Pienet biopolttoainekattilat

Tässä työssä selvitetään mitä kattilatyyppejä käytetään biopolttoainekattiloissa joiden lämpöteho on alle 30 MW. Näiden kattilatyyppien toimintaperiaate esitellään ja tutustaan suurimpien Suomessa toimivien kattilavalmistajien tuotteisiin ja referensseihin. Lisäksi työn alussa kerrotaan, että biopolttoaineiden käytön lisäämisen taustalla ovat EU:n asettamat tavoitteet hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä, uusiutuvan energian osuuden lisäämisessä energiantuotannossa ja energiaomavaraisuuden parantamisessa. Tämän jälkeen esitellään sitä, kuinka tällä hetkellä energiantuotannossa keskitytään kivihiilen korvaamiseen erilaisilla biopolttoaineilla, joista tärkein on metsähake.

Aaltoenergia

Työssä tutustutaan aaltoenergian nykytilaan maailmalla. Tarkoituksena on selvittää mitä aaltoenergia on ja miten sitä voidaan hyödyntää. Lähtökohtana on, ettei lukija ole perehtynyt aaltoenergiaan millään tavoin. Työssä tutustutaan eri sovelluksiin ja tekniikoihin ja pyritään keskittymään lähinnä sellaisiin tekniikoihin, jotka ovat tällä hetkellä selvästi kehityksen kärjessä tai esikaupallisessa kehitysvaiheessa. Lisäksi työssä pohditaan aaltoenergian potentiaalia ja mahdollisia ympäristövaikutuksia.

Passiivisesta sähkönkuluttajasta aktiiviseksi energiakansalaiseksi? Aurinkopaneelien yhteistilaus ja -rakentaminen Etelä-Karjalassa

Ilmastonmuutoksen ehkäisemiseksi ihmiskunnan on siirryttävä fossiilisista polttoaineista uusiutuviin energialähteisiin. Teknologian nopean kehityksen seurauksena myös kotitaloudet voivat investoida pienen kokoluokan uusiutuvaan energiantuotantoon. Energian mikrotuotannon murrokseen kytkeytyy vahvasti käsite energy citizenship, joka vapaasti suomennettuna tarkoittaa energiakansalaisuutta – tai yksilön tasolla energiakansalaista. Energiakansalaisuus kytkeytyy osaksi teoriaa, jossa uudenlainen kuluttamisen ja tietoisuuden kulttuuri nivoutuvat toisiinsa hajasijoitettujen energiaratkaisujen mukana. Investoimalla omaan mikrovoimalaan ihmiset sitoutuvat uusiutuvaan energiaan sekä taloudellisesti että psykologisesti. Etäluettavien mittarien avulla omaa energiantuotantoa ja -kulutusta on mahdollista seurata lähes reaaliajassa. Jatkuvan monitoroinnin ansiosta pientuottajien tietoisuus energiasta oletusarvoisesti kasvaa, kun kontakti energiaan ja sen tuotantoon on luonteeltaan jatkuvaa. Tällä saattaa olla ilmastonmuutoksen kannalta suotuisia sosiopsykologisia, jopa kulutuskäyttäytymistä muovaavia, vaikutuksia. Alkuvuodesta 2013 Etelä-Karjalassa käynnistyi hanke, jossa 21 taloutta tilasi aurinkopaneelit suoraan Saksasta. Yhteistilaus oli kaupallisista toimijoista riippumaton yksityishenkilöiden ideoima hanke, joka pyrki hyödyntämään paikallisia voimavaroja hankkeen edetessä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää millaisia energiakansalaisuuteen liittyviä vaikutuksia omakohtainen energiainvestointi on aiheuttanut tuoreissa mikrotuottajatalouksissa. Tutkimuksessa tarkastellaan yhteisöllisen energiaprojektin etenemistä ja paikallisen energiayhtiön roolia osana hanketta. Lisäksi tutkimuksessa sivutaan kansallista energia- ja ilmastopolitiikkaa. Menetelmänä on puolistrukturoitu teemahaastattelu, jolla on kartoitettu projektijohdon, paikallisen energiayhtiön ja mikrotuottajien näkemyksiä. Kahdentoista haastattelun aineistoa on analysoitu pääasiallisesti kvalitatiivisella sisällönanalyysillä. Haastatteluaineisto antaa selkeitä viitteitä, että energian mikrotuottajissa on lauennut eriasteisia energiakansalaisuuden impulsseja. Monet ovat alkaneet seurata aktiivisesti kodin energiantuotantoa ja -kulutusta, joka on johtanut tietoisuuden kasvuun. Lisäksi ihmiset ovat alkaneet ajoittaa kodin toimintoja oman energiantuotannon mukaan. Merkittävin löydös on, että aurinkopaneelien hankkiminen on synnyttänyt kipinän kodin energiankäytön laajempaan rationalisointiin. Tutkimuksen perusteella yhteistilaamisen ja -rakentamisen kaltaisilla yhteisöllisillä energiahankkeilla on positiivinen vaikutus paitsi hiilitaseeseen myös kuluttajien energia-asenteisiin. Omakohtaisen investoinnin tekeminen ja itse rakentaminen sitouttavat ihmiset energiaprojektiin, joka puolestaan parantaa energiakansalaisuuden muodostumisen potentiaalia. Aurinkopaneelit eivät yksin ratkaise ilmastonmuutosta, mutta hajasijoitetulla energian mikrotuotannolla on kuitenkin potentiaalia toimia osana ratkaisua, erityisesti sen kuluttaja- tuottajaan ulottuvan vaikutuksen takia. Kahtiajako hajautetun ja keskitetyn energiantuotannon välillä on epätarkoituksenmukainen, sillä molempia tarvitaan. Sen sijaan, että edistäisimme joitakin yksittäisiä uusiutuvan energian muotoja, voisimme luoda otolliset olosuhteet kaikenlaisten energiaratkaisujen ja -kokoonpanojen menestykselle.

