Bloomberg tekee amatöörivirheen – eli mitä eroa on teholla ja energialla

Bloomberg on käsittääkseni melko arvostettu taloustietotoimisto. 14.4.2015 se julkaisi uutisen otsikolla:

Fossil Fuels Just Lost the Race Against Renewables

Fossiiliset polttoaineet häväsivät juuri kilpailut uusiutuvalle energialle

Artikkelin yhteydessä on kuva:

Kuva 1.

Kuva 1.

Pilarit kuvaavat ao. vuosina asennettua uutta tuotantokapasiteettia. Vasemmalla fossiiliset ja oikealla, vähän yllättäen, ei uusiutuvat, vaan päästöttömät. Mukana on siis myös ydinenergia. Nykyhetki on pystyviivan kohdalla, jonka vasemmalla puolella on toteutunut, oikealla puolella on ennustettu uusi kapasiteetti.

Testin mukaan kyseessä on ”Lopun alku” – fossiilienergialle.

Bloomberg sekoittaa tehon ja energian, mikä on ehkä kaikkein yleisin virhe energiauutisoinnissa. Nyt tähän miinaan käveli siis jonkinlaista alansa huippua edustava taloustietotoimisto. Onko sitten mikään ihme, että tässä sekoilevat kaikki muutkin tahot?

Teho ja energia eroavat toisistaan kuin matka ja nopeus. Ei voida sanoa, että Helsingistä on Tampereelle matkaa 200 kilometriä tunnissa, eikä niin, että junan nopeus on sata kilometriä. Gigawattien ja gigawattituntien sekoittaminen on aivan yhtä hoopoa ja aiheuttaa aivan tolkuttoman suuria virheitä ja väärinkäsityksiä.

Esimerkiksi tuulivoimalan teho tarkoittaa sitä, kuinka monta megawattia (MW) voimala kykenee enimmillään tuottamaan silloin, kun tuulen nopeus on riittävä. Teho voi olla esimerkiksi 2 megawattia.

Energian yksikkö on Joule (J), mutta sähköenergiasta puhuttaessa käytetään havainnollisuuden vuoksi yleensä wattituntia (Wh) ja sen kerrannaisia, kuten kilowattituntia (kWh), megawattituntia (MWh) jne. Jos esimerkin tuulivoimala toimii yhden tunnin kahden megawatin teholla, se tuottaa energiaa kaksi megawattituntia. Jos tuulee vain vähän ja voimala käy 0,5 MW teholla, se tuottaa tunnissa 0,5 MWh. Jos voimala käy koko vuorokauden 1 MW teholla, se tulee tuottaneeksi 24 MWh, jne.

Koska tuulen nopeus vaihtelee, myös tuulivoimalan teho vaihtelee. Se käy vain harvoin täydellä teholla, joskus tyynellä ei käy ollenkaan, ja suurimman osan ajasta se käy jollakin osateholla nollan ja täyden tehon välissä. Tätä keskimääräistä tehoa ilmaistaan käsitteellä kapasiteettikerroin. Se on tuulivoimalla keskimäärin suunnilleen 0,22 mutta vaihtelee asennuspaikan mukaan. Jos 2 MW tuulivoimala käy yhden tunnin kapasiteettikertoimella 0,22 se tuottaa 0,44 MWh energiaa. Kapasiteettikerroin ilmaistaan usein myös prosentteina, jolloin 0,22 on 22 %. Kapasitteetikertoimesta käytetään yleisesti myös nimityksiä käyttökerroin ja huipunkäyttöaika.

Tehdään nyt niin, että korjataan kuvassa olevat tolpat kunkin niissä esitetyn energiamuodon kapasiteettikertoimella, niin päästään lähemmäksi totuutta. Käytetään seuraavia kertoimia, jotka ovat likimain oikeita ja riittävän tarkkoja tähän tarkoitukseen:

  • Fossiiliset – 0,85
  • Biomassa – 0,85
  • Tuuli – 0,22
  • Aurinko – 0,11
  • Ydinvoima – 0,9
  • Vesivoima – 0,6

Nyt saadaan kuva, joka esittää keskimääräisiä tehoja, joita ao. vuosina rakennettavalla uudella tuotantokapasiteetilla voidaan tuottaa. Korjattu kuva on niin eri näköinen kuin Bloombergin kuva, että virheen suuruus ei jää keneltäkään huomaamatta.

