Tuulivoiman ilmastovaikutukset
Tuulivoiman määrä kasvaa tasaisesti ja yli kolmannes Suomen sähkönkulutuksesta tullaan kattamaan tuulivoimalla viimeistään vuonna 2026. Tuulivoimatuotannon odotetaan kasvavan ainakin 28 TWh:n vuoteen 2026 mennessä. Polttoainevapaana energiantuotannon muotona tuulivoima vähentää Suomen energiantuotannon hiilijalanjälkeä, mutta millaiset ovat tuulivoimarakentamisen omat ilmastovaikutukset?
Tuulivoiman hiilijalanjälki on pieni ja hiilikädenjälki suuri
Tuulivoimarakentamisen hiilidioksidipäästöt ovat energiantuotannon pienimpiä (ks. taulukko). Tuulivoimala myös tuottaa alle vuodessa saman määrän energiaa kuin sen valmistaminen ja rakentaminen on vaatinut. Koko elinkaarensa aikana tuulivoimala tuottaa yli 60-kertaisesti sen rakentamiseen vaaditun energiamäärän.
Etha Windin selvityksessä (2022) avataan tuulivoiman hiilikädenjäljen suuruutta. Hiilikädenjälki kuvaa, kuinka paljon päästöjä jokin toiminta tai ratkaisu säästää verrattuna johonkin toiseen toimintatapaan. Selvityksen mukaan tuulivoiman positiivinen vaikutus, joka saavutetaan päästövähennyksinä, on 50 kertaa suurempi, kuin sen negatiiviset vaikutukset, joita ovat tuulivoimahankkeen päästöt sen elinkaaren aikana sekä hiilinielun pienentyminen.
Tuulivoimalaa rakennetaan aina korvaamaan jotain muuta, pääsääntöisesti fossiilista, energiantuotantomuotoa. Etha Windin selvityksen mukaan tuulivoimaloiden hiilidioksidipäästöjä vähentävä vaikutus, eli hiilikädenjälki, on kymmenen voimalan tuulivoimapuistolle arvioituna 463 gCO2 ekv/kWh riippuen siitä, mitä energialähdettä tuulivoimalla korvataan. Tämä vastaa 139 000 tonnin päästövähennystä vuodessa, mikä taas vastaa 13 000 suomalaisen hiilineutraaliutta.
Tuulivoima on energiatehokasta maankäyttöä
Energiamurroksessa korvataan tuontienergiaa kotimaisella energiantuotannolla, mikä aiheuttaa väistämättä myös maisemassa näkyviä vaikutuksia. Siksi onkin tärkeää hyödyntää maapinta-alaa mahdollisimman tehokkaasti. Tuulivoimalat sijoittuvat pääasiassa talousmetsäkäytössä oleville alueille, joihin kohdistuu muitakin ihmistoimia.
Tuulivoima-alueesta noin 2 prosenttia jää tuulivoimaloiden, niiden huoltoalueen ja teiden alle, loppu jää alkuperäiseen maa-, metsätalous- tai harrastekäyttöön. Kun huomioidaan uusien huoltoteiden rakentaminen sekä vanhojen metsäautoteiden leventäminen, poistetaan puustoa yhteensä noin 2–3 hehtaaria yhtä tuulivoimalaa kohti. Tämä vastaa pinta-alaltaan noin kahden jalkapallokentän suuruista aluetta.
BIOS-tutkimusyksikössä on tutkittu eri energiamuotojen maankäytön tehokkuutta ja yksi johtopäätös on, että energiamurroksen vaikutuksia metsäpinta-alan käyttöön ajaa lopulta hyvin yksinkertainen seikka: yhteyttämällä syntyvien hiilivarastojen, eli puun, polttaminen on maankäytön tehokkuuden kannalta huomattavasti aurinko- ja tuulienergiaa heikompi vaihtoehto. Teollisista energiantuotannon muodoista ydinvoima ja tuulivoima ovat maankäytön suorien vaikutusten osalta energiatehokkaimmat tuotantomuodot. (Vadén & Majava, 2022.)
