Ydin- ja tuulivoiman tehollinen kapasiteetti maailmalla

Tämä on artikkeli on vastaus Simo Tuppuraisen kommenttiin:

Hyvin vähättelevä tuo kommentti – ottaen huomioon, että Satu Hassin sivujen mukaan jo “vuosina 2004-06 maailmassa kytkettiin verkkoon 6,5-kertaisesti tuulivoimamegawatteja verrattuna ydinvoimamegawatteihin”.
http://www.satuhassi.net/puheet/tammikuu08.htm

Mitä Satu Hassi kirjoitti:

Vuosina 2004-06 maailmassa kytkettiin verkkoon 6,5-kertaisesti tuulivoimamegawatteja verrattuna ydinvoimamegawatteihin. Noina vuosina uutta tuulivoimaa käynnistettiin vuosittain keskimäärin 13 300 MW, uutta ydinvoimaa noin 2000 MW.

Simo on siteerannut lähdettään aivan oikein. Olen oppinut suhtautumaan hyvin skeptisesti Satu Hassin, ja ylipäätään kaikkien poliitikkojen energiakommentteihin.

Tarkastetaan Satu Hassin väittämät:

Vuosina 2004-2006 otettiin käyttöön uutta tuulivoimaa 34644 MW, ja uutta ydinvoimaa 10096 MW. Siis 3,6 kertaa enemmän tuulta kuin ydinvoimaa, jos vertaillaan nimellistehoja.

Koska mikään voimala ei tuota koko ajan täyttä tehoa, täytyy vertailussa käyttää tehollisarvoja, joka saadaan kertomalla nimellisteho kapasiteettikertoimella. Kapasiteettikerroin on suhdeluku, joka kertoo kuinka suuri voimalan teho on keskimäärin vuoden aikana nimellistehoon verrattuna. Kaikkien voimaloiden kapasiteettia vähentävät vika- ja huoltoseisokit, tuulivoimaloilla lisäksi tuuliolosuhteet. Jos laitos esimerkiksi käy yhdeksän kuukautta vuodessa täydellä teholla ja seisoo kolme kuukautta, on kapasiteettikerroin 9/12=0,75. Jos se käy koko vuoden, mutta vain puolella teholla, on kapasiteettikerroin 0,5.

Ydinvoiman kapasiteettikerroin maailmanlaajuisesti on n. 0,8, tuulivoimalla se on n. 0,25. (Suomessa vastaavat arvot ovat 0,91 ja 0,21)

Kapasiteettikertoimella korjatut tehollisarvot ovat tuulella 8661 MW ja ytimellä 8076 MW tässä esimerkissä. Satu Hassin ”6,5-kertaisesti” onkin oikeasti 1,1-kertaisesti, jos vertaillaan näiden kahden energiamuodon tuottamia energiamääriä. Hassin koulutus huomioon ottaen näin suurta virhettä ei voine pitää vahinkona.

Ydinvoiman rakennusbuumin aikana 25 vuotta sitten laitoksia valmistui enimmillään 89 kpl kolmessa vuodessa, yhteisteholtaan 87.000 MW.  Koko maailman asennettu nimellinen tuulivoimateho vuonna 2008 oli 121.188 MW. Kun korjataan nämä lukemat kapasiteettikertoimilla, saadaan ydinvoimalle 70.000 MW ja tuulelle 30.300 MW. Todetaan, että ydinvoimaa pystyttiin jo 25 vuotta sitten rakentamaan kolmessa vuodessa 2,3 kertaa enemmän kuin koko maailman tuulivoimakapasiteetti oli vuonna 2008.

Tuulivoimaa on asennettu tähän mennessä eniten vuonna 2008, yhteensä 27.261 MW. Kolmelle vuodelle suhteutettuna tämän esimerkin mukaisesti se olisi 82.000 MW, josta kapasiteettikertoimella korjattu arvo on 20500 MW. Ydinvoimaa on samassa ajassa parhaimmillaan rakennettu 3,4 kertaa enemmän.

Alla olevasta kaaviosta nähdään maailman ydin- ja tuulivoimakapasiteetin rakentuminen molempien energiamuotojen alusta tähän päivään. Ydinvoimasta on huomioitu vain ne laitokset, jotka ovat yhä edelleen käytössä. Rakennetusta kapasiteetista n. 10 % on poistettu käytöstä. Kaaviossa on käytetty kummankin energiamuodon kapasiteettikertoimella korjattuja tehollisarvoja.

