Suomen energiajärjestelmä 2050

Olen muutaman kuukauden ajan tehnyt selvitystä siitä, kuinka Suomessa korvataan fossiiliset polttoaineet. Itseasiassa varsinainen tehtäväni on katsoa asiaa Hyvinkään Lämpövoiman näkökulmasta, mutta voidakseni tehdä sen kunnolla, pitää nähdä myös energiantuotannon tulevaisuus laajemmin.

Teen tässä nyt ennusteen vuodelle 2050. Siihen on vielä 28 vuotta aikaa, joten ennustukseni voi osua aika hyvin oikeaan tai sitten mennä täysin pieleen. Jos mietitään vuoden 1994 ennusteita, siis 28 vuoden takaa, vuodelle 2022, niin ei niistäkään kovin moni ole oikeaan osuneita.

Kuvassa: Ari Hänninen, projekti-insinööri

Sähköntuotanto Suomessa vuonna 2050

Vuonna 2050 Suomessa on noin 20 kertaa enemmän tuulivoimaloita kuin nyt, suurin osa maalla, mutta suuri määrä myös merellä. Ne tuottavat valtaosan Suomen sähköntarpeesta. Myös aurinkovoimaloita on erittäin paljon, suunnilleen jokaisen tasakattoisen rakennuksen katolla ja suuressa osassa myös harjakattoisia. Suomessahan aurinko paistaa enemmän kesällä kuin talvella ja vastaavasti tuulee talvella enemmän kuin kesällä.
Vuonna 2050 Suomessa on sähköntuotannossa ydinvoimaloista enää Olkiluoto 3 ja myös CHP-lämpövoimalat on suljettu (osa on jätetty huoltovarmuuskäyttöön). Vesivoimaa on Suomessa hieman vähemmän kuin tänään, sillä pieniä voimaloita on purettu kalakantojen elvyttämiseksi.

Sähköenergian varastointi Suomessa vuonna 2050

Sähköenergian varastointi, joka tänä päivänä on vielä hankalaa ja kallista, on vuonna 2050 helppoa ja halpaa. Eli tuolloin pystytään varastoimaan sähköenergiaa eri järjestelmillä jopa viikkojen tarpeeseen. Pieniä sähköenergiavarastoja, siis akustoja, myydään koteihin samaan tapaan kuin nyt myydään vaikkapa jääkaappi-pakastimia ja ne ovat myös samaa kokoluokkaa. Akkujen kehitystä ohjaa pääosin autoteollisuus, jonne halutaan halvempia, kevyempiä ja energiamäärältään isompia akkuja. Todennäköisesti akut valmistetaan vuonna 2050 sellaisella menetelmällä ja sellaisista raaka-aineista, joita kukaan ei vielä tänään kehitä. Nykyisin auton akku maksaa noin 25 %-35 % auton kokonaishinnasta. Ja akku on energiavarasto siinä missä nykyauton bensatankki. Toisaalta käytettyjä autojen akkuja voidaan käyttää yllä mainituissa ’jääkaappi-pakastin’-akustoissa.

Lämmöntuotanto Suomessa vuonna 2050

Fossiilisten polttoaineiden käyttö voimalaitoksissa loppuu Suomessa paljon ennen vuotta 2050. Myöskään biovoimaloita ei käytetä muualla kuin teollisuudessa, sillä biopolttoaineet, kuten hake ja biojätteet jalostetaan mahdollisimman pitkälle, esimerkiksi lentokoneiden polttoaineiksi tai kemianteollisuuden tarpeisiin. Eli lämmitys pohjautuu sähköön, lämpöpumppuihin, aurinkokeräimiin ja synteettisiin polttoaineisiin. Lämpöpumpuilla kerätään lämpöä ilmasta, maasta, datakeskuksista ja kaikesta syntyvästä hukkalämmöstä. Myös ydinvoimaloita on Suomessa runsaasti; ne ovat kuitenkin aivan erityyppisiä kuin esimerkiksi Olkiluoto 3. Uudet ydinvoimalat ovat pienen teollisuushallin kokoisia ja teholtaan ehkä 50MW, kun Olkiluoto 3 on 1600MW. Pienet voimalat tuottavat ainoastaan lämpöenergiaa kaukolämpöjärjestelmiin. Onko sellainen myös Hyvinkäällä 2050?

Synteettiset polttoaineet eli vetytalous

Synteettiset polttoaineet ovat (esimerkiksi) sähkön avulla tuotettuja hiilivetyjä, raaka-aineina vesi ja hiilidioksidi. Polttoaineita ovat vety, metaani, metanoli, etanoli jne. Niistä voidaan vielä jatkojalostaa erilaisia muoveja. Kun lämmitys pohjautuu synteettisiin polttoaineisiin, ei se tarkoita sitä, että niitä poltettaisiin voimaloissa. Kyse on siitä, että kun valmistetaan synteettisiä polttoaineita, syntyy prosessissa paljon lämpöä. Ja tämä lämpö voidaan sitten ottaa talteen ja käyttää kaukolämmitysjärjestelmissä. Eli kyseiset ’tehtaat’ kannattaa sijoittaa lähelle kaukolämpöverkkoja. Tuleeko myös Hyvinkään kaukolämpöenergia pääosin näistä ’tehtaista’?

Lämmitysenergian määrä vuonna 2050

Tarvittava lämmitysenergian määrä on huomattavasti nykyistä pienempi. Vanhoja taloja puretaan ja saneerataan, näin poistuu rakennuskannasta todellisia energiasyöppöjä. Kun samalla uusien talojen on oltava lähes nollaenergiataloja, pienenee koko rakennuskannan lämmitysenergian tarve huomattavasti. Ja rakennuksissa voi olla myös integroituna erilaisia lämpöä tuottavia yksiköitä, joiden lämpö voidaan siirtää kaukolämpöverkkoon. Eli talot tuottavat lämpöenergiaa enemmän kuin kuluttavat.
Kaukolämpöjärjestelmä on siis vuonna 2050 huomattavan erilainen kuin tänään. Energiaa tuotetaan hiilineutraaleissa yksiköissä ympäri kaukolämpöverkoston. Lämpöenergian tuotantoa voidaan lisätä nopeasti eri yksiköissä ja käyttää siihen joko sillä hetkellä tuotettua tai varastoitua sähköä. Myös vetytalouden tuotantoa voidaan rytmittää siten, että lämpöenergiaa riittää kaukolämpöverkkoon pahimpinakin pakkaspäivinä.

Kirjoittanut,

Ari Hänninen, projekti-insinööri