PekkaReiman Asioihin voi ottaa monta näkökulmaa...

Akkuauto ja sähkön siirtohinta

Viime viikolla nousi iso meteli Caruna Oy:n sähkönsiirtohinnan korotuksista. Keskustelua viritellään sekä Uuden Suomen palstoilla että eduskuntasalissa http://www.uusisuomi.fi/kotimaa/169305-kansanedustaja-jyrahtaa-sahkoyhti.... Ilmeinen reaktio tulee olemaan "asiantuntevaa" valiokuntatyöskentelyä, jonka sähkönkuluttajat maksavat siirtomaksuissa, kun siirtoyhtiöt taas kerran muuttavat strategioitaan. Suomalaista energiapolitiikkaa leimaa politiikan intohimojen ja kaupallisten intressien sotkeminen kansallisiin teknologiastrategioihin...ja markkinoilla reagoidaan tyytyväisinä hykerrellen.

Sähkön siirto on melkein yhtä hyvä bisnes, kuin syöttötariffi. Se on varmaa tuottoa. Se monopolisoituu helposti. Sitä voidaan kehittää kustannusrakenteeltaan itseriittoiseksi (kuten Caruna teki veroparatiisijärjestelyissään). Bisnesanalyyttisesti ajatellen Caruna Oy:n ratkaisu on malliesimerkki rationaalisesta (ja arvoilla varaamattomasta) bisneksen kehittämistä. Muut tulevat seuraamaan perässä.

Sähkönsiirron hinnoittelukriteeristön ohjaaminen poliittisesti tarkoittaa samaa peliä kuin Alkossa: mitä pidemmälle menemme tätä tietä, sen helpompaa on järjestelmän hyväksikäyttö. TEKES on tässä asiassa avainasemassa ja myös välikädessä: teknologiastrategiaalla on mahdollisuutensa, mutta sitä on vaikeaa rakentaa poliittisten intohimojen ja kaupallisten kikkailujen keskellä. On kuitenkin mahdollista valita avoimiin markkinoihin tähtäävä teknologiastrategia suljetun energiajärjestelmäajattelun sijaan. Poliitikot ovat tässä asiassa avainasemassa, koska tähtäimen ratkaisut ovat poliitikkojen arvovalintoja ja arvauksia. Auktoriteetit ovat jo kauan huutaneet kurkku suorana hajautetun energiajärjestelmän puolesta. Olisi jo aika sivistää näitä arvauksia asiantuntijatiedolla.

Hajautettu energiajärjestelmä ei automaattisesti merkitse tuulimyllyjä tai aaltoenergiaa, saati ydinvoimaa tai muutakaan arvolatautunutta energian tuotannon menettelyä. Se merkitsee keskitetyn (monopolisoidun) energiansiirtojärjestelmän roolin muuttamista teknologian keinoin... ja teknologialla on keinonsa muuttaa kehityskulkuja. Hajautettua mallia ei tueta syöttötariffein, vaan kehittämällä teknologioita, jotka ovat aitoja kilpailukykytekijöitä.

Suomen energiataloudelliset päätökset (esim. syöttötariffit) ovat globaalisti mitättömiä. Energiateknologiset päätökset eivät välttämättä, koska ne on monistettavissa kaupallisin keinoin. Teknologiastrateginen kysymys on, harmonisoimmeko me energiapolitiikkamme muualta esitettyjen konseptien mukaisesti, vai ennakoimmeko, ja rakennamme itse energiateknologisia konsepteja. Omat konseptit ovat myyntikelpoisia globaalisti, samoin kuin metsänhoito- tai vaikkapa tietoliikennekonseptit. Energiatekniikan teknologiastrategiamme räpeltää syöttötariffien sun muiden markkinatyökalujen kanssa. Ne kasvattavat kustannuksia ja ehkäisevät teknologiakilpailukyvyn kasvua. Lopputuloksena ei ole omaa energiakonseptia, vaan jossakin vaiheessa pakko ostaa sellainen muualta.

Suomalainen energiateknologiastrategia tulee suunnata samoin, kuin kännykkäteollisuuden strategia 1990-luvulla: kustannusten vähentämiseen volyymien kasvaessa (kilpailukykyisen teknologian turvin), pyritään määrän mukana supistuvaan kustannusfunktioon, ei lineaarisiin malleihin. Meillä on olemassa strategiset työkalut tähän. Keskitytään monistettavaan ”stand alone” energiateknologiaan: sama tapahtui 1980-luvulla IT-alalla, kun siirryttiin keskustietokoneista PC-aikaan.

