Energiamurros on tekninen, taloudellinen sekä poliittinen muutos. Se on väistämätön osa siirtymää kohti kestävämpää ja hiilineutraalimpaa yhteiskuntaa, jolla osaltaan pyritään torjumaan – tai ehkä ennemmin lieventämään – ilmastomuutosta ja vähentämään riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.

Energiamurros – mikä se on?

Energiamurrokselle on monia määritelmiä riippuen tarkasteltavasta näkökulmasta. Ylätasolla voidaan puhua koko energiajärjestelmän muutoksesta, joka tarkoittaa energian tuotannon ja kulutuksen muutosta, fossiilisten polttoaineiden korvaamista, energiatehokkuuden parantamista ja siirtoverkkojen kehitystä. Energiamurros on myös muun muassa kiinteistöjen integroitumista osaksi energiaverkkoja, sekä yhteiskunnallisia toimia ja poliittista ohjausta energiamurroksen edistämiseksi. Energiamurros on hyvin laaja kokonaisuus ja jokaisen meistä tulisi ottaa energiatalkoisiin osaa.

Muutos energian tuotannossa

Energian tuotannossa pyritään luopumaan fossiilisista polttoaineista (öljy, maakaasu ja kivihiili) ja korvaamaan ne uusiutuvilla energialähteillä (vihreä vety, bio- ja synteettiset polttoaineet). Näiden uusien polttoaineiden tuotanto vaatii puhdasta sähköä, jota voidaan käytännössä tuottaa tuuli-, aurinko-, ja vesivoimalla.  Ydinvoima on myös energiamurroksen mahdollistaja tarjoten tasaista ilmastopäästötöntä sähköä uusien ympäristöystävällisten polttoaineiden valmistukseen ja sähköistyvän lämmöntuotannon tarpeisiin.

Lämmöntuotannossa siirrytään hyödyntämään lämpöpumppuja sekä sähkökattiloita. Näin polttoon perustuva lämmöntuotanto vähenee. Monissa maissa on otettu käyttöön poliittisia ja taloudellisia toimenpiteitä, kuten päästökauppajärjestelmiä, tukitoimia ja verohelpotuksia, jotka kaikki ohjaavat leikkaamaan poltossa syntyviä kasvihuonekaasupäästöjä.

Perinteinen keskitetty energiantuotanto on siirtymässä kohti skaalautuvaa hajautettua energiajärjestelmää, jossa energiaa tuotetaan yhä enemmän paikallisesti lähellä loppukulutusta. Sen lisääminen on helpompaa ja joustavampaa kuin suurten keskitettyjen voimalaitosten.

Muutos energiaverkoissa

Lämmöntuotannon, teollisuuden prosessien ja liikenteen sähköistyminen yhdessä digitalisaation etenemisen myötä kasvattaa merkittävästi sähkön tarvetta. Tämä luo suuria investointitarpeita etenkin sähkön siirto- ja jakeluverkkoihin. Olemme jo nyt tilanteessa, jossa merkittävä sähkön tuotanto ja kulutus sijoittuvat ajoittain maantieteellisesti eri alueille, eikä nykyinen siirtokapasiteetti ole paikoin riittävä.

Sääriippuvaisen sähköntuotannon nopea lisääntyminen muuttaa sähköntuotannon rakennetta. Aurinko- tai tuulivoima eivät lisää verkkoon inertiaa, joka tarkoittaa sähköverkon kykyä säilyttää tasapaino taajuuden vaihdellessa. Tällainen nopea tuotannon muutos ilman suuria pyöriviä massoja (generaattorit, turbiinit, roottorit) voi nostaa tai tiputtaa sähköverkon taajuutta ja pahimmassa tapauksessa kaataa sähköverkon. Tarvitaan siis yhä enemmän kykyä reagoida taajuuden muutoksiin kulutusta leikkaamalla, energiavarastoilla, erilaisilla pyörivillä massoilla ja uusilla teknologioilla.

Lämpöverkot monimutkaistuvat ja hajautuvat. Lämmön tuotannossa siirrytään yhä enemmän paikallisiin energiaverkkoihin sekä hajautetumpaan lämmön tuotantoon, johon voivat osallistua myös verkon yksittäiset kiinteistöt. Lämpöä verkkoihin tuotetaan yhä enemmän muulla kuin polttamiseen perustuvalla teknologialla.

Muutos energiatehokkuudessa

Energiatehokkuustoimenpiteiden tavoitteena on vähentää energian kulutusta ja siten pienentää kasvihuonekaasupäästöjä. Liikenteessä se tarkoittaa muun muassa polttoaineen kulutuksen vähentämistä moottorien tehokkuutta ja autojen aerodynamiikkaa parantamalla. Teollisuudessa prosessien optimointia ja suunnittelua, hukkaenergian talteenottoa ja uusia älykkäämpiä ohjausjärjestelmiä. Rakennuksissa lämmitystarpeen vähentämistä rakenteita eristämällä, valaistusratkaisuilla ja käyttämällä energiatehokkaampia laitteita.

EU:n 55-valmiuspaketin myötä kiristyvä energiatehokkuusdirektiivi luo haasteita Suomen hiilineutraalisuustavoitteille, jotka perustuvat pitkälti teollisuuden ja yhteiskunnan sähköistymiseen sekä sähköintensiivisten synteettisten polttoaineiden tuotantoon.Uuden energiatehokkuusdirektiivin mukaan jäsenvaltioiden tulee vähentää energian loppukulutusta, kun taas Suomen tavoitteen saavuttaminen perustuu juuri yhteiskunnan sähköistymiseen ja päästötöntä energiaa vaativien sähköpolttoaineiden valmistukseen.

Valloilla oleva muutos energian tuotantorakenteessa vaatii myös etenkin sähkönkuluttajilta kykyä sopeuttaa sähkönkulutustaan vastaamaan sähkön tarjontaa. Kulutuksen ajoittaminen ja sähkökuormien kytkeminen kulutushuippujen ulkopuolelle vähentää huipputehontarvetta, sähköverkon kuormitusta ja kuluja.

Erilaiset paikalliset varastointitekniikat, kuten akustot ja lämpövarastot, yleistyvät hiljalleen. Erikokoiset kiinteistöt, joilla on suuri varaava massa, osallistuvat lämmön kysyntäjoustoon. Jotkin kuluttajat muuttuvat myös ajoittaisiksi tuottajiksi kiinteistöjen integroituessa yhä vahvemmin osaksi energiaverkkoja.

Myös uusien teknologioiden ja energian tuotantotapojen hyödyntäminen on olennainen ja välttämätön osa energiamurrosta. Millaisista teknologioista, vaihtoehtoisista polttoaineista ja innovaatioista haetaan ratkaisua?  Siitä kerron seuraavassa syksyn aikana julkaistavassa seuraavassa blogissani, ole kuulolla!

Kirjoittaja Jerkko Starck toimii energia-asiantuntijana ja projektipäällikkönä Swecolla. Voit olla häneen yhteydessä jerkko.starck@sweco.fi