Uusiutuva energia on siirtymäkauden ratkaisu

Edellinen artikkeli käsitteli sähkövalojen korvaamista uusiutuvalla auringonvalolla. Totesimme, että vaikka auringonvalo on ilmaista, se ei silti kykene korvaamaan sähkövaloja, vaan tarvitsemme niitä edelleen pimeään aikaan. Samasta syystä tuuli- ja aurinkosähkö eivät kykene korvaamaan muita sähkönlähteitä kuin osittain, eivät kokonaan. Tarvitsemme edelleen muitakin energiamuotoja pimeitä ja tyyniä aikaa varten.

Ongelma on nähtävissä tässä kuvassa, jossa nähdään erään viikon toteutunut sähköntuotanto Saksassa.

Saksan sähköntuotanto, viikko 11 vuonna 2014

Maanantaista perjantaihin aurinkosähköä (keltainen) on käytettävissä päivisin. Keskiviikon ja torstain välisenä yönä tuulisähköä (harmaa) ei ole yhtään, eikä tietenkään aurinkosähköäkään. Muinakin arkipäivinä ja -öinä tuulisähkön osuus on vähäinen.

Viikonloppuna tilanne muuttuu. Hetkittäin noin puolet sähköstä saadaan tuulesta. Hiili (musta ja ruskea) säätävät alaspäin. Sunnuntaina vuorokauden alkupuolella jopa ydinvoimaa (punainen) on säädetty alaspäin, jotta kaikki tuulisähkö mahtuisi verkkoon. Miksi näin on tehty, eikä säädetty hiiltä lisää alaspäin johtunee siitä, että hiililaitosten säätökapasiteetti on käytetty kokonaan, eikä laitoksia kannata päivän tai kahden takia pysäyttää. Viikonloppu on ollut pilvinen, koska aurinkosähkön osuus on silloin ollut vähäinen.

Kuva osoittaa selkeästi, miksi uusiutuvat tarvitsevat rinnalleen säätövoimaa. Vesivoima on erinomaista tähän tarkoitukseen, mutta Saksassa sitä on vain vähän, joten säätövoimana käytetään fossiilisia, joskus ydinvoimaa, sekä sähkön tuontia ja vientiä, joita tässä kuvassa ei näy. Saksassa tulee usein aikoja jolloin on sekä pimeää että tyyntä, jolloin aurinko ja tuuli eivät tuota mitään. Silloin tarvitaan täysi kapasiteetti säätövoimaa. Tästä seuraa kaksi asiaa:

• Täyteen tehoon kykenevä säätökapasiteetti on ylläpidettävä käynnistysvalmiudessa. Yhtään hiili- tai kaasuvoimalaa ei voida sulkea. Tällaisen kaksinkertaisen kapasiteetin ylläpitäminen on kallista. Laitosten kiinteät kustannuksen juoksevat koko ajan, riippumatta siitä käytetäänkö niitä vai ei.
• Tämä säätökapasiteetti tarvitaan riippumatta siitä, kuinka paljon uusiutuvaa tuotantoa rakennetaan, koska joskus on sekä pimeää että tyyntä samaan aikaan, kuten kuvassa keskiviikon ja torstain välisenä yönä.

Uusiutuvalla energialla ei näin ollen voida korvata fossiilisten käyttöä, ainoastaan vähentää sitä. Ilmastonmuutoksen torjuminen kuitenkin edellyttää päästöjen lopettamista kokonaan. Koska uusiutuvilla ei siihen voida päästä, mitä sitten pitäisi tehdä?

Ydinvoima on sekä päästötöntä että säädettävää. Mitä jos rakennetaan mahdollisimman paljon uusiutuvaa ja sen säätötehoksi ydinvoimaa? Tarvitaan edelleen lähes täysi säätöteheokapasiteetti, koska edelleen tulee aikoja, jolloin on sekä tyyntä että pimeää. Uusiutuvien vaihtelut säädettäisiin ydinvoimalla. Tämä on teknisesti täysin toteutettavissa oleva ratkaisu. Näin menetellen säästetään ydinvoimaloissa vähän polttoainetta, ei muuta. Ydinvoiman hinnasta polttoaineen osuus on vain 10 %, joten 90 % kustannuksista säilyy, vaikka ydinvoiman tehoa säädetään alaspäin.

Lähes samalla kustannuksella siis koko ydinvoimakapasiteetti voitaisiin pitää koko ajan käynnissä. Se pystyisi ilman uusiutuvia tuottamaan kaiken tarvittavan sähkön. Tämä ratkaisu olisi kokonaisuutena yli puolet halvempi, koska uusiutuva tuotanto voitaisiin jättää kokonaan rakentamatta.

Tästä kaikesta voidaan vetää sellainen johtopäätös, että aurinko- ja tuulisähkö ovat tarpeettomia. Niillä ei voida lopettaa fossiilisten polttoaineiden käyttöä. Ydinvoima voisi toimia päästöttömänä säätötehona, mutta yhtä lailla ja samaan hintaan ydinvoima voisi käydä koko ajan, joten aurinko- ja tuulisähköstä ei ole mitään hyötyä. Ydinvoima voi tarvittaessa myös säätää tuotannon kysyntää vastaavaksi, vakka verkossa ei olisi mitään muuta tuotantoa.

Aurinko- ja tuulisähköllä voidaan vähentää fossiilisten käyttöä, joten niillä voi olla perusteltua käyttöä siirtymäkauden ratkaisuna. Koska ennen pitkää päästöt täytyy lopettaa kokonaan, ydinvoima on silloin ainoa mahdollinen, lopullinen ratkaisu.

1. E.ON threatens premature closure of nuclear plant
2. The Economics of Nuclear Power