Metsäenergian liiketoimintojen kehittäminen ja käytön kasvun vaikutukset Kaakkois-Suomessa

Kaakkois-Suomen alueella uusiutuvan energian käyttö ja erityisesti metsäenergian käyttö on kasvanut merkittävästi 2000-luvulla. Tulevaisuudessa metsäenergia nähdään edelleen potenti-aalisimpana vaihtoehtona korvattaessa fossiilisia polttoaineita lämpö- ja voimalaitoskokoluo-kassa. Muita uusiutuvan energian vaihtoehtoja ovat mm. tuuli- ja aurinkovoima, biokaasu sekä erilaiset kiinteät ja nestemäiset polttoainejalosteet. Tulevaisuudessa alueella voi olla mahdollis-ta tuottaa niin kansalliseen kuin kansainväliseen vientiin esim. biopolttonesteitä, biokaasua ja biohiiltä. Tutkimushankkeen tavoitteena oli selvittää metsäenergia-alan alueelliset toimijat sekä metsä-energian soveltuvuus ja liiketoimintamahdollisuudet Kaakkois-Suomen alueen energian tuo-tannossa. Tutkimus koostui seuraavista osatehtävistä: metsäsektorin toimijakentän kartoitus, metsäenergian alueelliset liiketoimintamahdollisuudet, puuperäisten polttoainejalosteiden käyttö- ja liiketoimintamahdollisuudet, muiden uusiutuvien energialähteiden käyttömahdolli-suudet ja vaikutukset Kaakkois-Suomessa. Tutkimuksessa arvioitiin myös Kaakkois-Suomen metsäenergian hankinnan työllisyysvaikutuksia. Tutkimuksen ohjausryhmänä toimi Kaakkois-Suomen metsäenergianeuvottelukunta. Tutkimuksessa kyselytutkimuksella selvitettiin metsäenergian tuottajien ja käyttäjien mielipi-teitä ja kehittämiskohteita toimialalta. Kaakkois-Suomessa hyödynnettävistä uusiutuvista energialähteistä selvitettiin nykyinen käyttö sekä arvioitiin tulevaisuuden hyödyntämismah-dollisuuksia vuonna 2020. Nämä tulokset esitettiin Kaakkois-Suomen energiataseen avulla. Kaakkois-Suomessa uusiutuvista energialähteistä puupolttoaineilla on merkittävin rooli metsä-teollisuuden johdosta ja alueen metsäenergian käyttö voi kasvaa jopa 1,7 TWh:in, mikäli fos-siilisia energialähteitä korvataan edelleen voimalaitoksissa ja lämpökeskuksissa. Metsäenergian käytön kasvussa alueen kunnilla on merkittävä rooli. Viime vuosina erityisesti tuulivoiman tuotanto on kasvanut ja tulee kasvamaan edelleen. Samoin aurinkoenergian hyödyntäminen kiinteistökokoluokassa on lisääntynyt voimakkaasti. Lisäksi maakuntaan on suunnitteilla kiin-teiden, nestemäisten ja kaasumaisten polttoainejalosteiden tuotantolaitoksia. Toteutuessaan laitokset voivat lisätä metsäenergian käyttöä merkittävästi.

