Luonnon monimuotoisuutta vaalitaan tuulivoimahankkeissa

Luonto on suomalaisille arvo, jota me kaikki haluamme suojella. Kaikella rakentamisella on omat ympäristövaikutuksensa – niin myös tuulivoimarakentamisella. Vaikutukset voidaan kuitenkin minimoida laadukkaalla hankekehitystyöllä, jota suomalaisissa tuulivoimahankkeissa tehdään. Tuulivoimahankkeen esiselvitysten ensimmäisiä vaiheita onkin alueen luonnon nykytilan ja mahdollisten arvokkaiden luontokohteiden kartoittaminen. Arvokkaat tai herkät luontokohteet pyritään jättämään rakentamisen ulkopuolelle. Valmiin tuulipuiston luonnontilaa seurataan tarvittaessa läpi koko sen elinkaaren.

Potentiaalisen tuulivoima-alueen tunnistamisen ensimmäisiä vaiheita on aina alueen luonto-olosuhteiden ja -arvojen kartoittaminen, kertoo tuulivoimahankkeita kehittävän, rakentavan ja omistavan Ilmattaren hankekehitysjohtaja Jussi Mäkinen. Mäkisellä on ympäristöekologin koulutus ja hän on aiemmin työskennellyt muun muassa ympäristöhallinnon viranomaistehtävissä ja ympäristövaikutusten arvioinnin asiantuntijatehtävissä.

Luontovaikutukset selvitetään tarkasti – herkille alueille ei rakenneta

Tuulivoimahankkeissa tehtävissä luontoselvityksissä tutkitaan muun muassa alueen linnustoa ja eläimistöä, uhanalaisia lajeja, luontotyyppejä ja kasvillisuutta sekä soita ja pienvesistöjä. Ensimmäiset esiselvitykset tuulivoimapuistoksi suunnitellun alueen luontoarvoista tehdään niin sanotusti desktop-työnä, eli työpöydän ääressä olemassa olevia karttapalveluita ja muita virallisia tietolähteitä hyödyntäen.

”Tietoa Suomen arvokkaista luontoalueista on olemassa paljon ja arvokkaiden kohteiden läheisyyteen rakentaminen voidaan välttää. Mikäli suunnitellulta alueelta löytyy esimerkiksi isojen petolintujen pesimäalueita tai vanhan metsän alueita, ne alueet jätetään heti lähtökohtaisesti kaiken rakentamisen ulkopuolelle. Lähtökohta on, että kaikki vältettävissä oleva luontohaitta pyritään välttämään”, Mäkinen kertoo. Tyypillisesti tuulivoimaloita rakennetaan Suomessa jo ihmisen muokkaamille metsätalousalueille, joille voimalat sijoitetaan väljästi noin kilometrin välein toisistaan. Herkät luontokohteet pystytään siis yleensä välttämään hyvin tuulipuistoalueen sisälläkin.

Kun tuulivoimaloiden rakentamista on päätetty alkaa suunnittelemaan jollekin alueelle, tutkitaan niiden vaikutusta luonnon monimuotoisuuteen laajasti hankkeen ympäristövaikutuksen arvioinnin (YVA) yhteydessä. Ympäristövaikutusten arviointimenettely alkaa, kun hankkeesta vastaava taho toimittaa ympäristövaikutusten arviointiohjelman yhteysviranomaiselle, eli tuulivoimahankkeissa alueen ELY-keskukselle. Arviointiohjelmassa kerrotaan, mitä hankkeen toteuttamisvaihtoehtoja ja vaikutuksia YVA-prosessin aikana tullaan selvittämään. Kun arviointiohjelmassa esitetyt vaihtoehdot ja niiden vaikutukset on selvitetty, kootaan tieto arviointiselostukseen.

YVA-lain mukaan myös puiston edellyttämät sähkönsiirtolinjojen voimajohdot pitää sisällyttää tuulivoimahankkeen ympäristönvaikutusten arviointiin, vaikka muuten yksittäinen voimajohto ei usein vaadi YVA-menettelyä.

Kun hankkeen ympäristövaikutusten arviointiohjelma on laadittu siirtyvät tutkimukset pitkälti maastoon. ”Jos puhutaan suuresta hankealueesta, ympäristöselvityksiä tehdään tyypillisesti useiden kuukausien maastotyötuntien edestä, lähes läpi vuoden. Selvityksissä otetaan huomioon jokainen mahdollisesti arvokas luontokohde, oli se sitten puronvarsi tai alueella pesivä linnusto. Maastoselvitysten vaikutus hankealueen määrittelyyn on aina tapauskohtainen. Voi olla, että alue pienenee puolella, tai että vaikutus on 10 prosenttia alueen suunnitellusta pinta-alasta. Voi myös olla, että alue ei pienene lainkaan luontoselvitysten perusteella”, kertoo Mäkinen.

Esimerkiksi vuonna 2022 Ilmattarella oli 15:sta eri tuulivoimahankkeessa YVA-menettely käynnissä. Kun yhden hankkeen selvitysten vuoksi biologi on maastossa keskimäärin 50 vuorokautta, Ilmattaren hankkeiden vuoksi biologeille kertyi kaiken kaikkiaan usean vuoden maastotyömäärä. Joissain hankkeissa on lisäksi valjastettu teknologia avuksi, esimerkiksi suuria petolintuja voidaan seurata ympäri vuoden niille asennettavien GPS-lähettimien avulla. Lintujen pyydystys tehdään aina ELY-keskuksen myöntämällä poikkeusluvalla, ja tehtävään kykeneviä asiantuntijoita on vain muutama Suomessa. ”En usko, että mikään muu toimiala kuin tuulivoima selvittää luontoarvoja yhtä kattavasti ja laaja-alaisesti Suomessa”, toteaa Mäkinen.

