Uusiutuva energia

Uusiutuva energia on energiaa, jota saadaan uusiutuvista lähteistä. Uusiutuvan energian tuotantomuodoissa hyödynnetään jatkuvia luonnollisia prosesseja kuten auringonpaistetta, tuulta, virtaavaa vettä ja ilman ja maan lämpöä – tai käytetään biologisesti syntyviä varantoja, kuten puuta. Uusiutuvat energianlähteet saavat energiansa auringon säteilystä geotermistä energiaa ja vuorovesivoimaa lukuun ottamatta.

Tuuliturbiineja Tanskassa. Tanska on johtava tuulivoiman tuottaja maailmassa, siellä sähköstä 20 % tuotetaan tuulella.
Uusiutuvien energialähteiden osuus energian kulutuksesta vuonna 2019.

Uuteen energiajärjestelmään tulisi muun muassa Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin ja Sternin raportin mukaan siirtyä niin pian kuin mahdollista. EREC:in mukaan uusiutuva energia on avaintekijä tulevaisuuden energiaratkaisuissa ja sen avulla voidaan ehkäistä energiantuotannon ympäristöriskejä sekä sosiaalisia ja poliittisia riskejä.[1]

Vuonna 2018 investoitiin enemmän uusiutuvaan energiaan kuin kivihiileen, maakaasuun ja ydinvoimaan yhteensä.[2]

Määritelmä

Uusiutuvat energiamuodot hyödyntävät lähteitä, jotka ovat inhimillisestä näkökulmasta katsoen loputtomia tai uusiutuvia. Tämä määritelmä on aiheuttanut toisinaan kädenvääntöä; Jos sinänsä uusiutuvaa energialähdettä hyödynnetään nopeammin kuin se uusiutuu, käyttö ei enää kuulu uusiutuvan energian piiriin. Tyypillinen esimerkki tällaisesta ongelmasta on turpeenpoltto: turve periaatteessa uusiutuu soissa, mutta turvekerros vaatii syntyäkseen jopa tuhansia vuosia.[3] Turve luetaankin hitaasti uusiutuvaksi biomassapolttoaineeksi.[4]

Uusiutuvista lähteistä saatavaksi energiaksi määritellään aurinko-, tuuli-, vesi-, aalto- ja vuorovesienergia sekä bioenergia johon kuuluvat biokaasu, puuperäiset polttoaineet, peltobiomassat ja biohajoava osa kierrätyspolttoaineista.[5] Myös ydinvoima voitaisiin määritellä uusiutuvaksi energiaksi, jos uraani otettaisiin merivedestä, jossa sitä on käytännössä rajattomasti. Toistaiseksi uraanin erottaminen merivedestä on kuitenkin liian kallista.[6]

Jätteenpoltto on uusiutuvaa energiaa ainoastaan silloin, kun poltettava jäte on peräisin uusiutuvasta lähteestä. Esimerkiksi jätelauta, joka on valmistettu puusta, on uusiutuva polttoaine, mutta jätemuovi on fossiilinen energialähde, sillä se on valmistettu öljystä. Kuitenkin jätteen poltto energiaksi katsotaan usein suotavammaksi, mikäli sillä voidaan korvata fossiilisten energianlähteiden käyttöä.

Fysikaalinen tausta
Kuvassa laatikoitujen uusiutuvien energianlähteiden tuottama energia on alkujaan peräisin joko auringossa tapahtuvista fuusioreaktioista tai maapallon sisäosien radioaktiivisesta hajoamisesta maalämmön tapauksessa. Nämä luonnon ydinreaktiot hiipuvat aikanaan reagoivien aineiden loppuessa, mutta ehtivät sitä ennen luovuttaa niin suuria määriä energiaa, että sitä voidaan pitää ihmisen perspektiivissä uusiutuvina.

Auringon säteily

Käytännössä suurin osa uusiutuvista energialähteistä hyödyntää jollain tavoin prosessoitua auringon energiaa. Auringon sisäisten fuusioreaktioiden energia saapuu maapallolle pääosin sähkömagneettisena säteilynä. Suorin tapa tämän energian hyödyntämiseksi on aurinkoenergia, jossa auringon säteily kerätään joko aurinkopaneelein tai peilein. Ongelmana menetelmässä on se, että toistaiseksi aurinkopaneelien hyötysuhde on heikko.