Kuva 2.

Kuva 2.

Tästä todellisuutta vastaavasta kuvasta ei parhaalla tahdollakaan voi sanoa, että olisi tapahtunut mitään fossiilienergian häviötä päästöttömille, valitettavasti.

Näitä vastaavia uusiutuvien ylivertaisuutta esittäviä kuvia näkee tämän tästä. Olen nähnyt mm. Satu Hassin eräässä tilaisuudessa esittävän uusiutuvien kasvun samalla tavalla harhaanjohtavasti kuin Bloomberg. Edellisessä artikkelissa totesimme Antero Vartian tehneen samoin. Ei ole vaikeaa löytää uutisvirrasta vastaavia esimerkkejä vaikka joka päivä.

Tässä on yksi syy, miksi mielestäni koko energiakeskustelu on aivan sekaisin; tehdään säännöllisesti aivan alkeellisia virheitä. Muitakin syitä on, mutta tämä on suurimpia, ja helpoiten myös asiaa tuntemattoman ymmärrettävissä. Ja korjattavissa.

Katsotaan vielä mielenkiinnon vuoksi, miten Bloomberg ennustaa päästöttömiä tuotantomuotoja rakennettavan tulevaisuudessa. Lasketaan vuosien 2020, 2025 ja 2030 tolpista erikseen biomassa, tuuli-, aurinko-, vesi- ja ydinvoima. Lasketaan jokaisen tuotantomuodon uusi kapasiteetti yhteen eri vuosilta ja korjataan teholukemat kapasiteettikertoimella.

Kuva x.

Kuva 3.

Bloomberg on sitä mieltä, että biomassaa rakennetaan vähiten, muita päästöttömiä jokseenkin sama määrä. Tässä Bloomberg on todennäköisesti oikeassa, ja ”ydinvoima kuuluu historiaan” -porukka on väärässä. Jos katsotaan kuvaa 1, eri tuotantomuotojen suhteellisista osuuksista saa aivan erilaisen, ja väärän käsityksen.

Luonnollisesti tässä(kin) artikkelissa puhuttiin vain sähköstä, mitä voidaan myös pitää eräänlaisena virheenä, koska vain osa energiasta kulutetaan sähkönä. Suomessa sähkön osuus on pyöreästi 30 %, koko maailmassa alle 20 % energian loppukäytöstä. Sähkön osuus energian loppukäytöstä eri osissa maailmaa nähdään hyvin tästä Euroopan ympäristöviraston kuvasta.

Kuva 4.

Kuva 4.

Energiakeskustelu pyörii enimmäkseen tuulivoimassa, aurinkovoimassa, biomassassa ja ydinvoimassa. Esimerkiksi Saksan ”energiavallankumous” keskittyy lähes yksinomaan sähköntuotannon muuttamiseen uusiutuvaksi. Puhutaan siis vain tuon kaavion tolppien vaaleiden alaosien kohtalosta, ja miten se pitäisi korvata uusiutuvalla, ydinenergialla tai miten milloinkin. Leikitään, että meillä on taikasauva, ja muutetaan sähkö päästöttömäksi nyt heti! Ongelma ratkaistu? Ei. Melkein 80 % ongelmasta on edelleen ratkaisematta. Onneksi tilanne ei ole aivan näin toivoton koska sähkön tuotanto aiheuttaa huomattavasti enemmän päästöjä kuin sen suhteellinen osuus loppuenergiasta on.

Puhutaan siitä, että Fennovoimaa ei pitäisi rakentaa, koska se syö markkinoita uusiutuvalta energialta. Fennovoima tuottaisi toimiessaan tehoa 1200 MW. Kapasiteettikertoimella 0,9 se tuottaisi vuodessa 9,5 TWh, mikä on Suomen sähkönkulutuksesta n. 10 %. Energian loppukäytöstä se olisi 3 %. Minusta jäljelle jää markkinoita uusiutuvalle energialle vielä yllin kyllin, vaikka rakennettaisiin myös Fennovoima 2 saman tien.