Tuotannossa olevaa tuulivoima-aluetta seurataan läpi sen elinkaaren

YVA-menettelyn aikana tuulipuistolle laaditaan tarvittaessa myös seurantaohjelma, jonka mukaisesti tuulivoimaloiden vaikutusta luonnon monimuotoisuuteen seurataan niiden tuotantoaikana. Mäkinen toteaa, että seurantaohjelma laaditaan aina aluekohtaisesti paikallisen viranomaisen ja hanketoimijan yhteystyössä. Mitä seurataan riippuu siitä, mitkä asiat ovat luontoselvitysten aikana nousseet esille.
”Seuranta voi koskea vaikkapa metsäkanalintujen soidinpaikkakartoituksia, jotka on voitu jossain hankkeessa määritellä suoritettavaksi esimerkiksi vuosittain ensimmäisen kolmen vuoden ajan, ja kolmen vuoden välein seuraavan kuuden vuoden aikana. Jossain toisessa kohteessa voidaan seurata esimerkiksi sitä, miten lintukanta kehittyy tai että miten muuttava linnusto käyttäytyy alueella. Tarvittaessa puistossa seurataan luontokohteita tietyin väliajoin koko puiston elinkaaren ajan”, summaa Mäkinen.

Rakentamisen vaikutuksia voidaan kompensoida

Tuulivoimahankkeen YVA-vaiheessa lasketaan myös sekä hankkeen että siihen liittyvien sähkönsiirtolinjojen ilmastovaikutukset, eli hiilijalanjäljet. Tuulivoimaloiden alta joudutaan usein hakkaamaan metsää ja tämä saattaa aiheuttaa huolta siitä, menetetäänkö samalla suuria aloja hiilinieluja. Mäkisen mukaan huoleen ei ole syytä, sillä tuulivoimaloiden vuoksi ei jouduta hakkaamaan suuria aloja metsää. Lisäksi kun otetaan huomioon, että tuulivoima korvaa yleensä jotain hiilidioksidipäästöjä aiheuttavaa sähköntuotantoa, päästään tuulivoimaloiden ilmastovaikutusten osalta nopeasti plussalle ja kokonaisvaikutus on vahvasti positiivinen.

”Tuulivoima-alueesta tyypillisesti noin kaksi prosenttia jää alueelle rakennettavan tiestön, tuulivoimalan ja sen nostoalueen alle, muu maa-ala jää entiseen käyttöönsä. Sähkönsiirtolinjat vaativat metsänhakkuuta keskimäärin viisi hehtaaria yhtä kilometriä kohden. Tuulivoimarakentamisessa ei ole kyse kaupunkirakentamisen kaltaisesta voimakkaasti ympäristöä muokkaavasta rakentamisesta, vaan tuulivoima-alue pystytään ennallistamaan voimaloiden käytön jälkeen niin, että paikalle kasvaa taas metsää”, Mäkinen avaa.

Hakattujen puiden kompensoiminen onnistuu myös istuttamalla hakattua puumäärää vastaava määrä puita johonkin toiseen kohteeseen. Esimerkiksi Ilmattaren tuulivoimahankkeissa hakatut puut kompensoidaan istuttamalla puustoa Istutapuita.fi -palvelun kautta. Istutapuita.fi luo uusia hiilinieluja istuttamalla puita entisille turvetuotantoalueille.

Mitä tapahtuu tuulivoimatuotannon loppuessa?

Suomalainen tuulivoimakanta on vielä nuorta ja sillä on suurin osa sen elinkaaresta vielä edessäpäin. On kuitenkin tärkeää tietää mitä tuulivoimapuistoissa tapahtuu, kun voimaloiden käyttö loppuu. Mäkinen avaa tuulivoima-alueen purkutyötä seuraavasti:
”Asiaa voi hahmottaa, kun lähdetään purkamaan palasiksi se, mitä tuulivoima-alueella on tehty. Alueella on siis kaadettu metsää, muokattu maata ja tuotu paikalle kivimurskaa, valettu voimalan betoniperustus ja pystytetty paikalle tuulivoimala. Kun lähdetään ajattelemaan käänteisessä järjestyksessä, viedään ensin pois kaikki maanpäälliset rakennelmat, kuten tuulivoimala. Esimerkiksi nostoalueen ja tiestön osalta on maanomistajan kanssa sovittavissa, haluaako hän niiden jäävän paikoilleen. Maanomistajan niin halutessa nosto- ja tiealueiden kivimurska poistetaan – usein sen määrä on maltillinen koska tuulivoimalat rakennetaan lähtökohtaisesti hyvin kantavalle maalle eikä pohjamaata yleensä poisteta rakennusvaiheessa. Sama maaperä siis paljastuu kivimurskan alta ja sen päälle voidaan tarvittaessa lisätä pieni pintamaakerros nopeuttamaan metsän uudistumista.”

Entä mitä tapahtuu tuulivoimaloiden perustuksille?

Mäkinen toteaa, että betoniperustusten purusta linjaa kulloinenkin lainsäädäntö. Nykyisen lainsäädännön mukaan tuulivoimaloiden perustukset eivät ole jätettä, ja jos perustuksen poistamisesta arvioidaan olevan enemmän haittaa kuin hyötyä, voidaan se jättää maahan. Tällöin perustuksen maanpäällinen osa poistetaan ja se peitetään maamassalla, joka mahdollistaa, että paikalle voi jälleen kasvaa metsää. Mikäli betoniperustus puretaan, on kyseessä normaali betonirakenteen purkutyö piikkauksineen ja jyrsimisineen. Tämänhetkisen ymmärryksen mukaan vähiten luonnolle haitallinen vaihtoehto on jättää perustuksen maanalainen osa maahan, jolloin vältytään muun muassa betonin poiskuljetukselta. ”Voimaloiden perustuksissa ei ole mitään erityistä ympäristöriskin aiheuttajaa. Ne ovat samanlaista teräsvahvistettua betonia kuin mistä tehdään esimerkiksi ihmisten juomavesikaivot”, kertoo Mäkinen.

Merituulivoimabuumi kiihtyy Suomessakin

Suomen maa- ja merituulivoiman potentiaali on hurja. Maatuulivoimarakentamisen volyymissä Suomi oli vuonna 2022 Euroopan maiden kolmen kärjessä, mutta merituulivoiman osalta Suomi on auttamattomasti takamatkalla. Viime aikana kiinnostus merituulivoimarakentamista kohtaan on kuitenkin lisääntynyt voimakkaasti. Tässä artikkelissa luodaan katsaus Suomen tuulivoimarakentamisen nykytilaan ja kuvataan merituulivoiman orastavaa buumia.

