Fossiilit museoon

Fossiilit museoon

Tämän tästä energiapolitiikka käy kuumana kuin espanjalainen aurinkopaneeli. Uusiutuvan energian käyttö lisääntyy kaiken aikaa, mutta samalla toistuvasti esitetään väitteitä, että esimerkiksi tuulivoiman lisääminen ei todellisuudessa vähentäisi fossiilisten polttoaineiden käyttöä. Usein toistuva argumentti tässä on se, että vaihtelevana tuotantomuotona tuulivoima tarvitsee rinnalleen säätöenergiaa, joka usein on nimenomaan fossiilisten polttoaineiden tupruttelua. Vaihtoehdoksi tuulivoiman ja muun uusiutuvan energian lisäämiselle fossiilisten polttoaineiden korvaajana esitetään ydinvoimaa.

Tällaisen keskustelun ongelmana on usein se, että kummankin puolen kannattajien joukosta esitetään kovaäänisiä ideologisia mielipiteitä, joita ei perustella faktoilla tai joiden perusteeksi esitetään valikoituja faktoja. Lisäongelma on se, että energiapoliittiset ratkaisut ovat nimenomaan poliittisia ratkaisuja, joita ei reaalimaailmassa voida tehdä puhtaasti teknisin tai rationaalisin perustein. Mutta yritetään nyt tarkastella faktoja takertumatta ideologioihin tai politiikkaan — tutkitaan tilastoja.

Tarkastelen tässä kirjoituksessa sitä, miten fossiilisten polttoaineiden ja muiden energianlähteiden käyttö sähköntuotannossa Euroopassa on muuttunut vuosina 1990–2014. Ajan ja paikan rajaus on toisaalta mielivaltainen, mutta tätä tarkastelua varten on helppo löytää käyttöön kattavia tilastoja ja yhden maanosan kehitys neljännesvuosisadan aikana on jo sekin suuntaa antava ja monia trendejä paljastava. Keskityn tarkastelussani nimenomaan sähkön bruttotuotantoon; tarkastelun ulkopuolelle jää mm. lämmitykseen ja liikenteeseen käytetty energia. Bruttotuotanto on perusteltu sikäli, että olen kiinnostunut nimenomaan sähköntuotannon fossiilisten polttoaineiden kulutuksen muutoksista, en esimerkiksi sähkön loppukulutuksessa tapahtuneista muutoksista. Myöskään en tarkastele eri teknologioiden, voimalaitosten ja polttoaineiden valmistukseen liittyviä kysymyksiä, vaan ainoastaan sähköntuotantoa voimalaitoksissa.

Aineistona käytän Eurostatin tietokantaa Supply, transformation and consumption of electricity – annual data (nrg_105a), jonka raakatietoja olen yhdistellyt oman tarkasteluni tarpeiden vaatimalla tavalla. Kaikissa kuvaajissa ja laskelmissa käytetty mittayksikkö on gigawattituntia (GWh) vuodessa eli nimenomaan tuotetun sähkön määrä, ei esimerkiksi voimalaitoskapasiteetti. Huomautan jo tässä vaiheessa, että vaikka olen pyrkinyt välttämään virheitä, monen käsittelyvaiheen vuoksi virheet ovat mahdollisia. Pyydän lukijoita kommentoimaan havaitsemiaan virheitä; jos kiinnostusta ilmenee, voin eritellä käyttämiäni työvaiheita tarkemmin kommenteissa. Nyt pidemmittä puheitta itse asiaan.

Sähkön tuotanto Euroopan unionissa 1990–2014

Olen siis kiinnostunut tarkastelemaan sitä, millaisia muutoksia fossiilisten polttoaineiden käytössä on tapahtunut ja mitkä tekijät tähän ovat mahdollisesti vaikuttaneet. Aloitan tarkastelun koko EU:n tasolta ja käyn sen jälkeen läpi yksittäisiä kiinnostavia maita. Ihan aluksi katsotaan kokonaiskuvaa sähkön tuotannosta koko EU:ssa.

Kuva 1: Sähköntuotanto 28 EU-maassa 1990–2014.

Kuva 1: Sähköntuotanto 28 EU-maassa 1990–2014.

Kuvasta 1 näemme, että sähkön tuotanto kasvoi 1990-luvun alusta vuoteen 2008 saakka. Sen jälkeen sähkön tuotanto Euroopassa kääntyi laskuun. En tarkastele tässä kulutusta sen enempää, mutta on aika ilmeistä arvata, että tuotannon lasku johtuu Euroopan yleisesti heikosta taloustilanteesta. Jos talous lähtee taas jossain vaiheessa kunnolla kasvuun, oletettavasti myös sähkön tuotanto kasvaa taas. Vuoden 2014 sähköntuotannosta fossiilisten polttoaineiden (hiili, öljy, kaasu, turve ja fossiilinen jäte) osuus oli 43,2 %, ydinvoiman 27,6 %, vesivoiman 13,7 %, tuulivoiman 7,9 %, biopolttoaineiden 5,2 %, aurinkovoiman 3,1 % ja muiden tuotantomuotojen 0,3 %. (Koko unionin tasolla nettotuonti on vuodesta toiseen alle prosentin, joten se voidaan vähämerkityksisenä jättää toistaiseksi huomiotta. Yksittäisten maiden kohdalla sillä on toki merkitystä.)

Fossiiliset polttoaineet ovat siis edelleen tärkein sähkönlähde Euroopassa. Absoluuttisesti fossiilisilla polttoaineilla kuitenkin tuotetaan sähköä nykyään vähemmän kuin kertaakaan vuoden 1990 jälkeen: vuonna 2014 fossiilisähköä tuotettiin jo 28 % vähemmän kuin huippuvuonna 2007. Kaikkea fossiilisähkön vähenemistä ei voi selittää yleisellä sähköntuotannon vähenemisellä, sillä 1990-luvun alusta vuoteen 2007 saakka fossiilisähkön osuus oli suurin piirtein yhtä suuri, 53–56 %, ja vuodesta 2008 alkaen pudotus on ollut jyrkkää ja jatkuvaa. Jokin selvästi korvaa fossiilisähköä.

