Kritiikki Saksan energiakäänteelle ei yleensä ollenkaan osu asian ytimeen. On
kylläkin huomattava, että teollisuuden, median mielipidevaikuttajien,
poliittisen opposition ja ympäristölobbaajien laulu valittaa sähkön
hinnannousua. Siitä ei kuitenkaan juuri kukaan vedä oikeita johtopäätöksiä.
Päinvastoin – sanotaan, että energiakäänne on kyllä oikein ja tärkeä, mutta
kalleus johtuu hallituksen huonosta suunnittelusta. Se on iso väärinkäsitys.
Asiaa ei voi mitenkään muuten hoitaa kuin mitä tekee hallitus. Koko ideasta
nimittäin pakostakin seuraa hinnan nousu. Eikä tilanne parane, vaan pahenee. Energiakäänne
ei epäonnistu poliittisen halun tai osaamisen takia. Se epäonnistuu fysiikan
lakien takia. Kahdesta syystä:
- Ensinnäkin: Miten verkko tehdäänkään, energian käytön ja energian tuotannon on aina oltava tasapainossa.
- Toiseksi: sähköä ei voi varastoida.
Usein ajatellaan, että sähköverkossa virtaa elektroneja samalla tavalla
kuin vesi virtaa, ja mitä käytetään yhdessä paikassa eli mitä kuluttaja käyttää,
voidaan toisessa paikassa eli tuottajan taholta syöttää sisään. Ei, vaan ei verkossa kulje mitään miinus- ja
plus-merkkisiä elektroneja. Vaihtovirrassa, joka muuttaa suuntaansa 50 kertaa
sekunnissa, lataus tanssii paikallaan. Tasavirrassa elektronit kyllä liikkuvat
yhteen suuntaan, mutta vastuksen takia, jota metalliverkon muut osaset aiheuttavat,
vain hyvin, hyvin hitaasti. Mikä sen sijaan liikkuu valon nopeudella
kaapelissa, on vain sähkökenttä, joka antaa jokaiselle lataukselle tietynlaisen
potentiaalin, antaa siis sille mahdollisuuden tehdä työtä. Vaihtosähköä ja
tasasähköä ei sellaisenaan voi syöttää samaan verkkoon.
Tämän lisäksi tuulee milloin sattuu, joka aiheuttaa sen, että tehoa
pumpataan ylös ja alas. Tämä saattaa aiheuttaa vahinkoa sähköverkolle ja sen
laitteille. On mahdollista, että se romahduttaa koko verkon eikä mitään sähköä
saada minnekään.
Liian abstraktia? No, ajatellaanpa vettä. Kuvittele lampi, jonka pinta on
peilityyni. Heitä siihen kivi. Voit nähdä, miten siitä, mihin kivi osuu lähtee
ympyränmuotoisesti pieniä laineita joka suuntaan. Jos veden pinnalla on palanen
puuta, voidaan nähdä, ettei se liiku eteenpäin. Se vain tanssii ylös alas.
Samoin tekevät vesimolekyylit. Ne heiluvat pystysuorassa ylös alas, mutta eivät
liiku rantaan. Laine kuljettaa liike-energiaa, jonka kivi aiheutti vedelle,
mutta ei kuljeta vettä itseään.
Samoin sähköverkossa. Kivi, joka lentää veteen, vastaa sähkön tuottajaa.
Jonkin ajan kuluttua laine tyyntyy ja pinta on jälleen tyyni. Laineen energia
kului vesimolekyylien hieroessa toisiaan. Tämä vastaa energian ottoa
sähköverkosta kulutuksen ja siirtohävikin kautta. On heitettävä uusi kivi
veteen, että saataisiin aikaan toinen laine (eli uutta sähköä).