Paljon puhutaan sähkön säästämisestä, ja miten sitä pitäisi kuluttaa vähemmän. Loogista kyllä, koska silloin sen tuottaminen päästöttömästi olisi helpompaa. Sähkö on kuitenkin ehkä kaikkein käyttökelpoisin energimuoto. Sen tuottaminen päästöttömästi ei ole varsinaisesti edes vaikeaa. Voisimme milloin hyvänsä tuottaa vaikka kaiken tarvitsemamme sähkön päästöttömästi. Sähköllä voidaan korvata muuta energian käyttöä. Sellaista, minkä muuttaminen päästöttömäksi muulla tavoin on vaikeampaa tai mahdotonta. Siksi kannattaisi pohtia sitä mahdollisuutta, että keskittyisimme lisäämään sähkön tuotantoa päästöttömästi ja korvaisimme sillä mahdollisimman paljon muuta energian käyttöä.

Koko enerigajärjestelmämme muuttaminen päästöttömäksi on siis paljon vaikeampi tehtävä kuin vain sähköntuotannon muuttaminen, johon suurin osa asian ympärillä vellovasta keskustelusta kuitenkin keskittyy. Kun alussa totesimme, miten edes peruskäsitteet eivät ole hallinnassa, voi mielessään ehkä nähdä häivähdyksen siitä monumentaalisesta ongelmasta, minkä edessä koko ihmiskunta on. Tässä on se kokonaisuus, joka pitäisi hahmottaa.

Pitäisi olla itsestään selvää, että ongelman ratkaisuun tarvitaan kaikki käytettävissä olevat keinot, sekä osaamista ja asiantuntemusta, jota asiaan vihkiytymättömillä maallikoilla ei voi olla. Eduskunnassa, nykyisessä ja tulevassakin, on paljon eri alojen osaamista, mutta enemmistö sielläkään ei voi olla asiantuntijoita tässä asiassa. Siksi olen sitä mieltä, että tarvitsemme välttämättä jotain muuta kuin suoraa poliittista ohjausta. Hiilidioksidipäästöjen hinnoittelu voisi olla yksi sellainen. Päästökauppa on yritys siihen suuntaan.

Itseäni viehättää Hansenin päästömaksumalli. Kun puhutaan perustulosta, Hansenin malli tarjoaa senkin. Kannattaa tutustua aiheeseen:

Hiilivero James Hansenin mallin mukaan

11 thoughts on “Bloomberg tekee amatöörivirheen – eli mitä eroa on teholla ja energialla

  1. Juu, sähkömiestä vuosia riipinyt tapa-virhe ! Ja yllolevastakin tippunut ainakin yksi ’H’ sieltä alkupään esimerkeistä🙂 Noin helposti se tapahtuu, voi Joulimetri !!

    Tykkää

  2. Voisitko Kaj linkata tänne jaon, miten energiankulutus jakautuu / loppukäyttö (eli se 80% ongelmasta)? Eroaako Suomi merkittävästi esim. Yhdysvalloista, Saksasta tai Kiinasta?

    Tykkää

  3. Ihan asiallista ”laskuja” taas. Pyöristelet lukuarvoja tukemaan omia ennakkoluulojasi.

    Tosiasiassa kuitenkin suurin osa asennetusta uudesta fossiilisesta kapasiteetista on säätö- ja varavoimaa, jonka kapasiteettikertoimet ovat 1-30 %. Ja vain pienempi osa on kombivoimaloiden tyyppistä korkean kapasiteettikertoimen perusvoimaa. Keskimäärin siis asennetun fossiilisen kapasiteettikerroin lienee jossain 30 %:n paikkeilla.

    Lisäksi uudella tuulivoimalla kapasiteettikertoimet ovat noin 30 %:n luokkaa. Ja uudella merituulivoimalla pyritään yli 40 %:n kapasiteettikertoimiin. Tuulivoiman kapasiteettikerroinhan on sikäli merkityksetön käsite, että kyse on vain siitä mille tuulialueelle tuulimyllyn tuotanto optimoidaan. Heikolle tuulialueelle optimoitujen myllyjen kapasiteettikerroin voi olla päälle 40 % kun erittäin kovalle tuulelle optimoidun tuulimyllyn kapasiteettikerroin voi olla alle 15 %.