Polysulfidiprosessi sulfaattisellutehtaassa

Kandidaatintyön tavoitteena on kartoittaa merkittävimmät muutokset sellutehtaalla siirryttäessä sulfaattimassan valmistuksesta polysulfidiselluprosessiin. Työssä esitellään sulfaattisellun valmistusprosessi ja polysulfidin vaatimat muutokset selluprosessissa erityisesti höyrynkulutuksen kannalta. Sellutehtaan höyrynkulutusta ja sen mahdollisia muutoksia tarkastellaan suhteessa tehtaan selluntuotantoon. Tutkimus tehdään tutustuen dokumenttilähteisiin sekä erityisesti hankkimalla lisätietoa ja käytännön näkemystä asiantuntijahaastatteluista. Työssä käytetään esimerkkinä tyypillistä modernia sellutehdasta, jonka perusteella tarkasteltavat osaprosessit ovat valikoituneet. Sulfaattiprosessiin tehtävät muutokset käsittävät keittolipeän muuttamisen polysulfidipitoiseksi, polysulfidin valmistusprosessin (MOXY) sekä keiton muuttamisen siten, että polysulfidin vaikutus voidaan maksimoida. Polysulfidiprosessi vaikuttaa merkittävästi lipeäkiertoon, keittämöön sekä kuivauskoneeseen. Muilla osastoilla ominaishöyrynkulutuksen odotetaan pysyvän tavanomaista sulfaattiprosessia vastaavalla tasolla. Höyrynkulutuksella on huomattava merkitys modernin sellutehtaan tuotanto- ja kustannustehokkuuteen, sillä säästetyllä ylijäämähöyryllä voidaan tuottaa myyntisähköä. Uusiutuvan energian tuottajana ja ympäristövastuullisena toimijana sellutehtaiden on järkevää pyrkiä vähentämään omaa höyrynkulutustaan ja lisäämään sitä kautta sähköntuotantoaan.

Polysulfidiprosessin vaikutukset höyrynkulutukseen sulfaattisellutehtaassa

Diplomityön tavoitteena on kartoittaa höyrynkulutuksen merkittävimmät muutokset sellutehtaalla siirryttäessä sulfaattimassan valmistuksesta polysulfidiselluprosessiin. Työssä esitellään sulfaattisellun valmistusprosessi ja polysulfidin vaatimat muutokset selluprosessissa erityisesti höyrynkulutuksen kannalta. Sellutehtaan höyrynkulutusta ja sen mahdollisia sekä todennettuja muutoksia tarkastellaan suhteessa tehtaan selluntuotantoon. Diplomityössä analysoidaan muutoksiin johtaneita syitä ja erityisesti peilataan niitä ennalta odotettuihin muutoksiin, joita kandidaatintyö ”Polysulfidiprosessi sulfaattisellutehtaassa” (Szepaniak 2014) esitti kirjallisuuden pohjalta. Tutkimus tehdään tutustuen dokumenttilähteisiin sekä erityisesti hankkimalla lisätietoa ja käytännön näkemystä asiantuntijahaastatteluista. Työssä käytetään esimerkkinä tyypillistä modernia sellutehdasta, jonka perusteella tarkasteltavat osaprosessit ovat valikoituneet. Tutkimustulosten perusteella esitetään jatkotutkimus- ja kehityskohteita. Sulfaattiprosessiin tehtävät muutokset käsittävät keittolipeän muuttamisen polysulfidipitoiseksi, polysulfidin valmistusprosessin (MOXY) sekä keiton muuttamisen siten, että polysulfidin vaikutus voidaan maksimoida. Polysulfidiprosessi vaikuttaa merkittävästi lipeäkiertoon ja keittämöön. Keittämön höyrynkulutus kasvaa, haihduttamon kuorma vähenee ja soodakattilan lämmöntuotanto heikkenee. Muilla osastoilla ominaishöyrynkulutuksen muutokset ovat tilastollisesti merkityksettömiä. Höyrynkulutuksella on huomattava merkitys modernin sellutehtaan tuotanto- ja kustannustehokkuuteen, sillä säästetyllä ylijäämähöyryllä voidaan tuottaa myyntisähköä. Uusiutuvan energian tuottajana ja ympäristövastuullisena toimijana sellutehtaiden on järkevää pyrkiä vähentämään omaa höyrynkulutustaan ja lisäämään sitä kautta sähköntuotantoaan.