Tämä johtuu pitkälti siitä, että tuulivoiman tarvitsema maa-ala on maltillisen kokoinen. Voidaan laskea, että 100 TWh tuottavan tuulivoimakapasiteetin ja sen tarvitsemien siirtoyhteyksien suora maankäyttövaikutus on luokkaa 400 neliökilometriä. Suomen metsätalousmaan pinta-alan ollessa noin 263 000 neliökilometriä on tuulivoimatuotannon tarvitsema maapinta-ala siten 0,15 prosenttia metsätalousmaan pinta-alasta. (Vadén & Majava, 2022.)
Jos Suomessa siis tuotettaisiin vuosittain 100 TWh verran tuulisähköä, eli yli 10-kertaisesti nykyisen tuotannon verran, tarvittaisiin tuulivoiman käyttöön vain 0,15 prosenttia Suomen metsätalousmaan pinta-alasta. Jos 100 TWh sähköä tuotettaisiin tuulivoiman sijaan puulla, tarvitaan maa-alaa jo 140 000 neliökilometriä, eli yli puolet kaikesta metsätalousmaasta.
(Vadén & Majava, 2022.)
Mikäli tuulivoimalla korvattaisiin pääosin fossiilisten energialähteiden käyttöä, saavutettaisiin 100 TWh:n tuulivoimakapasiteetin lisäyksellä laskutavasta riippuen 10-25 megatonnin päästövähennys. Eli saavutettava päästövähennys olisi monikymmenkertainen verrattuna tuulivoiman maankäytön päästö- ja hiilinieluvaikutuksiin.
Lähteet:
Hiilikädenjälkilaskenta – Takakangas-Pihlajaharjun hankkeelle, Etha Wind Oy, 2022
Energiamurros ja metsäpinta-alan rooli suomalaisen yhteiskunnan aineenvaihdunnassa, Vadén & Majava, 2022
BESS-ratkaisut ovat osa Suomen ja Ruotsin reservimarkkinoita
Energiamarkkinoiden muutos fossiilisista raaka-aineista uusiutuviin sähköntuotantomuotoihin asettaa uusia vaatimuksia sähköjärjestelmälle. Uusiutuvan ja hajautetun energiatuotannon osuus kasvaa merkittävästi sekä Suomessa että Ruotsissa. Tällä tiellä on edetty jo hyvää vauhtia, sillä uusiutuvien energialähteiden osuus nousi Suomessa 27 prosentista 42 prosenttiin vuosien 2012-2022 aikana.
Sähköntuotannon muutokset luovat paineita reservimarkkinoille. Niihin vaikuttaa myös säätelyn muutokset, reserviin osallistuvien teknologioiden kehitys sekä pohjoismaisen ja eurooppalaisen sähkömarkkinan yhdentyminen.
Uusia mahdollisuuksia liiketoiminnalle
Fingridin reservimarkkinat-yksikön päällikön Maria Joki-Pesolan mukaan reservimarkkinoiden rooli kasvaa, kun sähkötuotanto on nykyistä hajautetumpaa ja yhä enemmän riippuvainen säästä.
– Toivomme, että kaikki toimijat tunnistavat reservimarkkinoiden liiketoimintamahdollisuudet. Reservimarkkinat kasvavat jatkossa, sillä ilman säätökykyä sähköjärjestelmän ylläpidon tehokkuus kärsii ja se heijastuu kustannuksiin.
BESS ratkaisuilla on merkittävä rooli
BESS-ratkaisut ovat jo nyt aktiivinen osa sähköjärjestelmän reservien ylläpitoa, erityisesti taajuusohjattujen reservien markkinoilla.
– Akkujen merkitys tärkeänä reserviteknologiana ennustetaan kasvavan, kun reservien tarpeet kasvavat ja poistuvaa reservikapasiteettia korvautuu uusilla reservikohteilla, jossa akkuteknologiat ovat lupaava vaihtoehto, Fingridin reservimarkkinoiden asiantuntija Taneli Leiskamo sanoo.
Tulevaisuudessa akkuja käytetään taajuusohjattujen reservien lisäksi yhä useampiin muihinkin reserveihin, kun esimerkiksi manuaalisen (mFRR) ja automaattisen taajuuden palautusreservin (aFRR) tarpeet kasvavat. Akkujen toimintanopeus ja elinkaaren aikainen kustannustehokkuus ovat niiden etuja perinteisiin reserviteknologioihin verrattuna.
