Sähkö ja lämpö
Energian tuotanto ei ole itseisarvo, vaan energiaa tarvitaan tuottamaan hyvinvointia. Koska energian tuotanto vie paljon resursseja ja aiheuttaa nykyisellään paljon ympäristöhaittoja, on tärkein tavoite vähentää yhteiskunnan energiaintensiteettiä ja suunnata energiajärjestelmien suunnittelu ja teknologinen kehitys siten, että tuotettua energiayksikköä kohti syntyy mahdollisimman paljon hyvinvointia. Tällä hetkellä energian tuotanto vastaa noin 75% kaikista Suomen ilmastopäästöistä. Eniten energiaa kuluttavat teollisuus (noin 45%), rakennusten lämmitys (noin 25%) ja liikenne (noin 17%).
Energian käytön tehokkuutta voidaan parantaa sähköistämällä liikenne ja lämmityssektori sekä teollisuus kaikissa soveltuvissa kohteissa. Sähkömoottori pystyy tuottamaan liike-energiaa jopa 90% hyötysuhteella polttomoottorin jäädessä keskimäärin noin 20% tasolle. Myös sähkön tuotannon ja siirron hyötysuhde on korkea. Parhaimmillaan energiajärjestelmän sähköistämisen ja hukkaenergian minimoinnin tuottama energiatehokkuuden kasvu mahdollistaa, että yhteiskunnan käytettävissä olevan energian eli eksergian määrä voi pysyä lähellä nykyistä tasoa, vaikka energiaa tuotettaisiin vähemmän kuin nykyisin.
Energian tuotannossa on siirryttävä fossiilisten energianlähteiden käytöstä polttamatta tapahtuvaan tuotantoon. Tärkeimpiä tällaisia teknologioita ovat aurinko- ja tuulienergia, vesivoima ja ydinenergia.
Polttamatta tapahtuvan energian tuotannon yleisimmät menetelmät ovat olleet pääosin käytössä jo vuosikymmeniä. Nykyisellään kehitystyö keskittyy yksikkökustannusten laskemiseen esimerkiksi isompien avomerelle sijoittuvien tuulivoimaloiden avulla. Lisäksi kehitetään menetelmiä hyödyntää heikompia tuulia tai tuottaa aurinkoenergiaa myös pilvisellä säällä.
Täysin uudet energiantuotannon muodot, kuten fuusioenergia, vaativat vielä pitkän kehitystyön, eikä niistä ole odotettavissa apua lähivuosikymmeninä. Ydinenergian lisääminen on mahdollista, mutta myös fissioenergian lisärakentaminen ja uusien fissioreaktorien kehitys on osoittautunut hitaaksi. Mittavin kasvupotentiaali on aurinko- ja tuulienergialla, jotka ovat muodostumassa monilla alueilla myös tuotantokustannuksiltaan kilpailukykyisimmiksi teknologioiksi.
Suurin uutta energian tuotantoa koskeva ongelma on energian varastointi. Aurinko- ja tuulienergian tuotanto vaihtelee sääolosuhteiden mukaan. Ydinvoiman säätelymahdollisuudet ovat myöskin rajalliset. Vesivoimaa voidaan käyttää tasaamaan aurinko-, tuuli- ja ydinvoiman tuotantoa, mutta sen huomattava lisärakentaminen ei ole mahdollista ainakaan virtaavissa vesistöissä.
Laaja siirtymä päästöttömään energian tuotantoon vaatii suuria investointeja, jotka väistämättä nostavat myös energian hintaa. Toisaalta energiatehokkuuden lisääntyminen voi vähentää huomattavasti energian kulutusta. Tehokkaita asumisen ja liikkumisen teknologioita ja palveluja hyödyntäen energialasku voi jopa pienentyä, vaikka energian yksikköhinta olisi nykyistä korkeampi. Joka tapauksessa oikeudenmukaisen siirtymän periaatteiden mukaisesti energian hinnan nousun haavoittuvaisimmille väestön osille aiheuttama kohtuuton rasitus on katettava julkisin varoin.
***
Kiinteistöjen lämmitys tuottaa noin 25% Suomen ilmastopäästöistä. Pääkaupunkiseudulla lämmityksen osuus päästöistä on lähes 60%. Pienissä kaupungeissa ja haja-asutusalueilla voidaan jo nykyisellään siirtyä kustannustehokkaasti maa-, ilma- ja vesistölämmön käyttöön. Öljy- ja suorasähkölämmityksestä pitää luopua nopeasti. Myös isommissa kaupungeissa esimerkiksi tuulisähkön ja lämpöpumppujen yhdistelmällä pystytään tuottamaan tehokkaasti ja lähes päästöttömästi lämmitysenergiaa.
Nykyisin käytettävissä olevilla polttoon perustumattomilla teknologioilla ja lämmön lähteillä ei kuitenkaan pystytä isojen kaupunkien mittakaavassa takaamaan 100% toimitusvarmuutta pitkien pakkasjaksojen aikana. Siksi kaukolämmön piirissä olevissa kaupungeissa tarvitaan useampien keinojen yhdistelmiä.
Ensimmäinen askel on lämmitysenergian tarpeen minimoiminen, muun muassa rakennusten energiatehokkuutta kohentamalla ja pitämällä sisälämpötila terveyden kannalta suositellulla tasolla. Lämmön tarvetta voidaan säädellä myös uusin älykkäin ennakointi- ja kysyntäjoustoratkaisuin. On pohdittava myös mahdollisuutta joidenkin rakennusten lämpötilan suurempaan laskuun pakkasjaksojen aikana, jotta huippukulutusta voidaan leikata.
Tämän lisäksi on kehitettävä edelleen polttoon perustumattomia lämmön tuotannon teknologioita, kuten lämpöpumppuja yhdistettyinä erilaisiin lämmön lähteisiin. Pidemmällä tähtäimellä myös lämpöä tuottavat pienydinvoimalat voivat tulla markkinoille.
Taustaa:
BIOS (2019). To continue to burn something? Technological, economic and political path dependencies in district heating in Helsinki, Finland. Energy Research & Social Science.