No, sitten eivät vain siirtoverkkojen tekniset järjestelmät yksin, vaan
myös kotitalouksien ja yritysten monet koneet ja laitteet ole riippuvaisia tietystä jännitteestä ja
taajuudesta. Muuten tekniikka ei toimi tai jopa rikkoutuu. Toki näitä
ominaisuuksia voidaan muuttaa tarpeen mukaan (joskin joskus joutuisimme
ostamaan uusia laitteita), mutta aivan siitä riippumatta, miten tämä asia
määritellään, niiden on oltava verkossa tietyissä rajoissa samat. Muu ei ole
mahdollista. Voisi myös sanoa, että vedenpinnan aaltomalli voi vaihdella vain
tietyissä rajoissa. On siis heitettävä sopivia kiviä sopivin väliajoin
sopivalla voimalla sopivaan paikkaan. Sen tekee parhaiten kone, joka valmistaa
tarvittavat kivet raaka-aineesta ja heittää ne lampeen. Siis voimalaitos. Teknisesti
se ei ole lainkaan yksinkertaista. Kulutus nimittäin vaihtelee. Verkosta
otetaan joskus enemmän sähköenergiaa, joskus vähemmän. Siis lampeen täytyy
heittää enemmän kiviä lyhyemmin välein, tai vähemmän kiviä pitemmin välein.
Näin toimivat perinteiset voimalaitoksemme – tai siis pystyivät toiminaan,
ennen energiakäännettä.
On muuten samantekevää, sanotaanko, että kivien lukumäärän ja koon on vastattava
kulutusta, kuten aiemmin tapahtui. Vai sanotaanko, että kulutuksen on
vastattava käytettävissä olevia kiviä, kuten hallitus (”Smart Grid”) haluaisi.
Aina on tuotettava yhtä paljon energiaa kuin mitä käytetään, jotta tasapaino
pysyy, jotta – kielikuvaa käyttääksemme – aaltomalli lammen pinnalla pysyy
samana.
Nyt siteen tulee hallitus ja päättää tehdä energiakäänteen. Se maksaa
ihmisille siitä, että nämä heittelevät täysin sattumanvaraisesti erikokoisia
kiviä lampeen. Ja nämä hallitus maksaa sähkönkuluttajien rahoilla. Nämä ihmiset sitten seisovat lammen reunalla
ja katselevat, miten hienosti kivet putoilevat veteen, jotta aaltomalli
säilyisi. Tai sitten he heittelevät kiviä ämpärillisittäin lampeen, ja
saattavat koko järjestyksen sekaisin. Ei voida edes ennustaa, minä päivänä tai
tuntina he tekevät mitäkin.
”Nämä ihmiset” ovat tukea saavia tuuli- ja aurinkovoimaloita. Hallituksen
ajatus on korvata perinteiset ”kivienvalmistus- ja heittokapasiteetit”
(perinteiset, perusvoimaa tuottavat voimalaitokset) näillä täysin sattumanvaraisesti
toimivilla (vaihtoehtoisilla, sattumanvaraisilla) lähteillä. On helppo huomata,
mitä tässä on vialla. On aikoja, jolloin nämä uudet kivilähteet eivät tuota
lampeen lainkaan energiaa. Tätä varten tarvitaan samat vanhat perinteiset
voimalaitokset samassa mittakaavassa kuin aiemminkin. Niitä ei mitenkään voi
korvata. Seuraava kuva havainnollistaa tilannetta.
Ensimmäisessä kuvassa nähdään voimalaitostilanne Saksassa vuodesta 1991. Palkit
(asteikko vasemmalla) näyttävät sähkön tuotannon rakenteen. Viimeisinä
vuosikymmeninä ei rakenne eikä voimaloiden kokonaiskapasiteetti ole Saksassa
juurikaan muuttunut. Ei se ole ollut tarpeellistakaan, sillä sähkön kulutus on
noussut vain vähän. Siis sähköä tuotettiin suurin piirtein sama määrä kuin kulutettiinkin
(punainen viiva oikealla, oikeanpuoleinen asteikko). Mutta hetkinen, eikö tästä
puutu jotain? Kyllä, tässä ei ole sattumavoimaloita aurinkoa ja tuulta. Seuraavassa kuvassa nähdään kaikki yhdessä.