Reservien uudet tekniset vaatimukset vaativat akkuratkaisuilta nopeampia, tarkempia ja pidempikestoisia säätöjä.
– Erityisesti suuremman energia/teho-suhteen akkujärjestelmille on kysyntää tulevaisuudessa. Tällaisia kohteita omistavien tai hallinnoivien reservitoimittajien näkymät ovat erityisen hyviä, Leiskamo sanoo.
Akkujärjestelmät luovat vakautta
– Reservimarkkinoillamme on runsaasti vesivoimaa. Viime vuosina sen rinnalle on tullut akkujärjestelmiä ja tuulivoimaa, sanoo Anna Jäderström, Ruotsin kantaverkkoyhtiö Svenska Kraftnätetin Head of Balancing markets.
Jäderström pitää BESS-ratkaisujen tuloa markkinoille tervetulleena, koska niiden tekninen suorituskyky vastaa sähköjärjestelmän vakauteen liittyviä tarpeita. Myös niiden vasteaika taajuuden muutoksiin on erittäin nopea ja tarkka.
– Tarvitsemme koko ajan lisää kapasiteettia pohjoismaisille reservimarkkinoille, ja BESS-ratkaisut ovat oivallinen lisä olemassa oleviin teknologioiden rinnalle.
Pelkät nopeat ratkaisut eivät kuitenkaan riitä, eivätkä akut yksinään voi tarjota kaikkea tarvittavaa joustavuutta. Kasvava tarve reserveille tasapainottamiseen Pohjoismaissa edellyttää Pohjoismaisen vesivoiman pysyvän vakaana reservien tarjoajana sekä tuulivoiman lisääntyvää käyttöä reservimarkkinoilla.
Reservimarkkinat tarvitsevat teknologioita
Markkinatoimijat ymmärtävät Ruotsissa nyt paljon paremmin reservimarkkinoiden mahdollisuudet kuin pari vuotta siten, mikä nopeuttaa kehitystä.
– Tarvitsemme kilpaillut markkinat, jonne toivomme koko ajan uusia toimijoita ja teknologioita, Jäderström sanoo.
Fingrid on täysin teknologiariippumaton reservimarkkinoiden suhteen.
– Emme ota kantaa, mitä teknologiaa reservimarkkinalla toimijat käyttävät. Haluamme ennen kaikkea, että reservimarkkinoilla on runsaasti toimijoita sekä kulutuksen että tuotannon puolella, Joki-Pesola sanoo.
Kehittyvä teknologia ja laskevat hinnat
Akkuratkaisujen hankinnan pääasiallinen tai osittainen ajuri voi olla reservimarkkinoiden ulkopuolinen tarve, jolloin järjestelmien suunnittelussa on hyvä huomioida useita käyttötarkoituksia ja liiketoimintamalleja.
Akkuteknologioiden kehityksessä muun muassa akkujen kapasiteettien kasvu auttaa BESS-ratkaisujen läpimurtoa reservimarkkinoilla. Akkujärjestelmien houkuttelevuutta lisäävät myös laskevat hinnat, kehittyvät ohjausjärjestelmät sekä entistä vastuullisemmat raaka-aineet ja valmistustavat.
Tuulen tuomaa työtä: Matias Ollila
Juttusarjassa esitellään tuulivoiman työllistämiä ihmisiä ja heidän työtään.
Nimi: Matias Ollila
Työpaikka: Suomen Tuulivoimayhdistys ry
Koulutus: Valtiotieteiden maisteri, JET
Miten tuulivoima työllistää sinua?
Olen aloittanut 4.9. Tuulivoimayhdistyksen edunvalvontajohtajana. Jo ennen tätä tehtävää tuulivoimalla oli merkitystä työssäni elinkeinoministerin erityisavustajana. Tuulivoima oli jo talvella 2022 osa ratkaisua energiakriisiin Suomessa, mikä kuvainnollisesti vähensi kylmää hikeä energia-asioista vastaavassa ministerin esikunnassa. Toiseksi erityisavustajan työssäni vastuullani oli teollisuuspolitiikka. Uusien suurten investointien järjestämisessä Suomeen nimenomaan puhdas ja edullinen tuulivoima on ollut ratkaiseva ajuri.