Tuulivoimalukuja Euroopasta ja Suomesta

Aloitetaan luomalla katsaus Euroopan maa- ja merituulivoimatilastoihin. Euroopan tuulivoimakapasiteetti vuoden 2022 lopussa oli 255 GW, josta 225 GW oli maalle ja 30 GW merelle rakennettu. Vuonna 2022 Eurooppaan rakennettiin 19 GW uutta tuotantokapasiteettia (Kuvio 1). Jotta lukuja olisi helpompi ymmärtää, voidaan niitä verrata vaikkapa Suomen sähkönkäytön huippuun, joka vuonna 2022 osui tammikuun 11. päivälle sähkötehon ollessa 14 058 MW: Euroopan tuulienergiakapasiteetti on siis yli 18 kertaa Suomen sähkön huipputehon ja vuonna 2022 Eurooppaan rakennettiin uutta kapasiteettia lähes 1,4 kertaa Suomen huipputehon verran. (Wind Europe; Energiateollisuus ry.)

Suomen tuulivoimakapasiteetti on ollut kovassa kasvussa jo kohta kymmenen vuotta. Syöttötariffituki vauhditti tuulivoimatuotannon ja markkinoiden syntymistä Suomeen 2010-luvulla. Kun tukikiintiö tuli täyteen, oli rakentaminen vuosina 2018-2019 maltillisempaa. Tultaessa 2020 luvulle, on teknologia muuttanut alaa: Tuulivoimalavalmistajat ovat tuoneet markkinoille yhä korkeampia torneja ja yhä pidempiä lapoja. Tämä tarkoittaa sitä, että voimalat saavuttavat korkealla yläilmoissa vapaammin virtaavat tuulet, jonne maan pinnan rosoisuus, kuten kasvillisuus ja puusto, ei aiheuta juurikaan kitkaa eikä turbulenssia. Pidemmät lavat kasvattavat roottorin pyyhkäisypinta-alaa, joka tarkoittaa, että tuulienergiaa on mahdollista kaapata suuremmalta alalta. Nosteen voimaa hyödyntävät aerodynaamisesti muotoillut lavat kaappaavat energiaa materiaalitehokkaasti ja yli 50 % hyötysuhteella teoreettisen maksimihyötysuhteen ollessa Betzin lain mukaan 59 %. Korkeammat ja suuremmat voimalat kykenevätkin pyörittämään aiempaa tehokkaampia generaattoreita. Suomen Tuulivoimayhdistyksen vuoden 2022 tilastoista käy ilmi, että kun vuonna 2019 Suomeen asennetun yksittäisen tuulivoimalan teho oli keskimäärin 3,5 MW, vuonna 2022 käyttöön otettu tuulivoimala on teholtaan keskimäärin 5,56 MW. Merkittävä teknologinen loikka varsin lyhyessä ajassa! Vuosi 2022 oli kaikin puolin ennätyksellinen, sillä voimaloita rakennettiin yhteensä 437 kappaletta, ja asennettu kapasiteetti kasvoi 2430 MW, mikä tarkoittaa peräti 75 %:n lisäystä. (Suomen Tuulivoimayhdistys.)

Edellä mainitut tuulivoimaloiden yksikkötehot koskevat maalle rakennettuja tuulivoimaloita. Merellä tuulienergian hyödyntäminen on haastavia rakennus-, kunnossapito- ja huolto-olosuhteita lukuun ottamatta houkuttelevaa, sillä merellä keskimääräinen tuulen nopeus on maa-alueita suurempi, ja kovat tuulet puhaltavat myös matalalla, koska kitkaa ja turbulenssia aiheuttavaa kasvillisuutta ja maaston muotoja ei ole. Merelle suunnitellut tuulivoimalat ovatkin järkälemäisiä. Esimerkiksi tanskalainen voimalavalmistaja Vestas on koekäyttänyt joulukuusta 2022 alkaen V226-15.0 -merituulivoimalamallin prototyyppiä. Mallin luku 226 kertoo roottorin halkaisijan metreinä ja 15.0 ilmoittaa voimalan huipputehon megawatteina. Yhtiön tuore LinkedIn -postaus kertoo, että koekäyttö on huhtikuun 2023 alussa edennyt maksimitehovaiheeseen, ja prototyyppi on saavuttanut suunnitellun 15 MW:n huipputehon.

Merituulivoimassa Suomi kirii takamatkalta

Merituulivoiman osalta Suomi on Euroopan kärkimaita – Iso-Britanniaa (13,9 GW), Saksaa (8 GW) Hollantia (2,8 GW) ja Tanskaa (2,3 GW) – auttamattomasti jäljessä. Suomessa on yksi ainut Merituulivoimapuisto, Suomen Hyötytuuli Oy:n Tahkoluoto, jossa on 11 tuulivoimalaa, joiden yhteenlaskettu teho on 44,3 MW. Tämän lisäksi Ikean omistamassa Kemin Ajoksen tuulivoimapuiston 13 tuulivoimalasta kahdeksan on rakennettu keinotekoisille saarille, ja näiden voimaloiden yhteisteho on 26,4 MW. Näitä Euroopan ja Suomen merituulivoimatilastoja vertaillessanne huomatkaa, että yksikkö muuttui tuhannesosaan!

Suomen Tuulivoimayhdistys (STY) kokoaa tuulivoiman vuositilastojen lisäksi tietoja eri kehitysvaiheissa olevista tuulivoimahankkeista ja julkaisee niitä ylläpitämällään kartalla. Vuodenvaihteen 2023 molemmin puolin tämän artikkelin kirjoittaja kartoitti Suomen merituulivoimahankkeita julkisesti saatavilla olevien asiakirjojen perusteella. Kartoituksen lähtökohtana toimi STY:n kartta ja yhdistyksen syksyllä 2022 toimittama hankelista. Tuulivoimayhdistyksen hankelista ja sen aineistoa esittelevä kartta nojaavat hankekehittäjiltä ja tuulivoimapuistojen omistajilta saatuihin tietoihin. Hankelistan tietojen perusteella Suomessa oli viime vuonna julkisesti suunnitteilla kaksitoista merituulivoimapuistoa, joihin kaavailtiin rakennettavan lähes tuhat voimalaa.

