You are currently browsing the category archive for the ‘aurinkosähkö’ category.

A Greenpeace report commissioned from 100%RE academics from Lappeenranta University of Technology (of course) on electricity generation costs was recently published in Journal of Cleaner Production. Details of the computations were kindly made available as a supplementary spreadsheet. The results left something to be desired. I wrote a response which has now been published. “Response to ‘A comparative analysis of electricity generation costs from renewable, fossil fuel and nuclear sources in G20 countries for the period 2015–2030’” (doi:10.1016/j.jclepro.2018.07.159). Link should work for few months after which you either need access to the journal or download it from here. Take away lesson as usual: Be critical and do not automatically trust the results or conclusions.

Added 18.10.2018: The free share link does not seem to work from WordPress so if you don’t have access otherwise you can download it from here.

Advertisements

Skeptical-Thinking-gifKesän aikana selvitin hiukan syvemmälle oletuksia mitä Sitran raportin ytimessä olevaan malliin (MESSAGE) oli laitettu. Suomen osuus rakentui Global Energy Assessment (GEA) Skenaarioiden pohjalle ja niihin liittyvän tietokannan löydät täältä. Minulle tuli (taas) järkytyksenä massiivinen bioenergian lisäys ja jäin ihmettelemään miten moinen on voitu perustella. Mallintajien lähteenä potentiaalille oli VTT:n tutkijoiden artikkeli (Arasto et al. “Bio-CCS: Feasibility comparison of large scale carbon-negative solutions”).

Artikkelin kirjoittajat arvioivat, että teknispoliittinen (techno-political) maksimi bioenergialle hiilensidonnalla on 45 Mt hiilidioksidia vuodessa ja tämä on arvio mitä Sitran raportin tekjät ovat käyttäneet. Kirjoittajien arviota seuraavia varoituksia ei kuitenkaan kerrota. He kertovat mm. että maksimipotentiaali vaatii kaiken kasvun valjastamista hiilen talteenottoon eikä se ole kustannustehokas ja arvioivat realistisemman potentiaalin olevankin jossain 10 Mt nurkilla.

Reaching these magnitudes (45 Mt CO2/a) of emission reduction stated above would require use of nearly all sustainable forest growth in addition to all forest residues available in Finland. The raw material availability in relation to cost of raw material will most likely limit the exploited potential to the range of 10 MtCO2/a.

Termi sustainable taas tässä yhteydessä tarkoittaa vain puiden kasvua eikä minkäänlaista arviota aiheutetusta ekologisesta vahingosta tai vaikkapa maaperän hiilitaseesta ole itse asiassa tehty. Tämän valossa olisikin kiinnostavaa nähdä ne ympäristönsuojelijat, joiden mielestä Sitran raportin tiekartta on seuraamisen arvoinen, koska Pariisin ilmastosopimus niin “vaatii”. Fyysikot tekevät mielellään idealisointeja esimerkiksi olettamalla yksinkertaisuuden vuoksi vaikkapa pallon muotoisen lehmän. Tällä on paikkansa, mutta idealisointi näyttää skenaariotehtailussa karanneen käsistä. Luontoarvoja mitataan vain sidotun hiilen avulla eikä muiden aspektien anneta häiritä mallinnusta.

Entä mitä MESSAGE malliin sisältyi? Keskityn parhaiten esillä oleviin “illustrative pathways” vaihtoehtoihin. Ensinnäkin siellä on itse asiassa kolme skenaarioiden pääluokkaa. Supply-skenaarioissa energiankulutus kasvaa ja rakennetaan melkein mitä vain. Efficiency-skenaariot ovat lienee perinteisten ympäristöjärjestöjen unelmia. Niissä energiankukutus laskee, ydinvoima ajetaan alas ja uusiutuvat dominoivat energiantuotantoa. Sitran raporttiin on ilmeisesti valittu vain tuo “Efficiency”-pääluokka ilman, että muita vaihtoehtoja edes mainitaan. Kuka teki valinnan, miksi ja miksi sen pohjalla olevista syistä ei keskustella? Nyt jollekin voi tulla se väärä käsitys, että ikäänkuin asiantuntijat olisivat osoittaneet jonkin politiikan oikeammaksi vaikka todellisuudessa vaihtoehtojen olemassaolosta vaiettiin.

Laitan tähän alle joitain kuvaajia (vain vanha EU eli aluekoodi WEU), jotka loin tietokannan pohjalta.

Kuva 1: primäärienergian kulutuksessa tapahtuu sitä sun tätä.

Kuva 2: Vau! Katsokaa kuinka fossiilisten avulla tuotettu vety dominoi Supply-skenaariota vuosisadan lopulla. Yksi uusi vallankumous muiden lisäksi.

Kuva 3: Sähkön kulutus nousee kaikissa skenaarioissa…eli ehkä voisi unohtaa sen “emme tarvitse lisää sähköä”-argumentin?

Kuva 4: Tuulta lisää. Vähiten tuulta Efficiency-skenaariossa.

Kuva 5: Aurinkosähköä lisää. Taas vähiten Efficiency-skenaariossa.

Kuva 6: Ydinvoima.Omituisuutta vuosisadan puoliväliin asti. Sitten massiivinen kasvu yhden sukupolven aikana paitsi Efficiency-skenaariossa missä ydinvoima päätettiin ajaa alas.