Kuva 2: Tuotantomuotojen osuudet 28 EU-maassa 1990–2014.

Kuva 2: Tuotantomuotojen osuudet 28 EU-maassa 1990–2014.

Ydinvoimaa on esitetty tehokkaaksi ja luotettavaksi tavaksi vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä: ydinvoimalat ovat suuritehoisia ja niiden tuotanto on tasaista. Käytännössä Euroopassa ei ole kuitenkaan viime aikoina laajassa määrin turvauduttu ydinvoimaan fossiilisten polttoaineiden korvaajana. Joissain maissa on otettu käyttöön uusia ydinvoimaloita, mutta toisissa maissa niitä taas on poistettu käytöstä. 1990-luvulla ydinvoimalla tuotettiin noin kolmannes EU:n sähköstä ja ydinvoiman absoluuttinen määrä kasvoi, mutta vuosituhannen vaihteessa ydinvoiman suhteellinen osuus alkoi laskea nopeammin ja absoluuttinen määrä kääntyi laskuun 2005. Tällä vuosikymmenellä lasku on pysähtynyt, ja nyt ydinvoimalla tuotetaan runsas neljännes EU:n sähköstä. Kuvan 2 käyriä vertaamalla huomataan, että 2000-luvun alussa fossiilisten polttoaineiden käyttö lisääntyi jonkin verran samalla, kun ydinvoiman suhteellinen käyttö väheni. Vuoden 2007 jälkeen fossiilisten polttoaineiden käyttö sen sijaan on vähentynyt jyrkästi samalla, kun ydinvoiman osuus on pysynyt vakiona. Voidaan siis sanoa, että Euroopan unionin tasolla fossiilisten polttoaineiden käyttöä on voitu vähentää lisäämättä ydinvoiman käyttöä, mutta ydinvoimaa ei ole voitu vähentää lisäämättä fossiilisten polttoaineiden käyttöä.

Vesivoiman absoluuttinen ja suhteellinen tuotanto vaihtelevat melko paljon, ja peräkkäisinä vuosina vesivoiman osuus tuotannosta voi vaihdella yli kaksi prosenttiyksikköä. Selvästi havaittava trendi on vesivoiman absoluuttinen kasvu 1990-luvulla, mutta 2000-luvulla vuosivaihtelut ovat olleet voimakkaita kumpaankin suuntaan. Viimeisinä vuosina vesivoiman tuotanto on ollut 2000-luvun keskiarvoa runsaampaa, mutta pelkästään tilastoista ei voi sanoa, onko kyseessä trendimuutos vai ilmaston kausivaihtelusta johtuva heilahtelu. Vesivoiman lisääntyminen on luonnollisesti vähentänyt fossiilisen säätövoiman tarvetta, joten muutama hyvä vesivoimavuosi aivan tarkastelukauden lopussa on voimistanut fossiilisähkön laskevaa trendiä. Fossiilisähkön osuus on kuitenkin laskenut seitsemässä vuodessa peräti 14 prosenttiyksikköä, joten parin prosenttiyksikön vuosivaihtelut vesivoimassa eivät selitä tästä trendistä kuin pienen osan.

Näin päästään vihdoinkin varsinaiseen seitanpihviin eli kysymykseen siitä, kuinka paljon tuulivoima (ja laajemmin muu uusiutuva energia paitsi edellä käsitelty vesivoima) on vaikuttanut fossiilisten polttoaineiden käyttöön sähköntuotannossa. Vuonna 2014 tuulen, auringon ja biomassan osuus EU:n sähköntuotannosta oli 16,2 % eli hieman vajaa kuudesosa. Vuonna 2007 eli fossiilisten polttoaineiden huippuvuonna niiden osuus oli 5,8 %. Ydinvoiman huippuvuonna 2004 uusiutuvien osuus oli 3,6 %. Uusiutuvat tuotantomuodot ovat ainoana selvästi, voimakkaasti ja vuodesta toiseen kasvaneet tällä vuosituhannella samalla, kun fossiilisten polttoaineiden käyttö sähköntuotannossa on vähentynyt. Voidaan perustellusti sanoa, että Euroopan unionin tasolla tuuli-, aurinko-, ja biomassasähkön lisääntyminen viimeisen vuosikymmenen aikana on ollut keskeinen tekijä, joka on johtanut fossiilisten polttoaineiden käytön vähenemiseen sähköntuotannossa sekä absoluuttisesti että suhteellisesti. Näin on käynyt siitä huolimatta, että etenkin tuulivoima, jolla tuotetaan noin puolet tästä uusiutuvasta sähköstä, on hyvin epävakaa tuotantomuoto, joka vaatii tuekseen säätövoimaa.

Maakohtaiset tarkastelut

Koko maanosan tasolla trendit ja korrelaatiot näkyvät selvästi, mutta yksittäisten maiden kohdalla tilanteet vaihtelevat hyvin paljon. Niin ikään poliittiset ja ideologiset intohimot ovat voimakkaampia kansallisella tasolla, joten on perusteltua tarkastella sähköntuotannon kehitystä myös maittain. Käyn läpi joitakin yksittäisiä kiinnostavia maita (kaikkien maiden käsittely olisi hyvin työlästä ja aikaavievää, mutta jos olet sitä mieltä, että jokin tärkeä maa puuttuu, laajennan tarkasteluani ilomielin), minkä jälkeen vertailen maita keskenään.

Saksa

Kuva 3: Sähköntuotanto Saksassa 1990–2014.

Kuva 3: Sähköntuotanto Saksassa 1990–2014.

