Insinöörien ilmasto-ohjelma 2011

insinöörien ilmasto-ohjelma 2011 TEK & UIL

JULKaIsIJa: Tekniikan Akateemisten Liitto TEK Uusi Insinööriliitto UIL ry Ratavartijankatu 2, 00520 Helsinki

ULKoasU: Salla Koivu

KansI: Salla Koivu

Kannessa käytetyt kuvat seuraavilta iStockPhoto.comin käyttäjiltä: Yuri_Arcurs, kamisoka, AccesscodeHFM ja oblachko.

PaInoPaIKKa: Forssan Kirjapaino Oy ISBN 978-952-5633-58-3

© TEK 2011 © Uusi Insinööriliitto 2011

insinöörien ilmasto-ohjelma 2011 TEK & UIL

SiSällySluettelo

Käytettyjä lyhenteitä, yksiköitä ja käsitteitä 6

Alkusanat 7

1 Johdanto 8

1.1 LäHTöKOHTIA 8

2 Nykytilanne 10

2.1 SUOMEN OLOSUHTEET 10

2.2 SUOMEN ENERgIANKULUTUS 10

2.3 SUOMEN KASvIHUONEPääSTöT 10

3 Päästöjen vähentäminen eri sektoreilla 12

3.1 ENERgIANKULUTUS 123.1.1 SäHKöNKULUTUS 12

3.1.2 ENERgIANKULUTUS SEKTOREITTAIN 12

3.1.3 ENERgIAN KOKONAISKULUTUS 13

3.2 ENERgIANTUOTANTO 143.2.1 YdINvOIMA 14

3.2.2 vESIvOIMA 14

3.2.3 TUULIvOIMA 15

3.2.4 AURINKOENERgIA 15

3.2.5 JäTTEIdEN ENERgIAHYöTYKäYTTö 15

3.2.6 BIOMASSA 16

3.2.7 KIvIHIILI 16

3.2.8 SäHKöN JA LäMMöN YHTEISTUOTANTO 16

3.2.9 HIILIdIOKSIdIN TALTEENOTTO 16

3.3 LIIKENNE 173.3.1 LIIKENTEEN väHENTäMINEN 17

3.3.2 FOSSIILISTEN POLTTOAINEIdEN KORvAAMINEN 17

3.4 YHdYSKUNTARAKENNE JA SUUNNITTELU 18

3.5 RAKENTAMINEN JA ASUMINEN 183.5.1 LäMMITYS 18

3.5.2 SäHKöNKULUTUS 19

3.6 TEOLLISUUS 20

3.7 PääSTöJEN KEHITYS 21

4 Yleisiä julkisen vallan ohjauskeinoja 22

4.1 TUTKIMUS JA KEHITYS 22

4.2 OSAAMINEN JA KOULUTUS 22

4.3 ENERgIAMääRäRAHAT 23

4.4 ENERgIATEHOKKUUdEN EdISTäMISEEN TäHTääväT TOIMET 23

5 Yhteenveto, keskeiset johtopäätökset 24

6 Lähteet 26

7 Caset 27

1 Johdanto 32

2 Puupohjaisen biotalouden, älykkäiden verkkojen ja kestävän yhdyskuntarakenteen ilmastovaikutus 33

3 Puupohjainen biotalous 35

3.1 MERKITYS ILMASTONMUUTOKSEN NäKöKULMASTA 35

3.2 SUOMEN NYKYTILANTEEN KUvAUS 36

3.3 OSAAMISTARPEIdEN JA TYöLLISYYdEN MUUTOKSET 373.3.1 ALAN KEHITYS JA OSAAMISTARPEET 37

3.3.2 MUUTOKSET TYöLLISYYdESSä 37

4 älykkäät verkot 40



4.3 OSAAMISTARPEIdEN JA TYöLLISYYdEN MUUTOKSET 434.3.1 ALAN KEHITYS JA OSAAMISTARPEET 43

4.3.2 MUUTOKSET TYöLLISYYdESSä 44

5 Kestävä yhdyskuntarakenne 47



5.3 OSAAMISTARPEIdEN JA TYöLLISYYdEN MUUTOKSET 48

6 Insinöörien kysyntä nyt ja tulevaisuudessa puupohjaisen biotalouden, älykkäiden verkkojen ja kestävän yhdyskuntarakenteen alueilla 51

6.1 dIPLOMI-INSINööRIT JA ARKKITEHdIT 51

6.2 OPISTO- JA AMMATTIKORKEAKOULUINSINööRIT 53

7 Yhteenveto 55

8 Lähteet 56

osa 2: aLaKohTaIsIa TarKasTELUJa

6

Käytettyjä lyhenteitä, yKSiKöitä ja KäSitteitä

CCS hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (Carbon Capture and Storage)

CHP yhdistetty lämmön ja sähkön tuotanto (Combined Heat and Power)

CO2 hiilidioksidi

IEA kansainvälinen energiajärjestö (International Energy Agency)

IPCC hallitusten välinen ilmastonmuutospaneeli (Intergovernmental Panel on Climate Change)

W watti, tehon yksikkö, kertoo tehdyn työn tai käytetyn energian määrän tietyssä ajassa, 1 W = 1 J/s

kW kilowatti = 1 000 W

MW megawatti = 1 000 kW = 1 000 000 W

GW gigawatti = 1 000 MW = 1 000 000 000 W

TW terawatti = 1 000 GW = 1 000 000 000 000 W

Wh wattitunti, sähkömäärän yksikkö, käytetään myös energian määrästä, teho kerrottuna ajalla

kWh kilowattitunti = 1 000 Wh

MWh megawattitunti = 1 000 kWh = 1 000 000 Wh = 3,6 GJ

GWh gigawattitunti = 1 000 MWh = 1 000 000 kWh = 3,6 TJ

TWh terawattitunti = 1 000 GWh = 1 000 000 MWh = 1 000 000 000 kWh = 3,6 PJ

J Joule, SI-järjestelmän mukainen energian yksikkö, 1 J = Ws

MJ megajoule = 1 000 000 J = 0,2778 kWh

GJ gigajoule = 1 000 MJ = 0,2778 MWh

PJ petajoule = 0,2778 TWh

SI-järjestelmän mukainen energian yksikkö on joule. Sähkömäärästä käytetään puolestaan yleisesti wattituntia ja sen kerrannaisia.

Nimellisteho Valmistajan ilmoittama teho, jonka laite maksimissaan pystyy tuottamaan.

Vuosituotanto Laitoksen vuodessa tuottaman energian määrä. Esimerkiksi tuulivoiman kohdalla noin kolmasosa siitä, mitä laitos täydellä teholla toimiessaan tuottaisi.

Säätövoima Kapasiteetti, jonka avulla säädetään sähkön tuotantoa vastaamaan kulloistakin kulutusta.

Varavoima Laitos voi olla pois käytöstä esimerkiksi huollon takia, tuulivoimala myös siksi, että tuulta ei ole riittävästi tai sitä on liikaa. Käytöstä poissa olevan tuotantokapasiteetin korvaavaa turvajärjestelmää kutsutaan varavoimaksi.

7

alKuSanatIlmastonmuutos on tunnustettu ilmiö ja suurin huolenaiheemme tulevaisuudessa. Muutosta ei enää pystytä kokonaan estämään ja muutoksen hidastamisen ohella onkin varauduttava ja sopeuduttava sen todennäköisiin seurauksiin. Tähän työhön on saatava mukaan kaikki olennaiset maat ja toimijat.

Jos mitään ei tehdä, nousee keskilämpötila arvioiden mukaan Suomessa vuoteen 2080 mennessä 4-6 astetta ja keskimääräinen sademäärä 15 – 25 %. Ilmaston muuttumisesta aiheutuvien haittojen pysymiseksi siedettävällä tasolla on tavoitteena saavuttaa taso, jolla maapallon lämpeneminen jää kahteen asteeseen esiteolliseen aikaan verrattuna. Tämä vaatii arvioiden mukaan kasvihuonekaasu-päästöjen vähentämistä 50 – 85 % vuoden 2000 tasosta vuoteen 2050 mennessä.

Insinöörien ilmasto-ohjelma on tehty osana kansainvälistä insinöörijärjestöjen Future Climate – engineering solutions -projektia. Kunkin osallistujamaan järjestöt laativat ammattikunnan ehdo-tuksen oman maansa kansalliseksi ilmasto-ohjelmaksi, joissa analysoidaan kansallisia rakenteita ja esitetään teknologiaan perustuvia keinoja päästöjen vähentämiseksi ja ilmastonmuutoksen hidasta-miseksi. Koska ongelma on globaali, tarvitaan sen ratkaisemiseksi myös globaaleja keinoja, mutta tässä tarkastelussa painopiste on kansallisissa ratkaisuissa.

Tässä ohjelmassa keskitytään energian tuotantoon ja käyttöön liittyviin keinoihin vähentää kasvi-huonekaasupäästöjä. Lisäksi tarkastellaan valittujen alojen merkitystä ilmastonmuutoksen näkökul-masta ja arvioidaan näiden alojen tulevaa kehitystä ja vaikutusta muun muassa työllisyyden kannal-ta. Päästöjen vähentämiseksi tehtävien toimenpiteiden lisäksi on syytä varautua ilmastonmuutoksen seurauksiin ja pohtia keinoja niihin sopeutumiseksi. Tämä olisikin sopiva teema kansainvälisen Fu-ture Climate -projektin seuraavalla vaiheelle.

Ohjelman energiantuotantoa ja kulutusta sekä niistä aiheutuvia päästöjä käsittelevä osa tehtiin Future Climate -projektin ensimmäisessä vaiheessa vuosina 2008 – 2009. Työn tausta-aineistoksi kerättiin loppuvuodesta 2008 TEKin ja UIL:n jäseniltä näkemyksiä energia- ja ilmasto-asioista. Ky-selyyn vastanneiden lisäksi ohjelman laatimiseen antoivat oman panoksensa seuraavat henkilöt, joi-ta kuultiin eri yhteyksissä asiantuntijoina: Petri Koivula (Suomen Lämpöpumppuyhdistys), Martti Kätkä (Teknologiateollisuus), Jaakko Ojala (Ympäristöministeriö), Pentti Puhakka (Työ- ja elinkei-noministeriö), Ilkka Savolainen (VTT), Lassi Similä (VTT), Jarmo Hallikas (TEKin teknologiava-liokunta), Timo Härmälä (UIL:n koulutus- ja elinkeinopoliittinen valiokunta), Antti Juva (TEKin teknologiavaliokunta) sekä Risto Tarjanne (LUT), joka myös teki laskelmat ohjelmassa esitettyjen toimenpiteiden vaikutuksista kasvihuonekaasupäästöihin. Edellä mainittujen henkilöiden lisäksi työn aikana käytiin keskusteluja myös useiden muiden korkeakouluoja, yliopistoja, tutkimuslaitok-sia ja eri teollisuusaloja edustavien henkilöiden kanssa ja saatiin heiltä apua työn laatimisessa. Osaa on päivitetty tuoreimmilla tilastotiedoilla ja osan loppuun on lisätty muutama esimerkki suomalai-sesta osaamisesta, jolla vähennetään energian tuotannon ja käytön päästöjä.

Projektin toisessa vaiheessa päivitettiin ensimmäisen osan tiedot ajan tasalle ja laajennettiin oh-jelmaa alakohtaisilla tarkasteluilla. Insinöörien ilmasto-ohjelman toisessa osassa analysoidaan tar-kemmin kolmea alaa – puupohjainen biotalous, älykkäät verkot ja kestävä yhdyskuntarakenne – ja näiden tulevaisuuden trendejä sekä osaamistarpeiden ja työllisyyden muutoksia. Ilmasto-ohjelman toinen osa on tiivistetty esitys Gaia Consulting Oy:n TEKin ja UIL:n toimeksiannosta ja ohjaukses-sa tekemästä laajemmasta tausta-raportista. Raportin kirjoittamisesta ovat Gaiassa vastanneet Päivi Luoma, Pekka Pokela, Erkka Ryynänen ja Elina Virtanen. Osana taustaraportin laatimista järjestet-tyyn tulevaisuustyöpajaan osallistuivat raportin tekijöiden ja tilaajien edustajien lisäksi Timo Ali-Vehmas (Nokia), Timo Härmälä (UIL), Laura Katainen (Parker Hannifin), Martti Kätkä (Tekno-logiateollisuus), Mikael Ohlström (Elinkeinoelämän keskusliitto EK), Arto Puumalainen (Mikkelin Insinöörit), Aarno Valkeisenmäki (Destia) ja Jouni J. Särkijärvi. Heidän lisäkseen taustaraportin valmistelussa on tutustuttu laajaan lähdeaineistoon ja kuultu joukkoa eri alojen asiantuntijoita. Työ-tä on käsitelty ja sitä ovat kommentoineet sen eri vaiheissa myös molempien järjestöjen eri luotta-muselimet, kuten valiokunnat ja hallitukset.

Insinöörien ilmasto-ohjelman laatimisesta ovat järjestöissä vastanneet elinkeinoasiainpäällikkö Heidi Husari (UIL), yksikönjohtaja Pekka Pellinen (TEK) sekä teknologia- ja elinkeinopoliittinen asiamies Martti Kivioja (TEK), joka on vastannut ohjelmatyön suunnittelusta ja koordinoinnista ja toiminut itse ohjelman pääasiallisena kirjoittajana.

8

1 johdantoTeknologialla on keskeinen merkitys ihmisten ja ympäristön hyvinvoinnin turvaamisessa ja kestävän kehityksen mahdollistamisessa. Ilmastonmuutoksen haasteiden ratkaiseminen voi myös vaikuttaa tekniikan alan toimijoiden imagoon suuren yleisön silmissä. Teknologia ei ole vain uusia teknisiä laitteita, vaan myös uuden tekniikan hankintaan ja käyttöön liittyviä, pitkälle vietyjä prosesseja, toi-mintojen organisointia ja liiketoiminnan käyttöön saattamista. Teknologia tarjoaa mahdollisuudet luoda kilpailuetua vastuullisesta toiminnasta ja ympäristön huomioivasta tutkimus- ja kehitystyöstä. Ilmastonmuutos vaikuttaa paitsi teknologian kehittämiseen myös tekniikan korkeakoulutuksen si-sältöihin ja tekniikan ammattilaisten täydennyskoulutukseen.

Future Climate -projektin aikana on selvitetty kansallisesti käytettävissä olevia ratkaisuja ja niiden vaikutuksia kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisessä ja ilmastonmuutoksen hidastamisessa. Tavoit-teena on saavuttaa taso, jolla maapallon lämpeneminen jää 2 °C:een esiteolliseen aikaan verrattuna. Tämä vaatii arvioiden mukaan kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä 50 – 85 prosenttia vuoden 2000 tasosta vuoteen 2050 mennessä. Teknologian mahdollistamat keinot ovat merkittävässä roo-lissa kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen pyrittäessä. Teknologioita päästöjen vähentämiseksi on olemassa. Edelleen tarvitaan kuitenkin mittavia panostuksia tutkimukseen ja tuotekehitykseen uusien teknologioiden löytämiseksi ja olemassa olevien tekemiseksi entistä kilpailukykyisemmiksi. Päästöjen vähentämisen lisäksi on varauduttava myös ilmastonmuutoksen seurauksiin ja niihin so-peutumiseen.

Kansainvälisessä hankkeessa kansallisten ohjelmien pohjalta valmistellaan insinöörijärjestöjen yh-teiset suositukset teknologiaan perustuvista keinoista päästöjen vähentämiseksi ja ilmastonmuutok-sen hidastamiseksi. Suositukset esitellään myös YK:n ilmastokokoukselle Durbanissa Etelä-Afrikassa joulukuussa 2011.

Future Climate -projektissa on mukana insinöörijärjestöjä ympäri maailmaa, Euroopan lisäksi muun muassa Australiasta, Intiasta, Japanista ja USAsta. Suomen osalta ohjelman laativat yhdessä Tekniikan akateemiset TEK ja Uusi Insinööriliitto UIL.

1.1 lähtöKohtia

Energian tuotannon ja saatavuuden varmistamisella on Suomen olosuhteissa erityisen tärkeä rooli. Ilmastotavoitteiden ja pitkän aikavälin kehityksen kannalta on välttämätöntä saada pitkään jatkunut suora yhteys elintason nousun ja fossiilisiin polttoaineisiin perustuvan energian kulutuksen kasvun välillä katkeamaan. Tämän esityksen luvussa 3 tarkastellaan rinnakkain eri energiantuotantovaihto-ehtoja, niitä koskevia ehdotuksia ja vaikutuksia kokonaistilanteeseen.

Ilmastovaikutusten kannalta energian kulutus ja sen käytön energiatehokkuus ovat ratkaisevan tärkeitä tuotannon ohella. Energiatehokkuuden osalta kesäkuussa 2009 valmistunut Työ- ja elinkei-noministeriön asettaman energiatehokkuustoimikunnan raportti määrittelee joukon toimenpiteitä, joilla energiatehokkuus on mahdollista tarkasteluajanjaksolla nostaa olennaisesti nykyistä parem-maksi. Tässäkin raportissa tuodaan esille näistä joitakin. Luvussa 4 esitetään lisäksi joukko muita erityisiä toimenpiteitä, joissa julkisella vallalla on ratkaiseva rooli.

Tarkastelun lähtöoletuksina on työllistävälle elinkeinotoiminnalle suotuisien olosuhteiden tur-vaaminen Suomessa sekä toimivan ja hyväksyttävän päästökauppajärjestelmän vakiintuminen. Työn lähtökohtana on oletus, että vain elintason ja kilpailukyvyn kohtuullisen kehityksen turvaava malli on reaalimaailmassa toteuttamiskelpoinen ilman suuren mittakaavan yhteiskunnallista kriisiä. Tar-kastelun ulkopuolelle on jätetty muun muassa maatalous eikä tämän sektorin vaikutuksia päästöjen kehitykseen ole siten otettu huomioon.

Maailmalla esitetyt arviot öljyn hinnan kehityksestä vaihtelevat suuresti. Öljyn, kivihiilen ja maa-kaasun maailmanmarkkinahintojen oletetaan nousevan pitkällä aikavälillä selvästi viimeisen kymme-nen vuoden keskihinnan yläpuolelle. Tämä parantaa uusiutuvan energian kilpailukykyä. Päästöoi-keuksien keskimääräisen hintatason on oletettu asettuvan suuruusluokkaan 30 – 40 €/tCO2.

Käsittelyn lähtökohta on kansallinen eli kyse on Suomessa toteutettavista toimenpiteistä päästö-tavoitteiden saavuttamiseksi. Ongelma on kuitenkin globaali. Teollisuusmaiden on kannettava vas-

9

tuunsa päästöjen leikkaamisessa. Maapallon ekosysteemi ei kestä sitä, että kehittyvien maiden polku kohti suurempaa vaurautta seuraa nykyisten teollisuusmaiden aikoinaan viitoittamaa kehitysuraa. Pääsy globaalisti kestävään tilanteeseen edellyttää, että kykenemme osoittamaan kehittyville maille uskottavia vaihtoehtoisia ratkaisuja. Nämä ratkaisut riippuvat teollistuneissa maissa nyt tehtävistä ratkaisuista. Vauraalla Suomella on velvollisuus satsata sellaiseen energiatekniikkaan, jota voidaan turvallisesti käyttää kaikkialla maailmassa. Avaimet tähän ratkaisuun ovat suurelta osin teknologiassa ja sen kehityksessä. Tämä globaali viitekehys voi luoda myös Suomessa edellytyksiä toimintaan, jon-ka pääasiallinen käyttö on maamme rajojen ulkopuolella.

Ongelman kansainvälisestä luonteesta johtuen on perusteltua, että suomalaisilla toimijoilla tulee olla mahdollisuus hyödyntää kustannustehokkaita joustomekanismeja myös Suomen rajojen ulko-puolella joko ostajana tai myyjänä, ja lukea niistä saatavat päästövähennykset hyödykseen.

10

2 nyKytilanneEri maiden kasvihuonepäästöjä vertailtaessa on otettava huomioon myös kansalliset olosuhteet, joissa on suuria eroja. Esimerkiksi Etelä-Euroopan kiinteistöjen lämmitystarve poikkeaa merkittävästi Poh-joismaisista olosuhteista. Keski-Euroopasta kuljetusmatkat markkinoille ovat myös huomattavasti lyhyemmät kuin pohjoisesta. Myös teollisella rakenteella on suuret vaikutukset maan päästöihin.

Taloussuhdanteet vaikuttavat myös osaltaan tilapäisesti energian kulutukseen ja päästöihin. Tässä tarkastelussa ei oteta tarkemmin kantaa suhdannevaihteluiden vaikutuksiin.

2.1 Suomen oloSuhteet

Suomen erityispiirteitä ovat kylmästä ilmastosta aiheutuva lämmitysenergian keskimääräistä suu-rempi tarve sekä maantieteellisestä sijainnista ja maan sisäisistä pitkistä etäisyyksistä johtuvat pitkät kuljetusmatkat päämarkkinoille. Suomen teollisuus on myös hyvin energiaintensiivistä. Teollisuuden osuus Suomen sähkön kulutuksesta oli 47 prosenttia vuonna 2010. Vielä vuonna 2007 osuus oli 53 prosenttia. Lasku johtuu muun muassa energiavaltaisessa metsäteollisuudessa tapahtuneista laitosten sulkemisista ja sitä kautta vähentyneestä teollisuuden sähkön tarpeesta.