Lumen varastointi ja hyödyntäminen tilojen jäähdytykseen, Case: Kone Oyj

Tämän diplomityön tarkoituksena on selvittää mahdollisuutta hyödyntää lunta tilojen jäähdytykseen Koneen Hyvinkään tehdasalueella. Työssä kerrotaan myös yleisesti eri jäähdytysmuodoista ja tuotantotavoista. Eri kirjallisuuslähteiden pohjalta tutkittiin erilaisia lumijäähdytysjärjestelmiä, joiden energiataseiden pohjalta tehtiin sopiva malli kohdealueelle. Mallin avulla selvitettiin lumesta hyödynnettävä jäähdytysenergian määrä. Esitetylle varastolle hahmoteltiin investointi- ja käyttökustannukset kirjallisuuslähteiden ja asiantuntijoiden avulla. Kustannuksien ja jäähdytysenergiamäärien avulla laskettiin lumijäähdytyksen tuotantokustannukset, joita verrattiin perinteiseen kompressorijäähdyttimeen. Lopuksi pohdittiin vielä takaisinmaksuaikoja lumivaraston liittyessä nykyisiin jäähdytysjärjestelmiin ja kokonaan uuteen jäähdytysverkostoon. Tuloksien mukaan lumijäähdytys ei ole taloudellisesti kannattavaa Koneen Hyvinkään tehdasalueella. Ongelmaksi muodostui investointikustannusten suuruus verrattuna saatuihin säästöihin. Ympäristöllisesti ja yrityksellisesti hanketta voidaan pitää kannattavana. Lumijäähdytyksestä voidaan saada kannattavampi suuremmilla lumimäärillä, mikä vaatisi myös suuremmat jäähdytysenergiankulutukset kuin Koneella on. Myös hyödyntämällä luonnon omia rakenteita voidaan parantaa kannattavuutta.

Suomessa ja Itävallassa toimivien liiketoimintamallien siirrettävyys puupohjaisen uusiutuvan energian tuotantoon Puolaan, Romaniaan ja Slovakiaan

Tutkimus kuvaa tiedon, osaamisen ja teknologian siirtoa Suomesta ja Itävallasta Puolaan, Romaniaan ja Slovakiaan hajautetussa puupohjaisessa sähkö- ja lämpöenergian tuotannossa. Metsävaroiltaan rikas ja bioenergia-asioissa toimintatavoiltaan edistynyt Suomi toimi Metsäntutkimuslaitoksen (nykyisin Luonnonvarakeskus) johdolla tutkimuksen empiirisen aineiston tuottaneen kehittäjäverkostohankkeen pääkoordinaattorina vuosina 2011-2014. Tutkimusmenetelmänä käytettiin hankkeen dokumentaation sisällönanalyysiä. Itävalta on tunnettu edistyksellisistä bioenergia-alan tuki- ja ohjausjärjestelmistä. Suomi ja Itävalta kuuluvat EU:n viiden edistyneimmän maan joukkoon uusiutuvien energialähteiden hyödyntämisessä. Tämän työn tavoitteena oli selvittää, miten Suomessa ja Itävallassa hyvin toimivia liiketoimintamalleja voidaan siirtää kohdemaihin puupohjaisen uusiutuvan energian tuotannossa hyödynnettäviksi. Työssä kuvataan tiedonsiirtäjämaiden eli Suomen ja Itävallan ydinosaaminen kiinteän biomassan energiantuotannossa politiikkatasolta käytännön liiketoiminnan tasolle. Lisäksi työssä analysoidaan poliittisen ohjauksen merkitystä alan kehittämisessä, missä käydään läpi maakohtaiset uusiutuvan energian toimintasuunnitelmat vuodelta 2010. Lopuksi arvioidaan tiedonsiirtäjä- ja tiedonhyödyntäjämaiden välisiä eroavaisuuksia kyseisellä liiketoiminta-alueella, ja onko olemassa sellaisia tekijöitä, mitkä estävät tiedonsiirtoa tai hyväksi todettujen liiketoimintamallien soveltamista kohdemaissa. Kussakin maassa metsänomistusolosuhteet ratkaisevat kiinteän biomassan tarjonnan toimivuuden eli tilanteen toimitusketjun alkupäässä. Tuotannon ohjauksen pyrkimys on myös hyödyntää mekaanisen puunjalostuksen sivutuotevirrat mahdollisimman tarkoin energiantuotannon tarpeisiin. Yleiset taloudelliset suhdanteet vaikuttavat ketjun toimivuuteen ja tehokkuuteen. Yksin energiantuotannon tarpeisiin puunkorjuuta ei kannata suunnitella, koska se harvemmin erikseen toteutettuna on kannattavaa liiketoimintaa. Puun käyttö energiantuotantoon tarvitsee hyvin suunniteltua tuki- ja ohjausjärjestelmää, joista kansalliset hallitukset vastaavat. Suomalainen tuotannon suunnittelun ja ohjauksen ajattelutapa sekä itävaltalainen energiapuun varastointi biomassan logistiikkakeskuksiin koettiin kohdemaiden yrittäjäkunnassa varteenotettavimpina liiketoiminnan kehittämisvaihtoehtoina paikallisissa toimintaympäristöissä. Lean-tuotantoajatteluun kuuluva hukan poistaminen toimitusketjusta liittyy mm. varastonhallinnan järjestelyihin ja sivutuotevirtojen hyödyntämiseen. Näitä piirteitä oli myös löydettävissä tiedonhyödyntäjämaiden yritysten toiminnassa hankkeen toteutuksen aikana.