Toukokuussa 2022 järjestettiin ensimmäinen Suomen ensimmäinen merituulivoimaseminaari, Wind Finland Goes Offshore, jossa Työ- ja elinkeinoministeriöstä kerrottiin, että Suomen talousvesialueelle oli merituulivoimahankkeita varten myönnetty jo kolme tutkimuslupaa ja näiden lisäksi kahdeksan lupahakemusta oli käsittelyssä (Vilén 2022). Sittemmin olemmekin saaneet todistaa uutisia kultaryntäyksen piirteitä omaavasta hankekehittäjien kilpajuoksusta merialueille. Vuodenvaihteessa tietoja uusista hankkeista oli herunut lisää ja esimerkiksi Tekniikan maailma uutisoi 28.1.2023 Suomeen olevan suunnitteilla 17 merituulivoimapuistoa (Hämäläinen 2023).

Allekirjoittaneen tekemän kartoitustyön perusteella tätä kirjoitettaessa Suomessa on julkisesti tiedossa jo 26 merituulivoimahanketta. Hankkeet kartoitettiin verkkoartikkeleiden perusteella ja tarkemmat tiedot hankkeista kerättiin kehittäjäyhtiöiden ja ympäristöhallinnon verkkosivujen kautta. Koottuja tietoja ovat esimerkiksi hankkeen suunniteltu koko megawatteina, tuulivoimaloiden yksikkömäärä ja arvioitu yksikkökoko, hankkeen sijainti ja pinta-ala sekä alustava energiansiirtosuunnitelma. Sijaintitiedot poimittiin hankesuunnitelmista, ja hankkeista saatavilla olleet kartat georeferoitiin paikkatieto-ohjelmalla. Tämä mahdollistaa esimerkiksi meren syvyyden tai meren pohjan laadun tarkastelun hankekohtaisesti. Kartassa 1. on esitetty julkisesti tiedossa olevat merituulivoimahankkeiden sijainti ja Itämeren syvyystiedot.

Kartta 1. Suomen aluevesille ja talousvyöhykkeelle suunnitteilla olevia merituulivoimahankkeita.

Hankelistauksessa mukana ovat muun muassa Suomen aluevesiä maanomistajan roolissa hallinnoivan Metsähallituksen kahdeksan hanketta. Näistä Korsnäsin hanke on varsin pitkällä ja etenee yhteistyössä Vattenfallin kanssa. Metsähallitus on julkaissut myös seitsemän uutta hanketta, joista viidestä se on vastikään tehnyt kaavoitusaloitteet kuntiin (Metsähallitus).

Uusiutuva sähköenergiasektori on jatkossa yhä sääriippuvaisempi, ja tämä tarkoittaa merkittävää tuotannon vaihtelua, joka taas johtaa korkeisiin hintapiikkeihin, ja toisaalta otollisen sään aikaan erittäin edulliseen sähköenergiaan. Koska merituulivoimahankkeet sijaitsevat verraten kaukana olemassa olevista korkeajännitelinjoista, ovat energiansiirron rakennuskustannukset ja siirtohäviöt merkittäviä. Vety nähdäänkin myös merituulivoiman mahdollisena energian kantajana. Ainakin kolmessa hankkeessa selvitetäänkin vetyelektrolyysiä ja kaasuputkea vaihtoehtona korkeajännitteiselle vaihtovirtamerikaapelille. Lisäksi ainakin Ahvenanmaan alueella sijaitsevissa hankkeissa selvitetään myös liittymistä sekä Suomen että Ruotsin kantaverkkoon. Tulevaisuuden monipuoliset ja joustavat energiansiirtoratkaisut tulevat osaltaan tukemaan vihreää siirtymää, jolle merituulivoimarakentaminen jo itsessään tulee antamaan merkittävän panoksen.

Suomesta tulee sähkön nettoviejä

Viime vuonna tiedossa oli 12 kpl, tammikuussa 2023 17 kpl ja huhtikuussa 2023 jo 26 kpl julkaistuja merituulivoimahankkeita. Tämän artikkelin julkaisuhetkellä tieto saattaa hyvinkin olla jo vanhentunut. Jos haluat tietää, miksi epäilen näin käyvän, jatka vielä lukemista ja katso taulukko 1.

Jokainen Suomeen rakennettava tuulivoimala vaatii Puolustusvoimien hyväksynnän. Hankekehittäjät pyytävät lausuntoa tuulivoimahankkeilleen hyvin varhaisessa vaiheessa, mikä onkin fiksua, sillä ilman puoltavaa lausuntoa hankkeen kehittämiseen satsattu työ voisi pahassa tapauksessa valua hukkaan, jos Puolustusvoimat myöhemmin toteaisi kaavaillun hankkeen aiheuttavan haittaa aluevalvonnalle, käytännössä siis tutkien toiminnalle. Puolustusvoimien tiedossa onkin siis hankkeita, joista osa on vielä varhaisessa esiselvitysvaiheessa, eikä niistä kaikista ole siksi vielä julkisuuteen saakka tiedotettu. Puolustusvoimien hanketiedoista voidaan kuitenkin päätellä hankekehittäjien kiinnostusta merialueen tuulivoimapotentiaalia kohtaan. Verkkouutisten artikkelin (Huhtaniemi 2023) mukaan Puolustusvoimat on antanut puoltavan lausunnon Suomen merialueelle yhteensä 34 hankkeelle, jotka sisältävät suunnitelmat liki 3500 yksittäiselle merituulivoimalalle. Julkisten tietojen ulottumattomissa on siis liuta hankkeita, joista tullaan varmasti jatkossa kuulemaan lisää.

Puolustusvoimien lisäksi Suomessa on toinenkin taho, joka saa jo varhaisessa vaiheessa tiedon suunnitelluista energiahankkeista. Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid vastaa sähköenergiajärjestelmän toimivuudesta ja verkon kehittämisestä. Uusia siirtoyhteyksiä ja muuntoasemia on rakennettava kysyntää vastaaviin kohteisiin ja toisaalta vapaa liityntäkapasiteetti ohjaa myös uuden tuotannon sijoittumista. Fingrid oli viime vuonna saanut yhteensä 150 000 MW:n edestä tiedusteluja kantaverkkoon liittymisestä ja tästä määrästä valtaosa koski maatuulivoimaa (Fingrid & Gasgrid 2022, 3). Fingrid julkaisi 22.3.2023 Suomen sähköjärjestelmävision, jossa varaudutaan neljään erilaiseen tuotantoskenaarioon. Kaikille skenaarioille yhteistä on sähkönkulutuksen ja tuotannon merkittävä kasvu sekä Suomen muuttuminen sähkön netto-ostajasta nettoviejäksi vuoteen 2035 mennessä. Sähköenergian tuotantoa Suomessa kasvatetaan kaikissa skenaarioissa maa- ja merituulivoimalla, mutta myös aurinkovoimalla on tulevaisuudessa merkittävä rooli.