Teknologiateollisuus ry:n mukaan Suomessa tuotetaan esimerkiksi paperia 100 miljoonalle, puu-tuotteita 50 miljoonalle ja terästä 40 miljoonalle ihmiselle. Luvut on laskettu jakamalla koko maail-man tuotanto maailman asukasluvulla ja sen perusteella katsottu, kuinka monelle Suomen tuotanto riittää. Suomi onkin yksi eniten viennistä riippuvaisia maita, BKT:sta 45 prosenttia suuntautuu vien-tiin. Teollisuuden käyttämästä sähköstä yli 80 prosenttia sitoutuu vientituotteiden valmistukseen. Siten koko maan sähköstä yli 40 prosenttia käytetään vientituotteiden valmistukseen.

Henkeä kohti (per capita) lasketut päästöt kohtelevat eri maita hyvin epätasapuolisesti. Tämän laskentatavan rinnalla onkin syytä käyttää ominaispäästöjä (esimerkiksi päästöt tuotettua tonnia tai kuljetettua kilometriä kohti) päästöjen vertailukelpoisuuden vuoksi. Ominaispäästöjä käyttämällä on myös mahdollista vertailla toiminnan tehokkuutta toisin kuin per capita -ajattelussa.

2.2 Suomen energianKulutuS

Vuonna 2008 käynnistyneen Insinöörijärjestöjen kansainvälisen Future Climate -hankkeen ver-tailuvuodeksi on valittu 2007, jonka osalta oli tuolloin saatavissa kattavat tilastotiedot. Energian kokonaiskulutus Suomessa oli Tilastokeskuksen mukaan vuonna 2007 noin 1470 petajoulea (PJ). Sähköä vuonna 2007 käytettiin kaikkiaan 90,4 TWh. Kuva 1 esittää energian kokonaiskulutuksen ja energian tuotannon ja käytön hiilidioksidipäästöjen kehityksen Suomessa vuosina 1990 – 2009. Tuoreimpien tilastotietojen mukaan Energian kokonaiskulutus oli Suomessa vuonna 2009 noin 1330 PJ ja sähkön käyttö 81,3 TWh1. Notkahdus vuoden 2007 luvuista johtuu pääosin talouden taantumasta, ennen kaikkea energiavaltaisten teollisuusalojen metsä- ja metallinjalostusteollisuuden tuotannon alenemisesta.

2.3 Suomen KaSvihuonepääStöt

Suomen kasvihuonekaasupäästöt vuonna 2007 olivat 78,3 miljoonaa hiilidioksiditonnia, mikä on noin 2 prosenttia vähemmän kuin edellisen vuoden päästöt. Vuoden 2007 päästöt ylittävät reilulla 10 prosentilla vuonna 2008 alkavan Kioton pöytäkirjan velvoitekauden (2008 – 2012) tavoitetason. Suomen päästöt ovat myös viimeisen viiden raportointivuoden aikana olleet keskimäärin lähes 7,5 miljoonaa tonnia eli 10 prosenttia Kioton pöytäkirjan sallitun päästötason (71 miljoonaa tonnia) yläpuolella. Vuotuiset vaihtelut päästöissä ovat olleet suuria. Vaihteluihin ovat vaikuttaneet erityises-ti vesivoiman saatavuus Pohjoismaisilla sähkömarkkinoilla, sähköntuonti Venäjältä sekä kotimaisen energiantuotannon vuotuinen rakenne ja määrä. Päästöjä hallitsevan energiasektorin päästöt laskivat vuonna 2007 vajaat 3 prosenttia vuoden 2006 päästötasosta. Vuosina 2008 – 2009 päästöt laskivat edelleen pääosin jo edellä mainitun talouden taantuman vuoksi. Kuva 2 esittää Suomen kasvihuone-

11

kaasupäästöt sektoreittain vuonna 2009. 2

Kuva 1. Energian kokonaiskulutus ja energian tuotannon ja käytön hiilidioksidipäästöt Suomessa 1990 – 2009. Lähde: Tilastokeskus

Kuva 2. Suomen kasvihuonekaasupäästöt sektoreittain v. 2009 (%). Lähde: Tilastokeskus

12

3 pääStöjen vähentäminen eri SeKtoreillaTässä luvussa esitetään kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi mahdollisia eri keinoja ja teknolo-gioita sekä niiden arvioitua tai suositeltavaa kehitystä aina vuoteen 2050 asti. Päästövähennystavoit-teisiin pääsemiseksi tulee käyttää useita eri keinoja rinnakkain, jolloin tavoitteiden saavuttaminen ei välttämättä edellytä kaikkien keinojen hyödyntämistä täydessä laajuudessaan.

Eri päästöjenvähentämiskeinot on jaettu neljään pääluokkaan: energiantuotanto (sähkö ja läm-pö), liikenne, teollisuus sekä rakentaminen ja asuminen. Näiden lisäksi tuodaan esille toimia, joilla valtiovalta pystyy edistämään vähäpäästöisen teknologian kehittämistä ja käyttöönottoa sekä yksi-tyishenkilöiden kulutustottumusten muuttumista. Luvun lopussa kuvataan seuraavissa kappaleissa esitetyillä toimenpiteillä saavutettava päästöjen kehitys vuoteen 2050.

3.1 energianKulutuS

3.1.1 SähKönKulutuS

Suomen sähkönkulutuksen kasvu hidastuu selvästi aikaisempaan kehitykseen verrattuna energiate-hokkuuden parantumisen, teollisuuden rakennemuutoksen, teknologisen kehityksen ja uusittavan laitekannan johdosta.

Tämän tarkastelun lähtökohtana on järjestelmän mitoittaminen riittävän suureksi, jotta kapasi-teetti varmasti riittää ja toimitusvarmuus pystytään turvaamaan. Oman tuotantokapasiteetin tulee pystyä kattamaan kulutushuiput ja mahdolliset häiriötilanteet. Sähkönkulutusta lisää vähitellen myös siirtyminen liikenteessä fossiilisten polttoaineiden käytöstä ladattaviin hybridiautoihin ja sähköau-toihin. Myös lämpöpumppujen lisääntyvä käyttö lisää sähköntarvetta. Lisääntyvä sähkönkulutus ei siten välttämättä tarkoita lisääntyvää primäärienergiantarvetta vaan osa lisääntyvästä sähkönkulutuk-sesta korvaa muuta energian loppukulutusta. Tässä tarkastelussa oletetaan sähkönkulutuksen olevan hieman alle 100 TWh vuonna 2020 ja kasvavan runsaaseen 100 TWh:iin vuoteen 2030 mennessä.

3.1.2 energianKulutuS SeKtoreittain

Teollisuuden rakennemuutoksilla on merkittäviäkin vaikutuksia kulutusmääriin. Tämä tarkastelu ei ole kannanotto maamme teollisen rakenteen toivottavista kehityskuluista. Koko tarkastelun läh-tökohtana on kuitenkin teollisen ja taloudellisen toiminnan edellytysten turvaaminen Suomessa. Vuosina 2008 – 2009 teollisuuden kulutus on laskenut huomattavasti. Osa muutoksesta on suh-dannevaihteluista aiheutuvaa, osa rakenteellisesta muutoksesta johtuvaa. Ensiksi mainittu osuus palautuu suhdannetilanteen vaihtuessa, jälkimmäinen ei. Pitkän aikavälin suunnittelua ei voida ra-kentaa nopeiden suhdannevaihteluiden varaan, vaan niiden vaikutus on pystyttävä erottelemaan ra-kenteellisista muutoksista. Tässä arviossa konventionaalisen metsäteollisuuden kulutuksen oletetaan laskevan. Huomattava osa vähenemisen vapauttamasta sähkönkulutuksesta korvautunee kuitenkin biopolttoaineiden tuotannon vaatimalla sähkönkulutuksella.

Rakennuskannan lämmitysenergian ominaiskulutus (kWh/m3) tulee vähenemään. Samanaikai-sesti kuitenkin rakennusvolyymi lisääntyy asumisväljyyden ja kotitalouksien määrän kasvaessa sekä kauppa- ja virkistyskeskusten ja muiden vapaa-ajantoimintojen rakentamisen lisääntyessä. Lämmi-tysenergian kokonaiskulutus voi siten jopa kasvaa nykyisestä.

Liikenne tuottaa lähes viidenneksen Suomen kasvihuonekaasupäästöistä ja siinä onkin merkittävä vähentämispotentiaali. Nykykehityksellä liikenteen ominaiskulutus pienenee, mutta kuljetussuorit-teiden määrän kasvaessa päästöt pysyvät likimain ennallaan. Toisaalta siirtyminen vähitellen fossiilis-ten polttoaineiden käytöstä hybridi- ja sähköautoihin vähentää liikenteen loppukulutusta.

Kotitalouksien sähkönkulutus on kasvanut jatkuvasti. Vuosina 2000 – 2005 kulutus kasvoi noin 14 prosenttia ollen vuonna 2005 yli 10 TWh. Merkittävä osa kasvusta johtuu pientalojen kasvanees-ta kulutuksesta. Asumisväljyyden kasvaessa ja asuntojen varustelutason parantuessa kasvaa myös ku-lutus. Kylmälaitteiden sähkönkulutus on laskussa, mutta kulutuselektroniikan kulutus on kasvanut

13

voimakkaasti. 3

Kuvassa 3 esitetään energiankulutus sektoreittain vuodesta 1990 vuoteen 2000 sekä arvio tulevas-ta kehityksestä vuoteen 2050. Kohta ”Muut” sisältää kotitalouksien, julkisen ja yksityisen palvelu-sektorin, maa- ja metsätalouden sekä rakennustoiminnan sähkön ja polttoaineiden käytön. Tämän sektorin kokonaiskulutuksen ennustetaan pysyvän ennallaan, vaikka sen sisällä muutoksia saattaakin tapahtua.

Kuva 3. Energian loppukulutus sektoreittain sekä kokonaiskulutus vuosina 1990 – 2050. Lähde vuosien 1990 – 2000 tietojen osalta: Tilastokeskus.

3.1.3 energian KoKonaiSKulutuS

Tarkastelun pohjana on käytetty arviota, jonka mukaan Suomen primäärienergian kokonaiskulutus voi nousta korkeimmillaan lähes 1700 PJ:een vuonna 2030, minkä jälkeen se kääntyy laskuun. Fos-siilisten polttoaineiden käyttö laskee arviossa huomattavasti, alle kolmasosaan vuoden 2007 tasosta. Merkittävin lisäys on ydinvoiman osuudessa. Myös bioenergian käyttö kasvaa reilusti saavuttaen huippunsa vuonna 2030 ja pysyen sen jälkeen samalla tasolla. Edellisten lisäksi kasvaa tuuli- ja vesi-voiman tuotanto sekä jätteiden energiahyötykäyttö ja lämpöpumppujen käyttö. Kuvassa 4 esitetään arvioitu primäärienergian kokonaiskulutuksen kehitys energialähteittäin vuosina 2007 – 2050.

Energian kulutusarvio on joitakin viime vuosina esitettyjä arvioita pienempi. Nykytiedon mukaan se on kuitenkin riittävä turvaamaan sen, että energian saatavuus ei muodosta ylitse pääsemätöntä estettä hyvinvoinnin kasvulle maassamme.

Kansainvälisen talouden kehitys ja energiakäytön tehostaminen vaikuttavat tulevaan kehitykseen. Mikäli energiatehokkuustoimikunnan suositukset onnistutaan toteuttamaan täysimääräisinä, voi primäärienergian kulutus jäädä jonkin verran ennakoitua pienemmäksi. Toteutuessaan tällä on suo-tuisa vaikutus Suomen kasvihuonekaasupäästöihin.

14

Kuva 4. Arvioitu primäärienergian kokonaiskulutus (PJ) energialähteittäin.

3.2 energiantuotanto

Eri energiatuotantomuotojen ja tuotantotarpeen kehityksen tarkastelussa on oletettu Suomen ener-gian kokonaiskulutuksen kasvavan edellä kohdassa 3.1 kuvatulla tavalla. Tässä tarkastelussa on läh-detty lisäksi siitä, että sähkön nettotuonti ulkomailta vähenee asteittain ja loppuu kokonaan vuoteen 2020 mennessä, mahdollisesti aikaisemminkin. Uutta energiantuotantokapasiteettia tarvitaan siten etenkin sähköntuotantoon.

3.2.1 ydinvoima

Tällä hetkellä käytössä olevien yksiköiden Loviisa 1 & 2 sekä Olkiluoto 1 & 2 sähköntuotantoteho on yhteensä noin 2700 MW. Rakenteilla olevan Olkiluoto 3:n käyttöönoton jälkeen tuotantoteho on yhteensä 4300 MW. Eduskunta vahvisti vuonna 2010 periaatepäätökset kahdelle uudelle ydin-voimalaitoshankkeelle. Näistä TVO:n Olkiluoto 4:n suunniteltu sähköteho on 1000 – 1800 MW ja Fennovoiman joko Simoon tai Pyhäjoelle rakennettavan laitoksen enintään 1 800 MW. Näiden lisäksi Fortum suunnittelee teholtaan 1000 – 1800 MW:n yksikön rakentamista Loviisaan.

Tämän ilmasto-ohjelman sähköntuotanto- ja päästölaskelmissa on oletettu Olkiluoto 3:n olevan käytössä vuoteen 2015 mennessä, mikä nostaa kokonaistehon 4300 MW:iin. Tämän lisäksi lähde-tään siitä, että vuoteen 2020 mennessä käytössä on vähintään yksi uusi yksikkö, jolloin tuotantoteho on noin 6000 MW. Vuoteen 2030 mennessä kokonaistuotantoteho nousee uusien yksiköiden ja vanhojen modernisointien jälkeen 8000 MW:iin. Tässä luvussa on huomioitu myös se, että Loviisan 1 & 2 -yksiköt eivät tuolloin ole enää toiminnassa.

3.2.2 veSivoima

Vesivoiman edistämiseksi nopein ja kannattavin keino on hyödyntää täysimääräisesti jo rakennettui-hin vesistöihin sisältyvä potentiaali sekä laitteistojen päivittämisen kautta saatavilla oleva lisäkapasi-teetti. Eri arvioiden mukaan näin saavutettava lisäteho on noin 365 MW. Pien- ja minivesivoimalla on lisäksi potentiaalia 100 MW:n lisäykseen vuoteen 2020 mennessä sekä 240 MW:n lisäykseen vuoteen 2050 mennessä. 4

15

Edellä mainitun potentiaalin käyttöönotto lisää vesivoiman ennakoidun tuotantotehon 3500 MW:iin vuoteen 2020 ja 3650 MW:iin vuoteen 2050 mennessä. Tämän lisäksi suojelun alaisissa ve-sistöissä olisi potentiaalia lähes 1300 MW. Kaikkia vesistöjä ei pidä valjastaa vesivoiman tuotantoon vaan on otettava huomioon myös vesistöjen luonto- ja virkistysarvo.

3.2.3 tuulivoima

Tuulivoiman tuotantokapasiteetin arvioidaan kasvavan nykyisestä reilusta 100 MW:sta 1500 MW:iin vuoteen 2020 ja 4000 MW:iin vuoteen 2050 mennessä. Suurten tuulipuistojen lisäksi tuulivoiman hyödyntäminen on mahdollista pienkäytössä.

Tuulivoiman tuotannon lisäysmahdollisuudet paranevat tulevaisuudessa laitoskoon kasvaessa ja tuulivoiman kilpailukyvyn parantuessa. Tuulivoiman epäkohtana on se, että se tarvitsee rinnalleen vara- ja säätövoimaa, esimerkiksi vesivoimaa. Tuulivoimatuotanto myös edellyttää ainakin toistaisek-si yhteiskunnan tukea joko investointiavustuksena, käyttötukena tai syöttötariffin kautta.

3.2.4 aurinKoenergia

Aurinkoenergian käyttö Suomessa on marginaalista eikä sen osuus tule valtakunnallisesti merkittä-västi kasvamaan. Vuotuinen auringon säteily ei Suomessa riitä keskittäviin aurinkoenergiavoimaloi-hin. Sen sijaan aurinkosähkö- ja aurinkolämpöpaneelien käyttö lisääntynee. Aurinkoenergiaa samoin kuin pientuulivoimaa voidaan erinomaisesti hyödyntää esimerkiksi vapaa-ajan asuntojen yhteydessä. Näissä käyttö keskittyy kesäaikaan, jolloin sekä aurinko- että tuulivoiman tuotanto on turvattua. Tal-viaikaan, jolloin aurinkoenergian ja tuulivoiman tuotanto on vähäistä, on myös vapaa-ajan asuntojen kulutus minimissään.

Maailmanlaajuisesti aurinkovoimalla voi olla merkittäväkin rooli ja se sisältää valtavan potenti-aalin uusille teknologisille innovaatioille. Suomi voi olla mukana globaalissa kehityksessä viemällä aurinkovoimaan liittyvää osaamista ja teknologiaa sinne, missä sitä voidaan hyödyntää Suomea te-hokkaammin.

3.2.5 jätteiden energiahyötyKäyttö

Lähtökohtana on ensisijaisesti pyrkiä ehkäisemään jätteiden syntyä. Syntyvän jätteen tehokkaan hyödyntämisen mahdollistaminen edellyttää lisäpanostusta lajittelu- ja käsittelyjärjestelmiin. Myös neuvontapalveluilla on tärkeä rooli kuluttajien asenteiden ja kulutustottumusten kääntämiseksi vä-hemmän jätettä tuottavaan ja syntyvän jätteen mahdollisimman tehokkaan kierrätyksen ja lajittelun suuntaan. Jätteiden synnyn ehkäiseminen ja kierrätyksen lisääminen ovat ensisijaisia keinoja jäte-huoltoon liittyvien metaanipäästöjen vähentämisessä.

Jätteiden merkitys energiantuotannossa riippuu oleellisesti käytettävästä teknologiasta. Vanhanai-kainen sekajätteen massapoltto arinakattiloissa on hyötysuhteeltaan varsin huono ratkaisu ja tällöin voidaankin puhua enemmän jätehuolto- kuin energiaratkaisusta. Sen sijaan hyödynnettäessä edis-tyneempää teknologiaa, kuten kaasutusta, päästään huomattavasti parempaan hyötysuhteeseen ja silloin talteen saatava energiamääräkin on suurempi.

Jätteiden energiakäytössä tulee suosia mahdollisimman pitkälle suuria, edistynyttä teknologiaa käyttäviä voimaloita. Näiden rakentaminen keskittynee tiiviisti asutuille seuduille.

Kehittynyttä tuotanto- ja polttoteknologiaa tehokkaasti hyödyntämällä on mahdollista saavuttaa kierrätys- ja jätepolttoaineiden hyödyntämisen enimmäismäärä, noin 25 PJ vuoden 2030 aikoihin, minkä jälkeen jätteen energiahyötykäyttö pysynee samalla tasolla.

Syntyvän jätteen vähentämiseksi tulisi selvittää mahdollisuudet jätteen määrään perustuvan mak-sun tai muun taloudellisen kannusteen käyttöönottoon. Tämä johtaisi ainakin turhan pakkaamisen vähenemiseen sekä pakkausten täyttöasteen paranemiseen ja sitä kautta vähentäisi jätemääriä.

Jäteperäisten biopolttoaineiden, kuten biokaasu ja bioetanoli, tuotantoa hyödynnetään panosta-malla myös pieniin laitoksiin siinä määrin kuin se on teknis-taloudellisesti mielekästä. Tälläkin sek-

16

torilla on vientimarkkinoita suomalaiselle tuotanto-osaamiselle sekä laite- ja järjestelmätoimittajille.

3.2.6 BiomaSSa

Suomi on maailman johtava bioenergian käyttäjä yhdessä Ruotsin kanssa. Suurin osa Suomen bio-energiasta tuotetaan teollisuuden ja yhdyskuntien korkean hyötysuhteen CHP-laitoksissa. Metsä-hakkeen käyttöä on mahdollista lisätä noin 100 PJ:een vuoteen 2050 mennessä. Potentiaalia olisi enemmänkin, mutta muun muassa pitkät kuljetusmatkat rajoittavat sen täysimääräistä käyttöönot-toa. Metsähakkeen käytöstä puhuttaessa onkin muistettava maantieteelliset etäisyydet. Siellä missä haketta on saatavissa, ei aina ole riittävän lähellä kulutusta. Jos hinta- ja päästörajoitustekijät muut-tuvat radikaalisti, tulee pidemmätkin kuljetusmatkat kannattaviksi.

Puun käytön lisäämisessä on tarkasteltava myös kokonaisuutta ja otettava huomioon kokonaisuu-den hyödyt ja haitat. Kaikki kerätty on pois maastosta, mikä vaikuttaa muun muassa lannoitustar-peeseen ja luonnon monimuotoisuuteen.

3.2.7 Kivihiili

Hiilen käytön energiantuotannossa oletetaan vähenevän ja hiilellä tuotetun sähkön osuuden las-kevan 36 PJ:sta noin 7 PJ:een vuoteen 2020 mennessä. Hiiltä käyttäviä voimalaitoksia muutetaan käyttämään myös muita polttoaineita. Hiilipölykattiloissa on mahdollista käyttää myös biopoltto-aineita, esimerkiksi jauhamalla pellettejä hiilimyllyissä tai syöttämällä kattilaan partikkelikooltaan pientä biomassaa, kuten sahanpurua. Energiantuotannoltaan vielä tehokkaampi ratkaisu on kytkeä hiilikattilaan kaasutin, jonka tuotekaasu syötetään kattilaan. Tekniikkaa on käytetty Suomessa me-nestyksekkäästi monipuolisella polttoainevalikoimalla yli kymmenen vuotta. Ratkaisulla on pystytty vähentämään kivihiilen käyttöä ja siitä aiheutuvia kasvihuonekaasupäästöjä merkittävästi.