Review of water electrolysis technologies and design of renewable hydrogen production systems

An electric system based on renewable energy faces challenges concerning the storage and utilization of energy due to the intermittent and seasonal nature of renewable energy sources. Wind and solar photovoltaic power productions are variable and difficult to predict, and thus electricity storage will be needed in the case of basic power production. Hydrogen’s energetic potential lies in its ability and versatility to store chemical energy, to serve as an energy carrier and as feedstock for various industries. Hydrogen is also used e.g. in the production of biofuels. The amount of energy produced during hydrogen combustion is higher than any other fuel’s on a mass basis with a higher-heating-value of 39.4 kWh/kg. However, even though hydrogen is the most abundant element in the universe, on Earth most hydrogen exists in molecular forms such as water. Therefore, hydrogen must be produced and there are various methods to do so. Today, the majority hydrogen comes from fossil fuels, mainly from steam methane reforming, and only about 4 % of global hydrogen comes from water electrolysis. Combination of electrolytic production of hydrogen from water and supply of renewable energy is attracting more interest due to the sustainability and the increased flexibility of the resulting energy system. The preferred option for intermittent hydrogen storage is pressurization in tanks since at ambient conditions the volumetric energy density of hydrogen is low, and pressurized tanks are efficient and affordable when the cycling rate is high. Pressurized hydrogen enables energy storage in larger capacities compared to battery technologies and additionally the energy can be stored for longer periods of time, on a time scale of months. In this thesis, the thermodynamics and electrochemistry associated with water electrolysis are described. The main water electrolysis technologies are presented with state-of-the-art specifications. Finally, a Power-to-Hydrogen infrastructure design for Lappeenranta University of Technology is presented. Laboratory setup for water electrolysis is specified and factors affecting its commissioning in Finland are presented.

Kattilatekniikat biopolttoaineille alle 5 MW teholuokassa

Tässä kandidaatintyössä on tarkoituksena kertoa mahdollisista eri biopolttoaineista ja niiden polttamiseen kehitetyistä kattilatekniikoista alle 5MW:n kokoluokassa. Eri kattilatyyppejä esitellään ja vertaillaan niiden toiminta-arvojen ja investointihintojen perusteella. Lisäksi työssä esitellään näiden kattilatyyppien kotimaisia polttokattilavalmistajia ja -myyjiä tarkastellun tehoalueen rajoissa. Työssä käsitellään vain pienitehoisia biopolttoainekattiloita, jolloin kattilaratkaisut rajoittuvat lähinnä arina- ja leijukerroskattiloihin. Kaasutuskattilat rajattiin työn ulkopuolelle työn rajatun laajuuden takia. Kaasutuskattiloilla on myös Suomessa vähän ja niiden tarjonta on pientä. Kattiloista on pyritty selvittämään niiden paineluokat ja tuotetun veden tai höyryn lämpötila. Kattilavalmistajilta kerättiin tietoa kyselyillä ja internetsivujen avulla. Valmistajien ja toimittajien halukkuus kertoa omista tuotteistaan vaihteli jonkin verran. Tämän takia myös tiedon määrä tuotteista vaihtelee yrityksien välillä.