Ydin-_ja_tuulivoima_teholliset

Tähänastisten kokemusten perusteella voidaan siis sanoa, että ydinvoimaa pystytään rakentamaan 3,4 kertaa nopeammin kuin tuulivoimaa, ja myös selvästi alhaisemmilla kustannuksilla.

Verrataan tarkemmin molempien energiamuotojen alkuajan rakentamisen kasvua.

Ydin-_ja_tuulivoima_teholliset_ensimmaiset_vuodet

Todetaan, että ensimmäisen kahdentoista vuoden aikana tuulivoimaa on rakennettu 30.000 MW. Ydinvoimaa rakennettiin samassa ajassa vuosina 70.000 MW, yli kaksinkertainen määrä. Tuulivoiman rakentaminen on toki alkanut paljon aikaisemmin, mutta tehot olivat silloin niin mitättömiä, että vertailu aivan alkuvaiheisiin ei olisi reilu.

Tuulivoiman rakennustahti tulee varmuudella kasvamaan tulevaisuudessa. Ennuste vuodelle 2020 on 1.500.500 MW, tehollisarvona 375.000 MW asennettua tehoa. Ydinvoiman nimellisteho maailmassa on tänään 370.260 MW, tehollisarvona 296.208 MW. Vuonna 2020 tuulivoiman tuotanto ylittäisi ydinvoiman 1,25 kertaisesti, mikäli ydinvoiman kapasiteetti ei muuttuisi nykyisestä. Maailmalla on tällä hetkellä rakenteilla 53 uutta ydinvoimalaa, joten sen kapasiteetti tulee kasvamaan nykyisestä. Jos kaikki 53 laitosta valmistuvat 2020 mennessä, niiden yhteenlaskettu teho on 47.220 MW. Vuonna 2020 ydinvoimaa on 2020 asennettuna 370.260 MW + 47.220 MW = 417480 MW, tehollisarvona 333.984 MW. Tuulivoimaa olisi näin ollen vuonna 2020 1,1 kertaa enemmän kuin ydinvoimaa.

Tuulivoima voi parhaassa tapauksessa tulevaisuudessa tuottaa sähköä suurin piirtein saman verran kuin ydinvoima. On järjetöntä asettaa näitä energiamuotoja vastakkain toistensa vaihtoehdoiksi. Molemmille on käyttöä, ja molemmilla on potentiaalia päästöjen vähentämisessä.

12 thoughts on “Ydin- ja tuulivoiman tehollinen kapasiteetti maailmalla

  1. Kiitos mielenkiintoisesta koonnista.
    Tämä on tilanne maailmanlaajuisessa tarkastelussa. Suomessa asiaa pitää tarkastella, muun muassa jäteongelmien ja onnettomuusriskin vuoksi, tapauskohtaisesti. Onko tässä yhteiskunnassa ydinvoiman rakentaminen tarpeellista? Tuleva viiden ydinvoimalareaktori poistaa suurimmaksi osaksi tarpeen tuoda ydinvoimasähköä Venäjältä/ vähentää fossiilisilla tuotetun sähkön tarvetta.

    Yhteiskunnan kokonaisedun mukaisessa tarkastelussa pitäisi ottaa huomioon se, mitä saavutetaan energiatehokkuuteen ja uusiutuvaan energiatuotantoon liittyvän teknologian kehittämisellä. Kuitenkin tietääkseni edelleen nopein ja halvin tapa vähentää päästöjä on satsata energiatehokkuuteen?

    Osaatko Kaj sanoa, kuinka paljon ydinvoimaa on rakennettu esimerkiksi viimeisen viiden tai kymmenen vuoden aikana? Osa noista 53 laitoksesta on tietääkseni ollut sitäkin pitempään rakenteilla.

    Tykkää

  2. Hmm. Viimeiseen kysymykseen osin vastasi tuo 2004-2006 -tarkastelu. Tällä hetkellä tuulivoimaa kuitenkin siis tuotetaan suhteessa vielä enemmän kuin noina vuosina, ja se on jo nyt yksin potentiaalisempi vaihtoehto kuin ydinvoima. Uskon tosin, että maailmassa on alueita, joissa fossiilisten polttoaineitten käyttö on määrällisesti niin suurta, että ydinvoimakin on syytä siellä ottaa keinovalikoimaan.