3.2.8 SähKön ja lämmön yhteiStuotanto

Sähkön ja lämmön yhteistuotannolla (CHP) on erittäin korkea kokonaishyötysuhde ja sen hyödyn-täminen onkin kannatettavaa. Suomessa iso osa CHP:n käyttöpotentiaalista on jo käytössä eikä sen merkittävä lisääminen siten ole mahdollista. Kaikki mahdollinen potentiaali yhteistuotannon lisää-misessä kannattaa kuitenkin ottaa käyttöön. Tässäkin maantiede asettaa rajoituksia, kun tuotantolai-toksen lähellä pitää olla riittävästi lämpökuormaa. Pienimuotoista tuotantoa olisi mahdollista lisätä, mutta sen kannattava rakentaminen saattaa vaatia tukia tuulivoiman tapaan. Myös soodakattiloiden rakennusasteen nostamisessa on käyttämätöntä potentiaalia.

Suomessa on paljon osaamista sähkön ja lämmön yhteistuotannossa ja esimerkiksi Kiinassa on erittäin paljon potentiaalia toteuttaa CHP:ta. Suomi voi viedä osaamistaan ja auttaa myös tällä ta-valla päästöjen vähentymisessä.

3.2.9 hiilidioKSidin talteenotto

Hiilidioksidin talteenotolle ja varastoinnille (CCS) on asetettu suuria odotuksia päästöjen vähentä-misessä. Hiilidioksidi voidaan ottaa talteen joko polton savukaasuista tai ennen polttoa esimerkiksi kiinteän polttoaineen kaasutuksen yhteydessä, jolloin poltettava tuotekaasu on pääosin vetyä. Me-netelmä on kuitenkin kallis eikä siitä ole vielä käyttökokemuksia suuressa mittakaavassa. Talteenotto myös alentaa voimalaitosten hyötysuhdetta.

Hiilen käyttö vähenee Suomessa niin paljon, ettei talteenotolla ole Suomen olosuhteissa merkit-tävää vaikutusta päästöjen vähentämisessä. Suomessa ei myöskään ole sopivia hiilidioksidin varas-tointipaikkoja. Maailmalla kivihiiltä tullaan kuitenkin käyttämään vielä pitkään niin paljon, että talteenotto on kannatettava vaihtoehto yhtenä päästövähennyskeinona. Hiilidioksidin erotus- ja tal-teenottoteknologioiden kehittämiseen on syytä panostaa Suomessakin. Kehitettävää teknologiaa ja

17

siihen liittyvää osaamista voidaan viedä ulkomaille. Suomessa on esimerkiksi merkittäviä energia- ja off- shore -teknologioiden laitetoimittajia, joiden laitteita ja osaamista voidaan hyödyntää myös hii-len talteenotossa ja varastoinnissa.

3.3 liiKenne

Liikenne tuottaa lähes viidenneksen Suomen kasvihuonekaasupäästöistä ja siinä onkin merkittävä vähentämispotentiaali. Nykykehityksellä liikenteen ominaiskulutus pienenee, mutta kuljetussuorit-teiden määrän kasvaessa päästöt pysyvät likimain ennallaan. Seuraavassa esitetään keinoja liikenne-määrien vähentämiseen sekä fossiilisten polttoaineiden korvaamiseen liikenteessä.

3.3.1 liiKenteen vähentäminen

Yksityisautoilua tulee vähentää ja siirtyä enemmän joukkoliikenteen käyttöön. Jotta ihmiset siirtyi-sivät oman auton käytöstä julkisen liikenteen käyttäjiksi, pitää julkisen liikenteen olla paitsi toimi-vaa niin reittien kuin aikataulujen osalta myös riittävän edullista. Joukkoliikennettä voidaan edistää myös panostamalla automatisoitujen raideliikennejärjestelmien kehittämiseen tiiviisti asutuilla seu-duilla. Kaikissa tapauksissa joukkoliikenteen käyttäminen ei ole mahdollista ja tällaisissa tilanteissa on edistettävä kimppakyytien käyttöä.

Liikennemääriä ja ajoneuvojen energiankulutusta voidaan vähentää myös ajettuun matkaan pe-rustuvalla ajoneuvoverolla. Tekninen toteutus voi perustua esimerkiksi ajoneuvon paikantamiseen ja on sovellettavissa ajoneuvoihin käyttöenergian muodosta riippumatta. Yksinkertaisimmillaan ve-rotuksen painopisteen muuttaminen onnistuu laskemalla autoveroa ja nostamalla polttoaineveroa. Autoilijoita voidaan ohjata käyttämään julkista liikennettä ja kimppakyytejä ruuhka-aikana.

Yhdyskuntarakenteella on ratkaisevan tärkeä vaikutus liikenteen määrään. Tästä tarkemmin koh-dassa 3.4.

Työhön liittyvää liikkumistarvetta vähennetään tehokkaasti lisäämällä etätyömahdollisuuksia. Niissä työtehtävissä, joissa etätyöskentely on mahdollista, on työntekijöille myös tarjottava mahdol-lisuus tehdä osa töistä etätyönä. Tietoliikenneratkaisut ja käytettävät tieto- ja viestintäteknologiat voivat edesauttaa etätyöskentelyä merkittävästikin. Myös etäkokousteknologian yleistyminen vähen-tää matkustustarvetta ja siten liikenteen kasvihuonepäästöjä.

3.3.2 FoSSiiliSten polttoaineiden Korvaaminen

Fossiilisten polttoaineiden käyttö tulee vähenemään merkittävästi. Uusiutuva autokanta ja yhä kehit-tyvä teknologia vähentävät jo sinällään päästöjä myös perinteisten polttomoottorien osalta. Tämän lisäksi esimerkiksi biodieselin ja biojätteestä valmistetun etanolin käytön lisääntymisellä korvataan fossiilisia polttoaineita ja vähennetään liikenteen päästöjä. Suomessa on paljon biopolttoaineisiin liittyvää tuotanto-osaamista, jota on vietävissä myös muualle. Biopolttoaineiden lisäksi hybridi- ja sähköautojen yleistyminen vähentää fossiilisten polttoaineiden tarvetta.

Lyhyellä aikavälillä autokannan uudistumista tulee ohjata verotuksellisesti vähäpäästöisten autojen suuntaan niin yksityis- kuin työsuhdeautoissa. Vanhan ja energiataloudeltaan huonon kaluston pois-tumista liikenteestä nopeutetaan romutustuen avulla. Julkisen sektorin tulee toimia tiennäyttäjänä ja siirtyä käyttämään uusiutuvia polttoaineita omassa ajokalustossaan, julkinen liikenne mukaan luki-en. Nykyisellään vähäpäästöisen ja päästöttömän kaluston käyttö on edelleen huomattavan vähäistä. Kalustoa uusittaessa tulee nykyistä olennaisesti laajemmin siirtyä hybridi- ja sähköautoihin tai mui-hin vähäpäästöisiin ratkaisuihin. Pidemmällä tähtäimellä on tuettava hybridi- ja sähköautojen sekä uuden sukupolven biopolttoaineiden käyttöönottoa tavoitteena fossiilisten polttoaineiden käytön lopettaminen kokonaan.

18

3.4 yhdySKuntaraKenne ja Suunnittelu

Yhdyskuntarakenteella on merkittävä vaikutus niin liikenteeseen kuin energian tarpeeseen ja kulu-tukseen. Kaavoituksella ja yhdyskuntasuunnittelulla määritetään suurelta osin myöhempi liikenteen määrä ja tarve. Yhdyskuntasuunnittelussa ja kaavoituksessa energiataloudellisia näkökulmia ei nykyi-sellään huomioida käytännössä juuri lainkaan. Suunnittelu- ja arviointimenettelyihin tuleekin ottaa mukaan energia- ja liikennetarkastelu.

Kaavoituksella ja suunnittelulla voidaan ohjata tiiviimpään yhdyskuntarakenteeseen, jolloin myös joukkoliikenteen toteuttamismahdollisuudet paranevat. Tiiviimpi yhdyskuntarakenne mahdollistaa myös lämmitysjärjestelmien alueellisen optimoinnin niin, että eri lämmitysmuotoja käytetään ko-konaistaloudellisesti ja ekologisesti tarkoituksenmukaisimmalla tavalla. Sama pätee myös muuhun kunnallistekniikkaan kuten sähkö- ja vesihuoltoon.

3.5 raKentaminen ja aSuminen

Rakennusten energiankäyttö, eli rakennusten lämmitys ja rakennuksissa käytetty huoneisto- ja kiin-teistösähkö, rakennustarvikkeiden valmistus sekä rakentaminen kattavat noin 40 prosenttia koko Suomen loppuenergiankäytöstä ja noin 30 prosenttia Suomen hiilidioksidipäästöistä. 5

Puhuttaessa rakentamisen roolista energiansäästössä on muistettava, että rakennuskanta uudistuu varsin hitaasti, vain noin prosentin vuodessa. Siten vuonna 2050 vain 40 prosenttia rakennuksista on uusia, 2011 tai myöhemmin rakennettuja.

Rakennusten energiankulutus on kytköksissä rakentamisen ajankohtaan. Esimerkiksi vuoden 2003 rakennuskannan energiankulutus oli kolmanneksen pienempi kuin 1960-luvun rakennuskannan. Matalaenergiatalojen energiankulutus on puolestaan alle puolet ennen 1980-lukua rakennettujen talojen kulutuksesta. Suurin rakentamiseen liittyvä päästövähennyspotentiaali onkin saavutettavissa peruskorjausten ja energiasaneerausten kautta. Tähän liittyvää säännöstöä ja normeja uudistetaan parhaillaan. Rakentajien, rakennuttajien, urakoitsijoiden ja suunnittelijoiden ohjeistusta ja koulu-tusta pitää lisätä rakennusvirheiden eliminoimiseksi.

Osana rakennussektorin päästöjen vähentämistä rakennustuotteiden valmistuksen ja rakentamisen aiheuttamien hiilidioksidipäästöjen pienentämiselle on asetettava tavoitteet ja rakennuksilta edelly-tettävä jo suunnitteluvaiheessa rakentamisen ja tuotteiden ympäristövaikutusten arviointia.

Rakennussäännöksiä sekä niihin liittyviä laskentamenetelmiä on kehitettävä siten, että uusien innovatiivisten ratkaisujen markkinoille tuloa helpotetaan ja kokeelliselle rakentamiselle annetaan paremmat puitteet. Rakentaminen on erittäin säänneltyä ja kokeelliselle rakentamiselle on vaikeaa saada lupia. Uusien rakennusnormien toimivuuden toteaminen saattaa viedä kymmeniä vuosia en-nen kuin uusien teknologioiden ja materiaalien ongelmat tulevat esille.

3.5.1 lämmityS

Lämmitysenergian ominaiskulutuksen tulee vähetä. Samanaikaisesti kuitenkin rakennusvolyymi li-sääntyy asumisväljyyden ja kotitalouksien määrän kasvaessa sekä kauppa- ja virkistyskeskusten ja muiden vapaa-ajantoimintojen rakentamisen lisääntyessä. Lämmitysenergian kokonaiskulutus voi siten jopa kasvaa nykyisestä.

Rakennuskannan lämmitykseen käytetyn lämmitysenergian ominaiskulutus on laskenut voimak-kaasti 1960 -luvun tasosta nykyhetkeen. 1960-luvulla hyvän sisäilman lämpötilan ylläpitämiseen tarvittu lämmitysenergia oli 160 – 200 kWh/m2, 1980-luvulla 100 – 140 kWh/m2 ja vuoden 2003 jälkeen rakennetuissa rakennuksissa enää 80 – 100 kWh/m2. Ekotaloilla on VTT:n arvioiden mu-kaan mahdollista päästä jopa 40 – 60 kWh/m2:iin. Rakennuskannan VTT arvioi kehittyvän vuoden 2007 496 miljoonasta m2:stä 546 miljoonaan m2:iin vuoteen 2020 ja 559 miljoonaan m2:iin vuoteen 2050 mennessä. 3

Lämmitysenergian tarvetta voidaan vähentää uudisrakentamisen energiamääräysten tiukentami-sella. On kuitenkin pidettävä huoli, että normit ovat loppuun asti harkittuja, hyväksi koettuja ja varmasti toimivia. Myös matalaenergiaratkaisujen laajemmalla käyttöönotolla on saavutettavissa

19

säästöjä. Olemassa olevan rakennuskannan osalta on kiinnitettävä huomiota lämmitys- ja ilmanvaihtojär-

jestelmien laajamittaiseen tason nostoon ja hukkalämpöjen hyödyntämiseen peruskunnostusten yh-teydessä. Samassa yhteydessä on kiinnitettävä huomiota lämmityksen ja ilmanvaihdon tarpeenmu-kaiseen ohjaukseen. Kehitystä vauhdittamaan tarvitaan taloudellisia kannusteita.

Vesikiertoiset lämmitysjärjestelmät mahdollistavat siirtymisen lähes minkä tahansa lämmönläh-teen käyttämiseen ja niitä tuleekin suosia mahdollisuuksien mukaan. Vesikiertoisen lattialämmityk-sen yksi etu vesipatterilämmitykseen verrattuna on pienempi pintalämpötila. Lattialämmityksessä lämpö myös jakautuu tasaisemmin. On myös selvitettävä teknistaloudelliset mahdollisuudet muut-taa sähkölämmitteiset talot käyttämään kaukolämpöä tai jotain muuta lämmitysmuotoa.

Asuntojen lämmitystä voidaan ohjata älykkäästi ja saavuttaa näin merkittäviä säästöjä varsinkin pidempien poissaolojen aikana. Kaikkia tiloja ei myöskään ole tarvetta lämmittää yhtä paljon.

3.5.1.1 Lämmitysmuodot

Lämmityksessä tulee hyödyntää niin paljon kaukolämpöä kuin mahdollista. Siellä missä kaukoläm-pöä ei ole kannattavaa rakentaa, tulee laajentaa lämpöpumppujen käyttöä. Uudisrakentamisessa maalämpöpumppujen suosio kasvaa. Myös olemassa olevien rakennusten sähkölämmitystä korvaa-maan ja täydentämään asennetaan etenkin ilmalämpöpumppuja. Maalämmön yleistymistä haittaa-vista määräyksistä pitää luopua ja mahdollistaa maalämmön hyödyntäminen paremmin myös yleisil-lä alueilla ja laajoissa rakennuskohteissa.

Suomen Lämpöpumppuyhdistys arvioi Suomessa olevan vuoteen 2020 mennessä yhteensä mil-joona lämpöpumppua kun niitä on nyt 400 000. Maalämpöpumppujen vuosittaisen asennusmäärän ennustetaan kasvavan vuonna 2010 asennetusta 8 200 pumpusta noin 20 000:een vuoteen 2020 mennessä. Ilmalämpöpumppujen vuosittaisen myynnin ennakoidaan saturoituvan noin 80 000 kappaleeseen. Ilma-vesilämpöpumppujen määrä kasvaa lähitulevaisuudessa voimakkaasti. Poistoil-malämpöpumppujen määrä kasvaa vähemmän, joskin isompien kohteiden osalta kasvu on erityisen voimakasta.

Vuoteen 2020 mennessä lämpöpumput voivat ottaa luonnosta primäärienergiaa 35 PJ eli tämän verran lämpöpumpuilla voidaan korvata muita tuotantomuotoja.

Suurin potentiaali, joka vielä on käyttämättä, ovat suuret laitokset, joita rakennetaan oletettavasti useita seuraavien vuosien aikana. Sama koskee suurten rakennusten lämpöpumppuja, joiden määrä tullee nousemaan voimakkaasti seuraavien vuosien aikana.

Pellettilämmitys lisääntyy tulevaisuudessa jonkin verran. Lämmitysjärjestelmä on tilaa vievä lähin-nä tarvittavan varastointitilan takia. Se on myös muihin lämmitysmuotoihin verrattuna työläämpi. Nämä asettavatkin omat haasteensa pellettilämmityksen laajemmalle yleistymiselle.

3.5.2 SähKönKulutuS

Kotitalouksien sähkönkulutus on kasvanut jatkuvasti. Vuosina 2000–2005 kulutus kasvoi noin 14 prosenttia ja oli vuonna 2005 yli 10 TWh. Merkittävä osa kasvusta johtuu pientalojen kasvaneesta kulutuksesta. Asumisväljyyden kasvaessa ja asuntojen varustelutason parantuessa kasvaa myös kulu-tus. Kylmälaitteiden sähkönkulutus on laskussa, mutta kulutuselektroniikan kulutus on kasvanut voimakkaasti. 3

Helposti käyttöön otettava ja edullinen säästökeino on käyttäjien tiedon lisääminen. Neuvonnalla ja asennekasvatuksella voidaan muuttaa kulutustottumuksia säästäväisempään suuntaan. Myös re-aaliaikaisen tiedon saaminen auttaa seuraamaan kulutusta, millä myös on todettu olevan kulutusta vähentävä vaikutus. Nykytekniikalla on helppo saada käyttäjälle näkyviin yksittäisten laitteiden ku-lutustiedot.

Sähkölaitteisiin voidaan helposti lisätä toiminnallista älykkyyttä. ”Dynamic Demand” -toiminto kytkee laitteen väliaikaisesti pois päältä, jos verkko ylikuormittuu ja taajuus laskee. Monien laitteiden (esimerkiksi kylmälaitteet ja ilmanvaihto) toiminta voidaan huoletta katkaista lyhyeksi aikaa, esimer-kiksi 15 minuutiksi. Älykästä ohjausta voidaan käyttää sähkölaitteissa muutenkin esimerkiksi siten, että stand by -tilat kytkeytyvät päälle vasta, kun taloon tullaan sisälle. Valaistuksessa ohjaus voidaan

20

toteuttaa niin, että valot sammuvat automaattisesti, kun huoneesta poistutaan.Vapaa-ajan asuntojen osalta älykkäiden toimilaitteiden ja verkkojen avulla voidaan minimoida

tarpeeton tyhjän asunnon lämmitys ja keskittää energian käyttö välttämättömiin kohteisiin ja ajan-kohtii

3.5.2.1 Kysyntäjoustot ja hinnoittelupolitiikka

Kuluttajan kannalta kysyntäjoustot ovat tärkeitä. Korkean kuormituksen aikana kuluttajilla olisi mahdollisuus vähentää kulutusta ja siitä saisi taloudellista hyvitystä. Reaaliaikainen etäluettava mit-taus mahdollistaa sen, että alennusta saavat säästäväiset kuluttajat.

Myös hinnoittelupolitiikalla on merkitystä kulutukseen ja kulutushuippujen tasaamiseen. Esimer-kiksi yösähkö kesällä voisi olla tuntuvasti edullisempaa kuin päiväsähkö keskitalvella. Edellisessä lu-vussa mainittu mittaustekniikka luo edellytykset hinnoitteluohjauksen tehokkaalle hyödyntämiselle.

3.6 teolliSuuS

Suomen sähkönkulutuksesta noin puolet on teollisuuden kulutusta ja tästä sähkömoottorit, moot-torikäytöt, pumppaus, puhaltimet ja paineilma muodostavat noin 75 prosenttia. Näiden laitteiden käytössä voikin olettaa olevan paljon säästöpotentiaalia. Muita tehostamiskohteita ovat muun muas-sa eristeet ja vuotojen paikkaus rakennuksissa ja laitteistoissa, paremmat säädöt, materiaalikierrätys ja energian hallinnan tehostaminen.

Prosessien energiatehokkuudelle ja sen paranemiselle on asetettu suuria odotuksia. Toisaalta eri ta-hoilla ei ole saavutettu yksimielisyyttä siitä, miten tehokkuutta tai kulutuksen vähenemää mitataan. Jos tehokkuutta halutaan lähteä mittaamaan, on tuotantolaitoksissa oltava siihen valmiudet. Jotta tehokkuutta voidaan mitata, pitää prosesseista ja osaprosesseista saada nykyistä tarkempaa informaa-tiota. Valmiuksien parantamisessa on lähdettävä liikkeelle nopeasti, sillä työ etenee hitaasti.

Säästöpotentiaaleista puhuttaessa on erotettava toisistaan kolme eri tasoa, jotka poikkeavat toisis-taan merkittävästi: teoreettinen, tekninen ja taloudellisesti kannattava potentiaali.

Teoreettinen potentiaali kertoo teoreettisen maksimitason säästöille. Tässä esimerkiksi teknologian saatavuus tai hinta ei muodosta rajoittavaa tekijää. Teknisellä potentiaalilla puolestaan tarkoitetaan sitä tasoa, jolle on olemassa kaupallisesti saatavilla olevaa teknologiaa. Taloudellisesti kannattava po-tentiaali on se taso, jolla säästöjen vaatimat investoinnit ja toimenpiteet kannattaa tehdä. On vaikea uskoa yritysten panostavan ratkaisuihin, jotka eivät olisi taloudellisesti kannattavia. Siksi keskuste-luissakin on keskityttävä ensisijaisesti taloudellisesti kannattavaan potentiaaliin.