    Tykkää

  4. Kaj, sinulla on perusongelma, että et tunnu ymmärtävän että koska aurinkosähkön kapasiteettikerroin on suomessa ehkä jotain luokkaa 7-10 % (riippuu paneelien suuntauksesta), niin jotta aurinkosähköllä voidaan tuottaa mitään järkevämpiä määriä sähköä, niin meillä pitää olla noin 10 GW aurinkosähköä asennettuna. Tällöin voitaisiin tuottaa noin 10 % Suomen sähkön kysynnästä ja prosentteja energian kysynnästä. Ongelma kuitenkin on, että 10 GW aurinkosähköä antaa noin 7 gigawatin huipputehon aurinkoisina kesäpäivinä, joten käytännössä se saturoi sähköverkon aurinkosähköllä keskipäivällä. Eli se syrjäyttää kaiken perusvoimakapasiteetin.

    Tuulivoimassa on sama juttu. Jos me halutaan tuottaa 30 % sähköstä tuulivoimalla, niin meidän pitää asentaa noin 10 gigawattia tuulivoimaa eli kovalla tuulella tuulisähkön huipputuotanto saturoi koko sähköverkon ja ylimääräisiä tuulimyllyjä pitää pysäytellä.

    Tämän vuoksi jokainen tuotettu tuuli- ja aurinkowattitunti heikentää perusvoiman kannattavuutta. Ja luonnollisesti ydinvoiman kannattavuus kärsii eniten, koska se on pääomaintensiivisin ja kankein perusvoiman muoto. Tämän vuoksi ei ole olemassa mitään ”monen tuotantotavan vaihtoehtoa” vaan meillä on tasan kaksi vaihtoehtoa. Me mennään joko sataan prosenttiin uusiutuvaa energiaa tai sitten ei ollenkaan.

    Saksassa perusvoiman tuottajien kannattavuus on jo romahtanut kun siellä on noin 13 % tuulivoimaa ja 6 % aurinkovoimaa. Eli käytännössä perusvoima kuolee jos uusiutuvien osuutta yhtään lisätään nykytasosta.

    Kun saavutetaan tietty kriittinen kohta, eli noin 30 % tuuli- ja aurinkovoimaa, niin perusvoiman kannattavuus romahtaa hyvin nopeasti ja meidän on sen jälkeen pakko mennä lähes sataan prosenttiin uusiutuvia. Eli noin 70-90 % tuuli- ja aurinkovoimaa ja 10-30 % sille fossiilista tai uusiutuvaa säätövoimaa.

    Ps. HK1:n rakentamista ei aloiteta, koska se ei löydä riittävästi yksityistä rahaa.

    Tykkää

  5. Saksassa verkkoyhtiön on pakko maksaa tietty summa (vaihtelee toki energiantuotantotavoittain, sijainnin mukaan yms.) uusiutuvasta sähköstä. Sillä on siis etuajo-oikeus, mikä alentaa sähkön hintaa. Suomessa ei onneksi näin ole, ainakaan vielä.

    Mitä tekee uusiutuvien kustannuksille, kannattavuudelle ja verkon toimivuudelle 100 % uusiutuvia. Nuo kolme em. seikkaa liittyvät olennaisesti toisiinsa.

    Tykkää

  6. Olisi hyvä jos noissa laskuissa voisi vielä jotenkin huomioida säädettävyyden. Ydinvoima on selkeä tapaus toisessa ääripäässä: hyvä kerroin, kun sitä ei yritetäkään säätää. Vesivoima taas on hyvin säädettävä ja sen heikohko kerroin on osin tahallista, mutta toisaalta vesivarasto ei riittäisikään ajamaan täydellä teholla jatkuvasti.

    Fossiilisilla säädetään ja niiden ydinvoimaa pienempi kerroin ei ole huono asia vaan pääasiassa tarkoituksellista. Toki lämmön tuotanto samalla voimalalla aiheuttaa haasteita säätövoimana käyttöön.

    Aurinko- ja tuulivoimalla taas säädettävyys on oikeastaaan negatiivinen sen lisäksi, että niiden käyttökerroin on surkea.

    Tykkää

  7. Jouni Valkonen
    ”on sen jälkeen pakko mennä lähes sataan prosenttiin uusiutuvia. ”

    Mitenkä se mahtaisi onnistua? Laitetaan koko Suomi kiinni tammikuisena pakkaspäivänä, kun aurinkovoima tuottaa 0% ja tuulivoima sen pari prosenttia kapasiteetista? Ei semmoista määriä tuulivoimaa voi rakentaa, että se riittää yksinänsä tammikuussakin.