1990-luvun voimaloilla Saksa siis pystyi tuottamaan sähkönsä täysin. Oikeasti
oli enemmän kapasiteettia kuin mitä tarvittiin. Perinteiset voimalat nimittäin
myös joskus seisovat huolto- ja korjaustoimenpiteiden takia. Ensimmäisessä
kuvassa näkyvillä hiili-, kaasu- ja öljyvoimaloilla, ydin- ja vesivoimaloilla,
bio- ja jätteenpolttovoimaloilla on se älykäs ominaisuus, että ne tuottavat
tasaisen määrän sähköä kellon ympäri ja että ne voivat suuressa määrin korvata
toisensa.
Tähän on nyt tullut vuodesta 2000 alkaen suuri määrä tuuli- ja
aurinkovoimaloita. Kuten kuvasta näkyy, täysin ilman
hyötyä ja merkitystä.
Näitä ei tarvittu täyttämään puuttuvaa sähköntarvetta, eivätkä ne ole
korvanneet yhtäkään perinteistä voimalaa. Sillä kun aurinko ei paista eikä
tuule, perinteisen, luotettavan, nk. perusvoiman on oltava valmiina tuottamaan
sähköä – niitä ei voi lakkauttaa.
.
Energiakäänne on siis tuottanut vain lisää kapasiteettia, jota ei tarvita. Koska
sellainen ei olisi markkinataloudellisesti ollut mahdollista, se voitiin
toteuttaa vain valtion tuilla. Niille, jotka rakensivat tuuli- ja
aurinkovoimalat ja niitä yhä rakentavat, luvattiin ostaa kaikki tuotettu sähkö
ja lisäksi hinnalla, joka on runsaasti enemmän kuin markkinahinta. Tämä
puolestaan kirjattiin nk. energialakiin (Saksassa EEG, uusiutuvan energian
laki). Kaiken tämän on maksanut sähkön kuluttaja. Hallitus pakottaa siis meidät kaikki maksamaan
kallista hintaa siitä, mitä emme oikeastaan ollenkaan tarvitse. Koska me emme
sitä tarvitse, ei se olisi itsestään ollenkaan syntynytkään. Ilman tätä lakia
eli auringon ja tuulen hintatakuuta ei energiakäänne olisi ollut mahdollinen.
Tämä on ensimmäinen tärkeä asia: Energiakäänne pakottaa tekemään tällaisen
lain, kuten se tänään on voimassa, ja laki puolestaan pakottaa
energiakäänteeseen, kuten hallitus sen haluaa. Jokainen lain muutos sekä ”rajattomaan
uusiutuvan sähkön ostoon” että ”markkinahintaa korkeammpaan takuuhintaan” karkottaisi
investoijat ja energiakäänne päättyisi.
Toki voidaan kuvitella mittakaava- ja oppimisvaikutuksia, joissa aurinko-
ja tuulivoima joskus voidaan tuottaa markkinahinnalla. Todellakin, kehitystä
tähän suuntaan on nähtävissä. Se ei kuitenkaan muuta tämän sähköntuotannon
vaihtelevuutta. Ylläolevassa kielikuvassa on siis aikoja, jolloin kivi putoaa
näistä sattumalähteistä lampeen. Nyt meidän perinteisen kivienvalmistus- ja
heittojärjestelmän ei ole vain pakko sopeutua vaihtelevaan tarpeeseen, vaan myös
tasata nämä heilahtelevat lähteet. Käytännössä tämä tarkoittaa, että
perusvoimaa on jatkuvasti säädettävä ylös alas. Tässä on kyse etupäässä kaasu-,
hiili- ja öljyvoimaloista, jotka tämän takia käyttävät polttoainettaa
huonommalla hyötysuhteella ja päästävät ilmaan enemmän hiilidioksidia kuin
ennen. Ensinnäkin perinteisesti tuotetun sähkön hinta nousee, ja toisaalta
energiakäänteen varsinainen tavoite päästöjen vähentäminen tehdään tyhjäksi.