Prosessien tehokkuuden parantamisen yhteydessä on puhuttu paljon taajuusmuuttajien ja yleen-säkin sähkökäyttöjen osuudesta sähkönkulutuksen vähentämisessä. Taajuusmuuttajien säästöpoten-tiaaliksi on esitetty eurooppalaisiin selvityksiin vedoten jopa 8 TWh. VTT:n selvityksen mukaan Suomen koko energiavaltaisen teollisuuden kannattavaksi, korkeahyötysuhteen sähkömoottoreilla ja taajuusmuuttajilla saavutettavaksi säästöpotentiaaliksi saatiin kuitenkin vain noin 830 GWh. Luon-nollisesti tämä potentiaali tulee hyödyntää, mutta suurempia säästöjä on mahdollista saavuttaa lait-teiden oikealla mitoituksella ja valinnalla kulloinkin kyseessä olevaan tilanteeseen. 6

Energiatehokkuus on tärkeää niin tehokkuuden ja kilpailukyvyn, energian toimitusvarmuuden kuin ympäristövaikutusten vähentämisen kannalta. Yksittäisille energiamuodoille, tuotteille tai pro-sesseille ei kuitenkaan ole perusteltua asettaa erityisiä määrällisiä tavoitteita, koska ne voivat johtaa osaoptimointiin. Vain yrityksillä itsellään on riittävä tietämys omista tuotteistaan ja prosesseistaan niiden kehittämiseksi. Toimintojen tehostamiseksi onkin ensisijaisesti edistettävä omaehtoisuuteen kannustavien keinojen käyttöä. Tavoitteena on oltava koko energian käytön tehostaminen.

Teollisuudessa on ongelmaksi osoittautunut myös se, että henkilökuntaa on vähennetty ja toi-mintoja ulkoistettu. Organisaatiossa ei siten välttämättä enää ole ihmisiä, jotka tuntisivat prosessit riittävän hyvin tunnistaakseen mahdolliset kehittämistarpeet.

21

3.7 pääStöjen KehityS

Energiasektori on merkittävin päästöjen lähde ja siellä tehtävillä ratkaisuilla on siten suurin vaikutus tulevaisuuden päästöihin. Seuraavassa taulukossa esitetään polttoaineiden käytöstä aiheutuvien pääs-töjen kehitys Suomessa vuodesta 2000 vuoteen 2050 tässä ohjelmassa esitetyillä energiantuotannon muutosta koskevilla suosituksilla ja oletuksilla. Polttoaineiden käytöstä aiheutuvat päästöt laskevat vuoteen 2050 mennessä 73 prosentilla vuoden 2007 tasosta ja 69 prosenttia vuoden 2000 tasosta.

vuosi 2000 2007 2015 2020 2030 2050

Co2-päästöt, miljoonaa tonnia

52,9 61,8 57,2 48,3 24,5 16,6

Taulukko 1. Polttoaineiden käytöstä aiheutuvien päästöjen arvioitu kehitys Suomessa 2000 – 2050.

Edellä mainittujen lisäksi muita merkittäviä kasvihuonekaasupäästöjen lähteitä ovat teollisuusproses-sit, maatalous ja jäte, joiden osuus päästöistä on 19 prosenttia. Tässä yhteydessä näiden sektoreiden päästöjä ei ole tarkasteltu lähemmin. Vaikka energiasektorin ulkopuoliset päästöt pysyisivät ennal-laan, vähenisivät Suomen kokonaispäästöt vuoteen 2050 mennessä noin 60 prosentilla vuoden 2007 tasosta ja vuoden 2000 tasostakin yli 50 prosenttia, mikä sekin täyttää IPCC:n tavoitteen. Tosiasiassa näilläkin sektoreilla päästöt vähenevät. Esimerkiksi jätteiden aiheuttamat päästöt vähenevät olennai-sesti tehostuneen lajittelun ja kierrätyksen sekä jätteiden energiahyötykäytön lisääntymisen myötä. Kuvassa 5 esitetään energian kokonaiskulutus ja energian tuotannon ja käytön hiilidioksidipäästöjen kehitys vuosina 1990 – 2009 sekä arvioitu kehitys vuoteen 2050 asti.

Kuva 5. Energian kokonaiskulutuksen ja energian tuotannon ja käytön hiilidioksidipäästöjen arvioitu kehitys Suomessa 1990 – 2050.

22

4 yleiSiä julKiSen vallan ohjauSKeinojaAvainteknologiat päästöjen vähentämiseksi on olemassa, oleellinen kysymys on miten ne saadaan käyttöön ja yleistymään. Suomalainen osaaminen energia- ja ympäristöteknologioissa sekä näihin liitettävissä oleva tieto- ja viestintätekniikan osaaminen on maailman kärkitasoa. Myös muualla osa-taan ja jotta Suomi pystyisi pitämään asemansa, on näiden alojen edistämiseen panostettava entistä enemmän.

4.1 tutKimuS ja KehityS

Huomispäivän teknologia syntyy tämän päivän tutkimuksesta. Panostukset tutkimus- ja kehitystoi-mintaan ja energiankäytön tehostamiseen alentavat päästövähennysten kustannuksia merkittävästi. Rahoitusta onkin suunnattava entistä enemmän energia- ja ympäristöteknologioiden kehittämiseen ja energiatehokkuuden parantamiseen. Maailmanlaajuiset markkinat uusiutuvia energialähteitä hyö-dyntäville, päästöttömille ja vähäpäästöisille teknologioille tulevat kasvamaan, mikä avaa merkittäviä vientimahdollisuuksia suomalaiselle teknologialle ja insinööriosaamiselle. Tutkimuksessa on pyrit-tävä myös kansainväliseen yhteistyöhön tulosten ja suomalaisen osaamisen mahdollisimman laajan tunnettuuden saavuttamiseksi.

Valtioneuvosto on asettanut tavoitteeksi energiasektorin t&k-panostuksen kaksinkertaistamisen nykyisestä 60 miljoonasta eurosta 120 miljoonaan euroon vuoteen 2020 mennessä. Tarvittava pa-nostus on todennäköisesti tätä suurempi. Lisäksi on syytä kiinnittää aiempaa laajemmin huomiota muun teknologia- ja innovaatiotoiminnan seurausvaikutuksiin energiasektorille ja näistä muodostu-van kokonaisuuden tarkoituksenmukaiseen hallintaan.

Älykkäiden verkkojen hyödyntäminen energiatekniikassa on nostettava suomalaiseksi erityisvah-vuudeksi. Tässä on samalla mahdollisuus hyödyntää entuudestaan vahvaa ICT-osaamista. Käyt-töönottovaiheessa oleva etämittaus on hyvä alku tällä saralla. Mittavia jatkomahdollisuuksia on niin energian tuotannossa, jakelussa kuin käytössäkin. Tätä varten on toteutettava fokusoitu teknologi-aohjelma älykkäiden verkkoteknologioiden hyödyntämiseen energian tuotannossa, jakelussa ja lop-pukäytössä (Tekes/Sitra).

Innovaatio- ja energiapolitiikka tulee kytkeä tiiviimmin yhteen. Innovaatiojärjestelmän instru-mentteja voidaan hyödyntää tehokkaammin tuottamaan uusia ratkaisuja energiapolitiikan ongel-miin. Pitkäjänteinen t&k-toiminta on edellytys uusien energiatehokkaiden ratkaisujen kehittämi-seen. Suomalainen vahva t&k-infrastruktuuri on kansallinen vahvuustekijä, jonka pohjalta voidaan hakea uusia avauksia. Tarvitaan muun muassa fokusoitu korjaus- ja saneerausrakentamisen ener-giaratkaisuihin kohdistettu teknologiaohjelma (TEM/Tekes).

4.2 oSaaminen ja KoulutuS

Teknologia ja tekniikan korkeakoulutetut teknologian kehittäjinä ovat keskeisessä asemassa ilmas-tonmuutoksen torjumisessa ja vaikutuksiin sopeutumisessa. Osaaminen ja koulutus ovat keskeises-sä asemassa, jotta saadaan osaavaa väkeä kehittämään kestäviä teknologioita myös tulevaisuudessa. Koulutuksen laadusta ja korkeatasoisista opetusmateriaaleista on huolehdittava ja koulutukseen ja tutkimukseen on panostettava lyhyen ja pitkän tähtäimen tavoitteiden saavuttamiseksi. TEKin ja UIL:n yhdessä tekniikan korkeakoulutuksen tärkeimpien sidosryhmien kanssa muodostama Teknii-kan yhteistyöryhmä on tehnyt alalle strategian ja toimenpideohjelmat korkeakoulujen profiloitumi-seksi, opetuksen laadun kehittämiseksi ja kestävän kehityksen edistämiseksi tekniikan korkeakoulu-tuksessa. 7

Kestävä kehitys ja energiatehokkuusosaaminen on otettava kaikkiin koulutusohjelmiin läpäiseväk-si teemaksi, joka on kytketty kunkin alan ydinosaamiseen. Peruskoulutuksen lisäksi on kehitettävä jatko- ja täydennyskoulutusta niin, että osaamistaso voidaan säilyttää ja päivittää vastaamaan kulloi-siakin tarpeita.

Erityisesti energia-alan osaamisen kysyntä on kasvanut voimakkaasti. On huolehdittava siitä, että tämän alan osaajia riittää myös tulevaisuudessa. Energiatehokkuuden on kuitenkin oltava osa kaik-

23

kea teknologian kehittämistä, joten energiatehokkuusosaaminen on oltava osa kaikkien insinöörien osaamista tulevaisuudessa.

On käynnistettävä ilmasto- ja energiaklusterin strategiatyö. Tavoitteena on, että Suomi nousee ”ilmastomaaksi” osaamisen ja soveltamisen kautta ja on merkittävä energia-, ympäristö- ja ilmasto-teknologian vientimaa ja kehittäjä.

4.3 energiamäärärahat

TEMin määräaikaisesti myönnetty energiasektoria koskeva lisämäärärahavaltuutus tulee muuttaa pysyväksi. Myös määrärahojen nykyinen taso pitää säilyttää. Energiapanostukset ovat myös osittain satsauksia infrastruktuuriin, laitteisiin, teknologian kehittämiseen ja osaamisen lisäämiseen. Tällöin myös aktiivisuus konepajateollisuudessa säilyisi energiainvestointien kautta.

4.4 energiatehoKKuuden ediStämiSeen tähtäävät toimet

Energiatehokkuus nostetaan kautta linjan julkisten hankintojen valintakriteeriksi. Julkisen sektorin on otettava edelläkävijän rooli energiatehokkuuden parantamisessa.

Julkisen sektorin toimijoille asetetaan velvoite toteuttaa kaikki energiatehokkuustoimenpiteet joiden takaisinmaksuaika alittaa tietyn rajan, esimerkiksi 5 vuotta. Vastaavasti yksityisen sektorin toimijoille tarjotaan taloudellinen kannuste vastaavissa tapauksissa, esimerkiksi mahdollisuus no-peutettuihin poistoihin tai verohelpotuksiin.

Julkisen sektorin panostuksin kehitetään työkaluja, metodeja ja raportointimalleja logistiikkajär-jestelmien energiatehokkuuden arviointiin.

Maankäytön suunnittelussa ja kaavoituksessa tarvitaan parempaa energiatehokkuuden huomioi-mista. Maankäyttö- ja rakennuslainsäädännön kehittämistarpeet tulee selvittää tästä lähtökohdasta.

Energiatavoitteiden jalkauttaminen tulee liittää osaksi valtakunnallista arkkitehtuuripolitiikkaa sekä alueellisia ja paikallisia ohjelmia.

Ympäristölupaprosessissa ei tällä hetkellä juurikaan huomioida energiatehokkuutta. Ympäristölu-van yhdeksi ehdoksi asetetaan energiatehokkuuden riittävä huomioiminen.

Suuren yleisön tietoisuutta omasta energian kulutuksesta parannetaan ja helpotetaan. Lisätään energiatehokkuuden sisältävä ekoprofiili kuluttajatuotteisiin ja palveluille. On myös kehitettävä yh-teismitallisia, oikeudenmukaisia ja kannustavia menetelmiä vapaaehtoiseen oman energiakulutuksen tarkkailuun ja henkilökohtaisen hiilijalanjäljen mittaamiseen.

Globaalin vaikuttavuuden maksimoimiseksi energiatehokas tekniikka tulee kaupallistaa mahdolli-simman nopeasti ja laajasti. Tarvitaan demonstraatiohankkeita ja kohdennettuja yhteishankintakil-pailuja.

24

5 yhteenveto, KeSKeiSet johtopäätöKSetKasvihuonekaasupäästöjen rajoittaminen on välttämätöntä ja edellyttää ripeitä toimenpiteitä. Las-kelma osoittaa, että Suomessa ilmastopäästöille asetetut tavoitteet ovat toteutettavissa ja teknologiat tähän ovat olemassa. Kyse on mahdollistavan toimintaympäristön luomisesta sekä tarvittavien toi-menpiteiden päättäväisestä toteutuksesta. Päästöjen rajoittamisesta huolimatta ilmaston lämpenemi-nen tulee jatkumaan pitkään ja päästöjen vähentämiseen tähtäävien toimien rinnalla on myös va-rauduttava lämpenemisen aiheuttamiin muutoksiin. Ei ole olemassa yhtä käänteentekevää ratkaisua vaan on hyödynnettävä kaikkia käytettävissä olevia keinoja.

Energian kulutusta tulee pyrkiä vähentämään kaikilla sektoreilla. Teollisuudessa kehitetään pro-sessien energiataseiden laskentamenetelmiä, tehostetaan hukkalämpöjen hyödyntämistä sekä kehite-tään suunnittelu- ja käyttöosaamista.

Kotitalouksissa lisätään kuluttajien saatavissa olevaa tietoa muun muassa parantamalla kulutustie-tojen reaaliaikaista saatavuutta. Lisäksi kehitetään ja hyödynnetään älykkäitä verkkoja ja toimilaittei-ta, kuten Dynamic Demand -toiminnot.

Rakennussektorilla kehitetään rakennusmääräyksiä. Lämmityksessä pyritään lisäämään päästöt-tömiä lämmitysmuotoja, kuten lämpöpumput verokannustein tai määräyksin. Rakennuskannan energiatehokkuuden parantamiseksi tarvitaan myös kohdennettu korjausrakentamisen energiarat-kaisujen teknologiaohjelma.

Joukkoliikennettä kehitetään houkuttelevammaksi ja etenkin tiheään asutuilla seuduilla hyödyn-netään automatisoidun raideliikenteen suomia mahdollisuuksia. Verotuksellisin keinoin ohjataan autokannan kehitystä vähäpäästöiseen suuntaan. Julkisen sektorin liikennekalusto korvataan asteit-tain uusiutuvia polttoaineita käyttävillä tai hybridi-/sähköautoilla. Liikennemääriä pyritään vähentä-mään myös aluesuunnittelun keinoin. Alue- ja yhdyskuntasuunnittelussa otetaan muutenkin ener-gia- ja ilmastokysymykset selkeästi päätöksentekokriteereiksi sekä energia- ja ilmastoanalyysi osaksi YVA-menettelyä.

Energiantuotannossa ratkaisevassa asemassa on fossiilisten polttoaineiden käytön minimoiminen ja korvaaminen päästöttömillä energiantuotantotavoilla. Tässä tarkastelussa esitetyn arvion mukaan fossiilisten polttoaineiden käyttö laskee Suomessa vuoteen 2050 mennessä alle kolmasosaan nykyi-sestä tasosta. Merkittävin lisäys on ydinvoiman osuudessa. Myös bioenergian käyttö kasvaa reilusti saavuttaen huippunsa vuonna 2030 ja pysyen sen jälkeen samalla tasolla. Edellisten lisäksi kasvaa tuuli- ja vesivoiman tuotanto sekä jätteiden energiahyötykäyttö ja lämpöpumppujen käyttö. Sähkön nettotuonti ulkomailta vähenee asteittain ja loppuu kokonaan vuoteen 2020 mennessä.

Laskelman lähtökohta on, että ydinvoimakapasiteettia lisätään Olkiluoto 3:n jälkeen yhdellä yk-siköllä vuoteen 2020 mennessä ja edelleen kahdella lisäyksiköllä vuoteen 2030 mennessä. Toisaalta Loviisan 1 ja 2 -yksiköt poistuvat käytöstä tuohon mennessä.

Vesivoiman tuotantoa lisätään päivittämällä olemassa olevaa tuotantolaitteistoa ja hyödyntämällä jo rakennettuihin vesistöihin sisältyvä potentiaali.

Tuulivoimakapasiteettia kasvatetaan nykyisestä noin 100 MW:sta 1500 MW:iin vuoteen 2020 ja 4000 MW:iin vuoteen 2050 mennessä.

Energiatuotannon ohella ratkaisevassa roolissa ovat kulutustottumukset, käyttötavat ja energia-tehokkuuden parantaminen. Perusedellytyksenä tälle kehitykselle on kuitenkin hyväksyttävän ja tasapuolisen kansainvälisen päästökauppa- ja taakanjakojärjestelmän aikaansaaminen. Kotimaassa suotuisalla kehitysuralla pysyminen edellyttää niin positiivisten markkinaehtoisten kannustimien kehittämistä kuin pakottavan säädösohjauksen harkittua käyttöä. Tarvitaan sekä porkkanaa että kep-piä viisaasti käytettynä. Muita välttämättömiä vaatimuksia tavoitteen saavuttamiselle ovat mittavat panostukset tutkimus- ja kehitystoimintaan sekä koulutukseen.

Koulutus on avainasemassa, jotta myös tulevaisuudessa saadaan osaavaa väkeä kehittämään tek-nologioita. Kestävän kehityksen osaaminen on sisällytettävä kaikkiin tekniikan koulutusohjelmiin ydinosaamiseen kytkettynä. Kestävän kehityksen osaamisen ytimessä on materiaali- ja energiavirrat ja -tehokkuus, kriittisen ajattelun taito ja valmius sekä systeemi- ja elinkaariajattelu. Tavoitteiden saavuttamiseksi on selvitettävä alakohtaisesti olennaisimmat kestävän kehityksen kysymykset ja sisäl-lytettävä ne opetukseen, panostettava opetuksen laatuun ja opetusmenetelmien sekä oppimisympä-ristöjen kehittämiseen.

Innovaatio- ja energiapolitiikan yhteyttä tiivistetään muun muassa fokusoidulla teknologiaohjel-

25

malla älykkäiden verkkojen hyödyntämiseksi energian tuotannossa, jakelussa ja käytössä. Julkisten energiasektorin t&k-panostukset tulee nostaa 150 miljoonaan euroon vuoteen 2020 mennessä.

Teknologisen kehityksen rooli on ratkaisevan tärkeä niin energian tuotannossa, jakelussa kuin lop-pukäytössä. Teknologia luo myös mahdollisuuksia ohjata ja vaikuttaa loppukäyttäjiin ja kuluttajiin. Tavoitteisiin pääsemiseksi nämä mahdollisuudet on hyödynnettävä täysimittaisesti.

Suomen kansallisen päästötilanteen parantamisen ohella ympäristö- ja energiateknologiasta on luotavissa nykyistä huomattavasti mittavampi vientiteollisuuden ala. Tätä kautta myös aloille, joiden merkitys suomalaisessa järjestelmässä jää todennäköisesti vähäiseksi – esimerkiksi aurinkoenergia ja hiilidioksidin talteenotto – voi kehittyä mittavaa toimintaa Suomessa. Globaalin ilmasto-ongelman ratkaisu edellyttää tehokkaiden, myös kehittyvissä maissa käyttökelpoisten konseptien luontia.

Kaavailtuun lopputulokseen pääsy edellyttää määrätietoista panostusta ja laaja-alaista lähestymis-tapaa. Haaste on mittava, mutta tehty tarkastelu osoittaa, että ratkaisut ovat löydettävissä.

26

6 lähteet1 Energiatilasto – Vuosikirja 2010, Tilastokeskus

2 Kasvihuonekaasujen inventaario, Tilastokeskus

3 Teknologiapolut 2050 – Teknologian mahdollisuudet kasvihuonekaasupäästöjen syvien rajoitta-mistavoitteiden saavuttamiseksi Suomessa, VTT

4 Teknologiapolut 2050 – Skenaariotarkastelu kasvihuonekaasupäästöjen syvien rajoittamistavoittei-den saavuttamiseksi Suomessa, VTT

5 Energiatehokkuustoimikunnan mietintö: Ehdotus energiansäästön ja energiatehokkuuden toimen-piteiksi, Työ- ja elinkeinoministeriö

6 Sähkönsäästöpotentiaali energiatehokkailla sähkömoottorikäytöillä Suomen energiavaltaisessa teol-lisuudessa, VTT

7 Tekniikan yhteistyöryhmän julkaisut, saatavissa osoitteesta www.tek.fi/yhteistyoryhma

Edellä mainittujen kirjallisten lähteiden lisäksi raportin laatimisessa on hyödynnetty useiden asian-tuntijoiden osaamista.

27

7 CaSetTässä luvussa esitetään muutama esimerkki suomalaisesta osaamisesta, jolla pystytään vähentämään energian tuotannon ja käytön päästöjä.

aalloiSta energiaa – aW-energyn Waveroller

Suomalaisen AW-Energy Oy:n kehittämä WaveRoller -konsepti on maailman ensimmäinen voimala, joka hyödyntää meren ”pohja-aaltoja” (engl. surge) energian tuottamiseen. Veden syvyyden vähenty-essä vesipartikkelien kiertoliike aalloissa tulee elliptiseksi. Tietyllä alueella juuri ennen aallon murtu-mispistettä se on käytännössä vaakasuuntaista jatkuvaa edestakaista liikettä.

WaveRoller -yksikössä on levyjä, jotka kiinnitetään alaosastaan meren pohjaan. Veden edestakai-nen virtaus liikuttaa levyjä, joiden liike-energia muunnetaan mäntien, hydraulimoottorin ja gene-raattorin avulla sähköksi.