Uusiutuvan energian työllisyysvaikutukset

Uusiutuvan energian käyttöä Suomessa pyritään lisäämään niin, että sen osuus on 38 % energian kokonaiskulutuksesta vuonna 2020. Uusia investointeja kannustetaan tekemään erilaisten tukien avulla. Uusiutuvan energian käytön kasvu luo Suomeen työllisyyttä. Bioenergia-alalla erityisesti metsähakkeen käyttö on kasvanut. Metsähaketta käytetään energialaitosten lisäksi mm. pientalojen lämmittämiseen. Tätä varten perustetaan useamman kiinteistön lämmitykseen tarkoitettuja lämpöyrityksiä. Metsähakkeen käyttö työllistää eniten sen hankinta- ja kuljetusvaiheissa. Tuulivoiman kapasiteetiksi pyritään saavuttamaan 2500 MW vuoteen 2020 mennessä. Tällä hetkellä asennettu kapasiteetti on noin 500 MW. Tuulivoimalan rakentaminen työllistää monia henkilöitä niin suunnittelun, valmistuksen kuin asennuksenkin puolelta. Aurinkopaneeleita on Suomessa asennettu noin 10 MW sähköntuotantoon. Lisäksi auringon lämpöenergiaa hyödynnetään aurinkokeräimillä. Vaikka Suomessa auringon säteilyenergian on todettu olevan riittävän suuri aurinkosähkön tuottamiseen, on aurinkovoiman hyödyntäminen vasta alkutekijöissä Suomessa. Aurinkoenergia työllistää suunnittelun, valmistuksen ja asennuksen työntekijöitä.

Tuulivoiman mahdollisuudet sähköenergian tuotannossa Suomessa

Tuulivoima on ollut Suomen sähköenergiantuotannossa hyvin pienessä roolissa, mutta tulevaisuudessa sen merkityksen nähdään kasvavan. Euroopan komissio asetti Suomea koskevat energia- ja ilmastopoliittiset vaatimukset ja näiden pohjalta Suomi on määrittänyt tuulivoimantuotannolle uudet tavoitteet koskien vuotta 2020. Tässä kandidaatintyössä selvitetään tuulivoiman mahdollisuuksia Suomen vuodelle 2020 asettamiin tavoitteisiin pääsemiseksi. Työssä on tarkasteltu Suomen tuulivoimantuotannon nykyistä tilannetta ja uusia tavoitteita sekä tuulivoimakehityksen aikaansaamiseksi esitettyjä toimenpiteitä. Työssä on käytetty energiataloudellista näkökulmaa ja selvitetty tuulivoiman kannattavuutta kehityksen edellytyksenä.

Sähkön varastointi

Kiinnostus sähkön varastointia kohtaan on kasvussa. Nykypäivänä ja etenkin tulevaisuudessa sähkövarastoilla voidaan parantaa energiantuotannon resurssitehokkuutta ja tukea aurinko- ja tuulisähkön käytön lisäämistä. Sähkövarastoja on pieniä ja suuria. On olemassa mekaanisia, sähkökemiallisia, kemiallisia ja sähköisiä varastoteknologioita. Varastoitua energiaa voidaan käyttää eri tehtävissä. Tehtävät vaihtelevat varastoidun energian määrässä ja siinä, millä teholla energia voidaan purkaa varastosta. Suurilla sähkövarastoilla taataan sähköntoimitus ja pienillä parannetaan sähkön laatua jakeluverkossa. Sähkövarastoja ei ole vielä laajasti otettu käyttöön, koska ne ovat kalliita. Sähkövaraston investointikustannukset ovat tällä hetkellä vähintään yhtä suuret kuin samankokoisen perinteisen voimalaitoksen. Sähkövarastojen tutkimus ja kehitys pienentää investointikustannuksia ja nopeuttaa varastojen laajempaa käyttöönottoa.

Uusiutuvan energian tukimallit

Tässä kandidaatintyössä esitellään uusiutuvan energian tuotantoon käytettäviä tukimuotoja. Tärkeimpiä tukimuotoja ovat syöttötariffijärjestelmät, syöttöpreemio, investointituet, uusiutuvan energian sertifikaatit ja verohelpotukset. Työssä esitetään voimalaitoksille asetetut vaatimukset syöttötariffijärjestelmään hyväksymiselle. Suomessa tariffijärjestelmä tuli voimaan vuoden 2011 alussa ja järjestelmään voidaan hyväksyä ehdot täyttäviä tuulivoimaloita, biovoimaloita, metsähakevoimaloita ja puupolttoainevoimaloita. Uusiutuvan energian tukemisen taustalla on Euroopan Unionin asettama uusiutuvan energian direktiivi 2009/28/EY, jossa jokaiselle jäsenmaalle on annettu kansallinen tavoite maan uusiutuvan energian osuudesta energian loppukulutuksesta vuonna 2020. Suomelle asetettu tavoite on 38 prosenttia. Työssä tarkastellaan syöttötariffien vaikutusta uusiutuvan energian kokonaiskapasiteettiin ja tariffijärjestelmän taloudellisia vaikutuksia.

Tuulivoiman syöttötariffijärjestelmän kritiikki ja vaikutukset investointeihin Suomessa

Suomelle on asetettu Euroopan Unionin taholta tavoite vähentää kasvihuonepäästöjä 20 prosentilla vuoteen 2020 mennessä vuoden 1990 tasosta. Suomen tulee kasvattaa uusituvan energian osuutta kokonaiskulutuksesta 38 prosenttiin vuoteen 2020 mennessä. Tähän tavoitteeseen pääsemiseksi Suomessa otettiin uusituvan energian syöttötariffijärjestelmä käyttöön vuonna 2011. Tavoitteena on pyrkiä lisäämään syöttötariffijärjestelmän avulla investointeja uusiutuvaan energiaan ja päästä annettuihin tavoitteisiin. Vuonna 2020 arvion mukaan kapasiteettia olisi 2500 MWh tuulivoimaa ja tuotanto olisi noin 6 TWh, joka vastaa 5-6 prosenttia kokonaiskulutuksesta. Syöttötariffijärjestelmä on otettu käyttöön Suomessa vuonna 2011 valtioneuvoston esityksen pohjalta. Tuulivoiman osalta syöttötariffijärjestelmän tukien avulla taataan tuulivoiman tuottajille 12 vuodeksi 83,50 € jokaiselta tuotetulta megawattitunnilta. Valtio maksaa tuulivoiman tuottajille sähkön markkinahinnan ja takuuhinnan välisen erotuksen. Tuulivoiman rakentaminen on kasvanut huomattavasti järjestelmän käyttöönoton vaikutuksesta. Ennen syöttötariffijärjestelmän käyttöönottoa keväällä 2011 tuulivoima osuus tuotetusta sähköstä oli ainoastaan 0,3 prosenttia. Tällä hetkellä osuus sähkön tuotannosta on noussut 2,5 prosenttiin. Merkittävin kritiikin kohde on ollut syöttötariffijärjestelmän kustannukset. Hallitus on joutunut myöntämään hallituksen esityksessä 15/2015, että syöttötariffijärjestelmän kustannukset ovat kasvaneet odottamattomasti. Järjestelmää suunniteltaessa kustannusten arvioitiin olevan vuonna 2020 noin 200 miljoonaa euroa vuodessa, mutta sähkön markkinahinnan kehityksen sekä ennakoitua nopeamman kiintiön täyttymisen seurauksena kustannukset tulevat kasvamaan yli 300 miljoonaan euroon vuonna 2020 Kustannusten lisäksi syöttötariffijärjestelmän piirissä olevien yritysten kannattavuutta on kritisoitu. Järjestelmän piirissä olevien yritysten kannattavuus on ollut korkealla. Parhaan yrityksen liikevoittoprosentti oli yli 65 prosenttia vuonna 2014. Yritykset ovat saaneet miljoonien eurojen edestä syöttötariffeja ja kannattavuus on ollut ilmiömäinen. Syöttötariffijärjestelmä on kuitenkin ollut tarpeellinen, jotta Suomi on saanut tuulivoiman tuotannon kasvuun viimeisten vuosien aikana. Ilman syöttötariffijärjestelmän käyttöönottoa tuulivoiman investoinnit olisivat todennäköisesti pysyneet lähes olemattomina Suomessa, sillä tuulivoiman tuotannon ei ole houkuttelevaa sijoittajiennäkökulmasta ilman tuotantotukia.