENERGIA KOKO ENERGIAKETJUN TUTKIMUSTA ENERGIALÄHTEET ENERGIAN TUOTANTO ENERGIAVERKOT JA MARKKINAT ENERGIAN KÄYTTÖ TUOTANTOPROSESSIT Lut Energian tavoitteet - osana koko yliopiston strategiaa Uusiutuvan energian tuotanto Superturvallinen ydinenergia Hiilineutraali fossiilisen energian tuotanto Energiatehokkuuden voimakas lisäys läpi koko energiaketjun

14 Aurinkoenergian intensiteetti Saksassa ja Suomessa Auringon vuosittainen säteilyteho on 1.9% suurempi Dresdenissä kuin Lappeenrannassa

15 OMA AURINKOVOIMALANI 11 m 2 monikidepiipaneleita Nimellisteho 1.6 kw Vuosituotanto n kwh Investointi 3000 (nykyhinta 2000 ) kwh kuukausi Paneelit asennettu etelään Invertteri syöttää sähkön verkkoon