Yksi WaveRollerin eduista on sen skaalautuvuus. Useampia levyelementtejä voidaan kytkeä yhteen aaltoenergiapuistoksi ja tuottaa näin enemmän sähköä. Yhteen liitettävien moduulien määrällä ei ole ylärajaa. Kaikkien aaltoenergiapuiston yksiköiden tuottama sähkö kuljetetaan yhtä vedenalaista kaa-pelia pitkin rannalle. WaveRoller -konseptissa kaapelia tarvitaan vähemmän kuin off-shore -voima-loissa, mikä tuo merkittäviä säästöjä investointikustannuksissa. Myös infrastruktuuri ja teknologia ovat edullisempia.

Modulaarinen rakenne helpottaa myös huoltotöitä, kun yksittäinen yksikkö voidaan ottaa pois käytöstä huoltoa varten ilman, että tarvitsee sulkea koko aaltoenergiapuistoa.

AW-Energy on käynnistämässä Portugalin rannikolle 300 kilowatin pilottivoimalaa, joka koostuu kolmesta 100 kilowatin yksiköstä. Yksittäisen kaupallisen mittakaavan levyn on suunniteltu tuot-tavan sähköä aina 1 MW:iin asti. Levyn nimellisteho riippuu paikallisesta aaltoenergiaresurssista, ts. nimellisteho sovitetaan vuotuinen tuotanto maksimoiden. Teholuokka yksittäiselle levylle tulee olemaan välillä 300 kW – 1MW.

AW-Energyn WaveRoller -yksikkö. Lähde: AW-Energy Oy.

28

KaaSuttamalla jätteet energiaKSi, lahti energia Kyvo2

Lahti Energia Oy:n Kymijärven voimalaitokselle Lahteen on rakenteilla uusi kierrätettyä jätettä polt-toaineenaan käyttävä vastapainevoimalaitos. Loppuvuonna 2011 valmistuva ja huhtikuussa 2012 kaupalliseen käyttöön otettava seuraavan sukupolven kaasutusvoimalaitos on kansainvälisesti mer-kittävä investointi, sillä se edustaa aivan uudenlaista ympäristömyönteistä tekniikkaa ja vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä Lahdessa merkittävästi.

Lahti Energian uuden laitoksen ytimenä toimii CFB- eli kiertoleijukaasutusprosessi varustettuna kaasunjäähdytyksellä ja kaasunpuhdistuksella. Puhdistettu tuotekaasu poltetaan uudessa kaasunpolt-tokattilassa ja savukaasujen lopullinen puhdistus suoritetaan kattilan jälkeisellä letkusuotimella en-nen niiden johtamista savupiippuun.

Voimalaitos koostuu kahdesta kaasutinlinjasta, joiden yhteenlaskettu polttoaineteho on 160 MW. Laitos tuottaa sähköä 50 MW ja kaukolämpöä 90 MW. Uusi laitos rakennetaan nykyiselle Kymijär-ven voimalaitosalueelle vanhan voimalaitoksen viereen.

Uuden voimalaitoksen tekniikkaa on kehitetty Suomessa suomalaisin voimin. Jätekaasutuspro-sessin, kaasukattilan ja savukaasujen puhdistuksen oheislaitteineen sekä koko laitoksen automaa-tiojärjestelmän toimittaa Metso. Höyryturbiinin ja generaattorin toimittaa Siemens. Polttoaineen vastaanotto tulee BMH:lta, putkisto, LVI, rakennus- ja prosessisähköistys YIT:ltä.

Uudessa voimalaitoksessa käytetään noin 250 000 tonnia jätepohjaista REF-polttoainetta vuo-dessa. Päijät-Hämeessä kierrätetään jätteitä ylivoimaisesti parhaiten koko Suomessa ja siellä osataan kerätä polttokelpoinen energiajäte talteen. Muualla Suomessa luotetaan enemmän kaatopaikkoihin ja vanhanaikaiseen massapolttotekniikkaan. Lahti Energian tavalla kaasuttaa jätettä sähköntuotanto voidaan moninkertaistaa massapolttoon verrattuna.

Lahti Energia on jo nykyisellään maailman johtava jätteiden kaasuttaja. Vuodesta 1998 lähtien Ky-mijärven vanhassa voimalaitoksessa on kaasutettu puuperäisiä polttoaineita ja syntypaikkalajiteltuja jätteitä lähes 1,5 miljoona tonnia ja korvattu tällä 700 000 tonnia kivihiiltä. Uuden voimalaitoksen myötä kivihiilen käyttö Lahdessa vähenee vielä merkittävästi lisää.

Havainnekuva Kymijärven voimalaitoksesta. Lähde: Lahti Energia Oy/UKI Arkkitehdit.

29

hyBridilinja-auto, KaBuS oy

Linja-autoja valmistavan Kabus Oy:n hybridiauton perusajatuksena on jarrutusenergian talteenotto ja sen hyödyntäminen kiihdytyksissä. Perinteisissä linja-autoissa vauhtia hidastetaan hydraulisella hidastimella ja paineilmakäyttöisillä pyöräjarruilla, jotka muuttavat liike-energian lämpöenergiaksi. Hybridissä autoa voidaan hidastaa sähkömoottorin avulla, jolloin se toimii sähköä tuottavana gene-raattorina.

Sähkö varastoidaan kondensaattoreihin, jotka sopivat hyvin sähkön lyhytaikaiseen varastointiin, koska kondensaattorit kestävät nopeita latauksia ja purkauksia paremmin kuin akut. Kondensaatto-rit ovat myös akkuja kevyempiä. Kondensaattoreita käytetään kiihdytettäessä, jolloin kaikki jarru-tuksessa talteen saatu sähköenergia palautetaan auton liike-energiaksi.

Sähkömoottori avustaa kiihdytyksessä kaasua painettaessa. Sama sähkömoottori toimii generaat-torina jarrupoljinta painettaessa, jolloin kondensaattorit latautuvat. Täyteen ladatuilla kondensaat-toreilla auton saa kiihdytettyä yli 50 km/h:n nopeuteen ja ajettua seuraavalle pysäkille ja sen ohikin. Säästö syntyy kiihdytysten aikana, sillä sähkömoottoria käyttämällä dieselmoottorin kuormitus jää pysäkiltä lähdettäessä paljon vähäisemmäksi, jolloin polttoainetta tarvitaan vähemmän. Dieselmoot-tori tulee mukaan siinä vaiheessa, kun sähköenergia on käytetty loppuun.

Kabusin hybridiauto on tyypiltään rinnakkaishybridi, eli sähkömoottori ja dieselmoottori toimi-vat rinnakkain. Toinen yleinen hybridiautotyyppi on sarjahybridi, jossa dieselmoottori ei ole me-kaanisesti yhteydessä vetäviin pyöriin, vaan sitä käytetään pelkästään generaattorin pyörittämiseen. Pienehköihin kaupunkeihin rinnakkaishybridi sopii paremmin, suurkaupungeissa taas sarjahybridi tuo suuremman säästön, valinta riippuu ajonopeuksista sekä kiihdytysten ja jarrutusten määrästä. Maantieajossa hybriditekniikka ei juuri säästä polttoainetta, koska jarrutuksia on paljon vähemmän, eikä jarrutusenergiaa näin ollen saada otettua talteen.

Kabusin hybridilinja-autolla on päästy noin 30 % säästöön polttoaineen kulutuksessa. Polttoai-neen kulutuksen pienentäminen vähentää myös hiilidioksidi- ja hiukkaspäästöjä.

30

insinöörien ilmasto-ohjelma 2011, osa 2

alakohtaisia tarkasteluja

32

1 johdanto

Tässä Insinöörien ilmasto-ohjelman toisessa osassa analysoidaan tarkemmin kolmea TEKin ja UIL:n alun perin vuonna 2009 julkaisemassa ilmasto-ohjelmassa esille noussutta alaa: puupohjainen bio-talous, älykkäät verkot ja kestävä yhdyskuntarakenne. Tarkastelu painottuu näiden alojen tulevai-suuden trendeihin sekä insinöörien osaamistarpeiden ja työllisyyden muutoksiin. Kaikilla aloilla tapahtuu lähivuosina globaalisti merkittävää kehittymistä, mikä muuttaa yhteiskuntaa, yritysten ansaintalogiikkaa ja työpaikkoja. Kehityksellä on merkittäviä vaikutuksia myös ilmastonmuutoksen hidastumiseen ja siihen sopeutumiseen. Tässä esitetty on näkemys todennäköiseksi arvioidusta ke-hityksestä.

Tässä osassa kuvatut tiedot ja tulokset perustuvat kattavaan katsaukseen kotimaisista selvityksistä ja taustaraporteista, TEKin ja UIL:n omiin selvityksiin ja tilastoihin, asiantuntijanäkemyksiin sekä alkuvuodesta 2011 toteutettuun tulevaisuustyöpajaan osaamistarpeiden ja työllisyyden muutosten tunnistamiseksi.

33

2 puupohjaiSen Biotalouden, älyKKäiden verKKojen ja KeStävän yhdySKuntaraKenteen ilmaStovaiKutuS

Kansainvälinen energiajärjestö (IEA) on arvioinut eri teknologioiden mahdollisuuksia CO2-päästö-jen vähentämisessä globaalisti (kuva 2.1) 1. Selvästi suurin potentiaali liittyy polttoaineiden ja sähkön käytön energiatehokkuuteen. Myös energiantuotannon tehokkuus ja polttoaineiden vaihtaminen sekä uusiutuvat energialähteet muodostavat merkittävän osan potentiaalista. Myös hiilidioksidin tal-teenottoon ja varastointiin nähdään globaalissa mittakaavassa liittyvän merkittäviä mahdollisuuksia, joskin siihen liittyy myös paljon epävarmuustekijöitä.

päästöt perusuralla 62 GT

50% päästövähennys vuoteen 2005 verrattuna

Kuva 2.1. Eri teknologioiden mahdollisuudet CO2-päästöjen vähentämisessä globaalisti. Lähde: International Energy Agency

Tässä tarkastellut alueet – puupohjainen biotalous, älykkäät verkot ja kestävä yhdyskuntarakenne – muodostavat merkittävän kasvihuonekaasupäästöjen vähennyspotentiaalin Suomessa (kuva 2.2).

Puupohjaisen biotalouden osalta selvin ja suoraviivaisin vähennyspotentiaali liittyy bioenergian käytön kasvuun. Insinöörien ilmasto-ohjelmassa bioenergian lisäyspotentiaaliksi arvioidaan 50 PJ vuoteen 2020 mennessä ja 100 PJ vuoteen 2050 mennessä. Näitä vastaava päästövähennyspotenti-aali on noin 5 Mt vuonna 2020 ja 10 Mt vuonna 2050. Näin bioenergian osuus primäärienergian kokonaiskulutuksesta olisi 21 prosenttia vuonna 2020 ja 25 prosenttia vuonna 2050. Vuonna 2007 bioenergian osuus oli 20 prosenttia. Puupohjaisen biotalouden kasvu tuo mukanaan myös mahdolli-sia hiilinieluhyötyjä, kun päästöintensiivisiä materiaaleja ja raaka-aineita korvataan puulla. Toisaalta metsäenergian käytön kasvu muuttaa myös metsien hiilitasetta. Käytettävästä teknologiasta riippuen puun energiakäyttö myös lisää pienhiukkaspäästöjä.

Älykkäiden sähköverkkojen mahdollistamaksi päästövähennyspotentiaaliksi on Suomessa arvioitu vuoteen 2020 mennessä 1,5-4 Mt CO2

2, mikä olisi Suomen kokonaispäästöistä tällä hetkellä noin 2-5 prosenttia. Älykkäät sähköverkot luovat edellytykset myös hajautetulle energiantuotannolle, joka hyödyntää paikallisia uusiutuvia energialähteitä. Kansainvälisesti älykkäiden verkkojen säästöpoten-tiaaliksi on arvioitu 5-9 prosenttia. Erityisesti kehittyvissä maissa voidaan saada merkittäviä säästöjä energian siirron hävikkiä pienentämällä.

Rakennusten energiankulutus on kansallisessa mittakaavassa merkittävää. Tällä hetkellä rakennuk-set ja rakentaminen kattavat vähän yli 40 % energian loppukäytöstä. Lisäksi liikenteessä kulutetaan lähes 20 % energiasta. Vastaavasti rakennukset ja rakentaminen aiheuttavat noin 40 % Suomen

34

kasvihuonekaasupäästöistä ja liikenne noin 20 %. ERA 17 –raportissa 3 on arvioitu rakennuskannan energiankulutuksen kehittymistä. Asuin- ja palvelurakennusten lämmitysenergiankulutusta voidaan vähentää vuoteen 2020 mennessä jopa yli 20 % ja vuoteen 2050 mennessä yli 50 %. Energiantuo-tanto perustuu lähes täysin päästöttömiin tuotantomuotoihin vuonna 2050. Tällöin myös rakenne-tun ympäristön päästöt ovat erittäin pienet.

Kuva 2.2. Tarkasteltujen alueiden merkitys CO2-päästöjen vähentämisessä Suomessa. Energian tuotannon ja käytön CO2-päästöt insinöörien ilmasto-ohjelman mukaan. Lähde: Gaia Consulting Oy

Kestävän teknologian maailmanmarkkinat ovat olleet vahvassa kasvussa. Määritelmästä ja rajauksesta riippuen markkinat ovat kasvaneet 10-30 prosenttia vuodessa. Nopeinta kasvu on ollut teollistuvissa talouksissa. Esimerkiksi uusiutuvan energian markkinat Kiinassa, Intiassa ja Brasiliassa 14-kertaistui-vat 26 miljardiin dollariin vuosina 2004 – 2007. IEA on arvioinut, että maailman energiaperäisten päästöjen puolittaminen edellyttäisi biljoonan dollarin vuosittaisia investointeja. Summa kattaa sat-saukset kestävän teknologian tutkimukseen ja kehitykseen, vähäpäästöisten tekniikoiden lisäkustan-nukset sekä yksityiset energia-alan sijoitukset. 4

Kestävän teknologian kansainvälinen kasvuarvio ja merkittävät energiansäästöä edistävät aju-rit (teknologian kehittyminen, kuluttajien arvojen muuttuminen, poliittinen ohjaus) muokkaavat yhteiskunnan tulevaisuutta poikkeuksellisen voimakkaasti. Sen seurannaisvaikutukset insinöörien osaamiseen, työllistymiseen ja työympäristöön hakevat vertaistaan historiasta. Siksi kestävän tekno-logian aiheuttamiin muutoksiin on syytä paneutua erityisellä huolella.

35

3 puupohjainen BiotalouS Biotaloudessa uusiutuvia luonnonvaroja – puuta ja muuta biomassaa - käytetään kestävästi ja mo-nipuolisesti tuotteiden valmistukseen ja palveluiden tuottamiseen. Biomassojen kuidut ja muut ai-nesosat korvaavat uusiutumattomia luonnonvaroja ja biomassoille löytyy mahdollisesti myös uusia käyttökohteita. Myös luonnonvarojen aineettomiin arvoihin perustuvat palvelut ja liiketoiminta ovat osa biotaloutta.

Tässä tarkastelussa keskitytään metsävarojen hyödyntämisen mahdollisuuksiin (kuva 3.1), sillä kasvavat ja kestävät metsävarat ovat Suomen biotalouden ydin ja strateginen kilpailutekijä. Tulevai-suuden biotaloudessa metsävaroja käytetään entistä monipuolisemmin. Metsävarat toimivat monen-laisten arvokkaiden innovaatioiden lähteenä, ja niiden käyttö tarjoaa parhaimmillaan monipuolisia hyötyjä yhteiskunnalle.

Kuva 3.1. Metsävarojen hyödyntämisen mahdollisuudet. Lähde: Gaia Consulting Oy

3.1 merKityS ilmaStonmuutoKSen näKöKulmaSta

Korvaamalla uusiutumattomia raaka-aineita ja energianlähteitä uusiutuvilla luonnonvaroilla voidaan merkittävästi vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja hidastaa ilmastonmuutosta. Suomessa uusiutu-valla energialla katetaan 28,5 prosenttia loppukulutuksesta, mikä on teollisen maailman korkeimpia osuuksia. Tästä suurin osa (2/3) on puuperäistä energiaa, jota saadaan metsäteollisuuden prosessien sivutuotteista ja tähteistä sekä hakkuutähteistä, oksista ja kannoista. Tulevaisuudessa energiapuun tarve kasvaa, mikä vaatii investointeja infrastruktuuriin ja korjuuteknologian kehittämiseen sekä metsänhoitotoimenpiteistä huolehtimista pitkäjänteisesti. Puun teollisesta jalostamisesta voidaan kuitenkin saada moninkertainen kansantaloudellinen ja ilmastopoliittinen hyöty verrattuna puun polttamiseen.

Biotalouden kasvaessa metsien käyttöpaine ja kilpailu puusta kasvaa. Puun käytön määrä ja sen muutokset aiheuttavat muutoksia myös metsäekosysteemiin ja sen hiilitasapainoon. Esimerkiksi metsäenergian käytön ympäristövaikutuksiin liittyy vielä paljon epävarmuuksia.

Myös liikenteen biopolttoaineiden kehityksessä seuraavan sukupolven polttoaineisiin kohdistuvat odotukset ovat suuret. Ensimmäisen sukupolven liikenteen biopolttoaineiden osalta on kyseenalais-

36

tettu ruuaksi kelpaavien biomassojen käyttö raaka-aineena. Toisen ja sitä seuraavien sukupolvien biopolttoaineissa raaka-aineina käytetään muun muassa jätteitä, jolloin polttoainetuotanto ei enää kilpaile elintarviketuotannon kanssa.

Kasvavat metsät ja pitkäikäiset puutuotteet toimivat myös tehokkaana hiilinieluna - tosin eri-tyisesti metsämaaperän kasvihuonekaasupäästötaseen laskentaan liittyy vielä paljon epävarmuuksia. Esimerkiksi puinen omakotitalo varastoi hiiltä noin 30 tonnia, joka vastaa perheen kymmenen vuo-den autoilun tai 10 etelänloman päästöjä. Myös puisten rakennustuotteiden valmistus ja kuljetus tuottavat hyvin vähän hiilidioksidia muihin rakennusmateriaaleihin verrattuna.

3.2 Suomen nyKytilanteen KuvauS

Biotalouteen ja metsävaroihin liittyvä osaaminen ja liiketoiminta on Suomessa mittavaa. Suomen metsäklusteri on kansainvälisesti tunnettu puun ja biomassan hyödyntäjä sekä teknologia- ja kemi-kaalitoimittaja. Puun ja muun biomassan energiakäytössä Suomi on EU:n johtava maa. Puuperäisen biotalouden tämänhetkinen jalostusarvopyramidi on esitetty kuvassa 3.2.

Suomen metsävarat lisääntyvät jatkuvasti käytön ollessa vuotuista kasvua pienempi ja biomassava-rat kokonaisuudessaan kuuluvat Euroopan suurimpiin. Kestävän kasvun paineissa uusiutuvista luon-nonvaroista on tulossa strateginen menestystekijä, ja Suomen merkitys uusiutuvien luonnonvarojen haltijana ja hyödyntäjänä voi kasvaa. Suomessa on panostettu biotalouteen, erityisesti metsävaroihin ja niiden käyttöön liittyvään tutkimukseen ja innovaatioihin muun muassa strategisen huippuosaa-misen keskittymissä kuten Metsäklusteri Oy:ssä. Suomen teollinen tausta, puun ja veden käsittelyn osaaminen sekä vahva prosessiteollinen traditio antavat hyvät mahdollisuudet kehittyä merkittäväksi biotalouden toimijaksi.

Poliittisilla toimenpiteillä on edistetty ja edistetään erityisesti bioenergian ja biopolttoaineiden käytön kasvua. Myös puun saatavuuteen ja alan innovaatiotoiminnan vahvistamiseen on kohdis-tunut joukko julkisia toimenpiteitä, mutta ne eivät ole vaikutukseltaan tai tavoitteiltaan yhtä syste-maattisia tai konkreettisia.

Kuva 3.2. Puuperäisen biotalouden jalostusarvopyramidi. Lähde: Metsäteollisuus ry

Biotalouden ja metsävarojen hyödyntämisen mahdollisuuksien keskeiset tulevaisuuden ajurit ja epävarmuudet liittyvät maailmantalouteen, ilmastonmuutokseen, poliittisiin toimenpiteisiin sekä alan ja yritysten kehitykseen. Keskeisiä ajureita ja epävarmuuksia liittyy myös puun saatavuuteen, metsävarojen hyödyntämiseen energiana, korvaaviin tuotteisiin, innovaatioihin sekä asiakkaiden ja

37

kuluttajien tarpeisiin ja tottumuksiin. Luonnonvarojen niukkuus ja niiden lisääntyvän kysynnän myötä kasvava arvo luovat paineita hyö-

dyntää uusiutuvia luonnonvaroja entistä monipuolisemmin ja tuottavammin. Korkean arvonlisän biotalouden synnyttämiseksi ja Suomen vahvan bioprosessien osaamisen hyödyntämiseksi tarvitaan lisäarvoa tuottavaa ja vientipotentiaalia omaavaa metsävarojen hyödyntämistä sekä uusia, olemassa olevia sektori- ja toimialarajoja ylittäviä ajatus- ja toimintamalleja.

3.3 oSaamiStarpeiden ja työlliSyyden muutoKSet

3.3.1 alan KehityS ja oSaamiStarpeet

Biotalous muuttaa metsäteollisuuden, kemianteollisuuden ja energiateollisuuden välisiä rajoja ja toiminnan painopisteitä. Insinööri on puupohjaisen biotalouden keskeinen tekijä, mutta muitakin tekijöitä tarvitaan ja insinöörien työtehtävien rajat muuttuvat. Biotaloudessa Suomen vahva insi-nööriosaaminen on yhdistettävä innovatiiviseen ja asiakkaiden tarpeesta lähtevään tuoteosaamiseen, jotta suomalaisesta puusta syntyy toivottu lisäarvo. Nykyisten ja uusien tuotteiden ja palveluiden kehittämiseen ja kaupallistamiseen tarvitaan liiketoiminnan kehittäjiä, jotka löytävät asiakaspinnasta uusia kansainvälisiä liiketoimintamahdollisuuksia.