Näiden voimaloiden käyttö voi jopa tulla kannattamattomaksi, koska sähköä
ostetaan vähemmän mutta samalla tarvitaan enemmän polttoainetta. Olisi loogista
hävittää nämä markkinoilta kokonaan. Sitä vain ei voida tehdä, koska
sähköverkko on pidettävä tasaisena. Pakollinen seuraus olisi, että
perusvoimaloille olisi maksettava vahingonkorvaus, että aina, kun tarvetta on, ne
olisivat käytettävissä.
Sitten on aikoja, jolloin tuuli käy voimakkaana ja/tai aurinko paistaa
kirkkaasti. Silloin lampeen lentelee ämpäreittäin kiviä ja syntyy täysin sekava
aaltomalli. Se voi, kuten yllä mainittiin, johtaa kaikissa sähköjärjestelmissä
mittaviin vahinkoihin, eli sellaista on pakko yrittää välttää. Tähän on olemassa vain yksi tie: pitää ottaa
kivet kiinni, ennen kuin ne putoavat veteen. Niin, joinakin aikoina tuuli ja
aurinko tuottavat liikaa sähköä. Paljon enemmän kuin tarvitaan. Tätä sähköä ei
voi käyttää missään, pitää siis huolehtia siitä, että sitä ei synny. Ja sähkön
kuluttaja tietenkin maksaa myös tämän virtuaalisähkön, joka kyllä olisi voitu
tuottaa, mutta ei tuotettu, koska sillä ei ollut käyttöä.
.
Siinä maailmassa, minkä hallitus kuvittelee (kuva 3, vuoteen 2050 asti) on
kuitenkin koko joukko perinteisiä voimaloita korvattu sattumavoimaloilla. Usein
puhutaan, että tuotetaan sähköä silloin, kun on riittävästi tuulta ja aurinkoa, ja tämä
sitten kerätään ja varastoidaan ja näin ollaan riippumattomia säästä.
Sähkövarastot korvaisivat siis perusvoimalat, jotka nyt turvaavat tasaisen
sähkön. Valitettavasti tämä idea törmää
siihen, että sähköä ei voi varastoida. Fysiikan lakien mukaisesti sähkökenttä
on tilaominaisuus, joka on olemassa verkossa, ja se syntyy siten, että
sähkövarauksen kuljettajat (dynamiikka eli toiminta) synnyttävät ja käyttävät sitä
olemassaolollaan. Energiaa (sähköä) eivät siirrä varauksen kuljettajat itse,
vaan se tila, jossa se on. Tällaista energiaa ei voi varastoida, koska ei
dynamiikkaa, siis toimintaa (esimerkiksi nopeutta tai liikesuuntaa) voi
varastoida. Kielikuvassa lammesta voi tietenkin ottaa vettä ja säilyttää sitä
jossain astiassa. Aaltoliikettä sen sijaan ei voi säilyttää. Ajattelepa valoa
(joka on sähkömagneettinen aalto). Valon lähteen voi sytyttää tai sammuttaa,
mutta valonsädettä ei voi ”pitää paikallaan”.
Mutta on mahdollista teettää tuotetulla sähköllä työtä ja säilyttää se.
Silloin menee hyvin paljon alkuperäisestä energiasta hukkaan. Aivan sama mitä
tulevaisuudessa keksitään, fysiikan lakeja ei voi muuttaa. Yhden energiamuodon
muuttaminen toiseksi aiheuttaa aina paljon energiahukkaa, jota ei voi käyttää
uudelleen (esimerkiksi lämpöä).
