Olen tullut siihen tulokseen että erinäisiin luonnonilmiöihin perustuviin uusiutuviin energiamuotoihin ei voi suhtautua samalla asenteella kuin fossiilisilla tuotettuun energiaan. Esim. öljyllä ja vastaavilla tuotetun energian kanssa olemme tottuneet siihen että sitä on käytettävissä vuoden ja vuorokauden ajasta riippumatta koska vain ja käytännössä lähes rajattomasti.
Tästä rajattoman energian harhasta on sitten muodostonut suunnitteluperuste myös uusiutuvalle energialle, esim. aurinkovoimaloille. Suunnittelu neuvotaan aloittamaan siitä että mietit mitä mielesi halajaa sähköistää ja sitten aletaan mitoittamaan tarpeisiisi sopivaa (offgrid) voimalaa. Jos käytössäsi on rajattomasti rahaa, voi tällainen lähestymistapa toimiakin. Aurinkovoimala joka tuottaa keskitalvellakin tarpeeksi sähköä normaalin omakotitalon tarpeisiin on nimittäin erittäin kallis ja fyysisesti kookas. Mutta koska harvassa on ne joilla asiat ovat taloudellisesti niin hyvin, ei tuollainen suunnitteluperuste sovi suurimmalle osalle meistä.
Suurin ongelma uusiutuvissa fossiilisiin nähden on että ne ovat oikukkaita eivätkä mitään ”on demand”-tyylisiä kuten vaikka fossiilisten käyttötavoista tutuin autoilu on. Olemme tottuneet siihen, että voimme hypätä auton rattiin kun haluamme. Uusiutuvien haaste muodostuu siitä että et voi vaikuttaa mitenkään siihen milloin ja kauanko aurinko paistaa, tuulee tai mikä vuodenaika sattuu olemaan.
Jos energiantarpeitaan haluaa tyydyttää uusiutuvilla, on hyväksyttävä se ettei niitä ole saatavissa sinun tahtosi mukaan. Tämä pätee myös yhteiskunnallisella tasolla ja se on meille aivan uusi tilanne. Siirrymme uusiutuvien myötä energiatiheistä varannoista (öljy, kivihiili, maakaasu) laimeisiin virtoihin (aurinko, vesi / aalto, tuuli). Aiemmin kehitys tapahtui aina enemmän energiaa sisältävään polttoaineeseen (joilla on suurempi ns. EROIluku). Puu > kivihiili > öljy ja maakaasu. Samalla tarjolla on ollut myös valtavat varastot (esiintymät), joista energiaa on ollut helppo ammentaa ja energian käyttöä on voitu vuosittain kasvattaa aina näihin päiviin saakka. Virrat kuten aurinko ja tuuli taas ovat hajanaisia, epätasaisesti esiintyviä ja ajaltaan vaihtelevia. On erittäin epätodennäköistä että näillä uusilla ehdoilla kaikki pysyisi ennallaan ja yhteiskunnallisesti pystyttäisiin kaikkeen samaan tai jopa enempään kuin ennenkin.
Näin ollen uusi ja tehokkain asenne uusiutuvien kanssa työskennellessä on se, että niiden kanssa pyritään toimimaan yhteistyössä ja ennenkaikkea niiden asettamilla ehdoilla. Toisin sanoen kulutus sovitetaan kulloiseenkin tarjontaan eikä toisin päin. Toki näin se käytännössä nytkin tavallaan on, mutta tuntuu että asenne on vielä usein sellainen että ihminen hallitsisi tilannetta enemmän kuin todellisuudessa tekee.
Jos suunnittelet itsellesi vaikka off grid-aurinkovoimalaa, päätä ensin, paljonko haluat/voit käyttää siihen rahaa. Sillä rahalla saa sitten X kokoisen ja tehoisen voimalan. Tämän jälkeen vuodenajat ja vallitseva auringon määrä sanelee sen paljonko sinulla on sähköä kulloinkin käytettävissä. Se on ikäänkuin paluu jonnekkin 1800 luvun Suomeen. Silloinhan kesät olivat ”yltäkylläisyyden” aikaa ja talvella vain sinniteltiin koittaen selvitä kevääseen. Sisämaassa tilannetta ei juuri paranna edes tuulivoimala. Se mihin panostaisin eniten olisi akuston mitoitus siten että sille saavutetaan maksimaalinen elinkaari. Ja näin siis tämänhetkisellä kuluttajateknologialla. Mutta en usko että mitään muutosta tilanteeseen on kehityksen kautta ihan lähiaikoina tulossa.
