Ei mikään oo niin viisas kuin insinööri, lauloi Eppu Normaali aikoinaan. Saksan energiavallankumous osoittaa kuitenkin, että jossain kulkevat insinöörinkin viisauden rajat.

Fukushiman ydinvoimalaonnettomuuden jälkimainingeissa Saksa päätti irtautua ydinvoimasta ja pistää paukkuja uusiutuvaan energiaa, erityisesti aurinko- ja tuulivoimaan. Myös fossiilisista polttoaineista pyristellään eroon. Tavoite on, että 2050 jopa 80 prosenttia energiasta tulisi uusiutuvista lähteistä. Aurinko- ja tuulivoimalat rakennetaan valtion tuella, joka peritään takaisin kotitalouksilta korkeampina sähkölaskuina.

Saksan suunnanmuutos, Energiewende, on ylittänyt hurjimmatkin ennusteet. Kun paistaa ja tuulee paneelit ja propellit tuottavat hetkittäin jopa enemmän sähköä kuin teutoonit pystyvät kerralla kuluttamaan. Silloin Saksa vie langat punaisina halpaa sähköä naapurimaihin.

Uusiutuva energia on fantastinen asia — kunhan sitä voidaan jakaa ja varastoida tehokkaasti. Molemmissa tökkii.

Teknisesti uusiutuvat ovat hankalia, koska sähkön tuotto riippuu tuulen ja auringon määrästä. Mitä tehdään talven pilvisinä ja tuulettomina päivinä, kun sähköä tarvitaan tavallista enemmän eikä varavoimaa ole saatavissa? Korvaavien voimalaitosten käynnistäminen ja pysäyttäminen on hidasta, mutta sähkön kulutus vaihtelee nopeasti. Säätövoiman puutteessa jakeluhäiriöt ovat moninkertaistuneet Saksassa viime vuosina. Asiantuntijat pelkäävät, että jonain päivänä valtakunnan verkko sakkaa: virtaa ei riitäkään kaikille.

Siksi jokaista vihreää megawattia varten on rakennettava korvaavaa energiaa tuulettomien ja pimeiden päivien varalle. Saksassa se tarkoittaa usein uutta hiilivoimalaa. Ei kovin ilmastoystävällistä.

Luonnonvoimista riippuvainen energiantuotanto aiheuttaa muitakin pulmia. Myllyt jauhavat kuumana sähköä tuulisessa Pohjois-Saksassa, mutta sen siirtäminen energiapulan kanssa painiskelevaan Baijeriin ei nykyistä verkkoa pitkin hevin onnistu. Sähkön siirto merkitsee myös väistämättä hävikkiä.

Siirtyminen uusiutuvaan energiaan huutaa älykästä sähköverkkoa, joka osaa jakaa kulutuksen tasaisemmin. Kun viisas insinööri vielä keksii tavan saada sähkö helposti talteen, ollaan lähempänä energiaongelmien ratkaisua. Hyviä alkuja jo löytyy.

Valoa jouluun ja onnea uuteen vuoteen 2014, Tieteen ystävät!

Kommentit (6)

lokki
Liittynyt3.1.2010
Viestejä3652

"Siksi jokaista vihreää megawattia varten on rakennettava korvaavaa energiaa tuulettomien ja pimeiden päivien varalle. Saksassa se tarkoittaa usein uutta hiilivoimalaa. Ei kovin ilmastoystävällistä."

Selvästi kuitenkin ympäristöystävällisempää, kuin ilman tuuli- ja aurinkovoimaloita.

Jokaista -minkä väristä tahansa- megawattia varten on aina oltava korvaavaa tehoa. Tuulienergialla syy on tuulettomat päivät ja tuulivoimaloiden mitoitus, useimmilla muilla virhetilanteet ja vauriot. Vaikka näiden vaatima varatehoa tuotetaankin vaikkapa hiilivoimalla, ei kulutetusta energiasta tuoteta hiilivoimalla kuin osa.

Osa kulutetusta energiasta tulee aina noista päästöttömistä ja jokainen "ilmainen" joule säästää hiiltä tai uraania ja parantaa ympäristöystävällisyyttä. Jos ei olisi päästöttömiä "vihreitä" energianlähteitä kaikki energia pitäisi tuottaa päästöllisesti.

Myös ydinvoima on osoittautunut Tsernobylissä ja Fukushimassa pahasti päästölliseksi.

Jukka Ruukki Editor in Chief
Liittynyt27.11.2013
Viestejä60
Jukka Ruukki Editor in Chief
lokki
Suomessahan säätövoimana uusiutuva vesivoima, Saksassa yhä enemmän pahin hiilihirmu, ruskohiili. Vie kaus ilmastotavoitteista. Siksi sähkön fiksulle varastoinnille kova tarve.
lokki
lokki
Liittynyt3.1.2010
Viestejä3652
Jukka Ruukki Editor in Chief
Jukka Ruukki Editor in Chief
lokki
Suomessahan säätövoimana uusiutuva vesivoima, Saksassa yhä enemmän pahin hiilihirmu, ruskohiili. Vie kaus ilmastotavoitteista. Siksi sähkön fiksulle varastoinnille kova tarve.
lokki

Kuten huomaat, näiden lainausten käyttäminen on tässä uudessa systeemissä aika haastavaa.

-------------------------------------------------------------

Saksa ajaa nopealla aikataululla alas ydinvoimaloitaan, josta syystä tuuli- ja aurinkovoiman lisääntynyt osuus ei ole riittänyt korvaamaan syntynyttä vajetta. Tästä syystä fossiilisten energianlähteiden osuus on tilapäisesti lisääntynyt.

