28.4.2022

Tutkijat loivat kuusi skenaariota siitä, miten fossiilisista polttoaineista voitaisiin täysin luopua Suomessa

Suomella on ainutlaatuista potentiaalia teollisuuden tuotannon jatkamiseen ilman fossiilisia polttoaineita. Jotta tähän tilanteeseen päästään, raaka-aineita ja energiaa vaaditaan kuitenkin enemmän kuin nykyisin ajatellaan ja on strategisen suunnittelun mukaista. Jotta kaikki fossiiliset polttoaineet (öljy, kaasu, hiili ja turve) voidaan korvata eri kohteissa Suomessa, tarvitaan Suomeen suuri määrä uutta teollista infrastruktuuria, joka on rahoitettava, rakennettava ja sitten pidettävä toiminnassa. Neljä tutkijaa loi fossiilisten polttoaineiden korvaamisesta Suomessa kuusi skenaariota.

Tutkimuksen tekivät Simon P. Michaux Geologian tutkimuskeskuksesta, Tere Vadén BIOS-tutkimusyksiköstä, Janne M. Korhonen LUT-yliopistosta ja Jussi T. Eronen Helsingin yliopistosta ja BIOS-tutkimusyksiköstä. Tutkimuksessa tarkasteltiin sitä, mitä Suomen nykyisen, fossiilisiin polttoaineisiin perustuvan teollisen ekosysteemin korvaamiseen vaadittaisiin. Kehitetyt kuusi skenaariota esittävät erilaisia vaihtoehtoisia tapoja, joilla ratkaisuja voidaan yhdistellä.

”Suomessa on mahdollista luopua fossiilisista polttoaineista vaiheittain. Se kuitenkin vaatii kaikkien palapelin palasten ja niiden toisiinsa sovittamisen avointa arviointia. Näillä skenaarioilla halusimme tuottaa tutkimukseen nojaavan perustan tähän suureen haasteeseen liittyvälle päätöksenteolle. Kun otetaan huomioon raaka-aine- ja energiatarpeet sekä aika, jota meillä on käytettävissämme, kaikissa tulevaisuudenskenaarioissa on vakavasti pohdittava yhteiskunnan energian ja resurssien kysynnän merkittävää vähentämistä”, sanoo Simon Michaux GTK:sta.

Suomen järjestelmän suora ja kattava korvaaminen vaatisi noin 140 TWh (katso kuva). Tämän energiamäärän tuottamista varten pitäisi rakentaa esimerkiksi noin 7 400 uutta tuuliturbiinia (6,6 MW:n kapasiteetti).

Tämänhetkiset vuotuiset metsänhakkuut ovat jo lähellä kestäviä enimmäistasoja, joten nestemäisen biopolttoaineen tuottamista puubiomassasta voidaan lisätä merkittävästi vain, jos metsäteollisuuden käyttämän biomassan määrää vähennetään.

Kaikki kuusi skenaariota vaativat olemassa olevan metsäteollisuuden supistumista siten, että biomassaa voidaan kerätä, mutta suositusten mukaisissa kestävissä rajoissa. Kahdessa tutkimuksessa käsitellään sitä, millainen olisi vuotuinen kerätyn puubiomassan kestävä määrä. Luonnonvarakeskus arvioi, että pitkällä aikavälillä puubiomassan kestävä vuotuinen hakkuumäärä on 80,5 Mm3 (Luke 2021). Toinen tutkimus suosittelee, että vuotuisten hakkuiden määrä olisi enintään 70 Mm3 (WWF Finland 2015). Kumpaakin suositusta käytettiin kaikissa kuudessa skenaariossa.

Ilmastonmuutoshaasteen välttäminen on mahdollista vain, jos fossiilisten polttoaineiden käyttö lopetetaan nopeasti (10–15 vuodessa). Öljyn ja kaasun tuotanto on myös muuttumassa epäluotettavammaksi, mikä aiheuttaa pullonkauloja ja häiriöitä. Geopoliittiset tapahtumat voivat aiheuttaa sen, että tuonti yhdestä tai useammasta kansainvälisestä lähteestä lakkaa, joko vapaaehtoisesti tai pakon edessä.

Fossiilisista polttoaineista vaiheittain luopumisen skenaariot Suomessa – yhteenveto

Skenaario 1: Täysi sähkö (nykyinen jalanjälki)

Kaikki uusi energiantuotanto (ja liikenne) sähköistä.
Ylimääräisen 170,45 TWh:n energian tuottamiseen tarvitaan 131 uutta Lestijärven kokoluokan tuulipuistoa (1,3 TWh/v) eli 9 039 tuuliturbiinia, joiden kapasiteetti 6,6 MW (yhteensä 59,7 GW).
Energian varastointi, jota tarvitaan uuden tuulisähkökannan puskurointiin 4 viikon kapasiteetilla, 13,11 TWh.
Ei lisäystä vuotuiseen kerättävän puubiomassan määrään.