Tämä artikkeli on kirjoitettu Vaasan ammattikorkeakoulun ja Yrkeshögskola Novian yhteisen Flexible Energy System Integration and Optimization (FESIO) -hankkeen puitteissa. Hanketta rahoittaa Opetus- ja kulttuuriministeriö.

Julkaistu alun perin Energiaa-verkkolehdessä http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023050841648

LÄHTEET

Energiavuosi 2022. Sähkö. 12.1.2013. Energiateollisuus ry. Viitattu 3.4.2023. Saatavilla https://energia.fi/files/4428/Sahkovuosi_2022.pdf
Huhtaniemi, J. 2023. USU: Puolustusvoimat sallii yli 3400 merituulivoimalan rakentamisen. 4.2.2023. Verkkouutiset. Viitattu 5.4.2023. Saatavilla https://www.verkkouutiset.fi/a/usu-puolustusvoimat-sallii-yli-3400-merituulivoimalan-rakentamisen/#c1d13f9f
Hämäläinen, M. 2023. Suomessa on suunnitteilla jo 17 merituulivoimahanketta, mutta milloin jättivoimalat toteutuvat? Teknologia 28.1.2023. Tekniikan Maailma. Viitattu 5.4.2023. Saatavilla https://tekniikanmaailma.fi/lehti/3a-2023/suomessa-suunnitteilla-jo-17-merituulivoimahanketta-mutta-milloin-jattivoimalat-toteutuvat/
Metsähallitukselta viiden merituulivoimapuiston – yhteensä 6000 MW – kaavoitusaloitteet kunnille. 6.5.2023. Metsähallitus. Viitattu 11.4.2023. Saatavilla https://www.metsa.fi/tiedotteet/metsahallitukselta-viiden-merituulivoimapuiston-yhteensa-6000-mw-kaavoitusaloitteet-kunnille/
Tuulivoimakartta. Tuulivoimahankkeet Suomessa. Suomen Tuulivoimayhdistys. Viitattu 3.4.2023. Saatavilla https://tuulivoimayhdistys.fi/tuulivoima-suomessa/kartta
Tuulivoima Suomessa 2022. 23.1.2023. Suomen Tuulivoimayhdistys 2023. Viitattu 3.4.2023. Saatavilla https://tuulivoimayhdistys.fi/media/tuulivoima_vuositilastot_2022-1.pdf
Vilén, O. 2022. Exclusive Economic Zone. Wind Finland Goes Offshore, esitys 11.5.2022. Työ- ja elinkeinoministeriö.
Väliraportti: Energian siirtoverkot vetytalouden ja puhtaan energiajärjestelmän mahdollistajana. Fingridin ja Gasgrid Finlandin yhteishankkeen alustavia tuloksia. Fingrid ja Gasgrid 15.3.2022. Saatavilla https://gasgrid.fi/wp-content/uploads/Fingrid-Gasgrid_Valiraportti_Energian-siirtoverkot-vetytalouden-ja-puhtaan-energiajarjestelman-mahdollistajina-1.pdf
Wind energy in Europe: 2022 Statistics and the outlook for 2023-2027. Wind Europe. Viitattu 3.4.2023. Saatavilla https://windeurope.org/intelligence-platform/product/wind-energy-in-europe-2022-statistics-and-the-outlook-for-2023-2027/#interactive-data

Tuulivoiman vaikutuksia metsäeläimiin selvitetään laajassa seurantatutkimuksessa

Viime vuosina tuulivoimaloiden määrä on kasvanut merkittävästi ja uusia hankesuunnitelmia on tehty runsaasti. Hankkeiden määrän kasvaessa tuulivoima-alueet koskettavat yhä uusia alueita Suomessa, mikä luo painetta paitsi alueiden muulle käytölle, myös luonnonvaraisille eläimille ja niiden elinympäristöille. Yhä useammin tuulivoimahankkeet törmäävät direktiivilajeihin, muutoin suojeltuihin tai erityisen intressin kohteena oleviin lajeihin. Oletetut vaikutukset tarkastelun alla oleviin eläimiin tai tutkimustiedon puute vaikutuksista ovat jopa kaataneet kokonaisia hankkeita. Tutkimustietoa vaikutuksista on ennestään vähän, mutta nyt käynnistyvässä Luonnonvarakeskuksen vetämässä viisivuotisessa seurantatutkimuksessa
vaikutuksia tullaan viimein selvittämään.

Vuoden 2023 alussa käynnistyi Luonnonvarakeskuksen (Luke) toteuttama hanke nimeltä Metsäeläinten esiintyminen ja elinympäristöjen käyttö tuulivoimaloiden lähialueilla (WINDLIFE). Viisivuotisen seurantatutkimuksen aikana Luke tulee selvittämään tuulivoiman vaikutuksia suteen, metsäpeuraan ja kotkaan. Direktiivilajeina ne on otettava erityisesti huomioon tuulivoiman ja muun maankäytön suunnittelussa. Direktiivilajit ovat Luonto- ja lintudirektiivin liitteissä mainittuja EU:n alueelta valittuja yhteisön tärkeinä pitämiä lajeja ja niiden elinympäristöjä.

Hankkeessa tutkitaan tuulivoiman vaikutuksia myös poroihin sekä poronhoitoon ja poronhoidon kustannuksiin. Lisäksi vaikutuksia hirvieläimiin ja metsästykseen tullaan selvittämään metsästystapahtumista tallennettujen tietojen ja kyselytutkimusten avulla.