    Mitä tulee Saksan kannattavuuksiin, niin jos perusvoiman käyttäjien kannattavuus on romahtanut, niin siinä mukana menee myös uusiutuvien käytön liiketaloudellinen kannattavuus. Mutta niiden ei tietenkään tarvitse siitä välittää, koska homma ei toimi liiketaloudellisilla perusteilla vaan tukiaisilla.

    Tykkää

  8. No, itse olen ehdottanut eteläisen siirtomaan hankkimista Suomelle…

    Mutta vakavammin, niin jos perusvoima menee konkurssiin, niin sitten jäädään ilman sähköä ja kuluttajien pitää tehdä valinta mitä energiantuotantomuotoa lähdetään tukemaa sosialisoidussa sähköverkossa. Ja vastaus on tietenkin 100 % uusiutuvaa, koska ensinnäkin se on puhdasta ja toiseksi 100 % uusiutuvaa on halvempi kuin uusiutuvien kanssa kilpaileva matalan käyttöasteen perusvoima. Mieti esimerkiksi mitkä olisivat ydinvoiman tuotantokustannukset, jos sen kapasiteettikerroin jäisi vaikkapa 30 %:iin.

    Tuon tuoreen ranskalaisen raportin mukaan 100 % uusiutuvaa sähkö maksaisi Ranskassa noin 119 euroa per MWh, eli on suunnilleen yhtä kallista kuin ydinvoima ilman vuorokausisyklin säätöä.

    http://www.energypost.eu/french-government-study-95-renewable-power-mix-cheaper-nuclear-gas/

    Suomessakin voidaan mennä aika helposti sataan prosenttiin, koska se että aurinkosähkön tuottavuus on alle 10 % kesän tuotantolukemista kolmena talvikuukautena, niin toki sen voi komponsoida osittain siten, että Suomessa talvella puhaltaa keskimäärin enemmän tuuli. Loppu sähköstä saadaan sitten biomassan poltosta.

    Tykkää

  9. ” niin sitten jäädään ilman sähköä ja kuluttajien pitää tehdä valinta mitä energiantuotantomuotoa lähdetään tukemaa sosialisoidussa sähköverkossa. Ja vastaus on tietenkin 100 % uusiutuvaa, koska ensinnäkin se on puhdasta ja toiseksi 100 % uusiutuvaa on halvempi kuin uusiutuvien kanssa kilpaileva matalan käyttöasteen perusvoima.”

    Miten se voi olla kokonaistaloudellisesti halvempaa, jos sen takia joutuu ajamaan koko maan alas tammikuussa? Vaikka olisi 100% uusiutuvia, niin silti pitää olla varavoimaa koska millään kuperkeikalla et pysty tätä maata pyörittäään silloin, kun on kovat pakkaset eikä tuule.

    Minä kysyn uudelleen: laitetaanko koko Suomi kiinni tammikuussa silloin kun ei tuule? Sinä vasrtaan, että 100% uusiutuvaa. Paljonko se Suomen alasajos sitten tulee maksamaan? Jotain 600 miljoonaa / päivä ja tämä vielä kaikkien investointikustannusten päälle siitä, kun sähköä ei riitä ja istutaan kaikki kynttilöiden valossa.

    Tykkää

  10. Hyvä teksti, kiitos. Mihin perustuu tuo vesivoiman kapasiteettikerroin, 0,6. Kuulostaa kovin alhaiselta.

    Tykkää

  11. Kiitos palautteesta. Vesivoimalat mitoitetaan jokien maksimivirtaaman mukaan tai lähelle sitä. Suurimman osan vuotta virtaama on tätä pienempi. Sateisuus ja siten virtaamat eri vuosina vaihtelevat suuresti. Vesivoimaa käytetään yleisesti säätöön, joka väkisinkin vähentää kapasiteettikerrointa.

    Selvitin vesivoiman kapasiteettikerrointa joskus, silloisia lähteitä minulla ei ole tallella, 0,6 on muistinvaraista tietoa.

    Tässä pari tekstiä joissa asiaa on haarukoitu:

    http://www.jcmiras.net/surge/p195.htm

    http://en.wikipedia.org/wiki/Capacity_factor#Hydroelectric_dam

    0,6 saattaa olla jopa yläkanttiin arvioitu.

    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