Kuva 7: Hiiltä ajetaan alas, mutta sitten…kreivin aikaan… CCS pelastaa sen vuosisadan loppupuolella Supply-skenaariossa.

Miten näihin eri tuloksiin päädytään? Tulosten hajonta tietenkin johtunee siitä, että mallintajat arvaavat sisäänmenevät oletukset eri tavalla. Jos sinulla on kokemus, että energiankulutus kasvaa ja CCS on hauskaa, he näpyttelevät sellaiset oletukset, että toiveesi toteutuu. Jos kaipaat energiatehokkuutta ja uusiutuvia, tässä sinun toiveisiisi sopivat oletukset. Tämä on tietenkin osin ymmärrettävää, mutta muuttuu arvelluttavaksi, kun ensin fantasioidaan toivotut kustannukset ja vaaditut teknologiat jonnekin tulevaisuuteen ja sitten matkustetaan aikakoneella takaisin nykypäivään ja todetaan kuinka olemme nyt osoittaneet, että visio, josta me pidämme on taloudellisesti ja teknisesti kaikkein paras ja siksi yhteiskunnan resursseja tulisi siirtää meille. On muuten myös kiinnostavaa huomata, että GEA mallien kustannusoletukset näyttävät olevan ristiriidassa esimerkiksi yleisesti (väärin) käytetttyjen oppimiskäyräargumenttien kanssa. Katsokaapa esim. seuraavaa kuvaajaa aurinkosähkön oletetuista pääomakustannuksista.

Kuva 8: Aurinkosähkön pääomakustannukset.

Supply-skenaariossa rakennettiin eniten aurinkovoimaa joten eikö sen pääomakustannusten tulisi silloin olla alhaisimmat? Koska mallintajat olettavat erilaisen asymptoottisen kustannuksen, pääomakustannukset voivat poiketa toisistaan tekijällä 5 eli olla käytännössä mitä sattuu. (Tällä hetkellä Efficiency-käyrä on lähinnä toteutunutta.) Jos vastaavaa tehtäisiin ydinvoiman kohdalla, yhdessä skenaariossa sen pääomakustannus voisi olla 5000$/kW ja toisessa 1000 $/kW. Ihan miten vain asian koet. Ydinvoiman kohdalla tätä ei tietenkään tehdä vaan kustannukset on oletettu konservatiivisesti haarukkaan 3824-6170 $/kW niin, että kustannuksissa ei vuosisadan aikana tapahdu suuria muutoksia..mitä nyt kustannukset jonkin verran nousevat Efficiency-skenaariossa. Sen sijaan mallintajat kyllä olettavat rajuja hinnanalennuksia fossiilisia polttaville voimalaitoksille etenkin Supply-skenaarioissa. Miksi näin?

Globaalilla tasolla mallintajat haaveilevat muuten noin 15Gt edestä negatiivisia päästöjä vuosisadan lopulla, mutta ällös pelkää. Länsi-Eurooppalaisilla päästöt painetaan vain nollaan ja nämä negatiiviset päästöt aikaansaadaan ennen kaikkea Latinalaisessa Amerikassa ja Afrikassa. Pohjois-Amerikassa, entisessä Neuvostoliitossa ja Kiinassa puhutaan myös gigatonnitason negatiivisesta päästöistä. Afrikassa noin gigatonnin päästöt tällä hetkellä maankäytön muutoksista korvautuvat maagisesti yli 1.5 Gt hiilidioksidin sidonnalla vuosisadan loppuun mennessä samalla, kun väkiluku yli tuplaantuu ja bioenergian määrä kasvaa noin tekijällä kymmenen (josta noin puolet olisi varustettu hiilidioksidin talteenotolla). Mutta kun kerran malli näin vaatii, niin varmastihan niin tulee tapahtumaan. Latinalaisessa Amerikassa bioenergian määrän olisi myös tarkoitus noin kuusinkertaistua eli voipi olla syytä pitää sademetsistä kiinni, kun mallintajat ovat lähistöllä.

On myös kiinnostavaa huomata mitä skenaarioiden välillä ei varioida. Kaikissa malleissa talous kasvaa tismalleen samalla tavalla. Eli mallin sisään laitettu oletus on, ettei harjoitettu energia-politiikka vaikuta talouskasvuun mitenkään. Onko jossain joku, joka pitää tätä järkevänä oletuksena? Kaikki mallit myös kasvattavat bioenergian määrän EU:ssa noin nelinkertaiseksi nykyisestä tasosta (liki kaikki varustetaan hiilen talteenotolla). Eli jos mallin bioenergiapainotus vaikuttaa järkyttävältä Suomessa, se on vielä kamalampi muualla eikä tälle tarjota vaihtoehtoa. Tästä Arasto et alilla onkin varoituksen sana.

Forest biomass is the biggest biomass raw material stream in Europe. As one sixth of European forest biomass is utilised in Finland and the maximum Bio-CCS potential is 45 Mtons/a it is difficult to imagine the European potential for Bio-CCS would be proportionally a lot higher. 45Mt/a is a large amount, but this highlights the need of revising some of the Bio-CCS potential estimates presented in the public.

