Aurinkosähkö voi lisätä päästöjä

Yritysjohtamisessa yksi keskeinen oppi on se, että sitä saadaan mitä mitataan. Sama pätee yhteiskunnassamme muuallakin. Mittareiden asettaminen on siis hyvin tärkeää. Yksi esimerkki tästä on energia- ja ilmastopolitiikassa jatkuvasti esillä oleva uusiutuvan energian määrän lisääminen. Uusiutuvasta energiasta ja sen lisäämisestä puhutaan oman subjektiivisen arvioni mukaan paljon enemmän kuin päästöjen vähentämisestä, jonka mielestäni pitäisi olla se varsinainen päämäärä. Uusiutuva energia on vain yksi keino, sen ei tulisi olla päämäärä.

Viimeksi toissa päivänä uutisoitiin Suomen uusiutuvan energian saavutuksista, mutta en muista, milloin yhtä näyttävästi olisi uutisoitu Suomen päästöjen vähenemisestä.

Todistaakseni, että uusiutuvan energian määrän ja päästöjen vähenemisen välillä ei ole suoraa yhteyttä, teen havainnollisen tarkastelun käytettävissä olevalla datalla.

Aurinkosähkön tuotanto ei aiheuta välittömiä päästöjä, mutta tarvittavan laitteiston valmistaminen ja asentaminen aiheuttaa. Siksi on tarkasteltava elinkaaripäästöjä. Tämän selvittämiseksi on tehty tutkimuksia, joista NREL on tehnyt yhteenvedon. Tietääkseni IPCC käyttää samansuuntaisia lukuja. Tulokset nähdään tässä.

Kuva 1. Aurinkosähkön elinkaaripäästöt NREL:n tutkimuksen mukaan.

Tutkimus antaa aurinkosähkölle elinkaaripäästön mediaaniksi 45 g/kWh piipohjaisilla paneeleilla, ohutkalvopaneeleilla vähän vähemmän, joskin näitä arvioita on ollut käytettävissä selvästi vähemmän. Piipohjaisten paneelien tulos on saatu kymmenistä eri arvioista, jotka on harmonisoitu alla olevan taulukon parametrien mukaisesti.

Kuva 2. NREL:n tutkimuksen harmonisoinnissa käytetyt parametrit.

Jotta tulos soveltuisi käytettäväksi Suomessa, harmonisoinnissa tulisi käyttää selvästi pienempää insolaatiota. On selvää, että kun valoa on vähemmän, aurinkopaneelit eivät ehdi oletetun eliniän aikana tuottaa yhtä paljon. Tutkimuksessa sanotaan:

Of the harmonization parameters investigated, adjusting reported results to a consistent solar irradiation assumption had the greatest impact on reducing the variability in estimated GHG emissions from c-Si PV technologies.

Suomessa insolaatio on keskimäärin 850 kWh/m2/yr, kun tässä harmonisoinnissa käytetty on yli kaksinkertainen. Jos tulokset harmonisoidaan Suomen olosuhteisiin, aurinkosähkön ominaispäästökin vähintään kaksinkertaistuisi. Tutkimuksessa todetaan vielä:

In the LCA literature on PV technologies, the assumed solar irradiation ranged from 900 to 2,200 kWh/m2 /yr.

Näissä kaikissa arvioissa on siis käytetty suurempaa insolaatiota kuin Suomen 850 kWh/m2/yr. Kuvasta nähdään, että tulosten vaihteluvälin yläraja on n. 200 g/kWh/yr. On hyvin mahdollista, että Suomessa aurinkosähkön ominaispäästö onkin lähempänä 200 kuin 45 grammaa. Jos joku tietää tästä tehdyn tutkimuksia, mielellään otan tiedon vastaan. Itse en löytänyt yhtäkään. Sen sijaan löysin muutaman oletuksen väliltä 30..50 grammaa, mitkä selvästikin ovat liian optimistisia. 45 grammaan pääsemiseksi täytyisi vähintään kasvattaa aurinkopaneelien elinikäodotetta 60 vuoteen, mikä lienee mahdotonta.

Suomen sähköntuotannon ominaispäästöt löytyvät tästä Energiateollisuuden tilastosta. Seuraavaan kuvaan on poimittu sähköntuotannon ominaispäästöt viimeisen kolmen vuoden ajalta.

Kuva 3. Sähkön ominaispäästö Suomessa kuukausittain vuosina 2013..2015.

Kuvasta nähdään, että päästöt ovat olleet laskussa kuluneen kolmen vuoden aikana. Viime vuoden kesä- ja heinäkuussa ominaispäästö oli 44 g/kWh. Toukokuusta elokuuhun ominaispäästö oli keskimäärin 58,75 g/kWh.

Energiateollisuuden päästötilastossa on mukana ”kasvihuonekaasuvelvoitteeseen kuuluvien polttoaineiden (fossiiliset miinus puu ja muu bio) aiheuttamat päästöt.” Jotta vertailu olisi täysin totuudenmukainen, pitäisi ottaa huomioon käytössä olevan tuotannon elinkaaripäästöt. Sellaista tilastoa ei taida olla olemassa? Se tuotanto on kuitenkin jo rakennettu ja suurin osa sen elinkaaripäästöistä on jo toteutunut. Jos rakennetaan lisää aurinkosähköä, sen elinkaaripäästöt toteutuvat rakennusvaiheessa ja saavutettava päästövähenemä toteutuu vasta oletetun eliniän aikana, joka on NREL:n harmonisoinnissa 30 vuotta.

Koska Suomessa suurin osa aurinkosähköstä saadaan niiden neljän kuukauden aikana, jolloin sähkön ominaispäästö on alle 60 g/kWh, ja aurinkosähkön elinkaaripäästö todennäköisesti selvästi enemmän kuin tässä viitatun tutkimuksen ilmoittama 45 g/kWh, voidaan perustellusti sanoa, että aurinkosähkön lisääminen Suomessa ei oleellisesti vähennä päästöjä. Epävarmuudet huomioon ottaen aurinkosähkön ominaispäästö voi Suomessa olla selvästi yli 60 g/kWh. Näin ollen on mahdollista, että aurinkosähkön lisääminen myös lisää päästöjä.

Luonnollisesti paneelien valmistustekniikan kehittyminen muuttaa tilannetta aurinkosähkölle edullisempaan suuntaan.

Tämän yksinkertaisen ja nopeasti tehdyn tarkastelun tulos on joka tapauksessa sellainen, että me emme voi vetää yhtäsuuruusmerkkiä uusiutuvan energian lisäämisen ja päästöjen vähenemisen välille. Aurinkosähkön tapauksessa asiaa tulisi ehdottomasti tutkia perusteellisemmin, jotta tiedetään varmasti mitä ollaan tekemässä, ja mahdollisilta virheinvestoinneilta vältytään. Aurinkosähkön tehonvaihtelun luonteesta johtuen tarvitaan tuntitasolle menevä systeemitason tarkastelu, sekä Suomen oloihin harmonisoitu selvitys aurinkopaneelien elinkaaripäästöistä.

Aurinkolämpö on Suomen oloissa todennäköisesti päästövähennyksessä huomattavasti kustannustehokkaampi vaihtoehto.