Mitä odotan työltäni?
Innostuneena odotan sitä, miten tuulivoimasta tehdään yhdessä entistä vahvempi suomalainen ylpeydenaihe. Se vaatii vahvaa vuorovaikutusta, ihmisten ja yhteisöjen kohtaamista, tavoitteellista ja suunnitelmallista edunvalvontaa sekä luottamusta herättävää viestintää.
Tiimi vaikuttaa sellaiselta, joka on orientoitunut tuloksia tuottavaan yhteistyöhön. Hyvällä tuulella ajatus toimii paremmin.
Miksi hain tehtävään ja muisto työelämästä?
Suomen Tuulivoimayhdistyksen ja tuulivoima-alan visio puhtaasta kotimaisesta energiasta sekä siihen liittyvästä työllistävästä liiketoiminnasta inspiroivat minua aivan valtavasti. Olen jo 15 vuoden ajan vaikuttanut vihreään siirtymään. Sen mahdollisuudet muuttuvat kiihtyvällä tahdilla erilaisiksi ratkaisuiksi. Haluan olla mukana tekemässä niitä.
On ollut ilo havaita, että vihreä siirtymä koetaan maailmanlaajuisesti ratkaisuksi. Alkuvuodesta 2023 olin työtehtävissäni mukana elinkeinoministeri Mika Lintilän Tansanian ja Kenian vierailulla. Afrikka on aina vaikuttava kokemus, mutta myös heidän kaavailunsa uusiutuvasta energiasta ja vedystä vakuuttivat.
Uusiutuvan energian tulevaisuus on tietysti varma. On innostavaa olla mukana vaikuttamassa siihen, ”kuinka paljon yllätymme” siitä kaikesta hyvästä, jota kotimainen, puhdas ja uusiutuva energia tuo tullessaan.
Tuulen tuomaa työtä: Veera Villikari
Juttusarjassa esitellään tuulivoiman työllistämiä ihmisiä ja heidän työtään.
Nimi: Veera Villikari
Työpaikka: Suomen Tuulivoimayhdistys
Koulutus: valtiotieteiden maisteri
Miten tuulivoima työllistää sinua?
Aloitin elokuun alussa edunvalvontapäällikkönä STY:ssä. Tulen työskentelemään tiiviisti merituulivoimavaliokunnan sekä verkkovaliokunnan kanssa. Samat teemat jatkuvat myös Wind Europen erilaisissa merituulivoimaan liittyvissä työryhmissä. Tällä hetkellä työpöydältä löytyy myös uuden hallitusohjelman merituulivoimaan liittyvien kirjausten tulkinta sekä tavoitteiden
ja toimintatapojen löytäminen.
Mikä on parasta työssäsi?
Tuulivoiman parissa työskennellessä pääsen oppimaan uutta ja hyödyntämään aiempaa osaamistani energia-alalta. Olen myös loputtoman tiedonjanoinen ja utelias uusista aiheista, mikä sopii mainiosti tuulivoiman monipuoliseen kenttään. Kestävä kehitys, yhteiskunnallinen vaikuttaminen sekä tulevaisuuden tekeminen ovat lähellä sydäntäni. Parasta työssäni on se, että Suomen Tuulivoimayhdistyksessä pääsen ajamaan näitä kaikkia.
Mieleenpainuvin muisto työsi parista?
Olen saanut ensimmäisen kuukauden aikana jo monia mieleenpainuvia muistoja. Olen osallistunut strategiapäivään, ampunut jousipyssyllä, pelannut golfkisoissa ja tutustunut moneen hienoon tuulivoima-alan ihmiseen ja jäsenyritykseen. Mieleenpainuvin muisto on kuitenkin ensimmäisen työviikon päätös, jolloin pääsin jäsenyrityksen vieraana seuraamaan Jyväskylän ralleja. Se oli ensimmäinen kertani ralleissa ja hieno mahdollisuus tutustua sekä jäsenyrityksen
toimintaan, että uusiin kollegoihin.