Skenaario 2: Enimmäismäärä biomassaa (nykyinen jalanjälki)

Suomalaisen puubiomassan suurin mahdollinen käyttö yhteisvoimalaitoksissa ja biopolttoaineissa.
Energia polttomoottoriajoneuvoihin (ml. rekat, ilmailu ja merikuljetukset) biopolttoaineista.
Ylimääräisen 49,72 TWh:n energian tuottamiseen tarvitaan 38 uutta Lestijärven kokoluokan tuulipuistoa (2 622 tuuliturbiinia, joiden kapasiteetti 6,6 MW, yhteensä 17,3 GW).
Energian varastointi, jota tarvitaan uuden tuulisähkökannan puskurointiin 4 viikon kapasiteetilla, 3,82 TWh.
Metsäteollisuuden vähentäminen -100 % (edellyttää hakkuutasoa 80,5 Mm3/v), biomassaa ei silti riittävästi.

Skenaario 3: Hybridi 1 (nykyinen jalanjälki)

Sähköenergia tuuliturbiineista ja lämmitystarpeen kattaminen puubiomassaa käyttävillä yhteisvoimalaitoksilla.
Ylimääräisen 138,67 TWh:n energian tuottamiseen tarvitaan 107 uutta Lestijärven kokoluokan tuulipuistoa (7 383 tuuliturbiinia, joiden kapasiteetti 6,6 MW, yhteensä 48,7 GW).
Energian varastointi, jota tarvitaan uuden tuulisähkökannan puskurointiin 4 viikon kapasiteetilla, 10,67 TWh.
Metsäteollisuuden vähentäminen -21,56 % (edellyttää hakkuutasoa 80,5 Mm3/v).

Skenaario 4: Hybridi 2, maalämpö mukana (nykyinen jalanjälki)

Asuinrakennusten lämmitys lämpöpumpuilla matalista (300 m) maalämpökaivoista, teollisuuden lämpö puubiomassaa käyttävistä yhteisvoimalaitoksista.
Ylimääräinen sähköenergia samalla profiililla kuin Skenaariossa 3: 138,67 TWh, 107 uutta Lestijärven kokoluokan tuulipuistoa (asennuskannan kapasiteetti yhteensä 48,7 GW), energian puskurivarasto 10,67 TWh.
Metsäteollisuuden vähentäminen -6,65 % (edellyttää hakkuutasoa 80,5 Mm3/v).

Skenaario 5: Ei toimenpiteitä (ei uuden kapasiteetin rakentamista; fossiilisista polttoaineista luovutaan vaiheittain)

Ei uutta sähköntuotantokapasiteettia, kaikista fossiilisista polttoaineista luovutaan vaiheittain. Kaikki uusi voimaloiden lämpöenergia puubiomassasta.
Haasteeseen voidaan vastata, jos sähkökulutuksen kysyntä laskee 50,5 %. Puolet olemassa olevasta fossiilittomia polttoaineita käyttävästä energiantuotannosta siirretään vedyn tuotantoon ja sähköautojen akkujen lataamiseen.
Lyhyen matkan ajoneuvojen ja rekkojen vuodessa kulkemia matkoja vähennetään 66 %. Merikuljetuskaluston vuodessa kulkemia matkoja vähennetään 75 %.
Metsäteollisuuden vähentäminen -10,25 % (edellyttää hakkuutasoa 80,5 Mm3/v).

Skenaario 6: Suunniteltu kestävyys (hallittu jalanjäljen supistus 50 %)

Energiankulutuksen kysyntä vähenee 50 %. Puolet fossiilisten polttoaineiden sähköenergiantuotannosta korvataan. Asuinrakennusten lämmitys lämpöpumpuilla matalista (600 m) maalämpökaivoista, teollisuuden lämpö puubiomassaa käyttävistä yhteisvoimalaitoksista.
Puolet fossiilittomasta energiantuotannosta siirretään vedyn tuotantoon ja sähköautojen akkujen lataamiseen (26,98 TWh). Lyhyen matkan ajoneuvojen, rekkojen ja merikuljetuskaluston vuodessa kulkemia matkoja vähennetään 50 %.
Tarvittavan ylimääräisen 35,25 TWh:n energian tuottamiseen tarvitaan 27 uutta Lestijärven kokoluokan tuulipuistoa (1863 tuuliturbiinia, joiden kapasiteetti 6,6 MW, yhteensä 12,29 GW).
Energian varastointi, jota tarvitaan uuden tuulisähkökannan puskurointiin 4 viikon kapasiteetilla, 2,71 TWh.
Metsäteollisuuden vähentäminen -1 % (edellyttää hakkuutasoa 80,5 Mm3/v).