Tällainen häiritsevä nyanssi on siivottu Sitran raportista pois. Tuloksista on poimittu vain se numero jota kaivataan ja muu keskustelu sivuutetaan. Hallelujaa! Negatiiviset päästöt bioenergiasta hiilentalteenotolla vaaditaan, jotta lämpötilatavoitteisiin päästään vuosisadan lopussa (säteilypakote olisi maksimissaan vuosisadan puolivälin tienoilla) ja tämä monomania pakottaa vaihtoehdottomuuden skenaarioihin riippumatta siitä mitä haittavaikutuksia tällä oikeasti olisi. Kun vain yksi ongelma tunnistetaan, ei ole yllättävää, jos ehdotetut vaihtoehdot aiheuttavat valtavia riskejä siellä mihin mallintajat eivät halunneet katsoa.

Lisäys 19.8.2016: Vieläkin täytyy ihmetellä. Mallintajat siis oikeasti kokevat helpommaksi rusikoida oletuksensa niin, että hiili ja sen talteenotto halpenevat sillä seurauksella, että vuosisadan lopussa poltamme massiivisesi enemmän hiiltä kuin nyt, kuin olettaa esimerkiksi oppimiskäyrät ydinvoimalle niin, että sitä rakennetaan merkittävästi halvemmalla. Tämä tietenkin on saksankielisessä maailmassa valitettavan yleinen sekopäinen prioriteetti. Väärää vaihtoehtoa ei saa edes esittää, ettei ihmisille tule hassuja ajatuksia.

Törmäsin FinSolarin esitykseen aurinkosähkön mahdollisuuksista Suomessa. He jakavat myös hienosti kustannusten arviointiin Excel-tiedostoa, joka laskee sijoituksen “kumulatiivisen nykyarvon”. Heidän tehtävänään on toki markkinoida omaa vaihtoehtoaan joten ei ole yllättävää, että he eivät esitä kysymystä voisiko nykyarvo kenties olla korkeampi, jos sijoitammekin rahat johonkin muuhun vaihtoehtoon. Excel-tiedoston pohjalta on tietenkin helppoa tehdä sama lasku samoin periaattein myös ydinvoimalle. Meidän täytyy vain vaihtaa kapasiteetin vuosituotanto, elinikä sekä pääomakustannukset. Tiedosto ei ota huomioon käyttökustannuksia, mutta koska ne ovat alhaisia sekä aurinko- että ydinvoimalla vertailuun tällä ei ole suurta merkitystä.

Tässä siis minun FinSolarin tiedoston pohjalta täydentämäni taulukko, jossa vertaan aurinkosähkön ja ydinvoiman “kumulatiivista nykyarvoa”. Yhteenvetona esitän kaksi kuvaajaa tuloksista. Ensimmäisessä sähkönhinta nousee 2% vuodessa ja jälkimmäisessä hinta pysyy vakiona. Pikaisella katsomisella vaikuttaa melko selvältä kumpi vaihtoehto on kannattavampi.

FinSolar_Aurinko_vs_ydinvoima

Kumulatiivinen nykyarvo suhteessa pääomakustannuksiin nollakorolla. Oletin aurinkosähkölle pääomakustannuksen 1500€/kW ja ydinvoimalle 4000-5600 €/kW.

FinSolar_Aurinko_vs_ydinvoima_NoPriceIncrease

Kumulatiivinen nykyarvo suhteessa pääomakustannuksiin nollakorolla ja ilman sähkönhinnan vuosittaista 2% nousutahtia. Oletin samat pääomakustannukset kuin edellisessä kuvassa.

Luin äskettäin Satu Hassilta, että 40% Suomen sähköstä voitaisiin tuottaa aurinkosähköllä, jos vain käytössä olisi muutama kWh sähkövarastoa kutakin kapasiteetin kilowattia kohden. (Tai siis näin tulkitsen hiukan epäselvää lausetta.) Näitä varastointiratkaisuja taas voi tarjota Hassin mukaan Tesla (30). Tuttuun tapaan vertailu vaihtoehtoihin puuttui (1) joten täydennetään sitä hiukan. Mallinsin Suomen aurinkosähköntuotantoa perustuen Alaskan insolaatioprofiiliin ja kulutusprofiili on napattu Tanskasta. Linkki dataan jolla voi leikkiä on tässä.  Oletin ettei varastoinnissa ole mitään hukkia (optimistista) ja sen määräksi 3kWh/kW. Tätä varastoa sitten ladataan, kun on ylituotantoa ja puretaan muuten.

PV40_Finland

varastoinnista. (Varoitus: huomaa, että tuo linkattu kertomus perustuu artikkeliin, jossa akkujen kustannuksia on kerätty mm. googlaamalla uutisia netistä ja teollisuuden väitteitä. What could go wrong?)

No mitä opimme? Rakentamalla liki 40 GW paneeleita ja varastot voimme todellakin kattaa 38% kulutuksestamme (Kuva 1)! Tässä kohdin on yleistä ilmaista innostumista ja antaa tunnelinäön vahvistua. Katsotaan nyt kuitenkin mitä tuo oikeasti tarkoittaa.

Hyvältä näyttää!

Hyvältä näyttää!

Ensinnäkin maksaisimme paneeleista (siis paneeleista asennettuna) noin 56 miljardia ja 22 miljardia varastoinnista. (Jos unohdamme varaston, osuus jää 26% tasolle koska reilu 10TWh hukataan kirkkaina kesäpäivinä jolloin tuotanto ylittää kysynnän moninkertaisesti.) Lisäksi jäljelle jäävä 62% kulutuksesta näyttää kuvan 2 mukaiselta. Kolossaalinen aurinkosähkön rakentaminen jätti edelleen tarpeen kapasiteetille, joka voi kattaa kaiken kulutuksen. Sitten kukin voi miettiä mikä on se hiiletön energianlähde, joka on taloudellinen tuollaisella tuotantoprofiililla? Vesivoimaa ei ole tarpeeksi ja biomassa ei ole ilmastoneutraalia (eikä sitä ole tarpeeksi). Ydinvoimaa taas ei kannata ajaa tuollaisella profiililla, koska se voi aivan yhtä hyvin olla päällä 24/7.

PV40_Finland_Remaining

Kuva 2: Se osa kulutuksesta jota aurinkosähkö ja varasto eivät kata. Vaadittu teho on sama kuin ilman aurinkosähköä.

No mitä jos päätämmekin kattaa 40% kulutuksestamme ydinvoimalla? Tulos on kuvan 3 mukainen. Pääomakustannukset ovat rajusti alhaisemmat, varastoa ei tarvita ja jäljelle jäävä kulutusprofiili on merkittävästi helpompaa dekarbonisoida. Jos paneeleiden elinikä on 30 vuotta, akkujen 15 vuotta (optimismia) ja ydinvoimalan 60 vuotta, aurinkosähköviritelmä vaatii pääomia noin 3350 miljoonaa/vuosi. Ydinvoimalla 270 miljoonaa/vuosi riittää. Toinen on toista suurempi tekijällä 12. Just sayin. Minusta on käsittämätöntä, että näin triviaalia asiaa tarvitsee edes erikseen sanoa yhä uudelleen ja uudelleen ja uudelleen…Huokaus.

Nuclear40_Finland

Kuva 3: Tuotetaankin 40% ydinvoimalla. Varastoja ei tarvita. (Oletin 4000 €/kW pääomakustannukset). Alla jäljelle jäävä osa kulutuksesta, joka pitäisi vielä putsata. Vaadittu teho on pienentynyt noin 4 GW eli saman verran kuin ydinvoimaa rakennettiin.

P.S. Voimme muuten hullutella kuvittelemalla, että katamme 100% kulutuksestamme aurinkosähköllä. Tarvitsisimme 28TWh varastoja siirtämään kesäajan tuotantoa talveksi. Tesla lähettäisi meille tästä laskun joka olisi noin 30 kertaa bruttokansantuotteemme suuruinen.

Lisätty 15.4.2015: Unohdin mainita, että voimme toki leikkiä samalla tavalla, että rakennamme ydinvoimaloita tuottamaan kaiken kulutuksemme ja varastoimaan ylijäämätuotannon korkean kulutuksen hetkiä varten. Kuinka paljon varastoa tarvitsisimme? Aurinkosähköllä arvio oli 28 TWh ja osoittautuu, että ydinvoimalla 1.8TWh riittää. Kustannukset olisivat siis varastojen osalta alle kymmenesosa. Tämä on edelleen hullua ja on halvempaa rakentaa kapasiteettia kattamaan myös huippukulutus. Ydinvoimalla sen voi tehdä eikä varastointi ole pakollista.

Lion Hirth (Potsdam Institute for Climate Impact Research) on kirjoittanut kiinnostavan artikkelin (pdf tässä), jossa hän tutkii sitä millainen tuuli- ja aurinkovoiman määrä optimoi hyvinvoinnin (ekonomistien käyttämässä merkityksessä). Hirth2Hän mallintaa tätä käyttäen todellisia säätietoja, kulutusprofiileja yms. GAMS pohjaisella työkalulla “Electricity Market Model EMMA”, joka on itse asiassa saatavilla Creative Commons lisenssillä. Malli vaikuttaa myös aika hyvin dokumentoidulta ja sieltä on helppo käydä tarkistamassa esimerkiksi oletetut parametrit eri teknologioiden hinnoille. En huomannut, että sinne olisi kätketty mitään kummallista. Hirth käytti mallissaan 7% korkoa investoinneille. Malli minimoi kokonaiskustannukset annettujen teknisten reunaehtojen puitteissa. Hirth näyttää tietävän mitä tekee ja mallinnus on paljon perinpohjaisempaa kuin mihin minun kaltaiseni harrastelija pystyisi.

Kun hän olettaa, että tuulivoiman hinta putoaa 30% nykyisestä tasolle 50€/MWh, optimi tuulivoiman osuus luoteis-Euroopassa (sisältää Saksan lisäksi myös esim. Ruotsin ja Norjan) olisi noin 20%. Jos kustannukset ovat nykyisenlaiset, optimi olisi n. 2%. Aurinkovoiman kohdalla tilanne on vielä masentavampi. Vaikka hän olettaisi kustannusten putoavan 60% tasolle 70€/MWh, optimi aurinkovoiman osuus on noin nolla prosenttia. Näitä osuuksia rajoittaa nimenomaan tuotannon satunnaisuus ja osuudet nousevat vain hiukan esimerkiksi lisäämällä vesivoimavarastointia tai laajentamalla verkkoja. Tämä tulos siis tuskin muuttuu olennaisesti teknisen kehityksen seurauksena. (Tuulivoiman varastoinnista hänellä on myös kiinnostava pointti. Varastointi altaisiin toimii nähtävästi yleensä niin, että altaat pumpataan täyteen noin 8 tunnissa, kun taas tuulivoiman vaihtelevuuden kompensointi vaatii pidempia ajanjaksoja ja varastointiteknologiaa, jossa energia/teho suhde on suurempi. Siitä vain miettimään missä sellainen varastointiteknologia on.)

Kiinnostavasti hän myös huomaa, että hiilidioksimaksujen korottaminen kasvattaa vaihtelevien uusiutuvien osuutta korkeintaan vain n. 25% tasolle. Jos maksut nousevat korkeammalle kuin noin 40 €/tCO2, tuulivoiman osuus laskee. Tämä siksi, koska tuon tason yläpuolella käynnistyvät investoinnit ydinvoimaan ja hiilentalteenottoon.

Kuva 1: Optimiosuus tuuli- ja aurinkovoimalle hiilidioksidimaksun funktiona. (Hirth 2015 Energy Journal 36, 127-162.)

Kuva 1: Optimiosuus tuuli- ja aurinkovoimalle hiilidioksidimaksun funktiona. (Hirth 2015 Energy Journal 36, 127-162.)

Jos ydinvoima kielletään, kustannukset ja päästöt nousevat rajusti siitä mitä ne olisivat muuten olleet. Nämä ovat siis teknofetissien ulkoisia kustannuksia. Hirthin sanoin….

However, the unavailability of nuclear and CCS comes at the price of increased emissions and welfare losses: CO2 emissions increase by 100-
200% (depending on VRE cost reductions), the electricity price increases by 15-35%, and total system costs by 13-25%. In absolute terms, welfare is reduced by 15-30 €bn per year, which would increase if the assumption of price-inelastic demand was relaxed

Ainoa tapa kasvattaa tuulivoiman osuutta edes 40% tasolle oli asettaa yli 100 €/tCO2 maksu päästöille, kieltää ydinvoima ja olettaa tuulivoimalle merkittävästi nykyistä alhaisempi hinta. On tietenkin sanomattakin selvää, että myös 40% osuus on koomisen riittämätön ilmastotavoitteita silmälläpitäen.

On myös kiinnostavaa huomata mitä Hirth ei tehnyt. Hän keskittyi nimenomaan tuulivoiman osuuden kasvattamiseen eikä esimerkiksi päästöjen minimointiin. Hän ei siis kertonut mikä on optimaalinen sähköntuotantotapa, kun tavoitteena on minimoida kustannukset sillä reunaehdolla, että päästötaso on riittävän alhainen. (Tuolla EMMA mallilla tämän voisi varmaan tehdä helposti, mutta valitettavasti minulla ei ole GAMS lisenssiä. Tämä projekti jää siis toistaiseksi pilkkeeksi silmäkulmaan.) Koska haittamaksun nosto ajoi investoinnit ydinvoimaan ja hiilentalteenottoon, luen kuitenkin rivien välistä tähän vastauksen, joka ei ole saksalaisessa keskusteluympäristössä korrekti. Kuten olen itsekin moneen kertaan arvioinut (esim. täällä ja täällä), jos vaadimme rajuja päästövähennyksiä “heavy lifting” perustuu suurella todennäköisyydellä ydinvoimaan. Ennen kuin tämä itsestäänselvyys ymmärretään voimme nauttia nykyisestä tragikoomisesta ilmastopolitiikasta.

Toistin aikaisemmin Tanskalle tekemäni arvion nyt myös Saksalle. Tiedot ovat vuodelta 2012. Saksassa markkinahinnan aleneminen on keskimäärin n. 60 €/MWh x tuuli- ja aurinkovoiman osuus kulutuksesta. Suhde on siis jyrkempi kuin Tanskassa. Voimme myös tarkastella kuinka sähkön tuonti ja vienti korreloivat uusiutuvien tuotannon kanssa. Samaan tapaan kuin Tanskassa myös Saksassa sähkön vienti tyypillisesti nousee, kun tuuli- ja aurinkovoiman määrä lisääntyy. Siinä missä aikaisemmin arvioin, että 78% Tanskan tuulivoimasta viedään Tanskan ulkopuolelle Saksan kohdalla osuus on alhaisempi. Kun siellä tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto nousee 1GW, vienti kasvaa noin 300 MW. Ts. noin 30% Saksan tuuli- ja aurinkosähköstä dumpataan sen rajojen ulkopuolelle.

Germany2014_PriceRESShare

Tuuli- ja aurinkosähkön osuus kulutuksesta vs. sähkön spottihinta Saksassa vuonna 2012 (kuukauden kokoisina paloina).

Minulla on epäilys, että nämä kaksi asiaa eivät ole toisistaan riippumattomia. Tanska on pieni maa, jossa on paljon sähkönsiirtokapasiteettia naapurimaihin. Heillä on mahdollisuus dumpata suurin osa tuulisähköstään maan rajojen ulkopuolelle eivätkä ne samassa määrin romuta Tanskan konventionaalisen tuotannon tulosta. Tanska kykenee ulkoistamaan systeemitason kustannuksista leijonanosan muihin maihin. Saksa on sen sijaan suuri maa piempien naapurien keskellä eivätkä he kykene talikoimaan tuotantoaan samassa määrin naapureille. Heidän on integroitava tuotannosta suurempi osa omaan järjestelmäänsä ja tämä näkyy jyrkempänä markkinahinnan alennuksena suhteessa vaihtelevien uusiutuvien osuuteen kulutuksesta. Tämä tarkoittaa myös sitä, että Saksassa vaihtelevan tuotannon integrointiongelmat eskaloituvat nopeammin kuin Tanskassa.

Twitterissä “Energiewende Germany” linkitti jokin aika sitten (tähän) tutkimukseen, jossa tutkittiin saksalaisia energiaosuuskuntia. Olen aikaisemmin kritisoinut puheita energiademokratiasta, paikallisesta lähienergiasta yms. taipumuksesta kätkeä harjoitetun politiikan raju regressiivisyys. Energiapolitiikan tukiaiset tuppaavat valuvan hyvin vahvasti rikkaammalle väestönosalle. (Ks. myös tämä.) Toisaalta jos “tavalliset” saksalaiset muodostavat osuuskunnan, ehkä he voivat antaa yhdessä merkittävänkin kontribuution Saksan energiapolitiikkaan?revolution_nowhere

Tuo tutkimus ei näytä tukevan tällaista väitettä. Kaikkia kaipaamiani lukuja ei siellä anneta tarkasti, mutta joitain arvioita on helppoa tehdä. Ensinnäkin kuinka monta saksalaista näihin osuuskuntiin vuosittain liittyy? Tutkimuksessa annetaan perustettujen osuuskuntien määrä ja arvio näiden kokojakaumasta. Tästä summailemalla voin arvioida, että osuuskuntiin liittyy vuosittain ehkä korkeintaan 20000 saksalaista. Jos tätä on harrastettu n. 10 vuotta, voimme arvioida että osuuskuntiin kuuluu ehkä korkeintaan pari sataa tuhatta ihmistä. Tämä on n. 0.25% saksalaisista.  (Itä-Saksan kommunistipuolueeseen kuului muuten yli 10% itä-saksalaisista.)

No ehkä nämä osuuskuntalaiset ainakin edustavat tyypillisiä saksalaisia?

Regarding the personal characteristics of energy cooperative members, we found that an overwhelming majority of energy cooperative members are men, representing 80%. In terms of age,as shown in Table 2, the majority of surveyed members are older than 35, with 46.8% being 35 to 55, another 41.54% being older than 55, and only 11.66% younger than 35. Further remarkable trends can be found concerning educational backgrounds and income structures of involved individuals. The majority of energy cooperative members are university graduates(51%). Consequently, higher income groups are overrepresented…

Eli jos pidämme vanhaa hyvätuloista miestä tyypillisenä, niin sitten energiaosuuskuntalaiset ovat oikein edustavia.

Entä energiaosuuskuntien kontribuutio “energiewendeen”? Taaskaan en löydä tarkkoja lukuja, mutta tarkastelemalla uusien osuuskuntien määriä ja niiden osakepääomia voin arvioida, että investointeja virtaa niihin ehkä pari sataa miljoonaa vuodessa. Tämä tarkoittaa, että osuuskuntien osuus kaikesta vuosittain asennettavasta aurinkosähköstä on ollut jossain 10% pienemmällä puolella. Joskus olisi kiva löytää nämä luvut tarkemmin, mutta olen yllättynyt mikäli niiden tarkentuminen muuttaa mitään olennaista.

Greenpeace jakaa oheista nerokasta grafiikkaa, jossa jo totuttuun tapaan jätetään kertomatta kuinka heidän suosimansa vaihtoehdot oikeasti suhtautuvat heidän kauhistelemaansa projektinhallinnaltaan sössittyyn Olkiluodon reaktoriin.

Todellisuus Greenpeacen lokerossa

Lisätään nyt tuohonkin kuvaan se mitä he eivät halua kertoa. Lisään Greenpeacen palkkien viereen palkit kuvaamaan sitä mitä vastaavan vuosittaisen sähkömäärän tuottaminen vaatii muilla tavoilla. Ensin tuulivoiman palkki. Pääomakustannukset otan tuoreesta IPCC WG3 raportista (tässä linkki relevanttiin sivuun), kun taas rakennusajan arvion Tanskan luvuista. (IPCC:n pääomakustannukset eivät sisällä rakennusajan korkoja joten siinä mielessä ne arvioivat kustannukset alhaisemmaksi kuin tuo Greenpeace:n luku  OL3:lle. Olettaen siis, että korot ovat tuossa 8.5 miljardin arviossa mukana.) Suomi ja Tanska ovat suunnilleen saman kokoisia maita ja otan Tanskan luvut sellaisenaan. Arvioin Tanskan rakennustahdiksi n. 0.19 GW tuulivoimakapasiteettia vuodessa ja oletan tuulivoiman kapasiteettikertoimeksi 25%. (Huom. En ota tässä huomioon laitosten erilaista elinikää. OL3:n suunniteltu elinikä on kolminkertainen tuulivoimaloihin nähden eli se tuottaa merkittävästi enemmän sähköä kuin vastaavan keskitehon omaavat tuulivoimalat. Samoin tuulivoiman satunnaisuus yms. lakaistaan nyt maton alle.)

TuulivoimaComparison

Outside the box: kustannus perustuu IPCC WG3 mediaaniin maatuulivoimalle ja rakennustahti Tanskan saavutuksiin.

Sitten sama aurinkosähkölle. Otan taas pääomakustannukset IPCC:ltä, mutta käytän “utility” luokan laitosten pääomakustannuksia. Tämä siksi, että en vahingossa kohtelisi aurinkosähköä epäreilusti. Toisten rakastamat katoille sijoitettavat paneelit nimittäin maksaisivat noin 40% enemmän. Rakennustahdin otan Saksasta, jossa rakennettiin noin 35 GW aurinkosähkökapasiteettia 10 vuoden aikana. Jotta luku saadaan vertailukelpoiseksi skaalaan sen väkiluvun suhteessa eli tekijällä 14.7. Oletan aurinkosähkön kapasiteettikertoimeksi 10% mikä on lienee hiukan optimistista Suomessa.

Outside the box: kustannukset perustuvat IPCC WG3 mediaani lukuun "utility scale" laitoksille. Rakennustahti Saksasta korjattuna väkiluvulla

Outside the box: kustannukset perustuvat IPCC WG3 mediaani lukuun “utility scale” laitoksille. Rakennustahti Saksasta korjattuna väkiluvulla

Valitettavasti lukuja on hiukan hankalaa edes esittää samassa kuvassa, mutta pidän itseäni siihen syyttömänä. Tässä on muuten vielä se hauska puoli, että en yllä ottanut laitosten elinikää lainkaan huomioon ja tämä on itse asiassa merkittävä virhe. Aurinkopaneelien elinikä on ehkä 25 vuotta ja tämä tarkoittaa, että rakennustahti 0.24 GW/vuosi (Saksan luku skaalattuna väkiluvulla) ei voi tuottaa enempää kuin noin 6 GW aurinkosähkökapasiteettia. Toisin sanoen rakennustahti ei riitä OL3:n tuotantoon pääsemiseksi koskaan ja palkissa mainittu 60 vuotta muuttuukin merkityksettömäksi.

Jotta Greenpeacen älyllinen haaksirikko huipentuisi, ei ole syytä unohtaa, että kauhisteltuaan OL3:n hintaa he vaativat takuuhintaa aurinkosähkölle sen kannustamiseksi. Syystä tai toisesta he jättävät kuitenkin (taas) mainitsematta kuinka korkean tämän takuuhinnan tulisi olla, jotta kannustin “toimii”. Miksiköhän?

Liittyen edelliseen postaukseeni halusin vielä tarkistaa tilanteen globaalisti. Oheiset tiedot on koottu BP:n “Statistical review of world energy 2013″ julkaisusta. Ensin muutokset primäärienergian kulutuksessa. Toinen palkki on muutos globaalisti ja toinen ei-OECD maissa.

Muutokset primäärienergian kulutuksessa

Muutokset primäärienergian kulutuksessa

Seuraavissa kuvissa esitän erikseen muutokset fossiilisten polttoaineiden käytössä sekä uusiutuvissa energianlähteissä. Fossiilisten käyttö lisääntyi globaalisti 224 mtoe samalla, kun vesivoimaa tuotettiin 36 mtoe enemmän ja muita uusiutuvia (tuuli ja aurinko kai lähinnä) 31 mtoe enemmän. (Sähkö muunnettiin primäärienergiaksi olettaen 38% tehokkuus voimalaitoksessa.) Siinä missä energiankulutuksen ja fossiilisten polttoaineiden käytön kasvu keskittyi kehittyviin maihin, suurin osa uudesta tuuli- ja aurinkosähköstä tuotettiin rikkaissa maissa.
BP_ChangesInConsumption2011-2012_2 BP_ChangesInConsumption2011-2012_3
Kehittyvien maiden suunta on tärkeää, koska ne viitoittavat tien tulevaisuuteen. Suurin osa energiasta kulutetaan jo kehittyvissä maissa ja tämä osuus on nopeassa kasvussa (katso kuva). He rakentavat (tietenkin) sellaista energiainfrastruktuuria mikä meilläkin on ja se tarkoittaa fossiilisten polttoaineiden polttoa. Samalla rikkaissa maissa ostetaan hyvää omaatuntoa tekemällä kosmeettisia muutoksia energiantuotannossa nojaten olemassa olevaan fossiiliseen infrastruktuuriin.

NonOECDshare

Ei-OECD maiden osuus primäärienergian kulutuksesta

Viimeisessä kuvassa esitän nopean (ja kenties huolimattoman) arvioni siitä miten paljon hiiletöntä tuotantoa olisi lisättävä jokainen vuosi, jotta vastuullisiin ilmastotavoitteisiin päästäisiin. (Viimeisestä 6%/vuosi päästöjen vähennystahdista keskusteltiin esim. James Hansen et al. tuoreessa artikkelissa.) Hiilettömän tuotannon lisäys on tragikoomisen alhainen. Kuten olen huomauttanut aikaisemmin, se ei riitä edes katkaisemaan päästöjen kasvua saatikka sitten kääntämään päästöjä laskuun. Voitaisiinko vallankumous retoriikasta vähitellen luopua? Se on noloa.Photo 9.12.2013 18.57.53

“Tavallisen ihmisen” hyötyminen Saksassa aurinkosähköstä on muodostunut jonkinlaiseksi meemiksi.  Tässä muutamia esimerkkejä

Ai ai kun kiukuttaa kun Saksa toteuttaa vihreää energiakäännettä, josta tavalliset ihmiset saa tuloja”: Satu Hassi

EEG-laki korkeine syöttötariffeineen synnytti  pientuottajien ryntäyksen energiamarkkinoille, ja nykyään yksittäiset ihmiset ja osuuskunnat tuottavat yli puolet Saksan uusiutuvasta energiasta. Saksalaiset haluavat tehdä osansa ilmaston puolesta, mutta pientuotantoa kannatetaan myös koska se demokratisoi energiapolitiikkaa ja lisää kansalaisten omavaraisuutta.”Julia Jousilahti (Sitra)

…uusiutuvilla tienaavat ennen kaikkea tavalliset saksalaiset. Investoinneista yli kolmanneksen tekevät kotitaloudet ja viidenneksen maanviljelijät.”: Oras Tynkkynen 

Tällaisissa toteamuksissa on yhteisenä piirteenä vahva mielikuvien rakentaminen samalla, kun detaljit puuttuvat. Björn Wahlroos on kansalainen siinä missä sillan alla asuva Pertsakin, mutta harva tulonsiirto kohtelee heitä tasapuolisesti. Retoriikka aurinkosähkön tukiaisista kuitenkin säännönmukaisesti sivuuttaa sen kuka tarkkaan ottaen hyötyy ja kuka maksaa? Cui bono? Se ettei tätä kysymystä esitetä on erityisen kummallista, koska tämä meemi on yleisempi poliittisen kartan vasemmalla laidalla.

Saksan aurinkosähköprojekteista on mahdollista saada tarkempaakin tietoa esimerkiksi lukemalla Bernard Chabot:n raporttia. Raportti antaa mm. Saksan aurinkosähköprojektien kokojakauman. Yli puolet kapasiteetista on laitoksista joiden kapasiteetti on suurempi kuin 100kW. Yksi kilowatti maksaa nyt Saksassa ehkä vähän alle 2000 euroa, mutta aikaisemmin selvästi tätä enemmän. Ts. suurin osa Saksan aurinkosähkökapasiteetista on laitoksissa, jotka maksoivat yli 200000 euroa.  Oheiset raportista poimitut kuvat havainnollistavat asiaa. 5% projekteista tuottaa n. puolet kapasiteetista ja itse asiassa vuonna 2012 1% projekteista tuotti yli puolet uudesta kapasiteetista. Alle 10kW asennukset (kustannus joitain kymmeniä tuhansia euroja) tuottavat kapasiteetista vain 10.4%. Yhteensä asennuksia on hiukan alle miljoona ja koska kotitalouksia on Saksassa 47 miljoonaa, leikkiin osallistuu ehkä pari prosenttia kotitalouksista…eittämättä ne kaikkein tavallisimmat.
Germany PV sizeGermany PV size new
Kotitehtävänä itse kukin voi pohtia kenellä on näihin projekteihin varaa? Omistavatko niitä ne, jotka ovat pa (aka köyhät) vaiko ne, joilla on pääomia (aka rikkaat)? Itse veikkaan jälkimmäistä ja on ilmeistä, että Saksan aurinkosähkön tuet ovat vahvasti regressiivisiä. Googlailin hiukan ja huomasin, että saksalaisten aurinkovoimaloiden omistajien selvittely ei ole aivan helppoa ja kyllästyin siihen pian. Löysin esim. uutisen jossa kerrottiin Alhornin aurinkopuiston myynnistä epämääräiseltä taholta investointiyhtiö CEE:lle. Uusi omistaja on osa yritystä “Lampe equity management” (“assets under management: EUR 800 Mio.”). Arvelin, että omistajista saisi tietoa kohdasta “Investor relations”, mutta siellä olisinkin tarvinnut käyttäjätunnuksen ja salasanan. Mutta eivätköhän omistajat ole ihan tavallisia saksalaisia toisin kuin tällaisten yritysten omistajat kaikilla muilla sektoreilla. Eikö niin?

Schloss Marienfels. Ihan tavallinen saksalainen koti

Toiset politiikasta hyötyvät ovat julkisuudessa näkyvämpiä. Esimerkiksi Frank Asbeck on rikastunut tukiasten siivittämänä. Hän ajaa tavallisella Maseratilla ja omistaa ihan tavallisen linnan ja sen ympärillä olevat metsästysmaat.  Kysyttäessä urheiluautosta hän vastasi:

“Everyone has an evil side,” he quipped. “And someone has to use the last remaining oil in order for people to switch to solar.” But Asbeck said he also owns a Tesla, the U.S.-made electric sports car known for fast acceleration. “I really like to wave at Porches and say, ‘Hey, I’m ahead of you!’

Minulla ei siis ole mitään sitä vastaan, että toiset rikastuvat omalla työllään. Suhtaudun sen sijaan nihkeästi sekä perittyyn varallisuuteen, että rikastumiseen poliittisilla tulonsiirroilla köyhemmiltä rikkaille. Saksan politiikaa on vaikeaa perustella järkevästi sen enempää oikeistolaisesta kuin vasemmistolaisestakaan perspektiivistä. Saavutettu hyöty on olematon myös ympäristön kannalta. Vältetystä hiilidioksiditonnista on maksettu kestämättömän korkea hinta ja paketissa mukana tulee myrkkypillerinä fossiilinen säätövoima. Annetaan vielä lopuksi puheenvuoro Frank Asbeck:lle “We don’t think left or right,” he said. “It’s sustainable, green thinking.” Hmmm…

Follow me on Twitter

Goodreads

Punainen risti

Unicef

Advertisements