Saksa on Euroopan väkirikkain maa ja suurin sähköntuottaja, joten aloitan tarkastelun Saksasta. Saksassa on tehty poliittinen päätös pyrkiä lisäämään uusiutuvan energian tuotantoa oleellisesti ja luopumaan mm. ydinvoimasta, joten fossiilisten polttoaineiden käyttöä Saksan sähköntuotannossa tarkkaillaan laajalti. Vuonna 2014 Saksassa tuotetusta sähköstä fossiilisten polttoaineiden osuus oli 57,4 %, ydinvoiman 15,5 %, tuulivoiman 9,1 %, biomassan 7,9 %, auringon 5,7 % ja vesivoiman 5,0 %. Saksa on koko tämän vuosituhannen ollut sähkön nettoviejä, ja vuonna 2014 viennin osuus oli 5,4 % tuotannosta.

Kuva 4: Tuotantomuotojen osuudet Saksassa 1990–2014.

Kuva 4: Tuotantomuotojen osuudet Saksassa 1990–2014.

Absoluuttisesti eniten fossiilisähköä Saksassa tuotettiin vuonna 2007, ja sen jälkeen fossiilisähkön määrä on ollut laskussa. Ydinvoiman absoluuttinen määrä on vähentynyt huomattavasti vuoden 2006 jälkeen, joten fossiilisähkön absoluuttinen huippuvuosi 2007 osui poliittisesti arkaan hetkeen eli heti ensimmäisten ydinvoimaloiden sulkemisen jälkeiseen vuoteen. Sittemmin ydinvoimaloita on suljettu lisää ja fossiilisähkön tuotantokin on laskenut, joten voidaan sanoa, että fossiilisten polttoaineiden käyttöä on voitu vähentää ydinvoiman alasajosta huolimatta. (Tämä ei tietenkään poissulje sitä, että fossiilisähköä olisi voitu vähentää vielä enemmän, jos ydinvoimaloita ei olisi ajettu alas vaikka toteutuneet investoinnit uusiutuvaan energiaan olisi toteutettu siten kuin ne toteutettiin.)

Fossiilisähkön suhteellinen osuus on kuitenkin ollut laskussa koko tarkastelukauden ajan eli 1990-luvun ensimmäisistä vuosista lähtien. Nyt fossiilisähkön osuus on noin kymmenen prosenttiyksikköä pienempi kuin neljännesvuosisata sitten. Jos tahti jatkuu samana, Saksa pääsee eroon fossiilisähköstä vasta sadan vuoden kuluttua. Samalla ydinvoiman suhteellinen osuus on laskenut jyrkästi koko 2000-luvun ja on puolittunut noin 30 prosentista noin 15 prosenttiin. Voidaan perustellusti sanoa, että toistaiseksi Saksan tietoinen politiikka fossiilisähkön vähentämiseksi ei ole ollut erityisen tehokasta, sillä neljännesvuosisadassa fossiilisten osuus Saksassa on laskenut saman verran kuin koko EU:ssa keskimäärin seitsemässä vuodessa.

Silti ei voida kiistää sitä, että uusiutuvan energian tuotanto niin absoluuttisesti kuin suhteellisesti on Saksassa kasvanut voimakkaasti koko tämän vuosituhannen ajan. Osuus on jo nyt yli viidesosan, ja mikäli kasvukäyrä pysyy samanlaisena, uusiutuvien osuus nousee nopeasti entistä merkittävämmälle tasolle. Kiinnostavaa tosin on, korvataanko uusiutuvalla sähköllä ensisijaisesti ydinvoimaa, kuten tähän mennessä, vai fossiilisähköä.

Ranska

Kuva 1: Sähköntuotanto Ranskassa 1990–2014.

Kuva 5: Sähköntuotanto Ranskassa 1990–2014.

Ranska poikkeaa naapurimaastaan Saksasta sähköntuotannon osalta valtavasti. Ranskassa on perinteisesti tuotettu paljon ydinvoimaa, ja tälläkin hetkellä ydinvoiman osuus sähköntuotannosta on korkeampi kuin missään muussa maassa. Vuonna 2014 ydinvoiman osuus oli 77,6 %, vesivoiman 13,2 %, fossiilisten polttoaineiden 5,1 %, tuulivoiman 3,1 % ja aurinkovoiman 1,0 % sähköntuotannosta. Ranska vei peräti 11,9 % sähköstä ulkomaille.

Kuva 6: Tuotantomuotojen osuudet 28 EU-maassa 1990–2014.

Kuva 6: Tuotantomuotojen osuudet Ranskassa 1990–2014.

Vaikka fossiilisähkön osuus Ranskassa on jo lähtökohtaisesti ollut hyvin matala, siinäkin on kuitenkin nähtävissä viime vuosina voimistunut laskeva trendi. Fossiilisähkön osuudessa parinkymmenen vuoden aikana tapahtuneet vaihtelut ovat kyllä kaikkiaankin pienempiä kuin ydinvoiman osuuden vuosivaihtelut, joten tarkempia syy-seuraussuhteita ei tästä aineistosta pysty sanomaan. Kuitenkin myös Ranskassa tuuli- ja aurinkovoiman määrä ja osuus ovat vuoden 2007 jälkeen olleet kasvussa. Jos kasvu jatkuu samanlaisena, Ranskalla on jo lähivuosina hyvät mahdollisuudet päästä fossiilisähkön tuotannosta kokonaan eroon.

Iso-Britannia

Kuva 1: Sähköntuotanto Isossa-Britanniassa 1990–2014.

Kuva 7: Sähköntuotanto Isossa-Britanniassa 1990–2014.

Kolmas suuri EU-maa, Iso-Britannia, tukeutuu sähköntuotannossaan vielä voimakkaasti fossiilisiin polttoaineisiin. Vuonna 2014 fossiilisten osuus oli 61,3 %, ydinvoiman 18,8 %, tuulivoiman 9,4 %, biomassan 6,7 %, vesivoiman 3,4 % ja aurinkovoiman 1,2 % sähköntuotannosta. Nettotuontia oli 6,1 %.

