Uusiutuvat energianlähteet

Auringon energiaa monessa muodossa

yht_ymp_energia_shutterstock_128473763_peda.jpgJotta energiantuotanto olisi kestävää, sen on perustuttava uusiutuviin energianlähteisiin. Uusiutumattomat energianlähteet tulevat jossakin vaiheessa loppumaan, ja niistä koituvat haitat rasittavat ympäristöä. Uusiutuvista energianlähteistä on mahdollista löytää sellaisia energiantuotannon ratkaisuja, joilla energiantarve voidaan turvata periaatteessa loputtomiin. Nämäkään eivät ole tyystin haitattomia ympäristön kannalta, ja eri energianlähteet eroavat toisistaan merkittävästi.

Useimmissa uusiutuvan energian muodoissa hyödynnetään viime kädessä Auringon Maahan säteilemää energiaa.  Jotta vettä voitaisiin hyödyntää vesivoimaksi, on veden täytynyt haihtua meristä auringon säteilyenergian vaikutuksesta ja kulkeutua tuulten mukana maalle. Myös nämä tuulet saavat energiansa auringosta. Myös puun, pahvijätteen tai vaikka biodieselin poltossa vapautetaan auringosta peräisin olevaa energiaa. Tuo energia on aluksi sidottu kasvien yhteyttämisessä.

Ainoat uusiutuvan energian muodot, joissa energia ei ole peräisin auringosta, ovat vuorovesivoima ja geoterminen energia. Vuoroveden energia tulee pääasiassa Kuun vetovoimasta ja Maan pyörimisestä. Geotermistä energiaa voidaan hyödyntää esimerkiksi Islannissa. Siellä Maan sisäinen lämpöenergia tulee niin lähelle maanpintaa, että sitä voidaan hyödyntää.

Vesivoima

 
Vesivoima on uusiutuvista energianlähteistä merkittävin Suomen sähköntuotannossa. Vielä 1960-luvulla se vastasi 90 %:sta maamme sähköntuotannosta. Viime vuosina sen osuus on vaihdellut 10 - 15 %:n välillä.
Vesivoimalassa virtaava vesi pyörittää turpiinia, joka puolestaan pyörittää sähkögeneraattoria. Toimintaperiaate on siis hyvin yksinkertainen, ja vesivoima onkin toimintavarma energianlähde. Sen etuihin kuuluu myös, että se on uusiutuvaa, saasteetonta ja kotimaista.

yht_ymparisto_shutterstock_22396648.jpg
Kuten muillakin energianlähteillä, myös vesivoimalla on haittansa. Sitä hyödyntääkseen on rakennettava patoja ja säännöstelyaltaita. Nämä puolestaan pilaavat vesiekosysteemejä. Padot estävät vesieliöiden liikkumista. Esimerkiksi vaelluskalojen liikkuminen kutualueille ei onnistu, jos joki on padottu. Vesivoiman hyödyntäminen aiheuttaa myös luonnosta poikkeavaa vedenkorkeuden vaihtelua. Tämä haittaa rantaekosysteemien eliöitä.

Vesivoiman heikkous on myös sen saatavuuden vaihtelu. Sateiden määrä vaikuttaa voimakkaasti vesivoiman hintaan. Sähkön tarve on suurimmillaan talven kylminä aikoina. Samaan aikaan jokien vesimäärät ovat pienimmillään. Tämän vuoksi vesivoiman tasainen saatavuus edellyttää riittävän suuria altaita, joihin vettä voidaan sateisena aikana varastoida.

Suomessa ne joet, joita voidaan hyödyntää vesivoiman tuotannossa, on suurelta osin jo padottu. Näin ollen vesivoiman osuutta kokonaisenergiantuotannossa ei voida juurikaan lisätä.

Bioenergia

Kun kasvillisuus sitoo auringon säteilemää energiaa, syntyy biomassaa, josta sidottu energia voidaan vapauttaa polttamalla. Suomessa käytetystä energiasta noin viidennes on tuotettu erilaisten biopolttoaineiden avulla. Tällaisia polttoaineita ovat esimerkiksi puu, sellutehtaiden jäteliemi, palava kotitalousjäte, kaatopaikoilta saatava metaanikaasu, kasviöljyistä jalostettu biodiesel sekä sokerista tehty etanoli.yht_ymp_biokaasu_voimala_shutterstock_121743829_peda.jpg

Biopolttoaineiden käytöllä on monia etuja. Ne ovat uusiutuvia ja monien polttoaineiden osalta kotimaisia. Polttoaineiden tuotanto synnyttää työpaikkoja Suomeen ja parantaa maamme omavaraisuutta energian suhteen. Suomessa erityisesti metsät tarjoavat varsin suuret mahdollisuudet bioenergian hyödyntämiseen.

Biopolttoaineet voivat olla ilmastonmuutoksen kannalta hiilineutraaleja. Tämä tarkoittaa sitä, että kasvillisuus voi sitoa itseensä yhtä paljon hiilidioksidia kuin polttoaineen käytössä vapautuu. Näin tapahtuu esimerkiksi silloin, kun energianlähteenä käytetty metsä kasvaa uudelleen.