    Tykkää

  3. Ymmärrän, että nykyisin käytössä olevaa tai rakenteilla olevaa ydinvoimaa ei tarvitse asettaa vastakkain uusiutuvien energialähteiden kanssa, mutta tilanne voi olla erilainen, jos ydinenergiaan panostamista jatketaan tai siihen panostamista peräti lisätään.

    Ydinvoiman merkitystä hiiliongelman ratkaisijana pitää silloin miettiä ainakin seuraavista näkökulmista (ja nyt voidaan jättää vakavimmat mahdolliset ydinonnettomuudet käsittelyn ulkopuolelle).

    1. Kuinka paljon energiaa ydinvoima tuottaa suhteessa siihen mitä se kuluttaa (rakentaminen, huollot, jätteiden käsittely jne. eli se EROEI (Energy Returned on Energy Invested)?

    2. Millä hinnalla energiaa saadaan suhteessa muihin mahdollisiin hiilettömiin energiamuotoihin (kun kaikki kustannukset, myös mahdolliset piilotetut kustannukset, kuten vakuutukset onnettomuuksien varalle on otettu huomioon)?

    3. Kuinka nopeasti ydinenergia on rakennettavissa käyttöön siinä laajuudessa kuin sitä tullaan tarvitsemaan hiiliongelman ratkaisun vaatimassa aikaperspektiivissä (vuoteen 2020 mennessä?) ja ilman, että turvallisuusvaatimuksissa annetaan periksi?

    4. Kuinka paljon kokonaistaloudellisesti edullista uraania on saatavissa käyttöön eli kuinka paljon ylipäätään voidaan rakentaa nykyisenlaisia voimalaitoksia ennen kuin taloudellisesti käyttökelpoinen uraani loppuu?

    5. Miten lisäpanostaminen ydinvoimaan vaikuttaa panostamiseen uusiutuviin energianlähteisiin? Esim. syökö panostaminen ydinvoimaan ratkaisevia panostuksia uusiutuvaan energiaan, jolla voitaisi auttaa myös kehitysmaita jaloille?

    Tykkää

  4. Jatketaan Petterin listaa:

    6. Miten ydinvoiman rakentaminen vaikuttaa koko yhteiskuntaan eli: suomalaisten työllistymiseen, vientialoihin ja ”uuden Nokian” syntymiseen energia-alalle?

    Ilmaston kannaltahan sillä ei ole mitään väliä, millä tekniikalla sähkön- ja lämmöntuotannon KHK-päästöt saadaan lähelle nollaa. Kunhan ne saadaan. Mieluiten tekniikalla, joka myös mahdollistaa kestävän taloudellisen ja sosiaalisen kehityksen (mitä ikinä lieneekään). Seuraukset ovat monitahoisia ja ei ole edes itsestään selvää, että ydivoima estäisi suomalaisen vientituotteen syntymisen uusiutuvan energian alalle. Itseasiassa monien vientituotteeksi kaavaileman metsähake-dieselin tuotanto vaatii paljon sähköä. Se sähkö pitäisi tuottaa jollakin edullisella low carbon -tekniikalla.

    Petteri peräänkuulutti edellä myös mielestäni oikein ydinvoiman mahdollisesti piilossa olevia kustannuksia. Kenen maksettavaksi lankeaa esimerkiksi ydinjätteen loppusijoitus? Sisältyykö tämä kustannus Olkiluodossa tuotettavan sähkön laskelmiin?

    Tykkää

  5. Hei Kaj L. Onko sinulla tietoa ao. laitteistojen käyttöajoista. Käsittääkseni ydinvoimalat uusitaan käyttöikänsä kuluessa käytännössä kokonaan kuluvien osien suhteen, monessa kohdin varmaan useinkin. Ja tästä seuraa uusintamiskustannuksia.

    Mutta mikä on tuulimyllyjen vastaava näkymä?