Kuva 8: Tuotantomuotojen osuudet Isossa-Britanniassa 1990–2014.

Kuva 8: Tuotantomuotojen osuudet Isossa-Britanniassa 1990–2014.

Huippuvuoden 2008 jälkeen fossiilisähkön tuotanto on kuitenkin laskenut voimakkaasti. Absoluuttinen tuotanto on nyt pienempää kuin kertaakaan vuoden 1990 jälkeen. Niin ikään ydinvoiman tuotanto on vähentynyt koko tämän vuosituhannen. Iso-Britanniassa sähköntuotannon kehitys näyttääkin pääpiirteissään hyvin samanlaiselta kuin Saksassa: ydinvoiman varhainen alasajo johti fossiilisten polttoaineiden osuuden tilapäiseen nousuun, mutta tällä vuosikymmenellä uusiutuvan energian voimakas lisääntyminen on johtanut fossiilisten polttoaineiden osuuden voimakkaaseen laskuun.

Italia

Kuva 9: Sähköntuotanto Italiassa 1990–2014.

Kuva 9: Sähköntuotanto Italiassa 1990–2014.

Italia poikkeaa muista suurista EU-maista sikäli, että siellä ei tuoteta lainkaan ydinvoimaa, mutta maassa hyödynnetään geotermistä energiaa enemmän kuin muissa maissa. Vuonna 2014 Italian sähköntuotannosta fossiilisten polttoaineiden osuus oli 56,0 %, vesivoiman 22,1 %, auringon 8,0 %, biomassan 6,7 %, tuulen 5,4 % ja maalämmön 2,1 %. Italia toi peräti 15,6 % sähköä.

Kuva 10: Tuotantomuotojen osuudet Italiassa 1990–2014.

Kuva 10: Tuotantomuotojen osuudet Italiassa 1990–2014.

Fossiilisähkön osuus on Italiassa ollut pitkään hyvin tasainen, ja vuosivaihtelut ovat olleet vähäisiä. Absoluuttisesti fossiilisähkön tuotanto kasvoi huippuvuoteen 2007 asti, mutta sitten tuotanto lähti jyrkkään laskuun. Vuonna 2014 Italiassa tuotettiin absoluuttisesti vähemmän fossiilisähköä kuin kertaakaan vuoden 1990 jälkeen, ja suhteellinen osuus on laskenut noin 80 %:sta alle 60 %:iin. Samana aikana uusiutuvan sähkön tuotanto on kasvanut lähes vastaavalla osuudella ja oli jo vuonna 2014 viidenneksen kaikesta sähköntuotannosta. Pohjoisemmasta Euroopasta poiketen Italiassa aurinkoenergian osuus on suurempi kuin tuulen.

Espanja

Kuva 11: Sähköntuotanto Espanjassa 1990–2014.

Kuva 11: Sähköntuotanto Espanjassa 1990–2014.

Italian tavoin etelässä sijaitseva Espanja hyödyntää sähköntuotannossa nykyään paljon aurinkoenergiaa, mutta ehkä hieman yllättäen tuulivoima on vielä tärkeämmässä asemassa. Vuonna 2014 sähköntuotanto jakautui seuraavasti: fossiiliset polttoaineet 38,5 %, ydinvoima 20,6 %, tuulivoima 18,7 %, vesivoima 16,8 %, aurinkovoima 4,9 % ja biomassa 1,9 %. Nettovienti oli 1,2 %.

Kuva 12: Tuotantomuotojen osuudet Espanjassa 1990–2014.

Kuva 12: Tuotantomuotojen osuudet Espanjassa 1990–2014.

Monien muiden EU-maiden tavoin fossiilisähkön suhteellinen osuus Espanjassa oli suurimmillaan 2007 ja absoluuttinen määrä 2009. Sen jälkeen fossiilisähkön osuus on ollut jyrkässä laskussa ja vastaavasti uusiutuvan energian osuus jyrkässä nousussa. Ydinenergian absoluuttisessa määrässä ei ole tapahtunut tarkastelukaudella oleellisia muutoksia, mutta fossiilisten polttoaineiden muodossa tapahtunut sähkön kokonaistuotannon kasvu vuoteen 2009 saakka johti ydinvoiman suhteellisen osuuden laskuun. Viime vuosina ydinvoiman osuus on ollut vakaa, joten se ei ole toisaalta syrjäyttänyt fossiilisähköä eikä toisaalta uusiutuvalla sähköllä ole syrjäytetty ydinvoimaa, vaan nimenomaan fossiilisähköä.

Ehkä kiinnostavin havainto Espanjan tilastoissa on kuitenkin se, että vuodesta 2013 vuoteen 2014 uusiutuvan energian kokonaistuotanto laski. Minkään muun tähän mennessä tarkastellun maan tilastossa näin ei ole käynyt. Vielä on liian aikaista sanoa, onko kyseessä trendimuutos vai tilapäinen heilahdus. Jos kyseessä on trendimuutos, se tarkoittaa, että uusiutuvan energian eksponentaalisen kasvun raja voi tulla eteen odotettua nopeammin.

Puola

Kuva 13: Sähköntuotanto Puolassa 1990–2014.

Kuva 13: Sähköntuotanto Puolassa 1990–2014.

Itä-Euroopan maiden energiantuotanto poikkeaa joiltain osin Länsi-Euroopasta. Maissa on peruna vanhaa neuvostoteknologiaa, ja talouskasvu on tapahtunut myöhemmin kuin Länsi-Euroopassa. Puolan sähköntuotanto on aiemmin perustunut lähes kokonaan hiileen: 90-luvulla peräti 95 % maan sähköstä tuotettiin hiilellä. Absoluuttisesti fossiilisten polttoaineiden kulutus oli suurinta 2006, ja sen jälkeen sekä fossiilisähkön absoluuttinen määrä että sen suhteellinen osuus ovat laskeneet. Vuonna 2014 Puolan sähköstä 87,1 % tuotettiin fossiilisilla polttoaineilla, 6,3 % biomassalla ja 4,8 % tuulella. Yleensä Puola on ollut sähkön nettoviejä, mutta vuonna 2014 sähkön nettotuonti oli 1,4 %.

Kuva 14: Tuotantomuotojen osuudet Puolassa 1990–2014.

Kuva 14: Tuotantomuotojen osuudet Puolassa 1990–2014.

Fossiilisähkön tuotantoa on tämän vuosikymmenen aikana korvattu nimenomaan uusiutuvalla energialla. Vaikka uusiutuvan energian tuotanto Itä-Euroopassa yleisesti on yleistynyt myöhemmin kuin Länsi-Euroopassa, on sen osuus Puolankin sähköntuotannosta jo yli 10 %. Mielenkiintoista on myös huomata, että Puolassa uusiutuvan energian osuudessa tapahtui vastaava notkahdus kuin Espanjassa, mutta vuotta aiemmin. Sen jälkeen kasvu jatkui jälleen vahvana.

Tšekki

Kuva 15: Sähköntuotanto Tšekissä 1990–2014.

Kuva 15: Sähköntuotanto Tšekissä 1990–2014.

Tšekki on harvoja tarkastelualueen maita, joissa ydinvoiman tuotantoa on tarkastelujaksolla lisätty huomattavasti. Siksi se tarjoaa kiinnostavan vertailukohdan monille Länsi-Euroopan maille. Vuonna 2014 Tšekin sähköntuotannosta 52,9 % katettiin fossiilisilla polttoaineilla, 35,3 % ydinvoimalla, 5,4 % biomassalla, 4,7 % vesivoimalla, 2,5 % aurinkovoimalla ja 0,6 % tuulivoimalla. Peräti 18,9 % sähköstä vietiin ulkomaille.

Kuva 16: Tuotantomuotojen osuudet Tšekissä 1990–2014.

Kuva 16: Tuotantomuotojen osuudet Tšekissä 1990–2014.

Fossiilisähkön tuotanto Tšekissä oli absoluuttisesti suurimmillaan vuonna 2007, minkä jälkeen tuotanto on pudonnut 1990-luvun lukemiin. Suhteellinen osuus alkoi kuitenkin laskea jo paljon aiemmin, 2000-luvun alussa, kun ydinvoiman osuus kasvoi. Fossiilisähkön osuuden pudotus oli suurin piirtein saman kokoinen kuin ydinsähkön osuuden kasvu, eli ydinvoimalla saatiin korvattua fossiilisten polttoaineiden käyttöä suoraan.

Tällä vuosikymmenellä fossiilisähkön osuus on jatkanut jyrkkää laskuaan, ja samalla ydinsähkön osuus on edelleen kasvanut maltillisesti. Niin ikään uusiutuvan energian osuus on tällä vuosikymmenellä kasvanut selvästi, ja uusiutuvan energian vaikutus fossiilisähkön tuotannon laskuun on tällä hetkellä suunnilleen yhtä suuri kuin ydinenergian. Tšekin tapaus osoittaa, että fossiilisten polttoaineiden käyttöä voidaan tehokkaasti vähentää useilla samanaikaisilla keinoilla.

Romania

Kuva 17: Sähköntuotanto Romaniassa 1990–2014.

Kuva 17: Sähköntuotanto Romaniassa 1990–2014.

Romaniassa ydinvoimalla on ehkä vielä Tšekkiäkin selvempi vaikutus, sillä maa on tarkastelukauden aikana muuttunut täysin ydinvoimattomasta kohtuullisesti ydinvoimaa tuottavaksi. Vuonna 2014 Romanian sähköntuotannosta fossiilisten osuus oli 40,2 %, vesivoiman 30,1 %, ydinvoiman 17,8 %, tuulen 9,4 %, auringon 2,5 % ja biomassan 0,8 %. Nettovienti oli 10,9 %.

Kuva 18: Tuotantomuotojen osuudet Romaniassa 1990–2014.

Kuva 18: Tuotantomuotojen osuudet Romaniassa 1990–2014.

Monista muista maista poiketen Romanian fossiilisähkön huippuvuodet ovat hyvin kaukana menneisyydessä. Absoluuttisesti fossiilisähkön tuotanto on laskenut 1990-luvun alun jälkeen selvästi, suhteellisesti sen osuus on noista ajoista lähes puolittunut. Etenkin ensimmäisen ydinreaktorin käyttöönotto 1990-luvun lopussa näkyy fossiilisähkön osuuden laskuna, mutta toisen reaktorin kohdalla yhtä selvää pudotusta ei näy. Oletettavasti toisen reaktorin tuottama sähkö siirtyi enemmän kulutuksen kasvuun kuin fossiilisähkön korvaamiseen. Romanian sähköntuotanto onkin Länsi-Euroopasta poiketen ollut myös viime vuosina kasvussa.

Toisaalta myös uusiutuvan energian tuotanto Romaniassa on erittäin jyrkässä kasvussa. Uusiutuvan sähkön tuotanto on varsinaisesti alkanut vasta tällä vuosikymmenellä, mutta jo nyt uusiutuvalla energialla tuotetaan vuodessa enemmän sähköä kuin yhdellä ydinreaktorilla. Viime vuosina tapahtunut fossiilisähkön osuuden pudotus onkin mitä ilmeisimmin pääsääntöisesti uusiutuvan energian ansiota.

Tanska

Kuva 19: Sähköntuotanto Tanskassa 1990–2014.

Kuva 19: Sähköntuotanto Tanskassa 1990–2014.