Mistä syntyy tuulivoiman paikallinen hyväksyttävyys Suomessa?
Teen viranomaistyötä, jossa usein sovelletaan ympäristöön, terveydensuojeluun ja rakentamiseen liittyviä erityislakeja asioiden ratkaisuissa. Pyrkimyksenä ovat selkeät tulkinnat ja yksiselitteiset raja-arvot. Kymmenisen vuotta sitten silloisessa työssäni sain tilaisuuden ihmetellä tuulivoiman rakentamista ja tuolloin vielä olematonta normiohjausta, mutta samaan aikaan erityistä sosio-teknologista paradoksia: tuulivoiman laaja yleinen hyväksyttävyys kääntyy usein paikallisella tasolla vastustukseksi. Kiinnostuin niin paljon, että vaihdoin hetkeksi tutkijan rooliin. Päätin selvittää, miten tuulivoiman paikallinen hyväksyttävyys Suomessa rakentuu.
Mitä tutkin?
Tarkoitukseni ei ollut etsiä hyväksyttävyysreseptiä, joka sopisi kaikkiin tilanteisiin. Myönnän, että idea kävi mielessäni. Miten siistiä olisikaan löytää kaava, jota noudattamalla rakentamishankkeiden toteutettavuus selviäisi nopeasti ja tuulivoimatuotantoalue toteutuisi täsmälleen oikealle paikalle, ilman turhaa työtä, epätietoisuutta ja viivytyksiä. Kaikki osapuolet – ihmiset ja ympäristö – olisivat prosessin jälkeen tyytyväisiä, oli ratkaisu sitten rakentamisen salliva tai kieltävä. Hyväksyttävyys ja sen jälkeen itse toiminta ratkeaisivat samalla kertaa.
Realismi onneksi pääsi mukaan tutkimussuunnitelmaani. Päädyin tavoittelemaan parempaa ymmärrystä määräävistä tekijöistä tuulivoiman paikallisessa hyväksyttävyydessä. Paljon vaatimattomampaa kuin kaiken kattava resepti. Kirjallisuuden perusteella olin tietysti jo alkanut ymmärtää, että hyväksyttävyyttä voivat eri tilanteissa säädellä erilaiset tekijät. Minä keskityin paikan merkitykseen, osallistumiseen ja tuulivoiman herättämiin tunteisiin, koska ne nousivat esiselvitystyössä kiinnostavasti esille.
Tuulivoimaloiden sijaintipaikka
Tutkimusryhmämme havaitsi, että vakituisille ja vapaa-ajan asukkaille maaseutu merkitsi eri asioita. Suhtautuminen polarisoitui lähellä suunniteltuja tuulivoimaloita siten, että vapaa-ajan asukkaat ilmaisivat negatiivisia kantoja, kun taas vakituiset asukkaat suhtautuivat positiivisesti. Vapaa-ajan asukkaat arvioivat negatiivisimmiksi tuulivoimaloiden vaikutukset paikkakunnan kehitykseen, imagoon, maisemaan, turismiin, talouteen ja omaisuuden arvoon. Yhteis-
täkin vakituisille ja vapaa-ajan asukkaille löytyi: tietotaso energiantuotantomuodoista ja kiinnostus energia-asioihin sekä yleisellä tasolla myönteinen suhtautuminen tuulivoimaan.
Maiseman muutoksen ohella äänikysymykset aiheuttavat asukkaiden keskuudessa huolta. Tiedetään, että ääni häiritsee enemmän, jos tuulivoimalat näkyvät. Tutkimuksessamme totesimme kuitenkin, että tuulivoimaloiden ääni kuului vain harvoin sisällä eikä äänihavaintojen yhteyttä hyväksyttävyyteen voitu tässä tutkimuksessa analysoida.
Selväksi tuli ainakin, että asukasryhmillä on erilaisia paikkaan sidottuja käsityksiä, vaikka maiseman muutos ja ääni ovat keskeisiä koettuja vaikutuksia. Ei siis pidä olettaa paikallisten asukkaiden olevan yksi yhtenäinen ryhmä. Tässä hetkessä, etätyön hämärtäessä vakituisen ja vapaa-ajan paikkojen määritelmiä, olisikin mielenkiintoista selvittää käsityksiä uudelleen. Koettaisiinko maiseman muutos ja äänivaikutukset edelleen samoin?