Tämä ei siis ole tuuli- ja aurinkovoimaloiden syytä, vaan yhtaikaisen ydinvoiman alasajon aiheuttama tilapäinen ilmiö siirryttäessä pois ydinvoimakeskeisestä jäykästä sähköverkosta dynaamisempaan malliin. Säätövoimaa tuulettomia päiviä varten on runsaasti käytettävissä, kunhan hinnoittelu siirtyy kautta koko energia-alan dynaamiseksi.

Biokaasulla energiaa tuottavien voimaloiden käyttäminen voidaan ajoittaa korkeiden hintojen aikaan. Biokaasujärjestelmissä on luonnostaan puskurivarastoja ja helppo mahdollisuus ajaa tuotantoa pätkittäin. Biokaasulaitosten osuus ei ole aivan vähäinen, sillä niitä on Saksassa tällä hetkellä tuotantokapasiteetiltaan saman verran kuin vesivoimakapasiteettia.

Dynaamisessa sähkön hinnoittelujärjestelmässä kuluttajien on melko yksinkertaista vältellä muutaman pimeän aamutunnin kallista kulutuspiikkiä esim. lämmityssähkönkulutusta ja siirtää lämmitys halvemman sähkön aikoihin, kunhan näin tehnyt kuluttaja tai teollisuuslaitos saa siitä sen hyödyn, joka siitä koituu energiajärjestelmälle. Tuota  säätökapasiteettia on valtavasti, puhumattakaan tilanteesta, jossa sähköautojen osuus on noussut merkittäväksi.

Tuuli- ja aurinkovoima ei siis johda mihinkään energiakatastrofiin, vaan ainoastaan sähkön myynnin hajautumiseen laajemmalle joukolle, mikä tietenkin muuttaa energiabisneksen voimasuhteita ja huonontaa suurten (ydinvoima) laitosten kannattavuutta.

Sähköverkon hinnoittelutoimintaa voisi verrata entiseen postijärjestelmään ennen puhelimia ja sähköpostia. Viestien kulkuun kului vähintään päiviä ja asiat muuttuivat uusien tietojen takia hitaasti. Jossain vaiheessa -ensin suuret toimijat- saivat sähköiset viestimet ja saattoivat tehdä bisnestään tämän nopeamman tiedon avulla. Nykyisin kaikilla on kännykkä taskussaan.

Nyt eletään vaihetta, jossa suurilla toimijoilla on sähköiset välineet bisneksen tekoon, mutta kuluttajilla ei vielä. Päästöttömien energianlähteiden käyttöönotto tulee laajentamaan säätöenergiabisneksen jokaisen kuluttajan mahdollisuudeksi.

Puuhevonen
Liittynyt9.1.2011
Viestejä5275

Saksassa fossiilisten (maakaasu+kivihiili) osuus on kylläkin laskenut viimeisten neljän vuoden aikana. Tämä siitä huolimatta että myös ydinvoiman osuus on laskenut.

Teknologia kuitenkin kehittyy vain silloin kun luodaan teknologialle markkinat. Akkujen aurinkokennojen ja tuulimyllyjen hinta ei voi laskea, jos niille ei alkuvaiheessa luoda keinotekoisia markkinoita rikkaisiin valtioihin.

Lisäksi todellinen ongelma ei ole se kuinka Saksa tuottaa sähköä. Todellinen ongelma on se kuinka Intia tuottaa sähköä 20 vuoden kuluttua! Joten teknologia pitää saada pikavauhtia kehitettyä, joten rikkaiden länsimaiden on luotava teknologialle markkinat, koska intialaisilla ei ole varaa törsätä puhtaaseen energiaan. Maapallo pelastuu vain siinä tapauksessa että puhtaan energian hinta laskee seuraavien 10-20 vuoden aikana kilpailukykyiseksi.

PS. Saksan energiapolitiikassa on tehty paljon virheitä. Siksipä Saksalaiset yrittävät katsoa Ruotsista mallia, koska siellä uusiutuvia tukeva energiapolitiikka oikeasti toimii ja esimerkiksi järkevien tukipolitiikan ansiosta tuulivoiman hinta on paljon mukavampi kuin mitä se on Saksassa. Australia on tuulivoiman suhteen vielä parempi esimerkki.

»According to the general theory of relativity space without aether is unthinkable.»

Jukka Ruukki Editor in Chief
Liittynyt27.11.2013
Viestejä60

Juu, haastavaa se on varsinkin mobiilissa. ;)

Summa summarum: fiksua verkkoa ja varastointiratkaisuja tarvitaan, sillä ei ole päätä eikä häntää nykymallissa, jossa uudenaikaiset voimalaitokset, joihin on investoitu maltaita, ovat vuositasolla 10-20 % käyttöasteella varavoimana odottamassa tuulettomia ja pilvisiä talvipäiviä. 

Brainwashed
Liittynyt20.1.2013
Viestejä5788

Kotitalouksiin ja teollisuuteen akut, joihin varastoida ylikapasiteetti hyvinä päivinä.

Todella kallista, mutta voisi toimia, jos olisi tarkoitukseen sopivat akut.

Seuraa 

Totta toistaiseksi

Jukka Ruukki on Tiede-lehden päätoimittaja, joka poistaa varmistimen kuullessaan sanan tieteellisesti todistettu. Hän jakaa pääkirjoituksensa tässä blogissa.

Teemat