Tanska tunnetaan tuulivoimaan panostavana maana. Toisaalta tuulivoiman suurta osuutta kehutaan esimerkilliseksi, toisaalta korostetaan tuulisähkötuotannon vaihtelevuutta ja tuontiriippuvuuden lisääntymistä. Joka tapauksessa tuulivoiman osuus Tanskan sähköntuotannosta on kasvanut tasaisesti 1990-luvun alusta asti, ja tuotanto on tilapäisesti supistunut vain parina vuonna. Tanskan vuoden 2014 sähköntuotannosta fossiilisen energian osuus oli 44,1 %, tuulivoiman 40,6 %, biomassan 13,3 % ja aurinkovoiman 1,9 %. Nettotuonti oli 8,9 %.

Kuva 20: Tuotantomuotojen osuudet Tanskassa 1990–2014.

Kuva 20: Tuotantomuotojen osuudet Tanskassa 1990–2014.

Fossiilisähkön tuotanto Tanskassa on laskenut sekä absoluuttisesti että suhteellisesti jo 90-luvulta alkaen. Aiemmin lähes kokonaan fossiilista sähköä tuottaneessa maassa jo yli puolet sähköstä tuotetaan uusiutuvalla energialla. Tuulivoiman lisäksi myös biomassan ja aurinkovoiman käyttö on lisääntynyt tasaisesti koko tarkastelujaksolla. Tanskan esimerkki osoittaa, että fossiilisia polttoaineita on mahdollista korvata hyvinkin laajasti uusiutuvalla energialla ilman ydinvoimaa.

Onko fossiilisähkön korvaaminen tuulivoimalla sitten lisännyt Tanskan riippuvuutta tuontisähköstä? Koko tarkastelujakson aikana nettotuonnin osuus on vaihdellut voimakkaasti, ja keskiarvon perusteella Tanska on yleisemmin sähkön nettoviejä kuin nettotuoja. Kuvaajan perusteella näyttää kuitenkin siltä, kuin pitkän aikavälin trendinä olisi nettotuonnin osuuden kasvu. Siinä missä koko jaksolla 1990–2014 Tanskan nettovienti oli keskimäärin 1,9 % vuodessa, vuosina 2004–2014 (jolloin tuulivoiman osuus on ollut vähintään 15 % ja fossiilituotannon osuus enintään 77 %) keskimääräinen nettotuonti oli 1,2 % vuodessa. Toisaalta vuosivaihtelut ovat hyvin voimakkaita, mutta jälkimmäisellä jaksolla yleisemmin pienempiä. Voidaan todeta, että keskimäärin Tanska on korvannut pienen osan fossiilisähkön tuotannosta tuontisähköllä. Sen sijaan ei voida todeta, että tuulivoiman osuuden kasvu olisi lisännyt tuotannon vaihtelua vuositasolla (lyhytaikainen vaihtelu on ilman muuta voimakkaampaa kuin vuosiaggregaattien vaihtelu), eikä Tanskan nettotuonnin vaihtelu poikkea yleisesti muiden maiden vaihtelusta.

Ruotsi

Kuva 21: Sähköntuotanto Ruotsissa 1990–2014.

Kuva 21: Sähköntuotanto Ruotsissa 1990–2014.

Ruotsilla on käytettävissään mittavat vesivoimavarannot, ja vuodesta riippuen joko vesivoima tai ydinvoima on maan merkittävin sähköntuotantomuoto. Jos vesivoiman ja ydinvoiman tuotanto lasketaan yhteen, Ruotsia voisi verrata Ranskaan: näiden kahden tuotantomuodon jälkeen muiden muotojen osuus Ruotsin sähköntuotannosta on hyvin pieni. Vuonna 2014 Ruotsissa tuotettiin ydinvoimalla 42,2 %, vesivoimalla 41,6 %, tuulivoimalla 7,3 %, biomassalla 7,0 % ja fossiilisilla polttoaineilla 1,9 % sähköstä. Nettotuonti- ja nettovientivuodet vaihtelevat, ja 2014 Ruotsi vei 10,2 % sähköntuotannostaan.

Kuva 22: Tuotantomuotojen osuudet Ruotsissa 1990–2014.

Kuva 22: Tuotantomuotojen osuudet Ruotsissa 1990–2014.

Fossiilisähkön tuotannon pitkäaikainen trendi on laskeva, mutta vuosivaihtelut ovat voimakkaita ja tarkastelujaksolla näkyy kolme tuotantopiikkiä. Pitkän aikavälin laskevaa trendiä ei voi selittää ydinvoiman tuotannon nousulla, sillä myös sen pitkän aikavälin trendi on laskeva. Tuulivoiman ja biomassan trendi sen sijaan on nouseva, ja näiden tuotantomuotojen osuus on kasvanut voimakkaasti 1990-luvun lopulta alkaen. Ruotsissakin on siis selvästi nähtävissä jo valmiiksi vähäisen fossiilisähkön korvautuminen uusiutuvalla sähköllä, mutta toisaalta uusiutuva sähkö on korvannut myös ydinsähköä.

Suomi

Kuva 23: Sähköntuotanto Suomessa 1990–2014.

Kuva 23: Sähköntuotanto Suomessa 1990–2014.

Tarkastellaan lopuksi Suomea. Suomi on Ruotsia riippuvaisempi fossiilisesta sähköstä. Enimmillään fossiilisähkön osuus on vuonna 2003 ollut 50,1 %, ja tuolloin saavutettiin myös absoluuttinen tuotantohuippu. Viime vuosina kuitenkin myös Suomessa fossiilisähkön osuus on ollut laskussa, ja nyttemmin absoluuttinen tuotantomäärä on jo pienempi kuin 1990-luvun alussa. Vuonna 2014 sähkön tuotanto jakautui seuraavasti: ydinvoima 34,6 %, fossiiliset polttoaineet 26,4 %, vesivoima 19,7 %, biomassa 17,3 % ja tuuli 1,6 %. Nettotuonti on jatkuvasti runsasta, vuonna 2014 nettotuonti oli 26,4 % kokonaistuotannosta.