Tässä varmaankin hieman poikkeuksellisessa lähestymistavassa olennaisinta on että jollain keinolla saa selville kulloisenkin tuotannon ja kulutuksen määrän. Optimaalisesti tämä vaatii jonkin akkumonitorin käyttöä, jotta pysytään kärryillä siitä minkälainen kulutus on milläkin hetkellä mahdollista ilman että akustoa puretaan liikaa. Myös
oman toiminnan suunnittelu, ennakointi ja sopeuttaminen yhteistyöhon sääolosuhteiden kanssa nousee mahdollisuuksien mukaan tärkeään rooliin. Jos esim. näyttää että on tulossa aurinkoinen (tai tuulivoimalalla tuulinen) päivä, niin silloin tehdään asioita, jotka kuluttavat sähköä.
Vastaavasti kun on pidempi pilvinen tai tyyni jakso, tehdään jotain muuta ja käytetään sähköä maltillisesti akuston varassa. Se on sitten ihan opettelusta kiinni miten pystyy ja oppii elämänsä optimoimaan / sovittamaan yhteistyöhön näiden vaatimusten kanssa. Nykyoloissa moinen ei monellakaan tulisi kyseeseen, mutta jossain vaiheessa lienee tarpeellinen taito.
Aurinkoenergian ekologinen kestävyys on oma kysymyksensä. Aurinkosähköpaneeleiden valmistaminen on energiaintensiivistä puuhaa ja tuottaa hiilidioksidipäästöjä. Ollakseen kestävää aurinkoenergian pitää ”hyvittää” oma valmistamiseensa liittyvä energiankulutus ja päästöt ennen kuin kokonaisuudessa päästään plussan puolelle, kestävään ratkaisuun.
Koska paneelin valmistus vie paljon energiaa, kestää aikansa ennen kuin se on käyttöönottonsa jälkeen ansainnut takaisin valmistukseen käytetyn energiamäärän. Vasta tämän jälkeen paneeli alkaa tuottamaan nettoenergiaa. Joidenkin arvioiden mukaan koko aurinkopaneelibuumi (vuodesta -98 vuoteen -08 kasvu vauhti oli 40% ja sittemmin edelleen kiihtynyt) ei ole vielä tuottanut ollenkaan nettoenergiaa, koska alan kasvuvauhti on niin kova, että valmistamiseen käytetty energia ylittää sen mitä jo asennetut paneelit ovat ehtineet tuottamaan: ”With continued technological advances, the global PV industry is poised to pay off its debt of energy as early as 2015, and no later than 2020.” (http://news.stanford.edu/…/april/pv-net-energy-040213.html)
Hiilidioksidipäästöjen suhteen asia on vieläkin monimutkaisempi. Muuttujia on paljon ja paljon riippuu mm. siitä missä paneelit on valmistettu ja missä niitä lopulta käytetään.
Kymmenen vuotta sitten suurin osa paneeleista tuotettiin sähkoverkoiltaan suhteellisen vähäpäästöisissä Euroopassa, Japanissa ja Usassa. Nykyään suurin osa tuotetaan Kiinassa (87% 2013). Paneelien valmistaminen kuluttaa paljon mm. sähköä ja Kiinan sähköverkko on hiili-intensiteetiltään korkea ja energiatehoton. Sähköä tuotetaan mm. kivihiilellä. Tämä pidentää nettoenergian tuotantoon tarvittavaa aikaa entisestään ja kasvattaa päästöjä. Lisäksi tuotannon siirtyminen Kiinaan tekee monista elinkaaripäästölaskelmista vanhentuneita. Myöskään rahtausta eurooppaan ei ole otettu laskelmissa huomioon. Karkeasti laskien Kiinassa tuotettu paneeli tuplaa energian takaisinmaksuajan ja päästöt.
Myös paneelien asennuspaikalla on väliä. Jos paneelit asennetaan alueelle, jossa auringon säteilyolosuhteet ovat vähemmän ihanteelliset, ei paneeleista saada niiden teoreettista maksimitehoa irti. Nettoenergian saanti hidastuu entisestään, kun taas elinkaaren aikaiset päästöt per kWh kasvavat. Pahimmassa tapauksessa Kiinassa valmistettu paneeli viedään vaikkapa Lappiin. Nyrkkisääntönä koko vuoden keskiarvoteho Suomessa on noin 15 % huipputehosta Wp.