Pieni osa auringon säteilemästä energiasta varastoituu fotosynteesin kautta kasvien tuottamaan biomassaan. Mikäli syntynyttä biomassaa poltetaan enintään samalla tahdilla kuin se uudistuu, nettohiilidioksidipäästöt jäävät olemattomiksi. Käytännössä biomassa on raskasta, kosteaa ja vie paljon tilaa, minkä vuoksi sitä joudutaan useissa käyttötarkoituksissa kuivaamaan tai jatkojalostamaan esimerkiksi briketeiksi tai polttonesteiksi. Tämä luonnollisesti syö osan biomassaan sitoutuneesta energiasta.

Auringon energia pyörittää myös suurinta osaa Maan fysikaalisista prosesseista; se höyrystää vettä meristä pilviksi ja aiheuttaa tuulia ylläpitävät ilmakehän paine-erot. Tämän vuoksi myös vesi-, tuuli- ja aaltovoima hyödyntävät välillisesti auringon energiaa. Sen sijaan vuorovesivoima, joka on toistaiseksi kokeellisella asteella, hyödyntää pääasiassa maapallon ja Kuun rataliikkeen pyörimisenergiaa.[7]

Ydinreaktiot Maassa

Maan sisällä olevien radioaktiivisten aineiden hajoaminen on hidas, uusiutumaton prosessi, joka tulee kuitenkin kestämään ainakin satoja miljoonia vuosia. Radioaktiiviset yhdisteet ovat nykyisen tähtitieteellisen käsityksen mukaan muodostuneet aikoinaan supernovaräjähdyksessä, jossa maapallon raskaat alkuaineet saivat syntynsä. Koska prosessin jäljellä oleva kesto on kuitenkin pitkä jopa geologisessa aikaskaalassa, voidaan myös maapallon sisäistä lämpö käyttävä geoterminen energia käsittää helposti uusiutuvaksi energialähteeksi.[8]

Nykymuotoinen fissioon pohjatuva ydinvoima voitaisiin määritellä uusiutuvaksi energiantuotannoksi, jos uraani otettaisiin merivedestä. Toistaiseksi ydinvoimaloissa käytetään kuitenkin maaperästä kaivettua uraania, koska merivedestä eristettävä uraani on kalliimpaa. Merivedessä uraania on käytännössä rajattomasti, ja maaperästä liukenevaa uraania kulkeutuu meriin jatkuvasti lisää.[6] Nykyään kaupallisessa käytössä olevat ydinreaktorit käyttävät uraania tehottomasti, sillä reaktoreissa syntyvä fissiili plutonium, joka olisi erittäin tehokas ydinpolttoaine, jää usein erottelematta ja se loppusijoitetaan ydinjätteenä. Hyötöreaktorikonsepteissa on pyritty yhdistämään erilaisia säteilytys–reaktioketjuja, joilla lisättäisiin fissiilin materiaalin tuotto osaksi polttoainekiertoa. Usein näissä menetelmissä hyödynnetään maankuoressa yleistä torium-232-isotooppia, josta neutronisäteilytyksellä saadaan fissiiliä uraani-233-isotooppia, tai pyritään tuottamaan uraani-238:sta fissiiliä plutonium-239-isotooppia. Hyötöreaktori pystyy käydessään tuottamaan jopa enemmän polttoainetta kuin kuluttaa. Kehittyneillä polttoainekierroilla maapallon ydinpolttoainevarat riittäisivät ainakin vuosituhansiksi. Ongelmana hyötöreaktoreissa on kuitenkin niiden tekninen vaikeus sekä eräiden mallien soveltuvuus ydinaseiden kehittelyyn.[9][10]

Fuusioenergia, jonka lähteenä käytettäisiin vedyn deuterium-isotooppia olisi uusiutumatonta energiaa, sillä kerran heliumiksi muunnettua deuteriumia ei voida palauttaa alkuperäiseen muotoonsa käyttämättä runsaasti energiaa. Käytännössä maapallon deuteriumvarat ovat kuitenkin inhimillisesti katsoen hyvin suuret, minkä vuoksi vielä kokeellisella tasolla olevaa fuusiovoimaa voisi pitää uusiutuvana energialähteenä.[11]

Energialähteet

Tuulivoima
Pääartikkeli: Tuulivoima
Tuulivoiman kapasiteetti vuoden 2009 lopussa 10:ssä kapasiteetiltaan suurimmassa maassa.