Kuva 24: Tuotantomuotojen osuudet Suomessa 1990–2014.

Kuva 24: Tuotantomuotojen osuudet Suomessa 1990–2014.

Tarkastelujaksolla ydinvoiman tuotanto on jonkin verran lisääntynyt. Tämä tuotannon kasvu on saavutettu tehostamalla nykyisiä reaktoreita, mutta uutta tuotantokapasiteettia ei ole valmistunut. Ydinvoiman suhteellinen osuus on tarkastelujaksolla vaihdellut voimakkaasti, mutta aivan viime vuosina se on ollut jonkin verran kasvussa. Voidaan siis sanoa, että ydinvoimalla on ollut lievästi fossiilisähkön tuotantoa vähentävä vaikutus. Lähivuosina, kunhan Olkiluodon 3. reaktori valmistuu ja saadaan tuotantokäyttöön, ydinvoimalla on potentiaalia vähentää fossiilisähkön tuotantoa huomattavasti. Vielä tämä ei kuitenkaan näy tilastoissa.

Biomassan osuus Suomen sähköntuotannosta on jo vanhastaan ollut suuri. Valtaosa vanhasta biomassatuotannosta on ollut paperiteollisuuden sivutuotantoa, mutta biomassan käyttöä on myös lisätty voimakkaasti tarkastelujakson aikana, vaikka paperiteollisuus on samaan aikaan vähentynyt. Suomessa on siis jo pitkään korvattu fossiilisia polttoaineita biopolttoaineilla. Tuulivoiman tuotanto on kasvanut runsaammin vasta viime vuosina, ja sen osuus kokonaistuotannosta on vielä hyvin vähäinen. Vielä ei siis voida sanoa, että fossiilisähköä olisi Suomessa runsain mitoin korvattu tuulisähköllä, ja tuulisähkön osuus Suomessa onkin huomattavasti EU:n keskiarvoa pienempi ja selvästi Länsi-Euroopan pienin.

Maiden välistä vertailua

Edellä maakohtaisissa tarkasteluissa havaittiin, että yksittäisten maiden riippuvuus tuontisähköstä vaihtelee voimakkaasti. Jotkin maat vievät paljon sähköä, toiset tuovat paljon sähköä, ja osa maista on väilllä nettoviejiä ja välillä nettotuojia. Koko EU:n tasolla vienti ja tuonti EU-maiden välillä on kuitenkin lähes yhtä suurta, ja EU:n ulkopuolelta tuodaan suhteellisen vähän sähköä kokonaistuotantoon nähden. Tanskan kohdalla erityisesti tarkastelin viennin ja tuonnin vaihtelua pitkällä aikavälillä.

Mutta kuinka tiettyjen tuotantomuotojen suosiminen yksittäisissä maissa vaikuttaa näiden maiden tuontiriippuvuuteen yleisellä tasolla? Valitsin tarkasteltavaksi viiden vuoden (2010–2014) keskiarvot eri tuotantomuotojen osuuksista sekä nettotuonnin keskiarvon ja keskihajonnan 31 maassa. Näiden maiden joukossa on EU-maiden lisäksi myös EU:n ulkopuolisia maita, mutta poistin aineistosta maat, jotka eivät vie tai tuo sähköä (lähinnä saarivaltioita) tai joissa oma sähköntuotanto on olematonta tai hyvin vähäistä kokonaiskulutukseen nähden (lähinnä pieniä maita). Poistetut maat ovat siis sähkön osalta joko maantieteen vuoksi täysin omavaraisia tai poliittis-taloudellisista syistä täysin riippuvaisia, joten niiden rajaaminen tarkastelun ulkopuolelle on perusteltua. Viiden vuoden keskiarvojen käyttäminen taas on perusteltua siksi, että yksittäiset vuodet poikkeavat toisistaan merkittävästi. Toisaalta nimenomaan viimeisen viiden vuoden aikana uusiutuvan energian käyttö on kasvanut jatkuvasti lähes kaikissa Euroopan maissa, joten viiden vuoden keskiarvollakin maiden keskinäinen järjestys uusiutuvan energian osuuden suhteen pysyy lähes samana kuin pelkästään vuoteen 2014 keskittymällä.

Korrelaatio-
kertoimet 
nettotuonnin
keskiarvo
nettotuonnin
keskihajonta
vesivoima 0,30 0,43
ydinvoima -0,28 -0,15
tuulivoima -0,01 -0,02
muu uusiutuva 0,04 -0,05
fossiilinen 0,08 -0,05

Kun tarkastellaan eri tuotantomuotojen osuuden ja nettotuonnin välistä korrelaatiota, havaitaan, että vesivoimalla on kohtalainen positiivinen korrelaatio ja ydinvoimalla kohtalainen negatiivinen korrelaatio nettotuonnin keskiarvon kanssa. Tämä tarkoittaa sitä, että mitä enemmän maassa käytetään vesivoimaa sähkön tuotantoon, sitä enemmän maahan keskimäärin tuodaan sähköä, ja mitä enemmän maassa käytetään ydinvoimaa, sitä vähemmän maahan keskimäärin tuodaan sähköä. Tuulivoiman, muun uusiutuvan sähkön ja fossiilisähkön korrelaatiokertoimet ovat merkityksettömän pienet.