On kehitteillä - ja jopa saatavilla - metaanipohjaisia (=mädätyskaasu tai maakaasu) kuluttajan ”stand alone” kokonaisratkaisuja (itse asiassa pääministeri Sipilän häkäpönttökylä on alan pioneereja). Kuten tietotekniikassakin, energiatekniikan ”stad-alone” tekniikka hakee bisneksen kehittyessä oman ”energiapilviratkaisuihinsa”, jossa kantaverkolle muotoutuu uusi rooli (vrt. puhelinverkkoyhtiöt). Onko liikaa edellytetty, että otetaan oppia poikkialaisesti, ja rakennamme teknologiastrategiamme ennakoivasti It-alan benchmarking-pohjien mukaisesti. Silloin me tulemme tarjoamaan muille hajautettuja energiakonsepteja, emmekä osta niitä Japanista tai Keski-Euroopasta.

Tulevaisuus on kaasumaisten polttoaineiden ja polttokennojen. Ne ovat jo nyt riittävän varmoja toimittamaan ”stand alone” - energialähteen virkaa, ne ovat riittävän kevyitä, jotta vikatilanne on vaarattomampi, kuin verkkoyhtiön myrskytuhot. Niillä on linkkinsä kehittyvään tuulivoimateknologiaan, ja jopa vanhat kivihiiliratkaisut voivat nilkuttaa käyttöikänsä loppuun polttokennoteknologian varjossa. Polttokennojen kustannusrakenteessa ei (vielä) ole käyttäjästä riippumattomia monopolisoituvia elementtejä; markkinat ovat avoimet, kunhan joku poliittinen intoilijapoliitikko ei saa päähänsä syöttötariffeja tai muita kapuloita kehityksen rattaisiin.

Otsikon viittaukseni akkukäyttöisiin autoihin perustuu verkkoyhtiöiden tarpeeseen vahvistaa verkkoja akkuautojen lataustoimintojen ruuhkatilanteisiin: jotta kulutuspiikit saadaan katetuksi, kuluttaja maksaa siirtomaksuina nämä teknologiainvestoinnit. Pelkäänpä, että tämä on hukkainvestointi. Polttokennoauto perustaa toimintansa täysin hajautettuun energiajärjestelmään; se ei rasita kantaverkkoa ja sen toimintasäde ja hyötykuorma vastaa nestepolttoaineita käyttäviä autoja. Mutta se on saasteeton.

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

1Suosittele

Yksi käyttäjä suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelija

NäytäPiilota kommentit (12 kommenttia)

Tapani Lahnakoski

Vähän turhan paljon vertauksia IT-maailmaan. Energia-alalla ei voi tapahtua mitään vastaavaa, kuten vaikka muistitiheyden kasvaminen miljardikertaiseksi.

Polttokennot tarvitsevat kaasunsa jokatapauksessa. Tämän järjestelmän luonti on kallista puuhaa, kun autokanta on vielä pitkään mitä on ja polttokenno/sähkömoottoriautot ovat vielä tuotekehitysasteella ja kalliita.

"Maailman liikennejärjestelmä perustuu pitkälle fossiilisiin polttoaineisiin. Kokonaan uudet polttoaine- ja energiavaihtoehdot, jotka edellyttävät autoissa uutta teknologiaa, yleistyvät, mutta vasta vähitellen. Yleinen käsitys on, että vuonna 2030 vielä yli 80 % liikenteessä kulutetusta energiasta perustuu öljytuotteisiin."

http://www.oil.fi/fi/liikenne/liikennepolttoaineet

Käyttäjän PekkaReiman kuva
Pekka Reiman

IT-puolella muistitiheyden kasvaminen miljardikertaiseksi perustui haasteen vastaanottamiseen: oli mahdotonta pakata pieneen pakettiin kapasiteettia ilman tätä kehitystä. Tarve loi kehityksen. Ellei olisi siirrytty PC-ajatteluun, nyt puhuisimme teran kovalevyyistä vain keskustietokoneissa keskushallinnon kovassa kontrollissa.
Maailman sivu on nähty tämä kehityskulku. Jos kertoisin esim. jäänkantajien katoamisesta 1800- 1900 -luvun vaihteessa, harvalla olisi omakohtaista kokemusta tästä. Kyse oli silloin kuitenkin "jääkaappi" nimisen hajautetun ajattelutavan leviämisestä.
Mitä fossiilisiin polttoaineisiin tulee, olen jostakin nähnyt raflaavan tiedon, että Suomessa menee polttokennokelpoista vetyä taivaan tuuleen yhtä paljon, kuin energiaa tarvitaan liiketeessä (en ole päässyt toteamaan väitteen totuusarvoa sen tarkemmin). Jakelujärjestelmähän uusille polttoaineille noudattaa pitkälti huoltoasemaverkon arkkitehtuuria (tosin ilman pohjavesiriskejä).

