Tulevaisuuden energiaratkaisut?

Jyrki Luukkanen/Jarmo Vehmas

Tulevaisuuden epävarmuudet

• Globaali kehitys• EU:n kehitys• Suomalainen kehitys• Teknologian kehitys• Ympäristöpolitiikan kehitys

19.4.2010 2

Globaali kehitys

• Minne maailma on menossa?

19.4.2010 3

19.4.2010 4

Fossiilien valaisema maa

19.4.2010 5

Väki lisääntyy

19.4.2010 6

Paljonko autoja mahtuu maailmaan

19.4.2010 7

Automäärä maailmassa

19.4.2010 8

Globaali vuorovaikutusverkosto Internetyhteydet

19.4.2010 9

Matkapuhelinten määrä

Vanhentunut kuva: Liittymien määrä jo yli 4 miljardia

19.4.2010 10

Riittävätkö resurssit ?

• Loppuuko öljy?– 70-luvulta lähtien jäljellä oleva

määrä ollut aina noin 30 vuoden kulutus

19.4.2010 11

PEAK OIL

19.4.2010 12

PEAK OIL

19.4.2010 13

PEAK OIL

19.4.2010 14

Resurssisodat ja -ongelmat

19.4.2010 15

Epävarmuustekijöitä

• Talousjärjestelmän epästabiilisuus– kv-finanssikriisi – USAn talouden tulevaisuus– Kiinan talous (Intia, Brasilia jne.)– öljykaupan rooli dollarin arvon säilymisessä,

• Poliittisen järjestelmän epästabiilisuus– USA rooli tulevaisuudessa - mikä on Obaman tuoma

muutos– Kiinan rooli resurssien hankinnassa (Aasia, Afrikka)– Venäjän energiaresurssien hallinta

19.4.2010 16

Epävarmuustekijöitä

• Ruuan tuotanto– Laskeeko per capita tuotanto– Siirtyminen lihaan Kiinassa ja Intiassa syö valtavasti

viljaa– Maatalous kehittynyt muutaman tuhannen vuoden

aikana (geologisesti mitätön aika), jolloin melko stabiilit ilmasto-olosuhteet – mikä on tulevaisuus?

• Globaalit ympäristöongelmat– Ilmastonmuutos ja siihen vastaaminen tulee

näkymään kaikkialla– Biodiversiteetti, metsien häviäminen,

aavikoituminen, vesivarojen ehtyminen jne.

EU vuonna 2050?

• Mitkä maat ovat jäseninä 2050?• Onko Suomi jäsen?• Onko Venäjä jäsen?• Millainen on EU:n energiapolitiikka?

19.4.2010 17

Millainen on Suomi 2050?

19.4.2010 18

Energian kulutus energianlähteittäin Suomessa

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

1920

1925

1930

1935

1940

1945

1950

1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

PJ

Ydinvoima

Maakaasu

Sähkön tuonti

Öljy

Kivihiili

Turve

Vesivoima

Teollisuusjätteet

Puu

Talouden rakenne

19.4.2010 19

Osuus BKT:sta

0

10

20

30

40

50

60

70

1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

%

Alkutuotanto Jalostus Palvelut

Työllisyysosuus

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

%

Alkutuotanto Jalostus Palvelut

Suomen talouden energia- ja sähköintensiteetti

19.4.2010 20

Energian kokonaiskulutus ja loppukäyttö

19.4.2010 21

Epävarmuustekijöitä energiaan liittyen

• Kuluttajien rooli ja asenteet• Sähkömarkkinoiden rakenne ja muutokset• Sähkön siirto, jakelu ja varastointi

19.4.2010 22

Teknologia pelastaa?

• Teknologian kehitys– Mihin suuntaan– Kuinka nopeasti

• Kenet teknologia pelastaa?– Hajautettu tuotanto vai keskitetty

19.4.2010 23

19.4.2010 24

Aurinkoenergiajärjestelmät

19.4.2010 25

Mikä tilanne 50 vuoden kuluttua

• Tampereen pinta-alalle tulee aurinkoenergiaa saman verran kuin koko Suomen energiankulutus

• Nanoteknologia– Aurinkomuovit?– Aurinkomaalit?– Energian varastointi

• Syöttävätkö rakennukset sähköä verkkoon?• Pitkäikäiset investoinnit

– Mikä on suunnitteluhorisontti?– 10 vuotta vai 50 vuotta?

NANO SOLAR

• Nanoteknologiaan perustuva aurinkosähkökalvo printataan alumiinifolioon, hyötysuhde > 16 %

• Yksi ”printteri” tuottaa 1000 MW aurinkokennoa vuodessa (30m/min, investointi n. 1.3 M€)

• Tuotetun sähkön hinta väitetään olevan samaa luokkaa kuin hiililauhdesähkö USA:ssa

19.4.2010 26

Aurinkoenergiaa

19.4.2010 27

19.4.2010 28

Sähköauto

Honda - Darwin to Adelaide winnerYli 3000 km

80 km/h

19.4.2010 29

Uusi autoteknologia

• Sähköautot– Uudet nanoteknologiaan perustuvat akut,

joiden energiaintensiteetti riittävä• Esim. nanohiiliputket + selluloosa

• Uusi energian jakelujärjestelmä– Tarvitaanko enää huoltoasemia muuhun kuin

sipsien ja kaljan myyntiin?– Sähköauton ”tankkaus” kännykällä

kaupungilla olevista pistorasioista tai akun vaihto automaattisesti puolessa minuutissa

TESLA MOTORS sähköauto

Sähköauton ominaisuuksia (Tesla Motors)• Energian kulutus 11 kWh/100 km (vastaa 1,5 l dieseliä)• Akkujen hyötysuhde 86 %• Akkujen kesto 160 000 km• Ajomatka yhdellä latauksella 350 km• Akkujen tehotiheys 0,19 kWh/kg (200 kg)• Latausaika muutamia tunteja

Sähköauton suorituskyky (Tesla Motorsin tuote)• 185 kW• Nollasta sataan 4 s, • huippunopeus 200 km/h

19.4.2010 30

Akun lataus ajon aikana tiestä?

19.4.2010 31

Sähköautot• Sähköautojen asettamat haasteet

tuotannolle ja verkolle– 2.5 miljoonan auton lataus 2 kW teholla ->

5000 MW kuorma– Auton akkujen käyttö energian syöttöön ->

5000 MW syöttöteho

• Smart grid

19.4.2010 32

Tuulivoima

19.4.2010 33

19.4.2010 34

Energia-alan haasteita Suomessa

• Miten hallitaan tulevaisuuden epävarmuudet• Mitkä kansainväliset ja kansalliset politiikkatoimet

tulevat ohjaamaan alan kehitystä• Ilmastosopimusten jatko • Hintaepävarmuudet• Teknologiakehitys

• Mihin investoida niin, että tuotanto on kannattavaa vielä 2050?

19.4.2010 35

KIITOS

Jyrki LuukkanenJarmo Vehmas

jyrki.luukkanen@utu.fi

jarmo.vehmas@utu.fi