Kasvavassa biotaloudessa materiaalitieteiden ja kemian osaamisen merkitys korostuu uusien bio-polttoaineiden, biokemikaalien ja muiden biotuotteiden innovoinnin ja valmistuksen edellytyksenä. Pohjalla on oltava vahva perustieteiden kuten kemian ja fysiikan osaaminen, jolloin puun ominai-suudet saadaan parhaalla mahdollisella tavalla käyttöön.

Rakentamisen ammattilaisille tarvitaan erinomaiset valmiudet suunnitella monipuolisia raken-nuksia puusta, jotta pohja uusien rakennusratkaisujen kehittämiselle on vahva ja puurakentaminen saa kilpailukykyisen aseman rakennusmateriaalina. Metsäteollisuuden perinteisillä alueilla painopis-te siirtyy jalosteisiin, mikä vaatii puun ja kuidun muokkaamiseen ja jalostamiseen liittyvää osaamista. Biomassan käytön kasvaessa tarvitaan myös entistä vahvempaa biomassan hankinnan sekä arvoja logistiikkaketjujen hallintaa. Resurssitehokkuus ja järjestelmien kokonaisoptimointi nousevat myös entistä vahvemmin esiin.

Bioenergian ympäristöystävälliseen poltto- ja kattilatekniikkaan liittyvä osaaminen on Suomessa jo nyt erittäin vahvaa. Myös jatkossa näihin liittyvää suunnittelu- sekä kone- ja laitevalmistusosaamista tarvitaan, sillä ne muodostavat vahvan perustan viennille. ICT:n ja automaation yhdistäminen pro-sessi- ja konetekniikan osaamiseen avaa uusia polkuja.

Palveluliiketoiminnan kehitys tällä alueella ei ole yhtä voimakasta kuin muilla tarkastelluilla alu-eilla, vaikka esimerkiksi paikallinen lämpöyrittäjyys metsähakkeella tuotettavien energiapalvelujen ympärille on mahdollista.

3.3.2 muutoKSet työlliSyydeSSä

Puupohjaisen biotalouden alueelta löytyy selviä kasvualoja, joilla myös insinöörien työllisyys toden-näköisesti kasvaa. Puupohjaiseen biotalouteen liittyvät keskeiset osaamisalueet ja ennakoiva arvio suhteellisista muutoksista insinöörien kysynnässä näillä alueilla tulevaisuudessa on esitetty taulukossa 3.1. Arviot perustuvat alkuvuodesta 2011 toteutettuun työpajaan, eri tahojen julkaisemiin selvityk-siin ja asiantuntija-arvioihin. Taulukon nuolet kuvaavat arviota insinöörien kysynnän muutoksen suunnasta alla kuvatulla tavalla. Nämä arviot ovat pohjana luvun 6 arvioille insinöörien kysynnästä tulevaisuudessa.

38

Merkittävää kasvua

Kohtalaista kasvua

Ei muutosta

Kohtalaista vähenemistä

Merkittävää vähenemistä

muutokset insinöörien kysynnässä perustelut ja tarkennukset

Uudet biomateriaalit ja tuotteet • Insinöörejä tarvitaan uusien avaustenmahdollistajiksi uusille tuote-alueille ja uusiin käyttökohteisiin uusiutumattomien materiaalien korvaajaksi.

• Biojalostamo- ja muut investoinnit tuovat mahdollisuuksia• Metsä-, kemian-, ja energiateollisuuden rajat hämärtyvät

Puurakentaminen• Puurakentamisen kasvuun tarvitaan insinööriosaamista sekä suunnit-

teluun että valmistukseen• Puurakentaminen kasvaa sekä suomessa että kansainvälisesti

Bioenergia ja biopolttoaineet • Bioenergian ja biopolttoaineiden käyttöön liittyvät kansalliset ja kansainväliset tavoitteet vaativat näiden osuuden merkittävää kasvattamista

• suomalaisella laite- ja teknologiaosaamisella on kysyntää myös kansainvälisesti

Biomassan hankinta ja logistiikka • Kotimaisetn puun käytön lisäämiseksi tarvitaan lisää tekijöitä biomas-san hankintaan ja logistiikkaan, erityisesti työntekijöitä, mutta myös insinöörejä

nykymuotoinen puutuoteala • rakentamisen materiaalituottajana säilyttää asemansa insinöörien työllistäjänä

• siirtyminen lisäarvollisempiin tuotteisiin vaatii insinööriosaamista

nykymuotoinen paperiteollisuus • Painopiste siirtyy paperin ja kartongin jalosteisiin ja entistä lisäarvolli-sempiin tuotteisiin

Taulukko 3.1. Puupohjaiseen biotalouteen liittyvät keskeiset osaamisalueet ja muutokset insinöörien kysynnässä

Uusien biomateriaalien ja -tuotteiden alueella insinöörejä tarvitaan uusien avausten mahdollis-tajiksi uusille tuotealueille ja uusiin käyttökohteisiin uusiutumattomien materiaalien korvaajaksi. Biojalostamo- ja muut investoinnit luovat mahdollisuuksia uusien biomateriaalien ja -tuotteiden ke-hittämiselle ja valmistamiselle. Metsä-, kemian ja energiateollisuuden rajat hämärtyvät ja insinöörit siirtyvät sujuvasti alalta toiselle.

Puurakentamisen kasvuun tarvitaan insinööriosaamista sekä suunnitteluun että valmistukseen. Puurakentamisen vahva kasvu sekä korjaus- että uudisrakentamisessa Suomessa ja kansainvälisesti lisää alalla toimivien yritysten liiketoimintaa ja insinöörien tarvetta.

Bioenergian ja biopolttoaineiden käyttöön liittyvät kansalliset ja kansainväliset tavoitteet vaati-vat näiden osuuden merkittävää kasvattamista. Lisäksi suomalaisella laite- ja teknologiaosaamisella puhtaiden teknologioiden alueella on kysyntää myös kansainvälisesti, mikä lisää insinöörien tarvetta.

Biomassan hankintaan ja logistiikkaan tarvitaan lisää tekijöitä kotimaisen puun käytön lisäämi-seksi. Alalle tarvitaan erityisesti suorittavan tason työntekijöitä, mutta myös insinöörejä.

Nykymuotoinen puutuoteala säilyttää asemaansa rakentamisen materiaalituottajana ja insinööri-en työllistäjänä. Siirtyminen lisäarvollisiin tuotteisiin vaatii insinööriosaamista, ja tämä kasvu näkyy yllä olevassa taulukossa puurakentamisen kohdalla. Myös esimerkiksi muotoilu ja komposiittituot-teet tuovat uutta osaamisintensiivistä sisältöä ja lisäarvollisia tuotteita alalle.

39

Nykymuotoisessa paperiteollisuudessa painopiste siirtyy paperin ja kartongin jalosteisiin ja en-tistä lisäarvollisempiin tuotteisiin ja jalosteisiin. Tämä kasvu ja toiminnan painopisteen siirtyminen näkyy yllä myös uusien biomateriaalien ja -tuotteiden kohdalla.

40

4 älyKKäät verKotTeknologinen kehitys, uusiutuvan energian lisäämisen tarve, energiatehokkuuden edistäminen ja toistuva keskustelu sähkönjakelun laadusta aiheuttavat suuria muutospaineita sähköverkkotoimin-nalle. Näihin kasvaviin tarpeisiin ratkaisuksi on esitetty älykkäiden sähköverkkojen kehittämistä ja käyttöönottoa. Älykkäillä sähköverkoilla tarkoitetaan ”tulevaisuuden tarpeita tyydyttäviä sähkönja-keluverkkoja, joiden tehokkuutta, luotettavuutta ja joustavuutta on kehitetty automaatio-, tieto- ja viestintäteknologialla, ja joiden myötä kuluttajat osallistuvat nykyistä enemmän sähkömarkkinoiden toimintaan kaksisuuntaisen tiedonkulun kautta. Ne tukevat lisääntyvästi hajautetun, uusiutuvilla energianlähteillä tuotetun energian jakelua sekä uusia sähkön varastointiteknologioita.” 5

Tyypillisiä älykkäisiin sähköverkkoihin liittyviä toimintoja ovat tuotannon yhdeksi hallintakoko-naisuudeksi kokoavat virtuaalivoimalaitokset, hajautettu energian tuotanto, monipuolisten sähkön-varastointimenetelmien aktiivinen käyttö, älykkäät kotitalouslaitteet ja reaaliaikaista tietoa välittävät sähkömittarit. Teknologiaan liittyvät ongelmat eivät enää rajoita älykkäiden sähköverkkojen käyttöä merkittävästi, sillä suurin osa niiden vaatimista komponenteista ja teknologioista on jo olemassa. Suurimpina haasteina voidaan sen sijaan pitää niiden käyttöönottoon liittyviä korkeita investointi-kustannuksia, investointien kohdistamiseen liittyviä haasteita, palveluiden kehittymättömyyttä, ja asiakashyötyjen vaikeaa määrittämistä. Älykkäiden sähköverkkojen osatekijöitä Helsinkiin rakentu-valla Kalasataman alueella on esitelty kuvassa 4.1.

Kuva 4.1. Älykäs energiajärjestelmä sisältää muun muassa paikallisen uusiutuvan sähköntuotannon, kuten aurinko- ja tuulivoiman, sähköautoilua tukevan infrastruktuurin ja sähkön varastoinnin sekä kotien ja liikerakennusten energiatehokkaan kiinteistöautomaation. Kuva liittyy Helsingin Kalasataman rakentamiseen. Lähde: Helsingin Energia/Matias Teittinen

Älykkäät sähköverkot ovat osa laajempaa kansainvälistä ja kansallista energia- ja sähkömarkkinavisio-ta. Euroopan komission mukaan älykkäämpien sähköverkkojen käyttö on välttämätöntä esimerkiksi EU:n 2020 tavoitteiden saavuttamiseksi. Suomelle Euroopan komissio asetti 2020-ohjelmassaan 38 prosentin uusiutuvan energian tavoitteen, mikä tarkoittaa uusiutuvan sähköntuotannon ja erityisesti tuulivoiman rajua lisäämistä. Tämä osaltaan kannustaa älykkäämpien sähköverkkojen rakentami-seen. Suomessa Energiamarkkinavirasto on laatinut sähköverkkotoiminnan kehittämiselle vuoteen 2020 saakka tiekartan, jossa älykkäät sähköverkot ovat tärkeässä osassa.

älyverkon osatekijöitäHajautettu tuotanto jakeluverkoissa

Ohjattavat tai ohjautuvat kuormat

Sähköautojen ohjattu lataus

Jakeluverkon hallinta aktiiviset asiakaskuormat huomioiden

Pientuotantoasiakasverkoissa

41


Älykkäät sähköverkot voivat pienentää hiilidioksidipäästöjä merkittävästi lisäämällä sähköverkon te-hokkuutta, kehittämällä sähkömarkkinoiden toimintaa, pienentämällä sähkön kulutusta erityisesti kulutushuippujen aikana ja mahdollistamalla uusiutuvan ja hajautetun energiantuotannon laajamit-taisen hyödyntämisen. Suomessa älykkäiden sähköverkkojen on arveltu mahdollistavan hiilidioksidi-päästöjä vähentämisen noin 2-5 % vuoteen 2020 mennessä 2. Älykäs sähköverkko on myös edellytys liikenteen sähköistämiselle, millä on pitkällä tähtäimellä tärkeä rooli ilmastonmuutoksen hillitsemi-sessä. Älykkäiden sähköverkkojen tärkeimmät vaikutusmekanismit ilmastonmuutokseen on esitetty kuvassa 4.2.

Sähköverkkojen kehittämisen osalta suoria säästöjä syntyy, kun uudet materiaalit vähentävät ener-gian siirron hävikkiä etenkin pidemmillä siirtomatkoilla ja kehittynyt verkonhallinta parantaa ver-kon kysynnän ja tarjonnan tasapainottamista ja tätä kautta verkon luotettavuutta ja tehokkuutta. Älykkäämmän sähköverkon avulla voidaan tehostaa kuluttajien ja yritysten energiankäyttöä raken-nusten ja tuotantolaitosten energian käyttöä optimoimalla.

Kuva 4.2. Älykkäiden sähköverkkojen keskeiset suorat ja epäsuorat vaikutusmekanismit ilmastonmuutokseen. Lähde: Gaia Consulting Oy

Sähkömarkkinoiden toiminnan parantamisessa etäluettavat reaaliaikaiset mittarit ovat keskeisessä roolissa, sillä ne luovat edellytykset markkinaperusteiselle kysyntäjoustolle ja hajautetulle käyttö-paikkakohtaiselle tuotannolle. Reaaliaikaisen energiankulutustiedon on tarkoitus aktivoida asiakasta seuraamaan omaa kulutustaan ja vähentämään sitä. Vaihtuvalla hinnalla saadaan ohjattua kulutusta pois korkeimmista kulutuspiikeistä ja hyödyntämällä lisäksi monipuolisesti sähkön varastointimah-dollisuuksia tarvitaan aiempaa vähemmän usein fossiilisiin polttoaineisiin nojautuvaa sähköntuotan-non varakapasiteettia.

Älykkäät verkot mahdollistavat sekä laajamittaisen teollisen uusiutuvan energian tuotannon että kotitaloustason tuotannon. Hajautetussa tuotannossa sähkö voidaan tuottaa lähempänä kulutuspis-tettä, jolloin siirron aiheuttama häviö on pienempi. Lisäksi hajautetun tuotannon lisääminen voi parantaa sähkönjakelun laatua ja luotettavuutta.

42


Suomella on pitkä kokemus tehokkaiden sähköverkkojen rakentamisesta ja kehittämisestä. Myös suomalainen asiantuntemus ICT-, sähkö- ja elektroniikkasektoreilla parantavat maamme kilpai-lukykyä erityisesti älykkäiden sähköverkkojen hallinnassa ja operoinnissa. Suomessa verkkotekno-logiaa on tutkittu paljon ja kaikki Suomen teknilliset yliopistot ovat olleet mukana laajemmissa tutkimushankkeissa. Maamme vilkasta yritystoimintaa älykkäiden sähköverkkojen parissa pyritään kehittämään edelleen Cleen Oy:n käynnistämällä ”Älykkäät sähköverkot ja energiamarkkinat” -tut-kimusohjelmalla. EU:n Smart Grids -teknologiayhteisön strategisessa tutkimusagendassa esitettyihin lukuihin perustuvien arvioiden mukaan EU:n jäsenmaat joutuvat investoimaan jopa 300 miljardia euroa jakeluverkkoinfrastruktuuriin tulevan 30 vuoden aikana, joten Suomen osaamiselle voisi olla myös kansainvälistä kysyntää.

Ajankohta älykkäisiin sähköverkkoihin investoimiselle on Suomessa erinomainen, sillä maamme pääosin 1960 – 1980 luvuilla rakennetut jakelu- ja siirtoverkot ovat joka tapauksessa tulossa perus-parannus- ja korvausikään. Älykkäämpien sähköverkkojen kehittämiseen kannustaa myös valtioneu-voston 2009 antama asetus, jonka mukaan vähintään 80 % pienkuluttajien mittauskohteista täytyy olla etäluettavien tuntimittausten piirissä vuoden 2013 loppuun mennessä. Merkittäviä investointeja tehdään myös taloverkkojen tekniikan uusimisiin sekä verkostotekniikan automaatioon. Uusilla sää-döksillä pyritään lisäksi edistämään esimerkiksi sähkönmittaustoimintoja ja energiatehokkuuspalve-luita. Investointien lisääntyessä osaavasta henkilöstöstä on arvioitu sähköverkkotoiminnassa olevan tulevina vuosikymmeninä pysyvä pula, mikä koskee rakennustehtävien lisäksi myös suunnittelu- ja tuotekehitystehtävissä työskenteleviä henkilöitä.

Sähköverkkoihin liittyvä liiketoiminta on luonnollista monopolitoimintaa, sillä kilpailevien säh-köverkkojen ylläpitäminen ei ole yhteiskunnalle kannattavaa. Monopoliaseman vuoksi viranomaiset säätelevät sähköverkkoliiketoimintaa. Aiemmin sääntely on keskittynyt hinta- ja kustannusjärjestel-miin, mutta nykyisin niiden rinnalle nousseita arvoja ovat saatavuuden turvaaminen, laatu ja luotet-tavuus. Älykkäiden sähköverkkojen kehitykselle ominainen piirre on erityisesti eurooppalaisen sään-telyn ja ohjauksen nopea lisääntyminen, johon myös Suomessa laadittava sääntely ja ohjaus pitkälti perustuvat. Älykkäiden sähköverkkojen tärkeimpiä EU-tason ja kansallisen tason muutosajureita on esitetty kuvassa 4.3.

Älykkäiden sähköverkkojen kehitykseen ja Suomen mahdollisuuksiin menestyä tiukasti kilpaillulla teollisuuden alalla liittyy useita epävarmuustekijöitä. Yhtäältä maailmantaloudessa tapahtuvat muu-tokset kuten EU:n talouskriisi ja toisaalta riittävän taloudellisen tuen järjestyminen pääomaintensii-viselle riskialttiille sektorille ja luonnollisena monopolina toimineen sähköverkkoalan kehittyminen kilpailukykyiseksi uusien teknologioiden soveltajaksi asettavat älykkäille sähköverkoille haasteita ja luovat epävarmuutta.

43

Kuva 4.3. Älykkäiden sähköverkkojen kehitykseen vaikuttavia kansainvälisiä ja kansallisia voimia. Lähde: Gaia Consulting Oy


Tässä luvussa esitellään ensin lyhyesti visio tulevaisuuden älykkäistä sähköverkoista, niiden ominai-suuksista ja niihin liittyvistä keskeisistä sovelluksista. Tämän pohjalta osaamisalueet jaetaan edelleen tarkemmiksi osaamistarpeiksi. Koska useimmat älykkäiden sähköverkkojen vaatimat teknologiat ovat jo olemassa, voidaan melko luotettavasti nostaa esiin keskeiset kasvavat osaamistarpeet näiden yleistyessä. Tarkempien lukuarvojen esittäminen ei kuitenkaan ole kehityksen tässä vaiheessa mah-dollista.

4.3.1 alan KehityS ja oSaamiStarpeet

Keskeinen älykkäisiin sähköverkkoihin liittyvä ilmiö on sähkönmyynnin ja sähköverkkotoiminnan virtualisointi. Tämä viitaa siihen, että kaikki tieto sähkön kulutuksesta ja tuotannosta eri pisteissä tuodaan tarjolle reaaliaikaisesti ja asiakkaat voivat valita keneltä ja milloin he sähkönsä ostavat esi-merkiksi Internetin välityksellä. Virtualisoinnissa keskeisiä tulevaisuuden toimijoita ovat virtuaalivoi-malat, jotka kokoavat monissa tuotantopisteissä tuotetun sähkön, paketoivat sen ja myyvät edelleen räätälöityinä tuotteina asiakkaille toimien näin vähittäiskauppiaina eri sähköntuotantoyksiköiden ja kuluttajien välillä. Samalla kotitaloustason energiantuotannon lisääntyminen, energian kehitty-vät varastointimahdollisuudet ja kulutuksen tehostaminen muun muassa älykkäiden kodinkonei-den avulla auttavat asiakasta vaikuttamaan aiempaa huomattavasti enemmän sähkönkulutukseensa. Virtuaalinen reaaliaikainen sähkökauppa yhdistettynä asiakkaiden kehittyviin kulutuksenhallinta-mahdollisuuksiin avaa mahdollisuuksia lukuisille uusille innovatiivisille tuotteille ja liiketoiminta-mahdollisuuksille. Sähköverkkoihin liittyvän regulaation keventäminen on edellytys kehittyneelle virtuaaliselle sähkömarkkinatoiminnalle ja asiakkaan vaikutusmahdollisuuksien kasvattamiselle.

44

Hajautetun ja kotitaloustason energiantuotannon merkitys kasvanee huomattavasti lähivuosikym-meninä. Tällaisia tuotantoyksiköitä voivat olla Suomessa tuuli- ja aurinkoenergian lisäksi esimerkiksi laajemmin maatiloilla käyttöön otettavat bioenergia ja CHP-järjestelmät sekä puuhakkeen kasvava käyttö piensähköntuotannossa. Sähkön hinnan kallistuessa ja teknologioiden kehittyessä pyritään kehittämään myös uudenlaisia sähköntuotantomenetelmiä.

Jatkossa kotitaloudet voivat paitsi ostaa sähköä verkosta myös myydä sähköä verkkoon oman tuo-tannon ylittäessä kulutuksen tai vain vaihtaakseen omaa uusiutuvaa sähköntuotantoa halvempaan fossiilisilla polttoaineilla tuotettuun sähköön. Olennaista on, että sähkön kulutusta seuraavat mitta-rit ovat heti sellaisia, että ne mahdollistavat myös kotitalouksien tuottaman energian mittaamisen. Näin teknologisilla ratkaisuilla ei suljeta tulevaisuuden mahdollisuuksia.