Bioenergian käyttöön sisältyy myös haittoja. Jos puulla aletaan korvaamaan esimerkiksi fossiilisia polttoaineita, se merkitsee lisää hakkuita. Kaikki ne pellot, joilla tuotetaan energianlähteeksi käytettäviä kasveja, ovat poissa ravinnontuotannosta. Monet biopolttoaineet tulevat ulkomailta. Esimerkiksi bensiiniin lisättävää etanolia tuotetaan Brasiliassa kasvatetusta sokeriruo'osta ja biodieseliä Indonesian öljypalmuviljelmistä. Näiden polttoaineiden käyttö voi lisätä trooppisten sademetsien häviämistä.

Joidenkin biopolttoaineiden osalta on kyseenalaista, onko niiden käyttö ensinkään järkevää niiden huonon hyötysuhteen vuoksi. Esimerkiksi etanolin valmistukseen kuluu runsaasti energiaa. Saadaanko etanolista hyödynnettyä edes sitä energiamäärää, joka sen valmistukseen ja kuljetukseen on kulunut, ei kaikissa tapauksissa ole selvää. Mitä vähemmän biomassaa tarvitsee jalostaa polttoaineeksi, sitä parempana sen hyötysuhde säilyy. Esimerkiksi sellutehtaiden jäteliemen energiakäytössä ja biokaasun tuotannossa hyötysuhde on hyvä.

Tuulivoima

maantiede_energia_ahvenanmaa_shutterstock_116914396_peda.jpg
Suomessa tuotetaan tuulivoimalla vain 0,6 % sähköstä. Mahdollisuuksia tuotannon lisäämiseen on kuitenkin paljon, sillä Suomen rannikot, merialueet ja tunturit sopivat hyvin tuulivoiman tuotantoon. Uusia voimaloita pystytetäänkin jatkuvasti, ja tuulisähkön tuotanto on yli kymmenkertaistunut 2000-luvulla.

Tuulivoima on uusiutuva ja päästötön energiantuotantomuoto. Voimalat ovat yksinkertaisia, toimintavarmoja ja moniin muihin voimalatyyppeihin nähden edullisia. Tuulivoiman lisääntyvä käyttö maailmalla on myös tuonut Suomeen uusia työpaikkoja.

Tuulivoiman heikkouksia ovat suhteellisen heikko sähköntuotanto voimalaa kohti sekä tuulten vaihtelevuus. Tuulivoimalat ovat selvästi maisemasta erottuvia. Monien mielestä tuulivoiman lisääntyminen merkitsee maisemahaittoja. Niitäkin voidaan vähentää sijoittamalla voimalat yhteen tuulivoimapuistoiksi asumattomille tai harvaan asutuille alueille, tai jopa merelle.
 

Aurinkoenergia

maantiede_energia_shutterstock_129065594_peda.jpg

Koko maapallon energiantuotannossa aurinkoenergia on nopeimmin kasvava uusiutuvan energian muoto. Sitä voidaan hyödyntää joko passiivisesti, jolloin auringosta tulevaa lämpöä hyödynnetään suoraan esim. veden lämmitykseen, tai aktiivisesti, jolloin auringon säteilyenergiaa muutetaan aurinkokennojen avulla sähköksi.

Huolimatta pohjoisesta sijainnista Suomessakin aurinkoenergiassa on vielä paljon hyödyntämättömiä mahdollisuuksia. Erityisen kannattavia aurinkoenergiaratkaisut ovat alueilla, joille sähköverkko ei ulotu. Jo nyt on yleistä, että aurinkoenergian keräysjärjestelmiä liitetään rakennusten muiden energianlähteiden rinnalle.
 
 

Maalämpö

yht_ymp_maalampo_shutterstock.JPG


Maalämpö on hyvin toimiva energianlähde pientalojen koko lämmitystarpeeseen. Sen haittapuolena on ollut suurehko alkuinvestointi. Maalämpöä saadaan keräämällä maan pinnalta Auringon säteilynenergiaa. Energiaa kerätään maan pintaosiin tai esimerkiksi porakaivoon asennetun keruuputkiston avulla. Energia siirretään lämmitys- tai käyttöveteen lämpöpumpun avulla. Pumppu toimii samalla periaatteella kuin jääkaappi. Samalla, kun vesi lämpenee, putkiston lämpöaine jäähtyy, jolloin se johdetaan uudestaan lämmönkeruuputkistoon.

Ns. geotermistä energiaa saadaan syvälle kallioon porattujen putkien avulla. Siinä energia on peräisin Maan sisästä, eikä Auringosta, kuten maalämmössä. Geotermistä energiaa voidaan hyödyntää kannattavasti vain vulkaanisilla alueilla, kuten Islannissa.

Lämpöpumput

yht_ymp_energia_shutterstock_128742230_peda.jpg
Lämpöpumput ovat yleistyneet Suomessa niin voimakkaasti, että niillä tuotetaan energiaa jo yhden Loviisan ydinvoimalayksikön verran. Lämpöpumpuilla siirretään lämpöä maasta, vedestä, ulkoilmasta tai talojen poistoilmasta veteen tai rakennusten sisäilmaan.

Toimintaperiaate on sama kuin jääkaapilla, joka ottaa lämpöä jääkaapin sisältä ja siirtää sen huoneilmaan. Lämpöpumppujen etuna on, että energiantuotanto niiden avulla on edullista, ja esimerkiksi ilmalämpöpumppujen avulla rakennusten energialaskuja voidaan pienentää merkittävästi.