No, näitä argumentteja on, yrittäjä on se, joka niitä hyödyntää.

Tapani Lahnakoski

"Mitä fossiilisiin polttoaineisiin tulee, olen jostakin nähnyt raflaavan tiedon, että Suomessa menee polttokennokelpoista vetyä taivaan tuuleen yhtä paljon, kuin energiaa tarvitaan liiketeessä"

Kieltämättä aika raflaavalta kuulostaa.

Suomen liikenteen energiankulutus on runsaat 70 TWh, josta lähes kaikki tulee polttoaineista. Vedyksi muutettuna tämä energiasisältö vaatisi liki 2 miljoonaa tonnia vetyä! Mistä ihmeestä moiset päästöt tulevat? Minulle ei tule mitään mieleen.

Nykyiset polttokennoratkaisut taitavat käyttää maakaasua energianlähteenään.

Käyttäjän PekkaReiman kuva
Pekka Reiman

Niinpä niin, tiedän paljonkin teollisia vedyn lähteitä - kemian teollisuudessa ja muussa teollisuudessa - joista menee hulppeita määriä vetyä taivaan tuuliin. Väitteen totuusarvoon en ota kantaa, tämän laskenta on työläs urkakka, ja epäilen, että heitto perustuu samoihin kaavoihin, joista lasketaan tehoja tuulimyllyille. Merkittäviä määriä vetyä kuitenkin karkaa prosesseista, sillä esim. Äetsään rakennettiin 32 MW voimala perustuen prosessin hukkavetyyn.

Maakaasua käyttää ns. SOFC -polttokenno, joka toimii kohtalaisen korkeissa lämpötiloissa. Se on sinällään varmatoiminen ja kelpaa esim. alueelliseen sähkön ja lämmön tuotantoon. Sen suurin ongelma on hidas ylösajo (useita tunteja), joten se ei ole liikennekäyttöön sopiva. Näitä laitteita muuten toimittaa suomalainen yritys (www.convion.fi).

Maakaasun energiasisällön hyödyntämisen tehokkain muoto on konvertoida vety erilleen ja käyttää se vetykäyttöisessä polttokennossa esim. liikenteessä. Tämän ratkaisun käyttölämpötila on suunnilleen sama, kuin perinteisessä auton moottorissa, mutta energiaa kuluu vain, kun liikettä synnytetään. Ylösajoajat pyörivät akkukäytön tasossa. Woikoski Oy voi kertoa asiasta paljonkin lisää.
Tosin kirjoitukseni pointti ei ollut polttokennoteknologia, vaan kaupalliset ratkaisut erityisesti sähkönsiirrossa: kuluttaja maksaa enemmän sähkön siirrosta kuin sen tuottamisesta. On aika iso asia, kun ajattelee sähkön tuotantolaitteiden hintoja (esim. Olkiluoto). Harva pystyy mieltämään yhtä kouriintuntuvasti metsään upotettua voimalinjaa...
Energian siirron kustannusten pienentämisessä luonnollisesti hajautettu energiantuotantomalli on strategisesti ykkönen. Kun siirtokustannuspottia alkaa purkaa erilaisiksi tuotekehitys- yms. intresseiksi, löytyy nopeasti marginaaleja ja katteita tuotekehitykseen ja kilpailukykyä uudentyyppisille energiatuotteille.

Käyttäjän jlinjama kuva
Jussi Linjama

Kyllä kaasua poltetaan harakoille ihan maailmanluokassakin merkittäviä määriä:

https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_flare

Suomessa lienee vähän rauhallisempaa, paitsi ehkä Porvoossa joskus.

Tapani Lahnakoski Vastaus kommenttiin #8

Ei taida ainakaan Porvoossa olla pelkkä vety, mikä palaa liekistä päätellen.

Käyttäjän jlinjama kuva
Jussi Linjama Vastaus kommenttiin #9

Tuskin puhdasta vetyä missään suuremmassa määrin poltellaan, vaan yleensä aina hiilivetyjen muodossa tai pienenä seostuksena. Lähinnä tulisi mieleen jotkut happokäsittelyt tai elektrolyysit, joissa vähän kuplii.

