Tuotantomuodot
Energiantuotanto
Sähköä tuotetaan monin eri tavoin. Sitä voidaan tuottaa uusiutuvilla ja fossiilisilla energiamuodoilla.
Esimerkiksi vesivoima, tuulivoima ja aurinkovoima ovat uusiutuvia energiamuotoja.
Fossiilisia energiamuotoja ovat esimerkiksi kivihiili, öljy ja maakaasu.
Ydinvoimakin voidaan lukea uusiutumattomiin, jos sen raaka-aineena ajatellaan nykyisin käytettävää uraania. Tulevaisuuden suunnitelmissa olevien fuusiovoimaloiden raaka-ainetta vetyä taas on saatavilla lähes rajattomasti.
Turve on kotimainen energiavara, jonka erittäin hidas uusiutuminen (noin millimetri vuodessa) tekee siitä käytännössä uusiutumattoman. Suomessa turve luokitellaan omaan luokkaansa fossiilisten ja uusiutuvien energialähteiden väliin.
Suomessa on noin 400 voimalaitosta, joissa tuotetaan sähköä. Voimalaitoksissa polttoaineina käytetään erilaisia energianlähteitä, jotka pyritään hyödyntämään tuotannossa mahdollisimman tehokkaasti. Sähköntuotannossa merkittävimmät energianlähteet ovat ydinvoima, vesivoima, biomassa, kivihiili, maakaasu ja turve.
Kaikissa energiamuodoissa on omat etunsa ja haittansa.
Uusiutuvat energialähteet
Vesivoima
Vesivoima on ekologinen sähköntuotantomuoto. Vesivoima on uusiutuva energialähde, joka toimitusvarmaa sekä aiheuttaa ainoastaan vähäisiä hiilidioksidipäästöjä.
Plussat
- Ympäristölleen 100 % puhdas uusiutuva energiamuoto
- Luotettava, varma ja uusiutuva energia
- Vesivoiman tuotannossa ei synny hiilidioksidia
- Vesivoimasta ei aiheudu kiinteitä jätteitä eikä päästöjä ilmaan, veteen tai maaperään
- Voi tuottaa suuria määriä sähköä, ja energiantuotanto on vakaata
- Vesi ei vähene eikä pilaannu virratessaan voimalaitoksen läpi
- Voimalat toimivat lähes automaattisesti, polttoainetta ei tarvitse hankkia ja kunnossapitokustannukset ovat matalia
- Voidaan käyttää sekä perusenergian tuottamiseen että säätövoimaksi (sähköntuotantoon, jolla voidaan nopeasti vastata kysynnän muutoksiin)
- Pystytään tuottamaan suuria määriä sähköä heti, kun vesi vapautetaan, eikä se ole riippuvaista säästä, tuulesta tai pitkistä ja monimutkaisista käynnistysprosesseista
- Vesialtaat vesivoimaloiden vieressä ovat kuin suuria akkuja. Energiaa voidaan varastoida niinä vuodenaikoina, jolloin veden virtaus on suurta ja sähkönkulutus matalalla, ja käyttää sitten, kun sen kulutus on korkeimmillaan.
Miinukset
- Vesivoimalla on ympäristövaikutuksia. Ympäristövaikutukset ovat paikallisia ja merkittävimmät syntyvät rakennettaessa patoja ja säännöstelyaltaita
- Padot estävät kalan liikkumista, mikä vaikuttaa kalakantoihin ja kalastukseen
- Vesistöjen säännöstely aiheuttaa vaihtelua veden pintoihin ja virtaamiin
Tuulivoima
Tuulen liike-energia muutetaan sähköksi tuuliturbiinien pyörivien lapojen avulla. Tuuli antaa voimaa lapojen ja navan muodostamalle roottorille, joka pyöriessään muuttaa tuulen liike-energian akselin pyörimisenergiaksi. Vaihdelaatikon kautta voima siirtyy turbiiniakselista tornin yläosassa olevaan generaattoriin, joka tuottaa sähköä.
Plussat
- Tuulivoima vähentää sähköntuotannon CO2-päästöjä syrjäyttämällä fossiilisilla polttoaineilla tuotettua sähköä markkinoilta.
- Tuulivoiman ympäristövaikutuksia voidaan merkittävästi vähentää tuulivoimalaitosten sopivalla sijoittamisella.
- Lähes 80 prosenttia tuulivoimalassa käytetyistä raaka-aineista pystytään kierrättämään.
- Tuulivoimaa voidaan rakentaa vielä huomattavasti enemmän ilman, että tarvitaan lisää säätövoimaa.
