hajautettu energiantuotanto kohti dikotomiaa? - vasek.fi · sähkönkulutus gwh/a % 74,1 100 50 56...
TRANSCRIPT
Hajautettu energiantuotanto – kohti dikotomiaa?
15.4.2010 Pekka Peura
”Hajautetut energiajärjestelmät ja energiaketjun hallinta”
Vaasan yliopiston painoala
”Until recently it was a widely held belief, or conventional wisdom, that RE can make only a marginal contribution to future energy supplies” ”Substituting renewable energy supplies for non‐ sustainable energy sources is considered to be one
of the major mitigation options”Verbruggen et al. 2010
Sisältö
Energiaomavaraisuuden potentiaali ja talous ‐ tutkimustuloksia ja havaintoja ‐ biokaasun liikennekäyttö esimerkkinä
Johtopäätöksiä: ‐ Energiasektorin ”dikotomia”
Muutos: logiikka ja tarve ‐ teoriaa ja käytäntöä
Tulevaisuuden energiastrategia ‐ alustavia ajatuksia
Tutkimuksia
Study I Kansallinen
Study II Pohjanmaa
Study III Etelä‐ Pohjanmaa
Study IV Suupohja
Potentiaali”… ilmaisee viestijän pitävän käsittelemäänsä asiaa epävarmana. Tällöin asian tapahtuminen on mahdollista, mutta ei aina todennäköistä.”
Wikipedia
”Something that can develop or become actual” Merriam‐Webster’s dictionary
Ei vielä (tämä hetki)
Mahdollinen (tulevaisuudessa)
RES potentiaali kirjallisuudessa
RETD 2006
Theoretical
Technical
Current use
Stangeland 2007
Theoretical
Technical
Realistic
Realisable
Hoogwijk and Graus 2008
Theoretical
Geographical
Technical
Economic
Market
Resch et al. 2008
Theoretical
Technical
Realisable
Krewitt et al. 2008
Theoretical
Technical
Economic
Deployment
Demand
Verbruggen et al. 2010
Technical
Sustainable development
Economic
Market
RES potentiaali (uusiutuvat energian lähteet)
RES:
Puu: Päätehakkuiden tähteet
Olki
Biojätteet
Lietteet: Kotieläimet Jäteveden puhdistus
Biomassa Ruokohelpi, potentiaali kesantoalalta
Teollisuuden jätteet
EI mukana: Tuuli Aurinko Geo(thermal) Ruuantuotanto Puu: massa ym.
RES Potentiaali
Lähde: Verbruggen et al. 2010
The Results Study I
The Results Study II
Energy Demand
RES%
Wood Straw Other Total
Pietarsaari Region
Luoto 42 20 1 2 23 55
Pietarsaari 1078 12 3 24 39 4
Kruunupyy 159 96 48 33 177 111
Pedersöre 164 130 69 44 243 148
Uusikaarlepyy 150 115 79 64 258 173
Total 1593 373 200 167 740 46
Total without Pietarsaari 515 361 197 143 701 136
Vaasa Region
Oravainen 46 33 36 20 89 195
Vöyri 67 73 80 33 186 276
Maksamaa 16 29 4 3 36 225
Mustasaari 248 138 120 50 308 124
Vaasa 1143 28 10 10 48 4
Maalahti 91 75 60 33 168 184
Korsnäs 58 38 10 12 60 104
Total 1669 414 320 161 895 54
Total without Vaasa 526 386 310 151 847 161
Kyrönmaa Region
Isokyrö 73 40 111 34 185 254
Vähäkyrö 66 23 70 22 115 174
Laihia 115 80 95 23 198 172
Total 254 143 276 79 498 196
Coastal Suupohja
Kaskinen 385 1 1 0
Kristiinankaupunki 144 129 44 23 196 136
Närpiö 277 163 169 64 396 143
Total 806 293 213 87 593 74
Total without Kaskinen 421 292 213 87 592 141
TOTAL Ostrobothnia 4322 1223 1009 494 2726 63
TOTAL without Kaskinen Vaasa, and Pietarsaari 1716 1182 996 460 2638 154
The Results Study III
Fields Biogas Wood Other TOTALSeinäjoki Region
Ilmajoki 155 60 91
Jalasjärvi 127 58 131
Kurikka 88 37 77
Nurmo 45 17 50
Seinäjoki 78 28 65
Ylistaro 127 32 71Total 620 232 485 73 1410
Härmänmaa Region
Alahärmä 73 23 59
Kauhava 91 23 70
Lapua 153 50 112
Ylihärmä 48 11
Total 365 107 241 22 735
Suupohja Region
Isojoki 26 8 131
Jurva 50 16 101
Karijoki 24 8 48
Kauhajoki 129 70 170
Teuva 68 24 117
Total 297 126 567 21 1011
Järviseutu Region
Alajärvi 52 15 106
Evijärvi 23 10 99
Kortesjärvi 38 28 42
Lappajärvi 32 6 94
Vimpeli 24 5 36
Total 169 64 377 13 623
Kuusiokunnat Region
Alavus 75 24 108
Kuortane 41 19 76
Lehtimäki 10 5 66
Soini 13 16 67
Töysä 22 9 71
Ähtäri 18 7 160Total 179 80 549 19 827
TOTAL 1630 609 2219 147 4605
The Results Study IV
Poimintoja muualtaCEEC (Central and Eastern European Countries):
Bioenergiapotentiaali suurempi kuin nykyinen energian kulutus van Dam et al. 2007
Monet maat voisivat viedä bioenergiaa muihin EU‐maihins
Lewandowski et al. 2006Turkki:
suunnitellut projektit: 90 % tulevaisuuden koko energiavarannosta Evrendilek and Ertekin 2003
Kroatia: Nykyinen RES‐E osuus jo n. 50 %, potentiaali 100 %
Bozicevic Vrhovcak et al. 2006, Schneider et al. 2007Globaalisti:
“Technical potential” 16‐kertainen nykytarpeeseen; nykyinen käyttö
13,1 %
“Realisable mid‐term (2020) potential” sähköstä
n. 40 %,pitkällä
tähtäyksellä 100 %
Resch et al. 2008 “Theoretically”
tulevaisuuden sähkön tarve voidaan tyydyttää
tuuli‐,
aurinko‐ ja bioenergialla hintaan alle 10 snt kWh‐1 v. 2050 mennessä
de Vries et al. 2007
Tyyppitilanteet
Investment Expenses
Revenues 1000 €
Net Present Value
1000 €
Internal Rent Rate %
Discounted Pay Back
Time, a
Energy price
€/MWh
I Industry 1
7000 * –2794 –4 >15 58,8
II Industry 2
7000 * –1767 –1 >15 62,1
III Industry 3
7100 * 4365 13 7,5
IV 9 farms
3000 441 246
–2236 –29 >15
V Industry 4
* * –2489 –3 >15 63,0
VI 1 farm
250 17,3 20,3
14 6 13,0 26,8
VII 1 farm
755 50 54
–9 5 14,8 56,3
VIII SME 1
5000 965 1066
696 9 11,4 35,9
IX SME 2
5500 1004 1102
630 8 12,0 42,0
X Municipal 1
11912 2020 2196
1126 8 12,5 1334
XI Municipal 2
13712 2588 3103
4603 12 9,2
Talous Study V
TalousInvestoinnin pienennys Tulojen
lisäysTulot 1.
vuonna
1000 € % 1000 € 1000 €
I Teollisuus 1 3300 47 710 180
II Teollisuus 2 2800 40 600 252
III Teollisuus 3 3200 45 650 200
IV 9 tilaa 2100 70 390 3
V 1 tila 90 36 11 14
VI 1 tila 324 43 40 38
VII SME 1 850 17 200 350
VIII SME 2 1100 20 220 369
•Takaisinmaksuaika < 8 a
•IRR > 12 %
Toiminta‐ konsepti
BIOMODE Hankeohjelma biokaasun liikennekäytön kehittämiseksi
BIOKAASUPOTENTIAALI
Lähde: Asplund, Korppi‐Tommola ja Helynen 2005: Uusiutuvan energian lisäysmahdollisuudet vuoteen 2015. Jyväskylän yliopisto ja JSP.
*
Kesantopellon tuotanto nurmiheinällä, ala 35000 ha **
Nykyiset 100 % + 10 % lisäys vuodessa
Maksimipotentiaali Teknis‐taloudellinen potentiaali
1000 t/a TWh/a H TWh/a H TWh/a
Yhdyskuntajäte 860 0,9‐1,3 45 0,5‐0,8 45 0,5‐0,8
Elintarviketeoll. jäte 430 0,4‐0,6 50 0,2‐0,3 50 0,2‐0,3
Jätevesiliete 160 0,9 25 0,2 50 0,5
Lanta ja olki 25000 30‐140 10 3,0‐14 30 9‐42
Peltobiomassat 1900 6,8 * 2,1 * 2,1
Kaatopaikkakaasu 0,7 ** 0,7 ** 0,7
YHTEENSÄ 30‐140 6,7‐18 13‐46
Osuus polttoaineen kulutuksesta Suomessa
(46,52 TWh/a) 86‐322 % 8‐39 % 28‐99 %
Talous
Oletuksia: Biokaasua 150 Nm3/h, tuotanto 300 d/aTaloudellinen pitoaika 7 aOman pääoman tuottovaatimus 10 %, diskonttauskorko 7,25 %Vierasta pääomaa 50 % investoinnista, korko 4,50 %, tasalyhennys vuosittainALV 0 %, ei tuloveroja
150 Nm3/h Jalostus Siirto Jakelu Koko ketju