Jos esimerkiksi energia, jota ei sillä hetkellä tarvita, pumpataan
vuorenrinnettä ylös (pumppuvoimalaitos), sähkö muutetaan mahdolliseksi
vesi- (paikallaan pysyväksi) energiaksi. Tämä vesi tuottaa aina vähemmän
energiaa kuin mitä pumppaamiseen tarvittiin. Jos vesi uudelleen muutetaan
energiaksi, annetaan sen siis valua vuorelta alas ja turbiinien läpi, taas
menetetään energiaa. Alun perin tuotetusta energiasta on siis saatu hyvin
paljon vähemmän energiaa. Sähkön ”varastointi” on yksinkertaisesti aina
kallista, sen sijaan että sähkö tuotettaisiin tarpeen mukaan. Tätä tosiasiaa ei
mikään mahti maailmassa pysty koskaan muuttamaan.
Tuollaiset varastointiteknologiat eivät olekaan minkäänlaisessa
varteenotettavassa roolissa, se olisi totuuden nimissä hyvä muistaa. No
niin, hallituksella ja ympäristöministerilläpä on vielä paljon hienompi idea.
Kaaviosta voit nähdä, miten kovasti yritetään vähentää sähkön kulutusta
samalla kun yritetään kasvattaa sattumasähkön määrää. Oletetaan, että vuoteen
2050 sähkön tarve vähenisi neljänneksellä tähän hetkeen verrattuna. Toisaalta
yritetään tuoda suuri määrä sähköä tulevaisuudessa ulkomailta (eli noin
neljännes tulevasta tarpeesta). Ja kolmanneksi, ei yritetä tehdä suuria
varastointeja perustarvetta varten, vaan yritetään sovittaa kulutus tuotettuun energiaan
(”Smart Grid”). Saksa tuottaa nyt kaiken tarvisemansa sähkön omassa maassaan.
Vuonna 2050 näin ei enää olisi. Nyt sähköä voi käyttää niin paljon kuin
tarvitsee. Vuonna 2050 sellainen ei enää olisi mahdollista. Sähköä
käytettäisiin vain silloin, kun sitä satutaan saamaan.
Sellainen on energiakäänne: sähkön hinta nousee, koska rakennetaan lisää
tuotantoa, jota ei tarvita. Kukaan ei investoisi vapaaehtoisesti, mutta valtio
kantaa taloudellisen riskin. Sellainen on energialaki, eivätkä takuutuet merivoimaloille
nekään ole mitään muuta. Sähkö kallistuu, koska olemassa oleva kapasiteetti ei
pysty toimimaan taloudellisesti. Ei-taloudellista tuotantoa on tuettava,
koska perusenergiaa on joka tapauksessa ylläpidettävä. On maksettava myös
siitä sattumasähköstä, jota menee hukkaan: ”varastointi” ei ole
taloudellista.
Vielä ei sanottu mitään sähköverkon uudistamisesta, sillä nyt siirrytään
hajautettuun tuotantoon, jolla energiatiheyttä on vähemmän. Sekin on pakko
tehdä, jos haluaa uusiutuvia. Teollisuudelle on pakko myöntää alennuksia,
jotta pysyttäisiin kilpailukykyisinä maailmalla. Tämä ei koske vain vientiä,
vaan myös kotimaan tuotantoa, muuten omat tuotteet eivät ole ulkomaisille
kilpailukykyisiä. Ja vaikka kaikki koko ajan kallistuu, mikään ei tule
paremmaksi. Päinvastoin, toimitusvarmuus
heikkenee. Vielä tullaan kaipaamaan aikoja, jolloin pyykkiä voi pestä milloin
vain.
Mikään ei muuttuisi, jos hallitus vaihdettaisiin. Energiakäännettä ei
suunniteltu huonosti eikä viety huonosti läpi. Eivät punaiset tai vihreät voi
toimia huonommin kuin keltaiset ja siniset. Energiakäänne tarkoittaa nousevia hintoja ja samalla toimitusvarmuuden
vähenemistä. Iäksi. Sattumasähkö tulee aina olemaan kalliimpaa kuin
perinteinen. Ei siksi, että puuttuisi poliittista tahtoa tai johto olisi huono,
vaan siksi, että me emme pysty muuttamaan fysiikan lakeja.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti