Hiilineutraalin ja sähköomavaraisen Suomen sähköjärjestelmä ja potentiaaliset energiaresurssit

Abstract

Uhkaava ilmastonmuutos on johtanut kansainvälisiin sopimuksiin, hillitsemään maapallon lämpötilan nousua, päästöjä vähentämällä. Suomi on asettanut laillisen tavoitteen olla hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä. Energian tuotanto on yksi suurimmista päästöjen lähteistä. Fossiilisten energialähteiden käyttö energian tuotannossa on laajaa. Päästöjen vähentäminen kohti hiilineutraalia yhteiskuntaa vaatii energian kulutuksen sähköistämistä. Suomessa sähkön tuotannon päästöt ovat jo alhaiset, sillä suurin osa sähköstä tuotetaan uusiutuvalla energialla ja ydinvoimalla. Sähköenergian osuus loppuenergian käytöstä tulee siis tulevaisuudessa kasvamaan. Sähkön kulutus kasvaa merkittävästi ja tämä tarkoittaa sähkön tuotannon lisäämistä ja tuotantorakenteen muuttumista. Sähkö tulee tuottaa päästöttömästi uusiutuvalla energialla ja ydinvoimalla.

Aurinko- ja tuulivoimalla tuotettu sähkö on sääriippuvaista, tuotanto vaihtelee sääolojen mukaan. Kasvava uusiutuvien osuus sähköntuotannossa aiheuttaa haasteita toimitusvarmuudelle. Fossiililla polttoaineilla tai turpeella toimivia voimalaitoksia joudutaan sulkemaan. Keskitetyn, ohjattavan tuotannon osuus vähenee ja hajautetun, vaihtelevan tuotannon osuus kasvaa, joten tuotannon säätäminen vaikeutuu. Sähkön tuotannon ja kulutuksen tulee olla aina tasapainossa. Kulutusjouston ja sähkön varastoinnin merkitys kasvaa tulevaisuudessa.

Hiilineutraaliustavoitteen lisäksi Suomen tavoitteena on tuottaa sähkö omavaraisesti vuositasolla. Tavoitteiden saavuttamiseksi sähköjärjestelmään on tehtävä muutoksia. Tuuli- ja aurinkovoimaa lisätään, fossiilisten polttoaineiden ja turpeen energiakäyttö vähenee ja lopulta loppuu. Tavoite hiilineutraaliudesta on selkeä ja kunnianhimoinen, mutta kuinka siihen päästään, on vaikea antaa yksiselitteistä tietä.

Työn tavoitteena on selvittää hiilineutraaliustavoitteen vaikutus Suomen sähköjärjestelmään. Työ tehdään kirjallisuuskatsauksena.

Impending climate change has led to international agreements. Purpose of agreements is to limit rising temperature of global by reducing emissions. Finland has set legal objective to be carbon-neutral by year 2035. Energy production is one of the biggest emission sources due to wide use of fossil fuels. To achieve carbon-neutral society, electrification of energy use is first step. Emissions from electricity production are on low level in Finland due to high shares of renewable energy and nuclear. Electricity production and use is expected to grow significantly. Electricity must be produced without emissions with renewable energy and nuclear. Therefore, electricity production structure faces changes in the future.

Renewable energy, such as wind and solar power is dependent of weather, and when renewable energy takes bigger role in electricity production, it causes challenges for supply security of electricity. Fossil fuel and peat energy-use will come to an end eventually. Centralized and flexible electricity production is decreased, and de-centralized, variable production is added. Electricity production adjustment ability is then weakened. Production and consumption must be in balance every moment. Flexible consumption and electricity storage systems take bigger role in the future electricity system.

In addition of carbon-neutral target, Finland’s goal is to achieve electricity self-sufficiency in annual level. To achieve the goals, must be done changes in electricity system. Wind and solar power production will be added. Fossil fuels and peat usage will be put down. Target of carbon-neutrality is clear and ambitious but there is no one correct route to that.

Target of the report is to find effect of carbon-neutrality to Finland’s electricity system.