Tuulivoima on tuulen liike-energian muuntamista sähköksi, yleensä tuuliturbiinien pyörivien lapojen välityksellä. Tuulivoiman käyttö on ollut voimakkaassa kasvussa etenkin 2000-luvulla. Kokonaiskapasiteetti oli vuonna 2009 noin 159 GW, kun vuonna 2000 se oli 17 GW. Kapasiteetti on kasvanut viime vuosina paljon etenkin Kiinassa, joka kasvatti tuulivoimakapasiteettinsa yli kaksinkertaiseksi vuonna 2009. Seuraavaksi voimakkaimmin tuulivoimakapasiteettia kasvatti Yhdysvallat, jossa kapasiteetti kasvoi vuonna 2009 40 %.[12]

Tanska on maailman johtava maa tuulienergian hyödyntämisessä: maan energiantarpeesta 20 % katetaan tuulivoimalla, jota tuetaan syöttötariffilla.[13] Seuraavaksi vertailussa tulee Espanja, joka tuottaa tuulivoimalla 14,3 % energiantarpeesta.[14]

Aurinkoenergia
Pääartikkeli: Aurinkoenergia
Aurinkokennoja Googlen pääkonttorin katolla.

Aurinkoenergialla tarkoitetaan auringon säteilemää lämpö- ja valoenergiaa. Aurinkoenergiaa voidaan hyödyntää useilla tavoilla. Aurinkokennoissa (photovoltaic, lyh. PV) auringon säteilyn energia muutetaan sähköksi ja aurinkokeräimessä energiaa käytetään lämmitykseen. Aurinkolämmitys rakennusten ja veden lämmittämiseen on yleisintä ja kustannustehokkainta. Keskittävässä aurinkovoimassa (Concentrating Solar Power, CSP) taas fokusoidaan auringonenergia useammasta kohteesta jopa 1000-kertaiseksi yhteen kohteeseen, jossa se muunnetaan sähköksi.

Etenkin Saksa ja Japani ovat tukeneet syöttötariffeilla elektroniikka- ja energia-alan yritystensä kehitystä ja kilpailua.

Vesivoima
Pääartikkeli: Vesivoima
Suomen merkittävin yksittäinen vesivoimahanke lienee ollut Imatrankosken voimalaitos, jonka rakentaminen antoi perusteen valtakunnallisen sähköverkon perustamiselle.

Vesivoima on aurinkoenergian muoto, jossa auringon höyrystämän ja myöhemmin yläville alueille sataneen veden potentiaalienergiasta osa hyödynnetään sähköntuotannossa. Käytännössä tämä tehdään patoamalla joki sopivassa kohdassa siten, että yksittäisen voimalaitoksen kohdalla oleva pudotus maksimoidaan. Tasaisen energiantuotannon turvaamiseksi varten on välttämätöntä rakentaa säännöstelyaltaita tai säännöstellä olemassa olevia yläjuoksun järviä, jotta voimaloihin riittäisi vettä tasaisesti vuodenajoista riippumatta. Perinteisen koskista saatavan vesivoiman lisäksi uudempina energiamuotoina otetaan käyttöön muun muassa aaltoenergiaa, osmoosienergiaa ja vuorovesivoimaa.

Geoterminen energia ja maalämpö
Pääartikkeli: Geoterminen energia
Nesjavellirin geoterminen laitos Islannissa

Geoterminen energia on maankuoreen johtuvaa energiaa, joka syntyy maan sisuksissa radioaktiivisten aineiden hajoamisesta. Sitä käytetään sähkön tuotannossa ja lämmityksessä. Syvemmältä kerättävä maalämpö on geotermistä energiaa ja maaperän pintakerroksiin tai veteen imeytynyt lämpö auringon lämpöenergiaa.