Käyttäjän PekkaReiman kuva
Pekka Reiman Vastaus kommenttiin #10

Olet oikeassa, ensimmäisenä tulee mieleen Harjavallan elektrolyyttikuparit, mutta Suomessa on paljon muutakin teollisuutta, missä kemiallisen reaktion kaavassa jossakin kohtaa on vety ja nuoli ylös.
Tässä kohtaa Suomessa on nukuttu, sillä erityisesti vedyn säilytystekniikat ovat skehittyneet siinä määrin, että useassa tapauksessa on kannattavaa kerätä. Viime aikoina on alettu heräillä, paperi(sellu)teollisuus on ryhtynyt jopa tehtailemaan vetyä konvertoimalla maakasun hiilivetyjä puhtaaksi vedyksi. On nimittäin energiataseeltaan "paremmin käytetty".

Tapani Lahnakoski

Eihän se sitten Äetsässä mihinkään karkaa, vaan tulee hyötykäyttöön. Miksi näitä vastaavia juttuja ei sitten käytettäisi muuallakin.

Kyllä hajautetulla tuotannolla on hyötyjä, jos se tehdään vaikka sitten polttokennoilla, jos tuotanto on luotettavaa. Hajautus tehtynä tuulimyllyillä ja aurinkopaneeleilla meidän leveysasteillamme taas on täysin typerää. Se tekee enemmän ongelmia sähköverkolle kuin siitä saatava hyöty.

Se mitä epäilen on sen kaasun saanti ja riittävyys, jotta uudesta systeemistä olisi vastaavaa hyötyä.

Käyttäjän PekkaReiman kuva
Pekka Reiman

Olet aivan oikeassa, Äetsässä napattiin vetymolekyylin kiinni, ja pantiin se kennoon. Ulos vetymolekyyli pääsee, kun se ottaa kaveriksi happiatomin ja luovuttaa vastineeksi energiaa. Tämä on sinällään mielenkiintoinen teknologia-alue: mitenkähän on esim. Harjavallan kuparielektrolyysien kanssa...

Tuulimyllyissä sun muissa aurinkokennoissa ei ole mitään muuta vikaa, kuin epävarmuus ja pieni yksikkökoko: kantaverkossa näiden tuottama teho näkyy lähinnä kasvavina siirtokustannuksina, kun mittakaava on väärä. Tuulimyllyyn tai aurinkopaneeliin kytkettävä elektrolyysi tuottaa vetyä, joka ei ole riippuvainen kantaverkosta. Mitä jos pannaa joka myllyn juurelle polttokennoauton tankkauspiste, ja aletaan ajamaan polttokennoautoilla. ..ja maksetaan pienempää sähkön siirtohintaa.

Tapani Lahnakoski

Ensin pitäisi olla ne autot.

Se tankkauspiste kannattaa kyllä panna hiukan kauemmaksi noista myllyistä, ettei ropise mitään nuppiin tankatessa.

Tuulimylly on oma inhokkini ja siitä on kyllä paljon muitakin vikoja kuin satunnainen energinatuotanto.

Tässä näitä tuulivoimaan liittyviä asioita:

Tuulivoiman haitat
- satunnaisesti saatavilla
käyttöaste 20 – 35 %

- vaatii hurjat tukiaiset
Suomessa tuet nousemassa vuosittain yli 300 miljoonaan Euroon.

- vahvan säätövoimatarpeen takia tuhlaa energiaa ja aiheuttaa ohijuoksutuksia vesivoimaloista.

- lisännyt reilusti hiilenpolttoa Saksassa ja Tanskassa. Hampurissa avattiin juuri 1654 MW:n hiilivoimalaitos, joka kuluttaa 480 tonnia hiiltä tunnissa. Saksalaiset ovat kovin ylpeitä uudesta hienosta voimalastaan, joka tuottaa hiukan myös lämpöä Hampuriin. Voimalan hyötysuhde on jopa 50%:n luokkaa. Helsinki on vihreän ilmastopolitiikan ”ansiosta” lopettamassa 250 MW:n CHP-voimalansa, jonka hyötysuhde on vaivaiset 90%!

- Suomessa CHP-voimalan lakkauttaminen (maailman puhtain ja tehokkain voimala) lisää hiilenpolttoa mm. Tahkoluodossa (lauhdevoimalaitos) ja jopa Tanskassa asti, kun sähkön tuontitarve lisääntyy.

- Hiilivoimaloita joudutaan pitämään käytössä jatkuvasti, kun niiden käynnistäminen on hidasta eikä pystyisi vastaamaan tuulivoiman ailahteluun, jos olisivat kylmänä. Tästä syystä niitä joudutaan ajamaan vajaateholla, jolloin hyötysuhde kärsii.