Nettotuonnin keskihajonta tarkoittaa sitä, kuinka paljon tuonti- ja vientitasapaino eri vuosien välillä vaihtelee. Mitä suurempi tämä keskihajonta on, sitä enemmän maan sähköntuonnissa ja -viennissä on vaihtelua. Vesivoimalla on kohtalainen positiivinen korrelaatio nettotuonnin keskihajonnan kanssa ja ydinvoimalla vähäinen negatiivinen korrelaatio. Toisin sanoen runsas turvautuminen vesivoimaan johtaa sähköntuonnin runsaaseen vaihteluun ja runsas turvautuminen ydinvoimaan vähentää jonkin verran sähköntuonnin (ja viennin) vaihtelua. Jälleen tuulivoiman, muun uusiutuvan sähkön ja fossiilisähkön korrelaatiokertoimet ovat merkityksettömän pieniä.

Euroopan tasolla näyttää siltä, että ydinvoimaa käyttävät maat ovat riippumattomampia tuontisähköstä kuin muut maat. Aineiston 31 maasta 16 ydinsähköä tuottamatonta maata on viiden vuoden aikana tuonut sähköä keskimäärin 9,9 % suhteessa omaan sähköntuotantoonsa, ja näistä maista ainoastaan kolme on keskimäärin nettoviejiä. 15:n ydinsähköä tuottavan maan nettovienti on vastaavasti ollut keskimäärin 0,2 % niiden koko sähköntuotannosta, mutta kuitenkin kuusi maata on ollut keskimäärin nettotuojia.

Eri tuotantomuotojen väliset korrelaatiokertoimet ovat pääsääntöisesti negatiivisia. Tälle on tietenkin luonnollinen selitys: tässä on vertailtu suhteellisia osuuksia, ja yhden tuotantomuodon osuuden kasvaessa on muiden tuotantomuotojen osuuden pienennyttävä. Kuitenkin jokunen positiivinen korrelaatiokerroin on löydettävissä. Tuulivoimalla ja muulla uusiutuvalla sähköllä on kohtalaisen voimakas korrelaatio (0,40), eli tuulivoimaan panostavat maat panostavat myös muuhun uusiutuvaan energiaan. Toisaalta tuulivoimalla ja fossiilisähköllä on hyvin vähäinen korrelaatio (0,06), samoin ydinvoimalla ja muulla uusiutuvalla sähköllä (0,07). Voimakkain negatiivinen korrelaatio on ydinvoimalla ja fossiilisähköllä (-0,56), mikä tarkoittaa sitä, että tällä hetkellä vähemmän fossiilisähköä tuottavat etenkin ne maat, joissa tuotetaan enemmän ydinsähköä.

Yhteenveto

Kun nyt on tarkasteltu sähköntuotantoa Euroopassa ensin koko EU:n tasolla ja sitten yksittäisissä maissa ja lopuksi vertailtu Euroopan maita keskenään, voidaan tehdä muun muassa seuraavat johtopäätökset:

  • Euroopan vesivoimakapasiteetti on hyödynnettu kutakuinkin kokonaan jo ennen 1990-luvun alkua, joten fossiilisia polttoaineita ei voida laajasti korvata lisäämällä vesivoimaa. Yksittäisissä maissa vesivoiman tuotanto myös vaihtelee runsaasti eri vuosien välillä.
  • Ennen tätä vuosikymmentä vain ydinvoima on ollut realistinen tuotantomuoto korvaamaan fossiilisten polttoaineiden käyttöä suuressa mittakaavassa. Tällä vuosikymmenellä myös uusiutuvasta energiasta on tullut realistinen suuren mittakaavan väline fossiilisten polttoaineiden korvaamiseen. Länsi-Euroopassa on kuitenkin poistettu ydinvoimaloita käytöstä jo ennen tätä vuosikymmentä, mikä on tuolloin lisännyt fossiilisten polttoaineiden käyttöä sähköntuotannossa.
  • Uusiutuvan energian lisääminen ei ole aina johtanut fossiilisten polttoaineiden käytön vähentämiseen, vaan sillä on joissain yhteyksissä korvattu myös ydinvoimaa. Lyhyellä aikavälillä tämä on joissain maissa johtanut tilapäiseen fossiilisähkön käytön kasvuun, mutta pitkällä aikavälillä fossiilisähkön osuus on laskenut siitä huolimatta, että myös ydinvoiman osuus on laskenut.
  • Tuulivoiman käytön lisääminen ei vuositasolla tarkasteltuna lisää yksittäisen maan riippuvuutta tuontisähköstä, mutta se ei myöskään vähennä riippuvuutta. Runsaasti vesivoimaa käyttävät maat ovat kaikkein riippuvaisimpia tuontisähköstä, ja niissä myös sähkön tuontitaseen vaihtelut ovat suurimmat. Vastaavasti runsaasti ydinvoimaa käyttävät maat ovat vähiten riippuvaisia tuontisähköstä. Nyt käytetyllä tilastoaineistolla ei voida ottaa kantaa vuotta lyhyemmän aikavälin vaihteluihin tuotannossa, viennissä ja tuonnissa.

Erityisesti pyydän lukijaa huomaamaan sen, että olen tässä historiallisessa katsauksessa tarkastellut ainoastaan yhtä mittaria eli tuotetun sähkön määrää (GWh) ja tehnyt päätelmiä, jotka voidaan perustella tällä yhdellä mittarilla. En ole erityisemmin tarkastellut voimalaitoskapasiteettia tai siinä tapahtuneita muutoksia tai spekuloitua tulevaa kehitystä joitain yksittäisiä havaintoja lukuun ottamatta. En myöskään ole tarkastellut eri tuotantomuotoihin liittyviä polttoaine-, teknologia-, saaste- tai riskikysymyksiä. Niin ikään poliittiset ja taloudelliset seikat olen pyrkinyt pitämään tarkastelun ulkopuolella niin laajalti kuin mahdollista. Kaikki nämä ovat toki itsessään mielenkiintoisia kysymyksiä, mutta niiden tarkastelemista varten on käytettävä muita aineistoja.

One Response »

  1. Pingback: Ydinvoima, tuulivoima ja tuontiriippuvuus – Taru Luojola

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *