6. tammikuuta 2023

Tuulivoiman dilemmat ja vetytalous

Kun norjalainen Blastr Green Steel -niminen yritys ilmoitti vuoden alkupuolen uutistyhjiötä hyväkseen käyttäen, että valmisteilla on miljardien arvoinen terästehdas Suomeen, oli uutiskynnyksen ylittyminen väistämätöntä.

Helsingin Sanomat suitsutti vihreää terästä valmistamaan aiottua suurinvestointia näyttönä vihreän siirtymän neuvokkuudesta jutussaan Ohisalo Inkoon tehdashankkeesta: Tällaisia ei tule maahan, joka lähtee ilmastoasioissa pakittamaan.

Vihreän ympäristöministerin viisautta kehystävä uutinen oli vaarassa paljastua ankaksi jo saman päivän iltana, jolloin verkkoon ilmestyi juttu Kuinka uskottava norjalaisfirma Blastr on? Mistä rahat ja työntekijät? Inkoon jättitehtaan ympärillä on vielä paljon kysymysmerkkejä.

Juuri mitään muita kuin kysymyksiä ei löytynytkään, kun kamera kävi kuvaamassa autiota teollisuustonttia. Totuus on, että Blatr Green Steelillä ei ole aiempaa toimintaa eikä näyttöä onnistumisista, ei organisaatiota eikä työntekijöitä eikä kaikkein tärkeintä: pääomia.

Kyseessä on pöytälaatikkofirma, jonka ideat ovat pelkkien laskelmien ja niiden takana olevien oletusten varaisia. Mikään ei takaa, että mahtipontiset suunnitelmat käyvät toteen. Sen sijaan Suomen valtion Business Finland saattaa päätyä velkojen takaajaksi. Samalla tavalla veronmaksajista tehtiin Fortumin Uniper-seikkailujen maksajia.


Ensimmäinen dilemma: kysynnän ja tarjonnan epätasapaino

Mitä tuo vihreä teräs” sitten oikein on? Sillä tarkoitetaan metallijalostetta, joka on tuotettu ilman fossiilista energiaa ja kasvihuonepäästöjä, esimerkiksi tuulivoiman avulla.

Vihreiden pääideologit ovat puolestaan hehkuttaneet Suomeen rakennettavaa suurta tuulivoimakapasiteettia tavalla, joka olisi epäilemättä saanut myös teräsmasuunit kuumiksi.

Sitran viisastelijoiden mukaan Suomeen on tarkoitus valmistaa jopa kymmenien tuhansien megawattien tuulivoimapotentiaali. Sen tuotantokapasiteetti muodostaa todellakin vain potentiaalin aktualisoitumatta silloin, kun sitä tarvitaan. Roottoreista ei tule megawatteja vaan ne kuluttavat negawatteja, sillä roottoreita joudutaan lämmittämään ja elektroniikkaa pitämään käynnissä myös silloin kun myllyt eivät pyöri.

Tämä muodostaa tuulivoimadilemman ensimmäisen (1) ongelman. Alakoululaisetkin ymmärtävät, että kovilla pakkasilla, jolloin ei tuule, tuulivoimaa ei saada, olkoonpa kapasiteettia periaatteessa vaikka kuinka paljon. Ja silloin kun tuulee, vallitsevat yleensä lämpimät säät, eikä sähköä tarvita, mutta sitä on tarjolla. Harmillista, etenkin kun sähköä on vaikea säilöä suuria määriä.


Toinen dilemma: tuulisähkön vedytys vie halvan sähkön markkinoilta

Ratkaisuna on nähty vetytalous: sähkön varastointi vetyyn, jota voidaan erottaa vedestä ja vapauttaa siinä oleva happi. Tuloksena olisi puhdasta energiaa, jota voidaan varastoida erillisten säiliöiden lisäksi myös Ruotsiin ja Saksaan suunnitteilla oleviin valtaviin putkistoihin.

Ongelmaksi muodostuu kuitenkin se, että tätä kautta halpa ja joutilas tuulisähkö poistuvat markkinoilta. Sähkön varastointi nimittäin hävittää markkinoilta juuri sen edullisen sähkövoiman, jota vihreään siirtymään perustuvan teollisuuden oli aikomus hyödyntää.

Tämä on tuulivoiman toinen (2) dilemma. Tuulisähkön vedyttäminen vetää maton alta halpaan sähköenergiaan nojaavalta vihreältä metalliteollisuudelta, jonka on ollut määrä kuitata suurinvestointiensa kulut halvalla energialla.

 

Kolmas dilemma: halpa sattumasähkö tekee muusta sähkön tuottamisesta kannattamatonta

Markkinamekanismi toimii tuulisähköä vastaan myös ilman vetytaloutta. Tuulisähkön kolmannen (3) dilemman pohjustaa se, että maastamme puuttuu säätövoimaa, jolla voitaisiin tasapainottaa tuulivoiman tuotantovaihteluita.

Ydinvoimalat tuottavat sähköä tasaisesti, ja vesivoimaloiden patoluukkuja säätelemällä sähkön tuotantoa voidaan säädellä vain vähäisesti. Sähkön tarjonnan ja kysynnän täytyy kuitenkin olla koko ajan täsmällisessä tasapainossa.

Säätömahdollisuuksia lisäävää tekoallasta Suomessa ei ole, sillä vihreät ja ympäristöaktivistit ovat estäneet sen rakentamisen. Merkittävän säätövoiman muodostavat vain hiili- ja turvevoimalat, jotka vihreät ovat halunneet purkaa.

Avuksi on rientänyt teollisuus, joka on säädellyt omaa energiankulutustaan siirtämällä prosessejaan sähkön ylituotannon kausiin. Näin yritykset ovat tehneet siksi, että ne ovat omistaneet sekä vesi- että ydinvoimaloita ja halunneet myydä sähköä kuluttajille sen ollessa kallista. Tämä on kannattanut niille paremmin kuin sähkön käyttäminen omaan teollisuustuotantoonsa.

Tuulivoiman kolmas paradoksi hahmottuu parhaiten esimerkin kautta. Mikäli Suomeen rakennetaan Sitran suunnitelmien mukaan lähes 50 000 megawattia tuulivoimaa, seuraa markkinataloudellinen ongelma.

Kovan tuulen vallitessa sähkö on lähes ilmaista, eikä tuulivoiman myynti lyö leiville. Suurta määrää tuulisähköä ei siis kannata koskaan tuottaa, sillä se syö kannattavuutta. 

Tuulettomana aikana ei ole mitään myytävää, ja kovalla tuulella sähkö on liian halpaa myytäväksi. Ongelma on sama kuin kauppiailla, joista toinen ei saa kalliilla kaupaksi mitään ja toinen myy halvalla mutta omaksi tappiokseen paljon.

Pahinta on, että tuulisähkö sotkee kaiken muun sähköntuotannon markkinat täysin. Jo nyt käytössä oleva noin 4000 megawattia tuulivoimaa riittää sekoittamaan kuvion. Jo päätettyjen 10 000 megawatin rakentamisen jälkeen ilmiö on entistäkin selvempi.

Maksimikierroksilla nuo roottorit tuottavat lähes kaiken Suomen tarvitseman sähkön. Silloin sähkön hinta painuu lähelle nollaa, jolloin se vie pohjan muulta sähköntuotannolta. Sitä taas tarvittaisiin varavoimaksi koko tuulivoimakapasiteetin verran aikoina, jolloin ei tuule.

 

Tuulivoiman dilemmat vahvistavat toisiaan

Dilemmat ovat ratkaisematta, ja pahimmillaan niiden ongelmat vahvistavat toisiaan. Sähkön varastoiminen vetyyn ei tuo parannusta, koska silloin vihreä teollisuus ei pääse hyötymään sähkön hinnan heilumisesta. Sen sijaan hinnan aaltoilu on vahingollista sekä kotitalouksille että tasaisen sähkön tuotantomuodoille.

Mikäli ongelmat ratkaistaisiin sähkön hintasäätelyllä ja valtion väliintulolla, lopetettaisiin markkinaehtoinen sähköntuotanto. Toisaalta sähkömarkkinat eivät voi toimia myöskään nykyisin markkinavetoisesti tuulivoiman vuoksi. Valtiohan tukee jo nyt tuulisähkön omistajayhtiöitä sadoilla miljoonilla euroilla vuodessa syöttötariffijärjestelmän kautta.

Kyseisessä subventiopolitiikassa ei toteudu myöskään Karl Marxin unelma, jonka mukaan sosialismissa kaikki saavat tarpeidensa mukaan ja kaikilta vaaditaan kykyjensä mukaan. Hän olikin saksalaisen hiili- ja teräspatruunan poika ja varmaan tiesi, mistä puhui.