Geotermistä energiaa voidaan kerätä suoraan, jolloin maan sisäinen lämpö kuumentaa prosessissa kiertävää vettä, joka puolestaan käyttää lämpövoimakonetta, tai sekundäärisesti lämpöpumpulla. Edellisellä tavalla kerättäessä prosessi tuottaa sähköenergiaa ja kykenee käyttämään tarvittavia pumppulaitteita. Valitettavasti prosessi edellyttää kuitenkin sitä, että maankuoren sisäosat ovat korkeassa lämpötilassa jo verrattain matalalla. Käytännössä näin on ainoastaan tuliperäisillä seuduilla. Geotermistä energiaa tuotetaan yli 20 maassa.

Tuliperäisten alueiden ulkopuolella geotermistä energiaa voidaan hyödyntää vain välillisesti, vaikka tällöinkin energiansäästö voi olla huomattavaa. Lämpöpumppua käytetään ulkopuolella tuotetulla sähköllä, ja järjestelmä imee lämpöenergiaa maalämpökanavan ympäriltä. Tällöin maaperän veden ympärillä ei tarvitse olla edes huoneenlämpötilassa. Periaatteessa järjestelmä muistuttaa jääkaappia, jossa jäähdytettävänä kaappina toimii nestekiertoa ympäröivä ilma, vesi tai maa. Lämpöpumput käyttävät lämmitykseen vain kuudesosan tavanomaisesta energiankulutuksesta. Siksi niitä pidetään älykkäänä ratkaisuna, jossa hyödynnetään puhdasta maan, ilman tai veden ilmaista ja uusiutuvaa energiaa.

Biopolttoaineet
Pääartikkeli: Biopolttoaineet
Tällä hetkellä tyypillisin kaupallinen biopolttoaineitten liikennesovellutus on etanolilla jatkettu bensiini. Puhdasta etanolia pystyvät käyttämään vain erikoisvalmisteiset moottorit.

Biopolttoaineilla tarkoitetaan polttoaineita, jotka tuotetaan elävistä kasveista tai muista eloperäisistä materiaaleista, kuten lannasta. Yksinkertaisimmillaan biopolttoaineiden hyödyntäminen on puun, lannan tai ruohon polttoa. Ongelmana näissä materiaaleissa on paino, epähomogeenisuus sekä kosteus, jotka kaikki hankaloittavat niiden käyttöä polttoprosesseissa. Kasvinosista voidaan kuitenkin jatkojalostaa teknisesti helpompikäyttöisiä polttoaineita esimerkiksi hakettamalla, pilkkomalla, briketoimalla tai kuivaamalla. Vaativampaa jatkojalostusta edustavat kemialliset prosessit, joissa kasveista jalostetaan kemiallisella prosessilla esimerkiksi tervaa, etanolia tai rypsimetyyliesteriä, niin sanottua biodieseliä. Näitäkin vaativampia jalostusprosesseja edustavat syntetisoinnit, joissa voidaan jalostaa synteettisiä polttoaineita esimerkiksi Fischer-Tropsch-menetelmää käyttäen.

Biopolttoaineiden hyödyntäminen on kasvussa öljyn hinnan jatkuvan nousun vuoksi.

Nykytilanne
Uusiutuvan energian indikaattorit maailmassa[15][16][17]
Indikaattori 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Investoinnit uuteen kapasiteettiin (mrd $ vuodessa)*303963104130150
Syöttötariffi (maat, osavaltiot ja provinssit kpl)374144516475
Kapasiteetti (kaikki) (GW)8959301 0201 1851 1501 230
Kapasiteetti (- suuri vesivoima) (GW)160182207210250305
*Investoinneissa uusi laskutapa vuodesta 2006 eteenpäin