Osallistuminen suunnitteluprosessin aikana
Havaitsimme, että tuulivoimahankkeiden edetessä asukkaat saavat tietoa. Ihmiset eivät silti kokeneet voivansa oikeasti vaikuttaa tuulivoimahankkeen suunnitteluun. Osallistumattomuus oli toisaalta monen kohdalla tietoinen valinta. Osallistumisoikeus suunnitteluvaiheessa ei suoraan lisää hyväksyttävyyttä: ihmiset ovat melko passiivisia ja aktiiviset ihmiset saattavat silti kokea vaikutukset negatiivisina.
Tuulivoimahankkeissa olisi tarvetta jatkaa osallistumismenettelyä rakentamisen jälkeenkin. Asukkaat toivoivat muutakin kuin pelkkää informaation jakamista. Tuulivoimalat voivat naapurina olla merkittävä muutos, jos suunnitteluvaihe on mennyt ohi ilman kontakteja toimijoihin.
Itse näen ylipäätään ongelmallisena asukkaiden passiivisuuden silloin, kun asuinalueelle suunnitellaan jotakin uutta. Suomalaisten osallistumisen kansalaistaitoja pitäisi kohentaa. Ehkä menettelyt ovat nyt liian vaikeita? Tai vaativat liikaa perehtymistä ja siten vaivannäköä? Ajattelen niin, että oman ympäristön seuraaminen synnyttää parhaimmillaan myös vastuuta, jonka kuuluisi olla yhteistä.
Tunteet ja paikalliset tuulivoimahankkeet
Tuulivoima herättää tunteita hankkeen eri vaiheissa. Myönteisiä ja kielteisiä tunteita ilmaistiin talouden, paikan, maiseman, vuorovaikutuksen ja arjen konteksteihin liittyen. Vaikuttaa siltä, ettei tunteita vielä suomalaisessa tuulivoimakeskustellussa tunnisteta tai haluta tunnistaa. Haastateltavien oli vaikea nimetä tunteita.
Nykyinen tuulivoimarakentamisen hallinta ei sisällä eritystä foorumia muutokseen liittyvien tunteiden käsittelyyn. Tunteiden ohittaminen voi kuitenkin olla vaarallista, sillä ne vaikuttavat käyttäytymisaikomuksiin; hyväksyntään tai vastustukseen. Olisiko hallintomenettelyä mahdollista kehittää niin, että tunteiden kokeminen ja jakaminen olisi mahdollista ilman leimaamisen kokemusta? Vähintäänkin tarvittaisiin myötäelämisen tunnetta, joka voisi auttaa asukkaita ja tuulivoiman rakentajia eri näkökulmien ymmärtämisessä ja vuorovaikutuksessa.
Hyväksyttävyys on ainutlaatuista
Ymmärrän nyt paremmin, miksi kaikkea ei voi määritellä lukuina tai ratkaista pelkästään lakipykäliä lukemalla. Tai ettei tuulivoiman hyväksyttävyys paikallisesti todellakaan tarkoita samaa kuin yleinen hyväksyttävyys, vaikka näillä yhteys onkin. Hyväksyttävyyttä ei tarjota eikä oteta valmiina, vaan jokaisessa tapauksessa se on selvitettävä ja rakennettava. Hyväksyttävyys voi olla ehdollista ja se voi myös muuttua.
Tuulivoimateknologia sinänsä ei synnytä hyväksyttävyyttä vaan ratkaisevaa on ihmisen tulkinta tilanteesta. On täysin normaalia, että tuulivoima-asioissa järki ja tunteet näyttävät välillä olevan pahasti ristiriidassa. Juuri siksi ihmisten välisen kommunikaation merkitystä ei voi liikaa korostaa. Tuulivoiman paikallinen hyväksyttävyys on ikään kuin erilaisten arvioiden summa – ja siten mitä suurimmassa määrin mahdollisuus tehdä asiat aina paremmin.