”WINDLIFE-hankkeen lajit ovat niin kutsuttuja direktiivilajeja, joiden esiintyminen ja elinympäristöt on otettava erityisen tarkasti huomioon tuulivoimaloiden sijainteja suunniteltaessa”, kertoo hankkeen koordinaattorina toimiva erikoistutkija Ari Nikula Luonnonvarakeskuksesta.

Tutkimuksissa hyödynnetään useita, jo tähän mennessä kerättyjä aineistoja eläinten esiintymisestä suhteessa tuulivoimaloihin. Lisäksi tuulivoimaloista eri etäisyyksillä liikkuvia eläinyksilöitä seurataan
GPS-paikantimilla varustetuilla lähettimillä.

Tuulivoiman vaikutuksia eläimistöön ei tunneta kovin hyvin

Ennestään tiedetään, että tuulivoimaloiden rakentamisella ja tuulivoimatuotannolla voi olla sekä negatiivisia että positiivisia vaikutuksia luonnonvaraisiin eläinlajeihin. Tuulivoimala-alueet voivat vähentää joidenkin lajien elinympäristöjen määrää, heikentää lajien lisääntymistä tai kasvattaa kuolleisuutta törmäysten vuoksi. Tuulivoimalat voivat myös karkottaa eläimiä kauemmas niiden läheisyydestä. Toiset lajit voivat puolestaan hyötyä tuulivoimatuotannon aiheuttamasta elinympäristön muutoksesta esimerkiksi siksi, että ravinnon saatavuus lisääntyy tai koska riski joutua saaliiksi pienenee.

Tutkimustietoa tuulivoiman vaikutuksista luonnonvaraisiin lajeihin on toistaiseksi ollut kuitenkin hyvin vähän saatavilla ja nyt käynnistetyn tutkimushankkeen kohteena olevista lajeista ei kotimaisia tutkimuksia ole tehty aiemmin lainkaan. Maailmalta jotain tutkimustietoa jo löytyy, esimerkiksi Ruotsissa ja Norjassa on tutkittu tuulivoiman vaikutuksia poroihin. Muualta saatuja tutkimustuloksia ei kuitenkaan voi soveltaa suoraan Suomen oloihin, sillä vaikutusten on havaittu riippuvan mm. metsien ja muiden elinympäristötyyppien vaihtelusta, maaston korkeuseroista ja ihmistoiminnasta.

Tutkitulla tiedolla parempaa vaikutusten arviointia

Kotimaisen tutkimustiedon puutteen sekä tuulivoima-alan kasvun vuoksi on tärkeää, että hanke on saatu käyntiin ja sen myötä tuulivoimaloiden vaikutuksista luonnonvaraisiin eläimiin saadaan tieteelliseen tutkimukseen perustuvaa tietoa myös Suomen oloissa.

Hankkeen tavoitteena on lisätä tietoa ja tuottaa ohjeita, joilla nyt tutkittavien lajien elinympäristövaatimukset voidaan ottaa entistä paremmin huomioon tuulivoimaloiden sijoittamisessa. ”Tähän mennessä lajeja on arvioitu sen tiedon pohjalta, mitä tiedetään eri lajien käyttäytymisestä suhteessa ihmistoimintaan, mutta nyt alkaneessa hankkeessa pystytään paneutumaan erityisesti tuulivoiman vaikutuksiin, koska niissä on omat erityspiirteensä muuhun maankäyttöön verrattuna. Tavoitteena on tuottaa eri lajeille kriteeristö, jota voidaan suoraan soveltaa tuulivoiman sijoittelussa”, Nikula kertoo.

Myös Suomen Tuulivoimayhdistyksen toimitusjohtaja Anni Mikkonen on tyytyväinen, että hanke on saatu käyntiin. ”Suojelun ansiosta monien eläinlajien, kuten kotkien ja suden, määrä on kasvanut ja niitä on siirtynyt uusille alueille Suomessa. Samalla yhä useamman tuulivoimahankkeen ympäristövaikutusten arvioinnissa ja kaavoituksessa pitäisi pystyä arvioimaan, mikä kyseisen hankkeen vaikutus näihin lajeihin on. On aivan loistavaa, että tämä hanke saatiin nyt käyntiin Luken ja yritysten yhteisvoimin ja Suomesta tullaan saamaan tieteellistä tutkimustietoa, johon hankekohtaisia arviointeja voidaan jatkossa nojata”, Mikkonen iloitsee.

Windlife-hanke

Metsäeläinten esiintyminen ja elinympäristöjen käyttö tuulivoimaloiden lähialueilla (WINDLIFE) on Luonnonvarakeskuksen (Luke) vetämä hanke, joka toteutetaan vuosina 2023-2027. Hanketta rahoittaa Luke yhdessä 14 tuulivoimatoimijan kanssa. Hankkeelle perustetaan ohjausryhmä, joka koostuu Luken, tuulivoimatoimijoiden ja STY:n sekä muiden sidosryhmien edustajista. Luke on sitoutunut kaikessa tutkimustoiminnassaan Tutkimuseettisen neuvottelukunnan hyvän tieteellisen käytännön periaatteisiin tehden tutkimusta riippumattomasti ja vastuullisesti, korkeaa tieteellistä etiikkaa noudattaen. Tutkimusten tulokset tullaan julkaisemaan tieteellisissä julkaisuissa ja ne tulevat siten olemaan avoimesti saatavilla.

Hankkeessa mukana olevat yritykset:

ABO Wind Oy
Energiequelle Oy
EPV Energia Oy
Fortum Power and Heat Oy
Ilmatar Energy Oy
Infinergies Finland Oy
Metsähallitus Kiinteistökehitys
Myrsky Energia Oy
Neova Oy
OX2
Puhuri Oy
Suomen Hyötytuuli Oy
wpd Finland Oy
YIT Suomi Oy

Energiamurros mullistaa sähköverkon – miten taataan joustavuus ja huoltovarmuus?

Sähkön siirron kantaverkkoon liitetään asiakkaita entistä enemmän ja nopeammin. Uusiutuvan energian osuuden kasvaessa joustoa on luotava energian varastoinnilla ja uusilla teknisillä ratkaisuilla. Vaikeasti ennustettavat pitkän aikavälin muutokset edellyttävät varautumista yllättäviin tilanteisiin, jotta yhteiskunnan toimivuus ja huoltovarmuus voidaan taata kaikissa olosuhteissa.