- Tuulivoimala tuottaa 3–9 kuukaudessa enemmän energiaa kuin sen valmistamiseen, kuljetukseen, pystytykseen ja purkuun kuluu.
- Uusiutuvien energiamuotojen tukemisen tärkein tavoite on kannustaa teknologian kehittämiseen ja ympäristöteknologioiden kustannusten alentamiseen. Tavoitteena on saavuttaa tuulivoimalle hintataso, joka on kilpailukykyinen sähkömarkkinoilla lopulta ilman tukia.
Miinukset
- Tuuliturbiinit tarvitsevat säätövoimaa: ne pystyvät tuottamaan sähköä vain tuulennopeuden ollessa sopiva, joten tarvitsemme tuulivoiman lisäksi myös muita tuotantolähteitä.
- Tuulivoiman omat hiilidioksidipäästöt ovat noin 10 g/kWh ja ne muodostuvat lähinnä tuulivoiman rakentamisen, kasaamisen, kuljettamisen ja huollon aiheuttamista päästöistä.
- Negatiivisia ympäristövaikutuksia. Näitä ovat mm. ympäristö-, näkö- ja äänihaitat.
- Tuulivoiman tukijärjestelmästä on aiheutunut kustannuksia.
Aurinkovoima
Aurinkosähkön tuottaminen perustuu auringon säteilyenergian muuttamiseen sähkövirraksi. Auringon säteilemä energia koostuu pienistä hiukkasista eli fotoneista. Osuessaan aurinkopaneeliin fotonit imeytyvät puolijohdemateriaaleihin, kuten piihin. Ne irrottavat negatiivisen varauksen omaavat elektronit atomeistaan, jolloin elektronit pääsevät vapaasti virtaamaan puolijohdemateriaalissa, muodostaen sähkövirtaa aurinkokennojen virtajohtimiin.
Aurinkovoima on uusiutuva energianlähde, jota riittää noin 6,5 miljardiksi vuodeksi. Se on myös yksi nopeimmin kehittyvistä energiantuotantomuodoista.
Plussat
- Aurinko on uusiutuva energianlähde, jota riittää vielä noin 6,5 miljardiksi vuodeksi.
- Aurinkoenergia on kestävää, koska me emme voi ylikuluttaa sitä.
- Aurinkoenergian hyödyntäminen vähentää riippuvuutta uusiutumattomista energialähteistä.
- Aurinkoenergiaa on saatavilla kaikkialla maailmassa päiväntasaajalta tänne Pohjolaan saakka.
- Aurinkoenergian tuotannossa ei ole melua aiheuttavia liikkuvia osia, kuten esimerkiksi tuuliturbiineissa.
- Aurinkopaneelit eivät edellytä aktiivista kunnossapitoa, joten ylläpitokustannukset ovat pienet. Paneeleiden käyttöikä on noin 20-30-vuotta.
Miinukset
- Aurinkoenergia ei sellaisenaan tuota päästöjä toimiessaan. Välilliset päästöt ja ympäristövaikutukset syntyvät paneeleiden tuotannossa tarvittavista materiaaleista, tuotantoon sitoutuneesta energiasta, kuljetuksesta ja asennuksesta.
- Aurinkokennojen valmistuksessa käytetään materiaaleja, jotka ovat kalliita ja harvinaisia, eli välillisesti aurinkokennojen valmistus kuluttaa myös rajallisia resursseja.
- Aurinkoenergiaa voi tuottaa vain vuorokauden valoisina tunteina.
Fossiiliset polttoaineet
Fossiilisista polttoaineista saadaan sähköä polttamalla niitä voimalaitoksessa. Kun polttoaine palaa, vapautuu lämpöä, joka saa voimalaitoksessa olevan veden kiehumaan ja höyrystymään. Höyry pyörittää turbiinia, joka tuottaa generaattorin avulla sähköä sähköverkkoon.
Kaikkien fossiilisten polttoaineiden käytöstä syntyy ilmakehään haitallisia päästöjä. Savukaasut sisältävät hiilidioksidia, rikkidioksidia, typen oksideja sekä hiukkaspäästöjä. Suurin osa päästöistä on kuitenkin hallittavissa puhdistus- ja polttotekniikalla.
Kivihiili
Hiiltä on maankuoressa runsaasti, noin 10000 miljardia tonnia, ja sen hinta on edullinen. Koska hiiltä on saatavilla paljon ja sen lämpöarvo on suuri, se lienee yksi tulevaisuuden tärkeimmistä energialähteistä. Rannikollamme on suuria hiilivoimalaitoksia, kuten Naantali ja Hanasaari. Hiilen tuontimaista tärkeimpiä ovat Puola, Venäjä, USA ja Iso-Britannia.