Toinen kotitalouksiin voimakkaasti vaikuttava muutos on älykkäiden kotitalouslaitteiden ja ener-gian kulutusta säästävän taloautomaation lisääntyminen. Tyypillisiä esimerkkejä älykkäistä kodinko-neista ovat kylmälaitteet, jotka optimoivat sähkönkulutustaan hinnan mukaan eli käyttävät sähköä enemmän silloin, kun se on halvempaa. Sähkönkulutuksen, lämmityksen ja ilmastoinnin yhdis-tetty hallinta-automaatio, joka huomioi lisäksi sähkön ja lämmön reaaliaikaiset hinnat ja optimoi kulutuksen hinnan ja kulutustietojen perusteella, on jonain päivänä todennäköisesti osa jokaista nykyaikaista kotia. Näiden niin sanottujen älytalojen hallintaan liittyy myös monipuolisia ICT- ja mobiilisovelluksia, jotka mahdollistavat kodin sähkön kulutuksen hallinnan mistä vain ja milloin vain. Esimerkiksi päälle unohtuneen hellan tai valot voi kytkeä pois matkapuhelimen avulla. Älytalot tulevat lisääntymään älykkäiden mittareiden ja reaaliaikaisen sähkön hinnoittelun myötä etenkin uu-disrakentamisessa mutta taloteknisten ratkaisuiden kehittyminen heijastuu enenevässä määrin myös vanhan rakennuskannan korjaamisen suunnitteluun ja toteutukseen.

Energian varastoinnin rooli kasvaa merkittävästi, kun monipuolisia ja hinnaltaan kilpailukykyi-siä energianvarastointiratkaisuja tulee markkinoille. Varastoinnin hyötysuhteiden parantuessa ja sähköautojen lisääntyessä energian varastointi tulee kannattavaksi sekä laajassa että kotitaloustason mittakaavassa. Uusien sovellusten suosio ajaa akkuteknologian ja muiden autoihin ja elektronisiin laitteisiin soveltuvien sähkönvarastointimuotojen kehittämistä eteenpäin.

Tulevaisuuden vision lähtökohtana on määrätietoinen tutkimustyö ja investoinnit sähköverkon hallinnan ja optimoinnin sekä tiedonhallinnan ja tietoon liittyvien turvallisuusjärjestelmien saralla. Verkon kehittäminen palvelemaan sähkönsiirtoa paitsi tuotantoyksiköistä asiakkaalle myös asiak-kaalta asiakkaalle edellyttää kehittyneitä älykkäitä mittareita ja massiivisia tiedonkeräys-, tiedonhal-linta- ja tiedonhyödyntämisjärjestelmiä. Tuotannon ja kulutuksen tasaaminen ja optimointi on huo-mattavasti monimutkaisempaa, kun tuotanto on hajautettu lukuisiin tuotantoyksiköihin ja kasvava osa tuotannosta katetaan joustamattomalla uusiutuvalla tuotannolla. Älykkäisiin sähkömittareihin liittyvät tietoturvariskit on tiedostettu laajasti ja niiden huomioiminen edellyttää hienostuneen tie-toturvajärjestelmän rakentamista.

Muita kehitysalueita ovat jäte-energian ja hukkalämmön laajamittainen hyödyntäminen sähkön-tuotannossa sekä mahdollinen tasavirtaverkkojen lisääntyminen. Tasavirtaverkossa sähkönsiirrosta aiheutuva hävikki on huomattavasi pienempi kuin vaihtovirtaverkossa, jolloin voi tulla kannattavak-si esimerkiksi investoida tuntuvasti aurinkoenergian tuotantokapasiteettiin Afrikassa ja johtaa näin tuotettu energia Euroopan sähköverkkoon. Myös sähköverkkoihin, sähköntuotantoon ja älykkääm-piin sähkölaitteisiin liittyvät standardit ja ympäristömerkinnät lisääntyvät kasvattaen verifioinnin ja validoinnin tarvetta. Lisäksi älykkäiden sähköverkkojen parissa toimiminen edellyttää EU-tason regulaatioiden ja standardien tuntemista.

4.3.2 muutoKSet työlliSyydeSSä

Suomella on mahdollisuus toimia edelläkävijänä älykkäiden sähköverkkojen käyttöönotossa ja kil-pailla tasavertaisesti laitteiden, ohjelmistojen ja järjestelmien valmistamisessa ja toimittamisessa eri-tyisesti ICT-sovelluksissa. Mikäli Suomi ei säilytä asemaansa edelläkävijämarkkinana, ei Suomeen myöskään tule syntymään merkittävästi tuotekehityksen työpaikkoja.

Kenties tärkein älykkäämpien sähköverkkojen myötä kasvava osaamistarve liittyy ICT-sovelluksiin. Älykkäiden mittareiden lähettämän valtavan tietomäärän reaaliaikainen käsitteleminen ja sähköverk-kojen hallinnan tukeminen vaativat uusia ICT-järjestelmiä ja kykyä kerätä, hallita ja hyödyntää val-

45

tavia tietomassoja nopeasti. Lisäksi ICT-osaamista tarvitaan muun muassa älykkäisiin taloihin ja kodinkoneisiin liittyvien hallintajärjestelmien toteuttamiseen. Erityisiä kasvavia ICT-osaamisalueita ovat tietojenkäsittely, tietoliikenne, tietojärjestelmät ja mobiiliteknologiat.

Monimutkaistuva energiantuotanto ja kulutus yhdessä lisääntyvän uusiutuvan energian tuotan-non kanssa kasvattavat voimakkaasti sähköverkon hallintaan ja optimointiin liittyvää osaamistarvet-ta. Tuotannon ja kulutuksen tasapainottaminen on jatkuvasti haastavampaa ja lisää järjestelmähal-lintaan ja -suunnitteluun sekä optimointiin erikoistuneiden insinöörien kysyntää. Samalla virtuaali-voimaloiden ja vastaavien sähkönhallintayksiköiden rakentaminen lisää erityisesti sähköelektroniik-kaosaamisen kysyntää.

Älykkäisiin sähköverkkoihin liittyvät keskeiset osaamisalueet ja ennakoiva arvio suhteellisista muutoksista insinöörien kysynnässä näillä alueilla tulevaisuudessa on esitetty taulukossa 4.1.


sähköverkkojen hallinta• Uusiutuvan ja hajautetun energian tuotannon kasvu (20-20-20)• reaaliaikainen hinnoittelu -> asiakasvaste• Verkostoautomaatio ja virtuaalivoimalat

hajautettu energiantuotanto• hajautetun energiantuotannon lisääntyminen• Uusien palvelukokonaisuuksien luominen

ICT-sovellukset• sähköverkkojen hallintaa tukemaan vaaditaan tietoliikenneverkko• nopeasti kasvava tiedonsiirto liittyen mm. älykkäisiin mittareihin• Tietoturvallisuus

sähköverkkojen rakentaminen• Kanta- ja suurjänniteverkkojen tarve todennäköisesti laskee• Mikroverkot tuskin lisääntyvät merkittävästi suomessa

Uudet asiakastuotteet ja-palvelut• Älykkäät mittarit ja kodinkoneet, sähköautot jne.• reaaliaikainen hinnoittelu – uudet markkinat

Energian varastointi• Energian varastoinnin sovellukset kuten jäähdytys- ja

lämmitysenergian varastointi• sähkön varastointi

Taulukko 4.1. Älykkäisiin sähköverkkoihin liittyviä osaamisalueita ja näihin liittyvät muutokset insinöörien kysynnässä

Tavanomainen sähköverkkojen rakentaminen on ainoa insinöörejä työllistävä alue, jossa työllisyys saattaa älykkäiden sähköverkkojen kehittämisen myötä jopa laskea. Suomessa mikroverkkojen raken-taminen tai merkittävien tasavirtaverkkojen rakentaminen ei ole todennäköisesti tarpeen. Samalla tavanomaisia suurjänniteverkkoja tarvitaan aiempaa vähemmän hajautetun energiantuotannon li-sääntyessä ja verkkomateriaalien tehostuessa.

Monimutkaistuvan energiantuotannon ja kulutuksen taustalla ovat hajautettu- ja kotitaloustason energiantuotanto ja monipuolistuva energian varastointi. Hajautettu ja kotitaloustason energian tuotanto kasvavat tuulivoiman ja muun pienemmän uusiutuvan energiantuotannon lisääntyessä. Tämä lisää osaamistarpeita sellaisilla alueilla kuin aurinko- ja tuuli, bio- ja CHP-energia. Lisäksi tulevaisuudessa saattaa nousta esiin uusia energian pientuotantoon suuntautuvia teknologioita, jotka kasvattavat vastaavan alan osaamistarpeita.

Myös energian varastointiin liittyvä osaamistarve kasvaa. Erityisiä kasvavia osaamisalueita tällä saralla ovat muun muassa sähköakkuihin ja muihin kemiallisiin sähkönvarastointimenetelmiin liit-tyvät toimet ja esimerkiksi termodynaamiset sovellukset energian varastointiin.

ICT-sovellusten ja sähköverkkojen hallinnan ohella kenties suurin kasvualue on uusien asiakas-tuotteiden ja -palveluiden kehittäminen ja tuotteistaminen sekä uusien ratkaisuiden käytettävyyden parantaminen. Älykkäät sähköverkot avaavat lukuisia uusia liiketoimintamahdollisuuksia innova-tiivisille tuotteille ja sovelluksille. Esimerkiksi uudenlaisten sähkömarkkinoiden hyödyntäminen ja monipuolisten sähkötuotteiden kehittäminen sekä älytaloratkaisut johtavat kokonaisien uusien liiketoiminta-alueiden muodostumiseen. Keskeisiä osaamisalueita ovat tällä saralla käytettävyys, automaatio, sähköelektroniikka ja mobiiliteknologia. Lisäksi tarvitaan runsaasti design osaamista, syvällistä asiakastarpeiden ymmärtämistä ja innovaatio-osaamista.

Kokonaisuudessaan älykkäillä sähköverkoilla on merkittävä positiivinen vaikutus insinöörien työl-

46

listymiseen. Erityisesti sähköelektroniikka-, ICT- ja mobiiliosaaminen sekä sähköverkkojen hallin-taan vaadittavat järjestelmähallinta ja -optimointi työllistävät kasvavia määriä insinöörejä älykkääm-pien sähköverkkojen parissa. Lisäksi hajautettuun energiantuotantoon, energian varastointiin ja var-sinaiseen uusien tuotteiden kehittämiseen liittyvä osaamistarve kasvaa. Esiin nousee todennäköisesti muitakin osaamistarpeita riippuen tulevista teknologisista innovaatioista.

47

5 KeStävä yhdySKuntaraKenneKestävällä yhdyskuntarakenteella tarkoitetaan tässä kustannustehokkaasti toteutettua turvallista, ter-veellistä, viihtyisää, toimivaa ja ympäristönäkökohdat huomioivaa rakennettua ympäristöä ja sen suunnittelua. Mukana ovat rakennukset ja niiden rakentaminen, korjausrakentaminen, lämmitys-järjestelmät, jätehuolto sekä vesi- ja viemärijärjestelmät. Yhdyskuntarakenteella on merkittävä vai-kutus liikenteeseen, mutta liikenteen päästöihin vaikuttavat myös esimerkiksi polttoaineen valinta ja sähköautojen yleistyminen. Tässä ei ole huomioitu liikennettä osana yhdyskuntarakennetta ja sen kehittämistä, mutta yhdyskuntarakenteen suunnittelu ja sen vaikutukset liikenneratkaisuihin huo-mioidaan osana kestävää yhdyskuntarakennetta.

Hajautetun energiantuotannon kannalta on oleellista, että rakennetuilla alueilla on tilaa ja mah-dollisuuksia sähkön- ja lämmöntuotantoon. Hajautetun energiantuotannon kehittymiseen vaikuttaa merkittävästi se, kuinka paljon kasvihuonekaasupäästöjä pyritään vähentämään. Toisaalta pienhiuk-kaspäästöjen rajoittaminen paikallisessa tuotannossa voi hidastaa tiettyjen energiantuotantomuo-tojen käyttöönottoa. Tarkemmin hajautettuun energiantuotantoon liittyviä ratkaisuja on kuvattu älykkäiden verkkojen yhteydessä. Kuvassa 5.1 on havainnollistettu kestävän yhdyskuntarakenteen osa-alueita.

Kuva 5.1 Kestävän yhdyskuntarakenteen osa-alueet. Lähde: Gaia Consulting Oy

Kaavoitus on keskeisessä roolissa uusien alueiden rakentamisessa ja myös vanhojen alueiden kestävän korjaus- ja täydennysrakentamisen edistämisessä. Kaavoituksessa määritetään monia seikkoja, jotka vaikuttavat liikenteen, energiantuotannon ja vesihuollon ratkaisuihin ja tätä kautta määrittävät pit-källe alueen ympäristövaikutuksia.

Yhdyskuntarakenne kehittyy asukkaiden tarpeiden ja toiveiden mukaan ja on oleellista, että kes-täviä ratkaisuja on tarjolla erilaisia asumismuotoja varten. Suomessa erityispiirteenä on myös vapaa-ajan asuntojen suuri määrä. Tässä tarkastelussa vapaa-ajan asunnot huomioidaan osana yhdyskunta-rakenteen kokonaiskehitystä.


Kestävän yhdyskuntarakenteen merkitys on suuri ilmastonmuutoksen kannalta. Rakennuksissa käy-tettävän energian ja rakentamisen aikaisten päästöjen osuus Suomen kasvihuonekaasupäästöistä on lähes 40 %. Kestävällä aluesuunnittelulla voidaan vaikuttaa huomattavasti myös liikenteen päästöi-

48

hin, jonka osuus Suomen kokonaispäästöistä on noin 20 %. Rakennusten energiankulutukseen on kiinnitetty viime vuosina paljon huomiota. Erityisesti vuo-

den 2010 rakennusmääräykset sekä pakolliset uusien rakennusten energialuokat ovat edistäneet tätä kehitystä. Vuonna 2012 tulevat voimaan uudet rakennusmääräykset, joiden tavoitteena on vähentää energiankulutusta edelleen viidenneksellä. Kun rakennusten käytönaikainen energiankulutus edel-leen pienenee kohti tasoa, jossa ne vuositasolla tuottavat saman määrän energiaa kuin ne verkosta tai polttoaineena ostavat, korostuu rakennusmateriaalien tuottamiseen ja rakentamisen aikana käytetyn energian ja aiheutettujen päästöjen osuus.


Julkisilla toimijoilla on merkittävä rooli kestävän yhdyskunnan edellytysten luomisessa Suomessa muun muassa kaavoituksen kautta. Maailmalla on jo monia esimerkkejä alueista, joiden suunnit-telussa on kiinnitetty erityistä huomiota alueen ympäristövaikutuksiin. Suomessa on tällä hetkellä suunnitteilla ensimmäisiä alueita, joissa alueen kokonaisenergiatehokkuus on tärkeä tekijä. Julkiset toimijat ovat tärkeässä asemassa myös rakennuttajina ja kiinteistönomistajina uudis- ja korjausra-kentamisen kautta sekä energiantuotannon ja jätehuollon toimijoina. Julkinen sektori voi vaikuttaa esimerkillään myös yksityisiin toimijoihin.

Suomessa on pitkään kiinnitetty huomiota rakennusten energiatehokkuuteen. Toisaalta kansain-välisestä kilpailuedusta on vain vähän näyttöjä nykyisillä kestävän rakentamisen osa-alueilla. Kuten yleisesti rakennusalalla, ovat toimijat usein erikoistuneita tiettyihin tuotteisiin ja tuotantoketjut ovat hajaantuneita. Alueellisista ratkaisuista kaukolämmön ja sähkön yhteistuotanto on Suomessa erittäin tehokasta.

Puurakentaminen on Suomessa vauhdittumassa. Puurakentaminen tukee myös kehitystä, jossa rakennusmateriaalien ja rakentamisen aikaisiin päästöihin kiinnitetään enemmän huomiota.


Kestävään yhdyskuntarakenteeseen liittyvät keskeiset osaamisalueet ja ennakoiva arvio suhteellisista muutoksista insinöörien kysynnässä näillä alueilla tulevaisuudessa on esitetty taulukossa 5.1. Arviot perustuvat alkuvuodesta 2011 toteutettuun työpajaan, eri tahojen julkaisemiin selvityksiin ja asian-tuntija-arvioihin. Taulukon nuolet kuvaavat arviota insinöörien kysynnän muutoksen suunnasta merkittävästä kasvusta merkittävään vähenemiseen. Tarkempi kuvaus nuolien merkityksestä löytyy luvusta 3. Arviot ovat pohjana luvun 6 arvioille insinöörien kysynnästä tulevaisuudessa.

Arvioitaessa eri osa-alueiden merkitystä tulevan kehityksen kannalta, nousee esiin kolme merkit-tävää teemaa:

• Systeemin kokonaisympäristövaikutusten arviointi ja niistä viestiminen• Kaavoitusprosessin kehittäminen ympäristönäkökohdat laajasti huomioivaksi• Innovatiivisuuden tukeminen kaavoituksessa ja pilottirakentamisen mahdollistaminen


Energiatehokas korjausrakentaminen• Korjausrakennustarve seuraavina vuosikymmeninä kasvava• Energiatehokkuusvaatimukset merkittävien remonttien yhtey-

dessä

Energiatehokas uudisrakentaminen

suunnittelu• Kiristyvät määräykset rakennusten energiatehokkuudelle• Laadun ja kestävyyden kehittyminen• Uusien teknologioiden kuten esim. talotekniikan kehitys ja hallinta

rakennusteollisuus• Puurakentamisen tuotteiden kehitys• Energiatehokkaat ja kierrätettävät rakennusmateriaalit

projektitoteutus• Toimitusketjujen ja rakennusprojektien laadunhallinta• Uusien tuotantoteknologioiden kuten esim. robotiikan kehitys ja

hyödyntäminen

49

hajautettu energiantuotanto• Tavoite: ”lähes nollaenergiatalo” -> uusiutuvien energianlähteiden

huomiointi rakennuksissa ja alueiden suunnittelussa• alueellisten lämmitysratkaisujen kehitys

Liikennesuunnittelu ja aluesuunnittelu• Energiatehokas liikkuminen kaupunki- ja maaseutualueilla• Palvelut ja alueiden viihtyvyys• Poikkisektoraalisen osaamisen ja kaavoituksen merkitys korostuu

Vesi- ja jätehuoltojärjestelmät• Lämmon talteenotto• alueelliset jätehuoltoratkaisut

Palvelut• Uudistuvat huollon ja kunnossapidon vaatimukset• Kaupungeissa ja maaseudulla erilaiset palvelujärjestelmät

Taulukko 5.1. Kestävään yhdyskuntarakenteeseen liittyviä osaamisalueita ja näihin liittyvät arviot insinöörien kysynnän muutokselle

Systeemin kokonaisympäristövaikutusten arviointi on tärkeä perusta kaikelle lainsäädäntö- ja suun-nittelutyölle. Elinkaariarviointien avulla saadaan tietoa esimerkiksi vaihtoehtoisten alue- ja liikenne-ratkaisujen tai rakentamistapojen ja materiaalivaihtoehtojen ympäristövaikutuksista. Insinööriosaa-mista tarvitaan näiden arviointien tekemiseen ja toisaalta niistä viestimiseen päättäjille ja asukkaille. Esimerkiksi lainsäädännön muutosten vaikutuksia olisi mahdollista arvioida simuloinnin avulla ja saada näin näkyviin muutosten kokonaisvaikutukset ympäristön kannalta.

Kaavoitusprosessia voitaisiin kehittää siten, että kehitettäisiin uusi normisto kaavoituksen laadun arvioimiseksi. Normistossa voitaisiin jollain tavalla velvoittaa esimerkiksi seuraavien seikkojen huo-mioiminen kaavassa:

• Alueelliset lämmitysratkaisut• Maalämpövaraukset alueella• Ilmastonmuutokseen sopeutuminen, esimerkiksi rankkasateiden aiheuttamat tulvat• Pienilmaston huomiointi rakennusten ja pientuulivoiman kannalta• Ympäristön viihtyisyys• Asukkaiden osallistuminen suunnitteluun• Pienyhteisöjen ja palveluiden tukeminen

Kaavoituksen normiston suunnittelussa sekä toisaalta kaavoitusprosessin aikana sen laadun arvioin-nissa on tarvetta insinööriosaamiselle.

Nykyään kaavoitusprosessin jäykkyys on usein esteenä innovatiiviselle rakentamiselle. Toisaal-ta myös tiukat rakentamismääräykset vaikeuttavat huomattavasti uusien ratkaisujen kehittämistä ja testaamista rakentamisessa. Kaavoitusta voitaisiin muuttaa siten, että määriteltäisiin vain tietyn alueen rajapinnat esimerkiksi sähkö-, lämmitys- ja vesihuoltojärjestelmiin. Rakentamismääräyksissä voitaisiin erikseen sallia tutkimus- ja kehitystoimintaan kuuluvien pilottirakennusten poikkeaminen nykyisistä määräyksistä, jolloin edistyksellisten rakentamistapojen testaaminen olisi mahdollista lain-säädäntöä muuttamatta.

Energiatehokkaan korjausrakentamisen arvioidaan työllistävän tulevaisuudessa jonkin verran enemmän insinöörejä kuin nykyään. Korjausrakentamisella voidaan saavuttaa merkittäviä vähen-nyksiä kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisessä, mutta toistaiseksi ei ole tietoa siitä, miten korjaus-rakentamisen energiatehokkuutta säädellään jatkossa. Insinööriosaamista tarvitaan sekä korjauspro-jektien suunnittelussa ja toteuttamisessa että uusien tehokkaampien toimintatapojen kehittämisessä. Myös rakennusten energiaselvitysten tekeminen, energiatodistusten laatiminen ja niiden käytön laa-jeneminen vaikuttavat insinöörien työllisyyteen tulevaisuudessa.