Meneillään oleva energiamurros mullistaa sähkön tuotannon ja jakelun. Uusiutuva tuuli- ja aurinkovoima ovat vahvassa kasvussa ja samaan aikaan myös kotitalouksien omatuotanto ja sähköverkkoon liittäminen on yleistymässä. Sähkön kysyntää puolestaan lisäävät teollisuuden uudet vihreän siirtymän vetytalousinvestoinnit, kasvava sähköistyminen ja sähköautojen latausinfran laajentuminen. Nämä valtavat investoinnit ja muutokset haastavat olemassa olevan sähköverkon toiminnan ja muokkaavat merkittävästi kokonaisjärjestelmää.

Kaikessa tässä kehityksessä on pidettävä maltti mielessä. Suomen kantaverkkoon ei pystytä liittämään kaikkea tavoiteltua uutta päästötöntä tuotantoa, vaikka suunnitelmat kantaverkon investointeihin ovatkin massiiviset, yli 2 miljardia euroa vuoteen 2031 mennessä. Kantaverkon toimivuus ja joustavuus on taattava kaikissa tilanteissa; tuotannon ja kulutuksen on oltava tasapainossa. Tuotannon siirtyminen keskitetystä energiantuotannosta hajautettuun uusiutuvaan tuotantoon edellyttää myös uusia innovatiivisia digitaalisia ratkaisuja ja kehittynyttä sähköverkon hallintaa.

Uusiutuva sähkö, uudet haasteet

Tuuli- ja aurinkovoiman ajoittaisuus perinteiseen energiantuotantoon verrattuna vaikuttaa sekä sähköverkon suunnitteluun että sähkön tuotannon ja käytön optimointiin. Perinteisesti generaattoreiden tuottama pyörimisenergia (inertia) on pystytty hyödyntämään vikatilanteissa; inertian luoma hetkellinen energia on antanut aikaa verkon palauttamiseen normaalitilanteeseen. Uudet tekniset ratkaisut ovat tarpeen vikatilanteisiin ja tuotantovaihteluihin varautumisessa tuuli- ja aurinkovoiman kasvaessa.

Tuulivoimalat kytketään sähköverkkoon taajuusmuuttajien eli suuntaajien välityksellä. Ne eivät kuitenkaan reagoi verkon taajuuden tai jännitteen muutoksiin samalla tavalla kuin perinteiset voimalaitokset ja siksi sähköjärjestelmä on alttiimpi häiriöille. Häiriöiden hallintaan yksi ratkaisu on synkronikompensaattori, jolla siis parannetaan sähköverkon käyttövarmuutta. Laite on isokokoinen tahtikone, joka vakauttaa sähköverkon jännitettä ja taajuutta, jotka vaihtelevat erityisesti tuulivoimaa tuotettaessa. Suomen ensimmäinen sähköverkon synkronikompensaattori rakennetaan Kalajoen Jylkän sähköasemalle, ja sen on määrä valmistua vuonna 2025.

Ei kaikkea yhden kortin varaan

Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid on visioinut Suomen sähköjärjestelmän tulevaisuutta. Vahva ja luotettavasti toimiva sähkön kantaverkko mahdollistaa investoinnit sähköä käyttävälle teollisuudelle, yhteiskunnalle ja yksityisille kuluttajille. Pitkän tähtäimen kasvua suunnitellessa tulee varautua sekä korkeaan sähkön tuotannon ja kulutuksen toteutumiseen että erilaisiin yllättäviinkin epävarmuuksiin.[i]

Geopoliittinen epävakaus on entisestään nostanut varautumisen merkitystä. Fingridin hallituksen puheenjohtaja Hannu Linna esitti maaliskuussa Energiaviikolla Vaasassa mielenkiintoisen näkökulman; ”Ajatelkaa, jos Ukrainassa kaikki olisi rakennettu yhden kortin varaan”. Tämä pohdinta aiheutti paljon keskustelua ja korosti konkreettisella tavalla varautumisen tärkeyttä. Meidän on kyettävä takaamaan yhteiskunnan toimivuus ja huoltovarmuus kaikissa olosuhteissa, kun siirrymme kohti päästötöntä energiantuotantoa.

Sähköstä kilpailuetu

Suomella on merkittävä kilpailuetu vihreässä siirtymässä: vähähiilinen sähkön tuotanto, suuri puhtaan sähkön tuotantopotentiaali, Eurooppalaisittain edullinen sähkö ja vakaa sähköverkko. Näiden vahvuuksien lisäksi Suomessa on laaja-alaista energia-alan osaamista ja teollisia edelläkävijöitä, jotka ovat jo rohkeasti tarttuneet vähäpäästöisiin teknologioihin ja ratkaisuihin – erinomaiset eväät energiamurroksen haasteiden taklaamiseen!

[i] https://www.fingrid.fi/globalassets/dokumentit/fi/tiedotteet/sahkomarkkinat/2023/fingrid_sahkojarjestelmavisio_2023.pdf

Lintututkajärjestelmä Tahkoluodon merituulipuistossa

Lokakuussa 2015 olin Porin Tahkoluodon länsikärjessä, Kallioholmassa. Satama-alueen länsikärki oli minulle ennestään tuttu, olen viettänyt siellä tuhansia tunteja lintujen muuttoa seuratessa 1990-luvun alkupuolelta lähtien. Mutta tällä kertaa tarkastin katvealuemallinnuksen määrittelemiä sijainteja lintututkajärjestelmälle.

Suomen Hyötytuuli oli hiljattain saanut tarvittavat luvat Suomen ensimmäisen merituulipuiston rakentamiseen. Linnustollisesti runsaalle alueelle suunnitellut tuulivoimalat herättivät huolta lintujen hyvinvoinnin puolesta. Alue on tunnettu monipuolisesta pesimälinnustostaan ja runsaasta ohimuuttavasta merilinnustosta. Tähän huoleen vastattiin lintututkajärjestelmällä, joka mahdollistaa paitsi lintujen lentomäärien ja -reittien tarkan dokumentoinnin myös yksittäisten tuulivoimaloiden pysäyttämisen törmäysten ehkäisemiseksi.