Maakaasu
Maakaasu on fossiilisista polttoaineista ympäristöä säästävin. Sen käytöstä ei aiheudu rikkipäästöjä. Kuitenkin myös maakaasua poltettaessa syntyy hiilidioksidia lähes puolet siitä, mitä hiiltä poltettaessa. Maakaasua on helppo käyttää ja sen esiintymät ovat runsaat.
Maakaasuverkko on keskittynyt Etelä-Suomeen. Maakaasuvoimalaitokset ovat yleensä sähköä ja lämpöä tuottavia lämmitysvoimalaitoksia, joilla saavutetaan korkea hyötysuhde.
Öljy
Öljy on edelleen tärkeä energianlähde. Öljystä voidaan valmistaa erilaisia polttoaineita kuten petrolia, bensiiniä, dieselöljyä sekä raskasta ja kevyttä polttoöljyä. Öljyä käytetään vara- ja tukipolttoaineena useissa sähköä tuottavissa voimalaitoksissa.
Turve
Turpeessa on vähemmän rikkiä kuin kivihiilessä. Hiukkaspäästöjä poistetaan suodattimilla, ja typenoksideja polttotekniikalla. Turvetta poltettaessa syntyy myös hiilidioksidipäästöjä. Soiden ojitus aiheuttaa päästöjä lähivesistöihin ja turvetuotantoalueen perustaminen muuttaa paikallisesti suoluontoa. Valumavesien vaikutuksia vähennetään vesiensuojelurakenteilla. Käytön jälkeen tuotantoalueet palautetaan luonnontilaan, otetaan viljelykäyttöön tai metsitetään.
Plussat
- Kotimainen ja työllistävä
- Hyvä polttoaine poltettaessa yhdessä puun kanssa
Miinukset
- Turvetuotantoalueiden ja soiden ojituksen ympäristövaikutukset
- Hiilidioksidipäästöt
Ydinvoima
Ydinvoimaloissa tuotetaan sähköä yksinkertaistetusti kuumentamalla vettä ja pyörittämällä turbiinia syntyneellä höyryllä. Erona muihin lauhdevoimalaitoksiin on se, että lämpö luodaan reaktorissa ketjureaktiona tapahtuvana atomiytimien hallitulla halkaisemisella. Tämä ts. fissioketjureaktio tuottaa lämpöä, joka johdetaan jäähdytyskierrolla turbiineihin, jotka muuttavat lämpöenergian mekaaniseksi liike-energiaksi ja edelleen generaattorilla sähköenergiaksi.
Plussat
- Tuotantoprosessissa ei aiheudu kasvihuonekaasupäästöjä. Ydinvoiman vähäiset hiilidioksidipäästöt aiheutuvat tuotantoketjussa materiaalien ja polttoaineiden hankinnasta, laitevalmistuksesta, kuljetuksista sekä laitosten rakentamisesta ja purkamisesta.
- Ydinvoima on vesi- ja tuulivoiman ohella merkittävin päästöttömän sähköntuotannon muoto.
- Ydinvoima on tuotantokustannuksiltaan kilpailukykyinen verrattuna moneen muuhun energiantuotantomuotoon.
- Noin 40 % ydinsähköstä tuotetaan polttoaineilla, jotka eivät vaadi kaivostoimintaa. Niitä ovat esimerkiksi ydinaseriisunnasta saatava polttoaine ja ydinpolttoaineen jälleenkäsittely.
- Ydinvoimalla voidaan tuottaa sähköä tasaisesti suuria määriä ja polttoaineen saatavuus on vakaata
Miinukset
- Luonnonuraani on jossain määrin radioaktiivista ja myrkyllistä sellaisenaan. Lisäksi uraania yleensä rikastetaan jo kaivosalueella, mikä saastuttaa aluetta.
- Maailman ydinvoimaloissa sattuu ihmishenkiä vaativa onnettomuus keskimäärin kerran vuosikymmenessä. Vaikka määrä ei ole suuri suhteessa reaktoreiden lukumäärän, onnettomuudet voivat pahimmillaan tehdä laajoja alueita elinkelvottomiksi pitkiksi ajoiksi.
- Ydinvoimalan toiminnasta syntyy radioaktiivista ydinjätettä, joka pitää eristää ympäristöstä luotettavasti yli 100 000 vuoden ajaksi.
- Tavalliset ydinvoimalat on mahdollista suunnitella niin, että niiden tuottama ydinjäte on jalostettavissa ydinaseiden raaka-aineeksi.