Nykyarvo (NPV); € Sis. korkokanta (IRR); %
IRR, tuloa vuonna 1; % Takaisinmaksuaika, a
Diskontattu takaisinmaksuaika; a
Investointi; € Kulut; €/a
Tuotot; €/a
Biokaasua myyntiin; lbens Myyntihinta (vero 0); €/l ‐
omakustannushinta; €/l
‐
kate; €/l
564963 30 51 2,80 2,99
528000 117669 221327
790452 0,28 0,15 0,13
570113 44 89 2,10 2,19
323700 293122 395226
790452 0,50 0,37 0,13
562039 49 106 1,93 1,99
280000 453126 553316
790452 0,70 0,57 0,13
1697115 39 73 2,32 2,44
1131700 247364 553316
790452 0,70 0,31 0,39
III
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
X: n. 13 GWh/a
Sisältö
Energiaomavaraisuuden potentiaali ja talous ‐ tutkimustuloksia ja havaintoja ‐ biokaasun liikennekäyttö esimerkkinä
Johtopäätöksiä: ‐ Energiasektorin ”dikotomia”
Muutos: logiikka ja tarve ‐ teoriaa ja käytäntöä
Tulevaisuuden energiastrategia ‐ alustavia ajatuksia
JohtopäätöksiäTärkeimmät havainnot:RES potentiaali valtavaTuotantolaitosten talous: ‐ Jo nyt taloudellisesti järkeviä ‐ Aluetalouden stimulaatio
Muita perusteita: Kansallinen strateginen kysymys Energia turvallisuus ja riippumattomuus Kestävä kehitys
Johtopäätös: Välttämättä yleistyy – seurauksena rakenteellinen uudistuminen (Dikotomia)
Visio: Energiasektorin Dikotomia
Sisältö
Energiaomavaraisuuden potentiaali ja talous ‐ tutkimustuloksia ja havaintoja ‐ biokaasun liikennekäyttö esimerkkinä
Johtopäätöksiä: ‐ Energiasektorin ”dikotomia”
Muutos: logiikka ja tarve ‐ teoriaa ja käytäntöä
Tulevaisuuden energiastrategia ‐ alustavia ajatuksia
Muutoksen malli
Innovaation leviäminen energiasektorilla
Seuraavat askeleet
Edellytysten luominen
Ajopuumalli?
Valtion tukimalli?
Energiayhtiömalli?
Tripple helix – Knowledge triangle – Alueen tahto
Hankeohjelmien käynnistäminen
Sektorikohtaiset: esim. kasvihuoneet
Aihekohtaiset: biokaasu, polttokenno, matalaenergia
Alueelliset energiaomavaraisuusohjelmat
Kuntien energiaohjelma ja energiatehokkuussopimus
Sisältö
Energiaomavaraisuuden potentiaali ja talous ‐ tutkimustuloksia ja havaintoja ‐ biokaasun liikennekäyttö esimerkkinä
Johtopäätöksiä: ‐ Energiasektorin ”dikotomia”
Muutos: logiikka ja tarve ‐ teoriaa ja käytäntöä
Tulevaisuuden energiastrategia ‐ alustavia ajatuksia
Esimerkki: Uusikaarlepyy
SähkönkulutusGWh/a %
74,1 100
505654
16 1,8 bg 21,6
0 0
25 2,8 bg 16 33,417,6 17,6 15
50
56 5654
74,8 100GWh/a II III 0 %Lämmönkulutus
I
Yhdysk. bio jäte 0,4
16Vesiv.
12,5puu, turve
16bg-kl16
hake-kl
9 kl-hake-kaas.
4,6 Hake
7,2 lämpöp.ja muut
16Vesiv.
16Vesiv.
12,5puu, turve
12,5puu, turve
7,2 lämpöp.ja muut
7,2 lämpöp.ja muut
4,6 Hake4,6 Hake
4,5hake-kaas.
13Vesiv.
19,6Biodie-sel
50,4Eläin-rasva
0,7 kl ja aluel. 0,7 kl ja aluel.0,7 kl ja aluel.
29,7Biodie-sel
13Vesiv.
13Vesiv.
16Vesiv.
12,5puu, turve
7,2 lämpöp.ja muut
0,7 kl ja aluel.
58,1 ??
17,1 ??
37,4Öljy
Viljanolki79,3
Ruoho-helpi kesann.18,4
Eläin-rasva56
114,7En. puu
Turkis-lanta13,4Maatal. lietteet ja lannat 25,6
Energiaomavarainen alue – ASPIRE malli
1. Suunnitteluprosessi ‐ Sitoutuminen, organisoituminen, tieto ‐ SEC, SSB, Energy profiles2. Valmiuksien luominen ‐ Tietoisuuden lisääminen ‐ Tarvelähtöisyys ‐ Rahoitus3. Toimintasuunnitelma (SEAP) ‐ Uusiutuvat energianlähteet ‐ Energian säästö ‐ Energiatehokkuus4. Vaikutusten arviointi ‐ Kestävä talous ‐ Sosiaalinen vastuu ‐ Ympäristövaikutukset
Mikroverkko