Toisaalta, paneelin lämpötila vaikuttaa sen tehoon viileän ilmaston eduksi. Esimerkiksi kun lämpötila on nollassa, saadaan paneelista lähes 10 % enemmän tehoa kuin 25 asteen lämpötilassa. Vastaavasti teho putoaa 10 % kun lämpötila on 55 astetta. Vaikka ulkoilman lämpötila olisi 25 astetta, on paneelin lämpötila helposti auringonpaisteessa yli 50 astetta ja tehon vähennys siten hyvälläkin paneelilla noin 10 % normitehosta. Huonolla paneelilla vähennys voi olla jopa kaksinkertainen. Näin ollen paneelit pitäisi sijoittaa siten, että tuuli ja ilmavirtaukset pääsisivät jäähdyttämään niitä tehokkaasti. Tässä tarkasteltiin vain paneelin lämpötilaa: muut mahdolliset asennus- ja suunnitteluvirheet
vaikuttavat nekin osaltaan saatuihin tehoihin.
Mainittakoon kiinalaisten kontolle vielä sellainenkin seikka, että ilmeisesti Kiinassa paneelien laatuvaatimuksia on höllennetty. Siten voi olla, että osa paneeleista toimii vajaalla teholla tai hajoavat ennen aikojaan, mikä kasvattaa elinkaaripäästöjä.
Silti aurinkopaneelit voivat olla ja ne ovatkin moniin fossiilisiin verrattuna lopulta vähäpäästöisempiä ainakin jossain vaiheessa, vaikka ero suuren suuri olisikaan. Jos niillä haluttaisiin korvata fossiilisia mahdollisimman nopeasti juuri näiden päästövähennysten saamiseksi, on siinä yksi mutta. Aurinkovoimaloidenkin valmistus tuottaa päästöjä, joten niiden käyttöönottovauhti ei voi ylittää tiettyä arvoa ilman, että niiden valmistus lisää hiilidioksidipäästöjä. Aurinkovoimalat tarvitsevat tietyn käyttöajan, jotta voivat ”hyvittää” valmistuksensa aiheuttaman hiilijalanjäljen. Jos voimaloita valmistetaan nopeammin kuin ne ehtivät hyvittää hiilijalanjälkeään, päästöt itseasiassa kasvavat. Tämä ei ole hyvä asia päästötavoitteita ajatellen ja monimutkaistaa entisestään päästövähennys / ilmastopolitiikkaa.
Lopulta eniten minkä tahansa teknologian kestävyyteen vaikuttaa se, minkälaisessa ympäristössä se otetaan käyttöön. Jos ympäristö kannustaa tai suorastaan vaatii esim. loputonta talouskasvua, ei mikään energiatehokas tai vähäpäästöinenkään teknologia auta pitämään päästöjä kurissa. Tässä mielessä degrowth (kohtuutalous) ja negawatti- ajattelu olisivat paikallaan.
Loputonta kasvua vaalivassa ympäristössä uusiutuvillakin energiamuodoilla on taipumusta tulla vain olemassa olevien lisäksi, ei niiden tilalle. Ne eivät siis välttämättä edes korvaa mitään vaan tulevat kakun päälle. Tilanteena se on suunnilleen sama kuin väittäisi kesämökkinsä aurinkovoimalan olevan ekoteko. Se, että asentaa mökilleen aurinkovoimalan ja varustaa sen kaikilla nykyajan mukavuuksilla, ei vähennä sähkön kulutusta kokonaisuutena vaan tulee aiemman kulutuksen lisäksi.
(http://www.lowtechmagazine.com/…/how-sustainable-is-pv…).
Tässä vielä linkki yhteen parhaista etenkin aurinkovoimaa käsittelevistä DIY-sivustoista: http://rimstar.org/renewnrg/off_grid_solar_power_systems.htm. Sieltä löydät mm. laskurit akuston, kaapeleiden, paneeliston mitoittamiseen. Tietoa on valtavasti. On fiksua tulostaa tärkeää tietoa ihan fyysisesti paperille, omaan talteen.”
Kirjoittaja: Jukka Ollikainen
Lähde:
https://www.facebook.com/groups/373926656073437/?multi_permalinks=2485167871615961