Uudenlaista lintututkateknologiaa luomassa

Lintututkajärjestelmiä oli tuolloin maailmalla käytössä vain muutamia, eikä niistä ainuttakaan käytetty yksittäisten voimaloiden pysäyttämiseen. Niinpä tutkajärjestelmän toimittajan valinnassa mahdollisuus tuotekehitysyhteistyöhön nousi tärkeäksi tekijäksi. Selvitystyön ja neuvottelujen jälkeen hollantilaisen Robin Radar Systemsin 3D-Flex -järjestelmä asennettiin Tahkoluodon rantakalliolle 25.5.2016.

Pysäytysjärjestelmä kehitettiin yhdessä Tampereen yliopiston ja laitetoimittajan kanssa. Sitä päästiin kokeilemaan vuonna 2010 valmistuneen Tahkoluodon testivoimalan kanssa. Kokeilut onnistuivat ja järjestelmän toimintaa demonstroitiin joulukuussa viranomaiselle, joka hyväksyi sen käyttöön.

Uuden teknologian parissa työskennellessä törmätään toistuvasti puutteisiin tai parannusta kaipaaviin seikkoihin. Lintututkajärjestelmän suurin puute oli se, ettei se pystynyt erottamaan eri lintulajeja toisistaan. Tätä puutetta paikkamaan perustettiin Tampereen yliopiston kanssa projekti, jonka päämääränä oli luoda automaattinen lintujentunnistusjärjestelmä lintututkan pohjalta.

Lajintunnistuksen haasteet

Melko nopeasti kävi selväksi, ettei pelkän tutkan tuottaman tiedon pohjalta voi luotettavasti tunnistaa lintuja. Tutka tuottaa kuitenkin hyödyllistä tietoa tunnistamisen tarpeisiin; erityisesti lintujen lentonopeus yhdistettynä suurpiirteiseen tietoon kohteen koosta auttaa haarukoimaan lajiryhmää. Esimerkiksi merimetson lentonopeus on hämmästyttävän täsmällisesti 17 m/s tietämillä, kun vaikkapa koskelot ja telkkä lentävät usein jopa 30 m/s.

Tutkajärjestelmään piti lisätä sensoreita automaattisen lajintunnistuksen tarpeisiin. Akustiset ja infrapunasensorit hylättiin eri syistä, ja ainoaksi mahdollisuudeksi osoittautui visuaalinen kamera tai videokamera. Paria valvontakameraa testattiin, mutta niiden toimintasäde jätti toivomisen varaa. Testikäyttöön hankittiin järjestelmäkamera 500 mm objektiivilla. Kamera asennettiin säänkestävälle videopäälle, jota tutkajärjestelmä ohjasi projektin tuottaman rajapinnan kautta. Tutkan käskystä kamera ottaa kuvasarjan kohteesta, minkä jälkeen tiedot syötetään koneoppimista hyödyntävään ohjelmistoon, joka kertoo kuvatun lintulajin.

Järjestelmän todettiin toimivan yllättävän hyvin ja erottavan esimerkiksi vanhan meri- ja selkälokin toisistaan useimmissa tapauksissa. Nykyisellä optiikalla suuremmat linnut pystytään dokumentoimaan tunnistettavasti useimmiten noin 1500 metrin toimintasäteellä, pienet linnut muutaman sadan metrin etäisyydeltä.

Positiivisia tuloksia

Tahkoluodon merituulipuisto vihittiin käyttöön elokuussa 2017. Tutkajärjestelmän keräämä aineisto on osoittanut, että linnut löytävät hyvin lentokäytäviä tuulipuiston sisältä, eikä pelättyjä törmäyksiä ole havaittu. Alueen pesimälinnuston huolellinen seuranta on lisäksi vahvistanut käsitystä siitä, ettei merituulipuisto ole vaikuttanut merkittävästi pesimäkantaan – sekä lajien että pesivien parien määrä on pysynyt jopa paremmalla tasolla kuin verrokkialueella. Tuulivoiman vaikutuksille alttiiksi ajateltu merikotka jopa rakensi pesän alle 500 metrin etäisyydelle lähimmästä voimalasta keväällä 2019.

Karttapohjalla on esitelty toukokuun 2019 lintututkan tallentamat lennot, joiden minimipituus on 2 km (muuttolentoja) ja nopeus 20 – 30 m/s (nopeasti lentävät vesilinnut, kahlaajat ja kuikkalinnut).
Valkeat viivat kuvaavat Tahkoluodon merituulipuiston kaava-aluetta leikanneita lentoja ja punaiset sen ulkopuolella tapahtuneita lentoja. Kuva esittää hyvin lintujen tapaa kiertää voimaloita; tutkajärjestelmän vieressä on maatulivoimala ja heti sen itäpuolella aallonmurtajalla kolme voimalaa, jotka osaltaan ohjaavat lintujen lentoja, mikä myös näkyy kuvassa kauniisti.

Kuvassa on esitetty yli 8 m/s nopeudella pohjoiseen merituulipuiston alueen läpi suuntautuneet lennot 2.4.2019 kuuden aamutunnin aikana. Samaan aikaan paikalla muutonseurantaa suorittanut lintujen muutonseuraaja laski 5185 muuttavaa haahkaa pohjoiseen. Voimaloiden (valkeat ympyrät) väistö on ilmeistä tämänkin kuvan perusteella, valtaosa lennoista kiertää voimalat yli 100 metrin etäisyydeltä. Vilkkaimpina vuorokausina tietokantaan on tallentunut jopa 300 000 lentorataa.

Blogin kirjoittaja on Suomen Hyötytuulen ympäristöinsinööri Petteri Mäkelä, jonka erikoisalaa ovat ympäristövaikutusten arvioinnit, kaavoituksen ympäristö- ja luontoasiat sekä melumittaukset ja luvitus. Hänellä on ympäristö- ja energiatekniikan insinööritutkinto (amk) ja lopputyönsä hän teki ilmanlaadun mittauksesta. Petteri on erikoistunut linnustoon, erityisesti linnustonseurantaan, -selvityksiin ja lintututkateknologiaan. Lisäksi hän on kasvattanut asiantuntemustaan linnustosta yli kolmenkymmenen vuoden aktiivisen harrastus- ja järjestötoiminnan kautta.

Blogi on julkaistu aiemmin Hyötytuulen verkkosivuilla.