Käytännössä Tanska ja Ruotsi ovat ratkoneet oman tuulivoimatuotantonsa vaihteluita tuomalla kivihiilisähköä Puolasta, jolloin teollisuuden hiilivuotoa on syntynyt yleiseurooppalaisilla Euphemia-yhteismarkkinoilla, paikallisten sähkösyheröiden ohi. Hyvällä ilmastosuhteella toimiva pohjoismainen hiilivoima on siis korvattu kolminkertaiset ympäristöpäästöt aiheuttavalla itäeurooppalaisella hiilisähköllä!

Siinä nähdään, kuinka hullua kotimaisten hyvällä ympäristösuhteella toimivien hiilivoimaloidemme lopettaminen on ollut.

Tuulisähkön tuotantoon liittyy edellä mainittujen dilemmojen lisäksi myös useita teknisiä ongelmia, joista merkittävin on roottoreiden epävakaa pyörintä. Lapakulmien jatkuvasta säätämisestä huolimatta ne kieputtavat generaattoreita epätasaisesti, mikä merkitsee, että niistä saatavan sähkön taajuus vaihtelee. Vaihtovirran taajuuden tulisi kuitenkin olla 50 hertsiä.

Vedyn varastointi puolestaan on ongelmallista, kuten Hindenburgin tuhosta tiedetään. Vety ei pysy myöskään metallisessa paineastiassa vaan vuotaa metalliseinämien läpi pienen molekyylikokonsa vuoksi.


Miten välttää sattumasähkö ja negawatit?

Pitäisikö sitten tuulivoiman lisäämisestä luopua vai rakentaa sitä niin paljon, että roottorit pyörisivät heikollakin tuulella edes hiukan tuottaen riittävästi sähkövoimaa? Vai pitäisikö antautua korjaamaan sähkömarkkinoita yhteispohjoismaisen ja yleiseurooppalaisen markkinauskonnon vastaisesti?

Kysymys voi ratketa puuttumalla markkinoihin hinnoittelun kautta. Totuus on, että sähkön hinta ei voi olla 1 sentin tasolla kilowattitunnilta, koska silloin vesi- ja ydinvoima eivät kannata. Uuden ydinsähkön tuotantokustannukset ovat noin 5 sentin tasolla, joka voisi olla myös lähellä sähkönmyynnin keskihintaa.

Koska sähkön kohtuullisen hinnan lisäksi tärkeää on tuotantovarmuus ja saatavuus, olisi markkinoihin puututtava siten, että osa tuulivoiman tuottamista voitoista siirrettäisiin muun tyyppisen sähköntuotannon hyväksi.

Näin ei säädeltäisi kaapeleissa virtaavan sähkön määrää, tuulen nopeutta eikä veden virtaamista, vaan kaapeleissa virtaavan rahan määrää.

Osa tuulivoiman tuloksista pitäisi siirtää säätövoimaa tuottavien yhtiöiden hyväksi palkkiona siitä, että ne turvaavat sähkönsaannin pitämällä ylikapasiteettia yllä siltä varalta, että kaikkina aikoina ei tuule.

Sitä vastaava maksu voitaisiin kantaa veroluonteisesti kaikilta sähköntuottajilta, mutta rahaa palautettaisiin vain niille, jotka tukkivat tuulivoimasta johtuvaa tuotantoaukkoa.

Ydinvoimalla siihen ei pystytä, sillä se jauhaa sähköä tasaisesti. Vesivoiman lisääminen ei puolestaan ole mahdollista, sillä koskemme ovat pitkälle valjastetut. Jäljelle jäävät kotimaiset hiili- ja turvevoimalat, jotka olisi julistettava suojelukohteiksi ja jatkettava käyttöä pitkälle tulevaisuuteen.

Säätövoiman takaaminen ja tuulivoimaparadoksien voittaminen vaativat siis sitä, että sähkömarkkinoilla subventoitaisiin tuulivoimatuotannon sijasta hiilellä ja turpeella tuotettavaa sähköä.

Subventio toimisi siis toisin päin kuin nykyinen syöttötariffijärjestelmä, joka on tarjonnut huomattavia liikevoittoja tuulivoimaloiden omistajille ja rahoittajille.

Tämä ei tarkoita, etten toivoisi vihreiden teollisuusunelmien toteutumista. Päinvastoin: toivon, että ne eivät jäisi Valituista Paloista tutuiksi utopioiksi.

Toteutumista odotellessa on varmistettava kohtuuhintaisen sähkön luotettava saanti kotitalouksille ja nykyiselle teollisuudelle.