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
Tuulivoima Suomessa ja maailmalla Tuulivoiman media-aamiainen Hannele Holttinen, VTT
3 Sisältö Tuulivoima maailmalla Tuulivoima Euroopassa Tuulivoima Suomessa Status, tavoitteet, haasteet
4 Tuulivoimakapasiteetti maailmalla kasvaa 36 GW lisäys 2010 (16 GW Kiina, 9 GW EU, 5 GW USA), markkinat 50 mrd vuodessa. 2005-09 keskimäärin 36 % kasvuvauhti vuosimarkkinassa. Wind capacity worldwide increased 22.5% in 2010
5 Tuulivoiman kasvu jatkuu 60 GW vuodessa v. 2015 Lähde: GWEC Global Wind Energy Council http://www.gwec.net/
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 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 2011 www.ewea.org
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 http://www.vtt.fi/proj/windenergystatistics/
9 Takuuhintajärjestelmä voimaan 25.3.2011 Tavoite 6 TWh/a, 2500 MW v. 2020 Takuuhinta 83.5 /MWh maksetaan12 vuotta Ensimmäiset 3 vuotta 105.3 /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 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1/2007 2/2007 3/2007 4/2007 1/2008 2/2008 3/2008 4/2008
10 Tavoitteena 2500 MW ja 6 % sähköstä v.2020 Hankkeita valmisteilla paljon 2900-5000 MW maalle 3000-4800 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 Tuulivoiman tuotantokustannus Jokaisella sijoituspaikalla eri tuotantokustannus erittäin herkkä tuulennopeudelle eli saavutettavalle tuotantomäärälle /MWh 140 120 Takuuhinta 83,5 /MWh (12 v) Sähkön pörssihinta 2010 56,6 /MWh 100 80 60 x x x x x Sähkön pörssihinta 2009 37 /MWh 40 20 x 0 Pienet Käytetyt Rannikko Tunturit Sisämaa Offshore Yläraja /MWh 348 198 92 94 128 124 Alaraja /MWh 137 74 63 65 76 92 Keskiarvio /MWh 183 94 70 73 90 98 Tuotanto h/a 1200 1500 2400 2500 2000 3300
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. 2020 Growth case markkinaosuus 7 % - vienti 12 Mrd v. 2020 Million /a 14000 12000 10000 8000 6000 4000 ~ 7 % markkinaosuus drive train solutions ja materiaalit ~ 10 % markkinaosuus arktisessa tuulivoimassa, (laitokset ja projektit) 2000 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 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
Teknologia Media-aamiainen Esa Peltola, VTT
14 Investoinnit tuulivoimaan edelleen kasvussa 60 GW vuodessa v. 2015 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 Arktisen tuulivoiman markkinat Kokonaisvolyymista 10 20 % -> 10 20 mrd. v. 2015 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 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 2010 600 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 2500 MW tuulivoimaa v. 2020 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 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 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 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa
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 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March 2011 www.ewea.org
23 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March 2011 www.ewea.org
24 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March 2011 www.ewea.org
25 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March 2011 www.ewea.org
26 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March 2011 www.ewea.org
27 Lähde: EWEA Wind in Power 2010 European Statistics, March 2011 www.ewea.org Tuulivoiman arvioitu sähköntuotanto-osuus vuoden 2010 lopun kapasiteetilla
28 Maailman tuulivoimakapasiteetin kehitys Lähde: GWEC Global Wind Energy Council http://www.gwec.net/
29 Lähde: GWEC Global Wind Energy Council http://www.gwec.net/
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 Merituulivoima