ENERGIAMURROS Lyhyt katsaus energiatulevaisuuteen Olli Pyrhönen LUT ENERGIA
ESITTELY Sähkötekniikan diplomi-insinööri, LUT 1990 - Vaihto-opiskelijana Aachenin teknillisessä korkeakoulussa 1988-1989 - Diplomityö Unterschuhung von IGBT s und Entwicklung einer Treiberstufe Tuotekehitysinsinööri, ABB Finland 1990-1993 - Uuden sukupolven taajuusmuuttajaperheen kehitystyötä Laboratorioinsinööri ja jatko-opiskelija, LUT 1993-1998 - Väitöskirja käsitteli suurten tahtikoneiden vektorisäätöä Sovelletun säätötekniikan professori, LUT 1998-2007 Teknologiajohtaja, The Switch, 2007-2010 - Päätuotteina tuulivoimakäytöt, aurinkoinvertterit ja suurnopeusmoottorit Sovelletun säätötekniikan ja tuulivoimateknologian professori, LUT 2010
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
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
METSÄENERGIA VS. AURINKOPANELIT 1 ha, aurinkosähkövoimala Prisman katolla Auringon säteilyenergiasta aurinkokennoilla sähköksi 200-400 krt tehokkaampaa kuin sähkön tuotanto metsän biomassasta voimalaitosprosessissa 330 ha, 10 m3/ha/a kasvava metsä Aurinkosähkövoimala (PV): Laitoksen rakentamiseen käytetty energia tuotettu 0.5-2 vuodessa laitoksen käyttöikä n. 25-30 a
SAKSAN SÄHKÖNTUOTANTO - Tuulivoiman osuus talvella ajoittain yli 50 % Lähde: Fraunhofer Institut
SAKSAN SÄHKÖNTUOTANTO - Aurinkovoiman osuus kesällä ajoittain yli 50 % Lähde: Fraunhofer Institut
SAKSAN ENERGIANHUOLTO 2050 - 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
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
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
MUUTOS PÄÄSTÖTTÖMÄÄN ENERGIAAN Lähde: Michael Sterner, Bioenergy and renewable power methane in integrated 100% renewable energy systems, Dissertation, University of Kassel, 2009
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
Aurinkoenergian intensiteetti Saksassa ja Suomessa Auringon vuosittainen säteilyteho on 1.9% suurempi Dresdenissä kuin Lappeenrannassa http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps/pvreg.php?lang=en&map=europe
OMA AURINKOVOIMALANI 11 m 2 monikidepiipaneleita Nimellisteho 1.6 kw Vuosituotanto n. 1100 kwh Investointi 3000 (nykyhinta 2000 ) kwh 250 200 150 100 50 0 2012 2013 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 kuukausi Paneelit asennettu etelään Invertteri syöttää sähkön verkkoon