    Tykkää

  6. Tarkoitat elinkaarikustannuksia. Minulla ei ole tarkkoja tietoja, mutta tässä yksi Suomalaista alkuperää oleva vertailu:

    Tuosta käy hyvin ilmi myös kustannusrakenne, eli jako pääoma, käyttö- ja kunnossapito, sekä polttoaine.

    Mukana myös päästöoikeuden kustannus 20 €/tonni. Se on nyt kaikkein suurin kysymysmerkki, ja tuosta kuvasta voi päätellä sen vaikutusta, jos se olisi vaikka 40 €/tonni. Silloin tuuli voittaa muut fossiiliset paitsi kaasun. Tämä on se ohjausmekanismi jota tulee käyttää, ja sen nimi on nyt päästökauppa.

    Kaavio on jo kovin vanha. Mahtaisiko Tuomas tietää uudempaa?

    Tykkää

  7. Lester R. Brownin kirjassa ’Plan B 3.0’ on kova tavoite nostaa maailman tuulienergian määrä 74 gigawatista (vuonna 2006) 3000 gigawattiin vuoteen 2020 mennessä (kirjan sivu 261).

    Muiden uusiutuvien tavoite olisi vuoteen 2020 mennessä:

    Sähköä (gigawattia)

    Kattopaneeleilla (rooftop solar electric systems) 1090
    Aurinkosähkövoimaloilla 100
    Aurinkolämpövoimaloilla 200
    Geotermisellä lämmöllä 200
    Biomassalla 200
    Vesivoimalla 1350

    Lämpöä (gigawattia)

    Kattopaneeleilla (solar rooftop water and space heaters)1100
    Geotermisellä lämmöllä 500
    Biomassalla 350

    yhteensä 6140 GW sähköä ja 1950 GW lämpöä.

    Näillä toimenpiteillä maapallo voi Brownin mukaan käytännössä korvat kokonaan fossiiliset polttoaineet. Jostain syystä Lester ei mainitse lainkaan ydinvoimaa tässä yhteydessä.

    Tykkää

  8. Pari kommenttia, vaikka kirjoitus onkin jo vanha.

    Ydinvoiman nopeita rakentamistahtia kyettiin ylläpitämään kahtena tai kolmena vuotena. Rakentamistahti viisivuotiskausina: 1980-85 keskimäärin 18 GW/v, 1985-90 11,6 GW/v, 1990-95 3,7 GW/v 1995-2000 1,3 GW/v, 2000-5 2,9 GW/v. Tätä sarjaa katsoessa tuulivoiman tehollinen 10 GW/v näyttää melko kovalta. Itse asiassa aurinkoenergian 2 GW tehollista kapasiteettia 2010 näyttää myös tässä vertailussa hyvältä.

    Tuohon 30 GW/v ydinvoiman kohdalta viittaaminen olettaa, ettei Tsernobylillä olisi ollut mitään vaikutusta tai, että kunhan ns. poliittinen vaikutus pyyhkäistään pois niin sitten päästään takaisin tuohon vauhtiin.

    Lisäksi voi todeta, että kapasiteettikerroin 0,8 saavutettiin ensimmäisen kerran v. 1999 (tosin PRIS ei anna lukuja ennen vuotta 1980), mikä esimerkiksi vuoden 1985 kohdalla lisää pottiin 14,7 GW ylimääräistä, mutta tämä nyt on yksityiskohtia.

    Sen sijaan tämä laskutoimitus on kummallinen:

    “Maailmalla on tällä hetkellä rakenteilla 53 uutta ydinvoimalaa, joten sen kapasiteetti tulee kasvamaan nykyisestä. Jos kaikki 53 laitosta valmistuvat 2020 mennessä, niiden yhteenlaskettu teho on 47.220 MW. Vuonna 2020 ydinvoimaa on 2020 asennettuna 370.260 MW + 47.220 MW = 417480 MW, tehollisarvona 333.984 MW. ”

    Noista “rakenteilla olevista” laitoksista kymmenkynta on ollut rakenteilla viimeiset 20 vuotta. Jos 40 vuoden käyttöiästä ydinvoimalalle pidetään kiinni niin 2016-2025 suljetaan 191 reaktoria (132 GW). Fukushiman jälkeen käyttölupien jatkaminen 60 vuoteen lienee maailmalla aiempaa epätodennäköisempää.

    Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s