Uusien rakennusten suunnittelun, rakennusteollisuuden ja rakentamisprojektien toteutuk-sen arvioidaan tulevaisuudessa työllistävän insinöörejä merkittävästi enemmän. Kiristyvät rakenta-mismääräykset ja samalla kehitettävä rakentamisen laadun hallinta vaikuttavat rakennusten suun-nitteluun. Uusia teknologioita ja taloteknisiä ratkaisuja kehitetään jatkuvasti, mikä on huomioitava myös rakennusten suunnittelussa.

Rakennusteollisuudessa insinööriosaamista vaatii uusien rakennusmateriaalien kehittäminen ja materiaalien kierrätettävyyden lisääminen. Tiettyjen rakennusmateriaalien käyttö vähenee esimerkik-

50

si niiden energiaintensiivisen tuotantoprosessin takia. Rakentamisprojektien toteutuksessa tarvitaan lisää insinööriosaamista esimerkiksi projektien energiatehokkuussuunnittelussa ja laadunhallinnassa. Energiatehokkaiden rakennusten rakentamisessa on laadunhallinta aiempaa merkittävämmässä ase-massa, sillä siihen liittyy rakennusfysiikan uudenlaista hallintaa ja esimerkiksi uusien materiaalien käyttöä. Lisäksi rakentamisen tarpeisiin voidaan kehittää tiettyjä tuotantoteknologioita, esimerkiksi robotiikkaa. Vaikka kehitystyötä ei tehtäisi Suomessa, voidaan suomalaista insinööriosaamista tarvita uusien tuotantoteknologioiden hyödyntämiseen rakentamisessa.

Hajautetun energiantuotannon arvioidaan tulevaisuudessa työllistävän insinöörejä jonkin ver-ran enemmän. Rakennusten energiatehokkuus¬direktiivin (2010/31/EU) mukaan on vuoden 2020 loppuun mennessä uudisrakennusten oltava ”lähes nollaenergiarakennuksia”. Käytännössä tämä tar-koittaa, että Suomessa on rakennuksiin asennettava uusiutuviin energialähteisiin perustuvaa paikal-lista tuotantoa. Insinööriosaamista tarvitaan kestävän yhdyskuntarakenteen osalta näiden ratkaisujen integroinnissa rakennuksiin. Lisäksi rakennetuilla alueilla voi olla tarvetta alueellisten lämmitysrat-kaisujen suunnitteluun.

Liikenne- ja aluesuunnittelun arvioidaan työllistävän insinöörejä tulevaisuudessa jonkin verran nykyistä enemmän. Suunnittelussa on huomioitava kaupunki- ja maaseutualueiden erilaiset vaa-timukset energiatehokkaalle liikkumiselle. Yleisesti liikkumistarpeen vähentämiseksi on suunnitte-lussa kiinnitettävä erityistä huomioita paikallisiin palveluihin ja alueiden viihtyisyyteen. Alueiden suunnittelulle asetetaan tätä kautta aiempaa monipuolisempia vaatimuksia ja insinöörien osaamisen tulee olla laaja-alaisempaa.

Vesi- ja jätehuoltojärjestelmien suunnittelussa arvioidaan insinöörien työllisyyden säilyvän en-tisellään tai kasvavan vain hieman. Vesihuoltojärjestelmiin voidaan kestävän yhdyskuntarakenteen kehittyessä ottaa käyttöön esimerkiksi lämmön talteenotto jätevesistä tai sadevesiä voidaan alkaa käyttää tehokkaammin hyväksi. Jätehuollossa korostuu materiaalivirtojen hallinta ja mahdollisuus kehittää alueellisia jätehuoltoratkaisuja.

Kestävään yhdyskuntarakenteeseen liittyvissä palveluissa arvioidaan insinöörien työllisyyden kasvavan jonkin verran. Esimerkiksi asukkaiden energiankulutuksen seurantaan ja energiatehokkuu-den parantamiseen voidaan kehittää uusia palveluita. Lisäksi uusien rakennusten huollon ja kun-nossapidon vaatimukset kehittyvät ja niitä varten voidaan kehittää uusia palveluita. Yleisesti kestävä yhdyskuntarakenne tarkoittaa kaupungissa keskitettyjä palveluita ja maaseudulla palveluiden kehit-tämistä paikallisilla ehdoilla. Erityisesti uudet palvelut ja uusien palvelukonseptien kehittäminen esimerkiksi rakennusten huoltoon ja kunnossapitoon tai asukkaiden energiatehokkuuden paranta-miseen voivat työllistää insinöörejä tulevaisuudessa.

51

6 inSinöörien KySyntä nyt ja tulevaiSuudeSSa puupohjaiSen Biotalouden, älyKKäiden verKKojen ja KeStävän yhdySKuntaraKenteen alueilla

Tässä luvussa esitetyt arviot perustuvat TEKin ja UIL:n omiin tietoihin jäsentensä työnantajista ja niiden toimialasta. Jäsenkuntaa koskevat jakaumat on yleistetty koskemaan koko ammattikuntaa. Eri aloja on tarkasteltu yksityiskohtaisemmin luvuissa 3-5, joiden taulukot keskeisistä osaamisalueis-ta ja arviot insinöörien kysynnän muutosten suunnasta näillä osaamisalueilla muodostavat pohjan tämän luvun arvioille insinöörien kysynnästä tulevaisuudessa. Esitetyt arviot ovat suuntaa-antavia ja perustuvat tällä hetkellä näkyvissä olevaan tulevaisuuteen. Arvioiden osalta on huomioitava, että kysynnän muutosten nopeus ja ajoitus voi kuitenkin vaihdella voimakkaasti, ja niihin vaikuttavat merkittävästi muun muassa alojen rajaukset tulevaisuudessa, uudet teknologiset innovaatiot, alan yritysten kansainvälinen menestys ja kasvu sekä poliittiset linjaukset.

6.1 diplomi-inSinöörit ja arKKitehdit

Tällä hetkellä noin yhdeksän prosenttia diplomi-insinööreistä ja arkkitehdeistä työskentelee puu-pohjaiseen biotalouteen, noin prosentti älykkäisiin verkkoihin ja 20 prosenttia kestävään yhdys-kuntarakenteen liittyvissä tehtävissä (kuva 6.1). Kaikkiaan työelämässä olevia diplomi-insinöörejä ja arkkitehtejä oli Suomessa vuoden 2010 lopussa noin 63 000.

Kuva 6.1. Tarkastelluilla alueilla työskentelevien diplomi-insinöörien ja arkkitehtien osuus kaikista diplomi-insinööreistä ja arkkitehdeistä vuoden 2010 lopussa

Arvio puupohjaisen biotalouden, älykkäiden verkkojen ja kestävän yhdyskuntarakenteen alueilla täl-lä hetkellä työskentelevistä diplomi-insinööreistä ja arkkitehdeistä sekä tulevaisuuden tarpeesta on koottu taulukkoon 6.1.

52

diplomi-insinöörit ja arkkitehdit 2010 2030 arvio 2050 arvio

puupohjainen biotalous 5 300 6 000 7 500

älykkäät verkot 500 2 500 5 000

Kestävä yhdyskuntarakenne 12 700 14 500 15 000

muut 44 700

yhteensä 63 200

Taulukko 6.1. Arvio puupohjaisen biotalouden, älykkäiden verkkojen ja kestävän yhdyskuntarakenteen alueilla tällä hetkellä työskentelevistä diplomi-insinööreistä ja arkkitehdeistä sekä tulevaisuuden tarpeesta.

Puupohjaisen biotalouden osalta insinöörien kysynnän kasvun vuonna 2030 selittää uusiin bioma-teriaaleihin ja tuotteisiin, puurakentamiseen, bioenergiaan ja biopolttoaineisiin sekä biomassan han-kintaan ja logistiikkaan liittyvän insinööriosaamisen kysynnän kasvu. Esimerkiksi kemianteollisuu-den yrityksissä puupohjaiseen biotalouteen pohjautuvan liiketoiminnan osuus kasvaa, ja teollisuus-alojen perinteiset rajat metsä-, kemian- ja energiateollisuuden välillä hämärtyvät. Insinööriosaamisen tarpeen kasvu jatkuu vuoteen 2050, sillä puupohjaisen biotalouden ratkaisujen kysyntä kasvaa ja alueella on myös vahvaa vientipotentiaalia.

Älykkäisiin verkkoihin liittyvän insinööriosaamisen kysynnän kasvun aiheuttaa osittain niiden su-lautuminen osaksi tavanomaista energiantuotantoa ja sähköverkkotoimintaa. Samalla älykkäät säh-köverkot mahdollistavat kokonaan uusien liiketoiminta-alueiden kuten reaaliaikaisten sähkömarkki-noiden synnyn. Niihin liittyvää kehitystyötä ja pilotointia tuetaan voimakkaasti sekä kansallisella että EU-tasolla ja useat EU-direktiivit kannustavat älykkäiden verkkojen hyödyntämiseen. EU:n vuodel-le 2050 asettaman 80 % päästövähennystavoitteen myötä voidaan pitää hyvin todennäköisenä, että panostukset älykkäiden sähköverkkojen mahdollisuuksien tutkimiseen ja niiden hyödyntämiseen jatkuvat pitkälle tulevaisuuteen kasvattaen näin osaamistarpeita ainakin vuoteen 2050 saakka.

Älykkäiden sähköverkkojen kasvupotentiaalia on kuitenkin vaikea arvioida. Ensinnäkin kasvu-potentiaali riippuu paljolti rajauksesta eli lasketaanko esimerkiksi älykkäät kotitalouslaitteet ja uu-siutuva tai kotitalouksien energiantuotanto mukaan. Mikäli älykkäät kodinkoneet, kotitalouksien energiantuotanto sekä näihin liittyvät ICT-ratkaisut luetaan mukaan, on työllistävä vaikutus toden-näköisesti huomattavasti voimakkaampi kuin taulukossa 6.1 on esitetty. Toiseksi arviointia vaikeut-taa se, että toimiala on ottamassa vasta ensiaskeliaan ja sen kehitysnäkymät esimerkiksi kymmenen vuoden päästä riippuvat monista vielä tuntemattomista tekijöistä. Taulukossa 6.1 esitetyt arviot ovat näiden epävarmuuksien vuoksi verraten konservatiiviset.

Kestävään yhdyskuntarakenteeseen liittyvän diplomi-insinöörien ja arkkitehtien kysynnän osalta suurimmat muutokset vuoteen 2030 tapahtuvat energiatehokkaan uudis- ja korjausrakentamisen yleistymisen kautta. Energiatehokkuuden parantaminen vaatii parempaa suunnittelua sekä uusien konseptien kehittämistä erityisesti korjausrakentamiseen. Lisäksi rakentamisen aikainen laadunhal-linnan merkitys korostuu ja on tarve kehittää myös uusia energiatehokkaita ja kierrätettäviä raken-nusmateriaaleja. Nämä muutokset johtavat siihen, että diplomi-insinöörien ja arkkitehtien kysyntä rakennusten suunnittelussa, rakennusprojektien hallinnassa sekä uusien rakennusmateriaalien kehit-tämisessä kasvaa jonkin verran.

Samalla on tarve kehittää erityisesti liikenne- ja energiantuotantoratkaisuja uusilla ja olemassa olevilla alueilla. Kestävän yhdyskuntarakenteen osalta tämä tarkoittaa monipuolisempien tarpeiden huomioimista kaavoituksessa sekä alueiden suunnittelussa. Tämä muutos kasvattaa etenkin arkkiteh-tien kysyntää. Rakentamisen energiatehokkuuden ja alueiden suunnittelun on arvioitu kehittyvän ja insinöörien kysynnän kasvavan edelleen vuoteen 2050 asti.

53

6.2 opiSto- ja ammattiKorKeaKouluinSinöörit

Tällä hetkellä noin 12 prosenttia opisto- ja ammattikorkeakouluinsinööreistä ja rakennusarkkiteh-deistä työskentelee puupohjaiseen biotalouteen, noin prosentti älykkäisiin verkkoihin ja 22 pro-senttia kestävään yhdyskuntarakenteeseen liittyvissä tehtävissä (kuva 6.2). Kaikkiaan työelämässä olevia opisto- ja ammattikorkeakouluinsinöörejä ja rakennusarkkitehteja oli Suomessa vuoden 2010 lopussa noin 110 000.

Kuva 6.2. Tarkastelluilla alueilla työskentelevien opisto- ja ammattikorkeakouluinsinöörien ja rakennusarkkitehtien osuus koko ammattikunnasta vuoden 2010 lopussa

Arvio puupohjaisen biotalouden, älykkäiden verkkojen ja kestävän yhdyskuntarakenteen alueilla tällä hetkellä työskentelevistä opisto- ja ammattikorkeakouluinsinööreistä ja rakennusarkkitehdeistä sekä tulevaisuuden tarpeesta on koottu taulukkoon 6.2.

insinöörit 2010 2030 arvio 2050 arvio

puupohjainen biotalous 13 200 15 500 17 500

älykkäät verkot 1 000 4 000 7 500

Kestävä yhdyskuntarakenne 24 500 26 500 28 500

muut 71 600

yhteensä 110 300

Taulukko 6.2. Arvio puupohjaisen biotalouden, älykkäiden verkkojen ja kestävän yhdyskuntarakenteen alueilla tällä hetkellä työskentelevistä opisto- ja ammattikorkeakouluinsinööreistä ja rakennusarkkitehdeista sekä tulevaisuuden tarpeesta

Puupohjaisen biotalouden osalta insinöörien kysynnän kasvun vuonna 2030 selittää uusiin bio-materiaaleihin ja tuotteisiin, puurakentamiseen, bioenergiaan ja biopolttoaineisiin sekä biomassan hankintaan ja logistiikkaan liittyvän insinööriosaamisen kysynnän kasvu. Opisto- ja ammattikorkea-kouluinsinöörien kysynnän arvioidaan kasvavan erityisesti puurakentamisen eri suunnittelutehtävis-sä, siihen liittyvässä puutuoteteollisuudessa sekä biomassan hankinnassa ja hajautetun bioenergian tuotannossa.

Älykkäiden sähköverkkojen puolella ammattikorkeakoulututkinnon suorittaneiden insinöörien tarve saattaa kasvaa jopa voimakkaammin kuin diplomi-insinöörien. Tarpeen on arveltu pysyvän jatkuvasti hieman korkeammalla kuin vastaavan alan diplomi-insinöörien tarve. Kehityksen taustal-la on esimerkiksi sähköverkkoihin liittyvän perussuunnittelutyön ja rakentamistyön, sähkönverkon hallintaa tukevan työn ja älykkäisiin koteihin ja hajautettuun energiantuotantoon liittyvän insinöö-rityön nopea lisääntyminen. Näihin ja moniin muihin älykkäisiin sähköverkkoihin liittyviin työteh-

54

täviin ammattikorkeakoulu tarjoaa yliopistoa soveltuvamman tutkinnon.Kestävään yhdyskuntarakenteeseen liittyvän opisto- ja ammattikorkeakouluinsinöörien kysyn-

nän osalta suurimmat muutokset tapahtuvat pääosin samoilla alueilla kuin diplomi-insinöörien ja arkkitehtien kysynnän muutokset. Opisto- ja ammattikorkeakouluinsinöörien kysynnän arvioidaan kasvavan erityisesti rakennussuunnittelussa ja rakennusprojektien hallinnassa sekä uudis- että kor-jausrakentamiseen liittyen. Aluesuunnittelussa kysynnän kasvu on pienempää.

55

7 yhteenvetoKaikilla tarkastelluilla alueilla on merkittäviä muutostrendejä ja ne kehittyvät voimakkaasti. Tule-vaisuuden osaamistarpeet ja työllistymisen näkymät on tunnistettava nyt, jotta niihin voidaan val-mistautua. Kaikilla tarkastelluilla alueilla insinöörit ovat merkittäviä tekijöitä, mutta myös muita toimijoita tarvitaan ja insinöörien tehtävien rajapinnat muuttuvat. Samalla muuttuvat myös eri teol-lisuuksien tai alojen perinteiset rajat.

Tämä kehityskulku muuttaa yhteiskunnan rakenteita ja päätöksentekoa ja vaikuttaa merkittävästi myös insinöörien osaamisvaatimuksiin, työllistävien yritysten ja organisaatioiden rakenteisiin, toi-mintakulttuuriin ja arvoihin. Esimerkiksi perinteisten isojen yritysten toimialat, kuten metsäteolli-suus ja energiatoimiala, synnyttävät uusille alueille pienempien teknologia- ja palveluyritysten ver-kostoja. Osaamistarpeiden muuttuessa, tehokkuusvaatimusten vahvistuessa ja kilpailun lisääntyessä yksityisen sektorin toimijat korvaavat julkisen sektorin toimijoita. Suurten ikäluokkien ikääntymi-nen kiihdyttää muutoksia.

Ilmastomyönteisten ratkaisujen tarpeen kasvu lisää kysyntää insinööriosaamiselle (kuva 7.1.). Ky-syntä kasvattaa uusiin ratkaisuihin liittyvää liiketoimintaa ja mahdollistaa merkittävät päästövähe-nemät tulevaisuudessa. Insinöörien kysyntää kasvattaa pitkälle tulevaisuuteen uusien ilmastomyön-teisten ratkaisujen globaali tarve. Samalla kasvaa myös insinöörien työn ja osaamisen vaikuttavuus yhteiskunnallisesti ilmastokysymyksen ratkaisun mahdollistajana.

Kuva 7.1. Ilmastomyönteisten ratkaisujen tarpeen kasvu lisää kysyntää näihin liittyvälle insinööriosaamiselle ja kasvattaa tähän liittyvää liiketoimintaa sekä mahdollistaa merkittävät päästövähenemät

On perusteltua olettaa, että Suomessa kestävän teknologian kasvu on lähempänä kansainvälisen kasvuarvion 10 - 30 prosentin maksimia. Merkittäviä ajureita ovat teknologian kehittyminen, ku-luttajien arvojen muuttuminen ja poliittinen ohjaus, jotka lisäävät muun muassa säästävien ener-giaratkaisujen roolia tulevissa investoinneissa. Muutoksen mittasuhde on yksi historian suurimmista ja verrattavissa teollistumisen ja digitalisaation seurannaisvaikutuksiin. Tämän muutoksen vaiku-tuspiirissä on todennäköisesti tavalla tai toisella lähes jokainen insinööri. Uusien suomalaisyritysten murtautuminen kansainvälisen kehityksen kärkeen myös globaaleilla markkinoilla voi mahdollis-taa ennakoitua voimakkaamman suomalaisen insinööriosaamisen kysynnän. Kestävän teknologian markkina kiinnostaa kuitenkin yrityksiä kaikkialla maailmassa, ja toimijoiden joukko alalla kasvaa myös globaalisti jatkuvasti.

56

8 lähteet

1 Energy Technology Perspectives 2008. Scenarios & Strategies to 2050. OECD/International Energy Agency.

2 Virtanen, E. et al. Viestintäteknologian ja palveluiden sähköistämisen päästövaikutukset, Liiken-ne- ja viestintäministeriö, 2010

3 ERA 17 – Energiaviisaan rakennetun ympäristön aika 2017, Ympäristöministeriö, Sitra ja Tekes, 2010

4 Valtioneuvoston tulevaisuusselonteko ilmasto- ja energiapolitiikasta: kohti vähäpäästöistä Suo-mea, VNK:n julkaisusarja 28/2009, Valtioneuvoston kanslia, 2009

5 Sarvaranta, A. Älykkäät sähköverkot - Selvitys älykkäistä sähköverkoista ja niiden kehityksestä Euroopan unionissa ja Suomessa, Energiateollisuus, 2010

57

Kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen on välttämätöntä ja edellyttää ripeitä toimenpi-teitä niin kansallisella kuin globaalilla tasol-la. osana insinöörijärjestöjen kansainvälistä

Future Climate – Engineering solutions –projektia suo-men johtavat insinöörijärjestöt TEK ja UIL ovat laatineet arvion siitä, kuinka päästövähennystavoitteet voidaan suomessa saavuttaa vaarantamatta mahdollisuuksia ta-loudellisen hyvinvoinnin kasvulle.

Teknologioita päästöjen vähentämiseksi on olemassa. Tarvitaan kuitenkin edelleen mittavia panostuksia tutki-mukseen, tuotekehitykseen ja koulutukseen, jotta saa-daan edelleen kehitettyä tehokkaampia keinoja päästö-jen vähentämiseksi vaaditulle tasolle.

Future Climate –projektin toisessa vaiheessa on päi-vitetty vuonna 2009 julkaistun Insinöörien ilmasto-oh-jelman energian tuotantoon ja käyttöön keskittynyttä osaa ja laajennettu ohjelmaa alakohtaisilla tarkasteluilla. Insinöörien ilmasto-ohjelman toisessa osassa analysoi-daan tarkemmin kolmea alaa – puupohjainen biotalous, älykkäät verkot ja kestävä yhdyskuntarakenne – ja näi-den tulevaisuuden trendejä sekä osaamistarpeiden ja työllisyyden muutoksia.

Kansainvälisessä Future Climate –projektissa kansal-listen ohjelmien pohjalta laaditaan insinöörijärjestöjen yhteiset suositukset teknologiaan perustuvista keinoista päästöjen vähentämiseksi ja ilmastonmuutoksen hidas-tamiseksi. suositukset esitellään myös YK:n ilmastokoko-ukselle loppuvuodesta 2011.

Documents

Insinöörien ilmasto-ohjelma 2011