- tuulivoimalla on etuoikeus verkkoon, mutta ei mitään vastuita huoltovarmuudesta eikä varavoimasta. Perusvoimalaitoksilla on lukuisia lakisääteisiä velvollisuuksia. Tukiaisilla tuotettua sähköä lahjoitetaan tuulisina päivinä naapureille Tanskasta ja Saksasta. Tekee varavoimalaitoksista kannattamattomia, kun tuotettua tehoa joudutaan jatkuvasti säätämään.

- tuulivoima lisää ns. taajuuden tukemistarvetta. Se tarkoittaa siihen osallistuvien voimaloiden tehonlaskemista sovitulla määrällä, jotta ne voisivat reagoida nopeasti tuulivoiman tehoromahduksiin.

- tuulivoima lisää riskiä voimala-alueen lähistön jännitevaatimusten täyttämistä, kun linjan tehonsiirtosuunta muuttuu. Kotitalouksille annettu lupa tuottaa sähköenergiaa verkkoon aurinko- ja pientuulivoimalla lisää tätä riskiä merkittävästi.

- lyhyt käyttöikä ja vaatii paljon huoltoa, 10 - 15 v.

- kuluttaa harvinaisia maametalleja.

- miljoonia tonneja betonia Suomen luontoon.

- voimalat yhtiöitetty lähes varattomille yrityksille, kun voimala kuluu loppuun ja tuet loppuvat, on riski, että purku jää maanomistajalle

- lisää tarvetta uusiin sähkölinjoihin ja teihin.

- vie valtavasti pinta-alaa ja vähentää metsänkasvua, kun tuulta vaimentava metsä pitää kaataa nuorena.

- maisemahaitta

- laskee kiinteistöjen arvoa.

- meluhaitta ihmisille ja eläimille,

- välkyntähaitta

- häiriöitä radioliikenteelle ja tutkille.

- tappaa lintuja ja lepakoita.

- rahat etupäässä ulkomaille.

- liittyy nepotismia ja muuta korruptiota runsaasti.

- sähkönkulutus vaihtelee Suomessa etupäässä vuodenaikojen mukaan 8 – 15 GW.

- tuulivoiman kapasiteetti on nyt n. 1000 MW, mutta nousee ainakin 2,5 GW:iin, jolloin säätötarve kasvaa merkittävästi.

Käyttäjän PekkaReiman kuva
Pekka Reiman

Niin, minulla ei varsinaisesti ole inhokkeja tai suositteja. On vain teknisiä, taloudellisia ja sosiaallisia ominaisuuksia, jotka taluttavat jonkin ernergiantuotantomenetelmän omalle paikalleen (joka ei ole taloudellisella pönkäämisellä, esim. syöttötariffein, saavutettu).
Tuulivoimalla on ongelmansa: taloudellisena ongelmana epätasainen, ja väärille markkinoille suuntautuva kapasiteettihuippu, sosiaalisena ongelmana maiseman rikkova ulkonäkö ja melu, joka näkyy lähinaapureille tontin arvon alenemana (kun taas se, jonka tontilla mylly sttuu olemaan, pääsee jakamaan mahdollisia tuottoja), teknisenä ongelmana rakenne, joka tekee tehon (megawatin) hinnasta kohtuuttoman kalliin, ja huoltotoimista vaikeita. Positiivisena näkemyksenä tuulimyllystä voi sanoa, että parantamisen varaa on, joten kehityshankkeita on helppo rakentaa, jos joku maksaa (esim. syöttötariffipotista).
CHP (myös SOFC-polttokenno on CHP-laitos) -laitokset ovat tehokkaita, mutta toistaiseksi taloudellisen CHP-laitoksen minimikoko on ollut kolmen neljän megawatin luokkaa (vastapaineteknologian taloudellisen soveltamisen alaraja), mutta tätäkin rajaa pyritään pudottamaan kaasuturbiinein (ongelma: puhtaus ja tarvittavat korkeat lämpötilat), polttokennoin (toimiva, mutta taustainfrassa haasteita) ja esim. perinteisin polttomoottorigeneraattorein (ongelmat: mm. polttokaasun puhtaus). Näillä - kuten monella muullakin teknologialla - on oma porukkansa kehittämään.
Jos edellä mainitut ja muutkin hajautetut sähköntuotantoteknologiat saisivat jollakin tavalla suhteutetun summan (suhteessa sähkön siirtokustannuksiin) kehittämiseensä, Carunan tapaisia monopolivointon pyytäjiä ei näkyisi.

Toimituksen poiminnat