Uusiutuvan energian raportin (2010) mukaan vuonna 2008 maailmassa kulutetusta energiasta 19 % oli uusiutuvaa energiaa. Valtaosa kulutetusta energiasta (78 %) oli fossiilista energiaa ja loput 2,8 % tuotettiin ydinvoimalla. Kaikesta kulutetusta energiasta biomassaa oli 13 %, vesivoimaa 3,2 %, aurinkolämmitystä 1,3 %, sähköntuotantoa 0,7 % ja biopolttoaineita 0,3 %. Maailman sähkönkulutuksesta 15 % oli vesivoimaa ja 3 % muuta uusiutuvaa energiaa;[18] toisin sanoen, siinä missä biomassalla on merkittävä osuus kaikesta kulutetusta uusiutuvasta energiasta, vesivoimalla tuotetaan valtaosa uusiutuvista energianlähteistä saatavasta sähköstä.

Uusiutuvan energian kapasiteetti vuoden 2009 lopussa.[19]

Puuta ja hiiltä käytetään maailmassa yhä paljon tavalliseen ruoanvalmistukseen. Kehittyvien maiden maaseuduilla sähköverkkojen rakentaminen voi olla kannattamatonta, jolloin asukkaiden täytyy itse investoida sähköverkon ulkopuolisiin energiajärjestelmiin. Tällaisia ovat muun muassa pienen kokoluokan vesivoima, biokaasukeräimet ja tehokkaammin puuta polttavat liedet. Monissa maissa maaseudulla onkin nähtävissä siirtyminen nykyaikaisempiin energianmuotoihin, ja monet tahot (muun muassa World Bank Group) tukevat kehitysmaiden uusiutuvien energioiden tuotantoa.[20][21]

Poliittinen edistäminen ja investointien kasvu
Syöttötariffien suosio on ollut kasvussa etenkin 2000-luvulla.

Paikalliset hallinnot pyrkivät monilla tavoin edistämään uusiutuvan energian käyttöä ja vähentämään kasvihuonepäästöjä. Erilaisia tavoitteita ja kannustimia on esitetty erityisesti vuosina 2005–2010. Yleisimmin uusiutuvan energian tuottamiseen kannustetaan syöttötariffilla, mutta myös investointituet ja verovähennykset ovat tavallisia kannustimia. Kaiken kaikkiaan uusiutuvien energioiden edistämisen trendi on ollut nouseva viimeiset 15 vuotta.[22]

Vuonna 2007 Euroopan unioni sopi ns. 20–20–20-tavoitteet, joiden yhtenä osana pyritään kasvattamaan uusiutuvien energialähteiden osuus 20 %:iin EU:n energian loppukulutuksesta vuoteen 2020 mennessä. Keskimäärin tämä tarkoittaa 13 prosenttiyksikön lisäystä uusiutuvien energioiden osuuteen jokaisessa EU-maassa vuosien 2007–2020 aikana.[23] Tämän lisäksi tavoitteissa pyritään lisäämään biopolttoaineiden osuus 10 %:iin liikenteen polttoaineista.[24]

Vuonna 2009 uuteen uusiutuvan energian kapasiteettiin ja voimaloihin investoitiin 150 miljardia dollaria, siinä missä vastaavat investoinnit olivat vuonna 2004 30 miljardia dollaria. Kasvu on ollut voimakasta muun muassa sen vuoksi, että useat valtiot ovat tukeneet alaa taloudellisesti pyrkiessään nousemaan taloustaantumasta.[16]

[25][26]

Ennusteet
EU:n uusiutuvan energian ennuste (EREC)[27]
Kapasiteetti (GW)
Voima 2000 2004 2010 2020
Tuuli133480180
Vesi93107,5113120
PV GWp0,20,9852
Bio GWe9,513,12550
Geo0,60,6612
Lämpöenergia (GWh)
Voima 2000 2004 2010 2020
Bio1505637561221
Aurinko4823140
Geo8174793

Uusiutuvista lähteitä tuotetun sähkön määrä on seitsenkertaistunut Euroopassa vuosien 1990–2006 välillä (20→140 TWh).[28] International Energy Agency IEA ennustaa maailman tuulivoiman kapasiteetiksi 430–538 GW v. 2030.

Tuulivoimateollisuuden etujärjestö Global Wind Energy Council (GWEC) ennustaa nopeampaa kasvua: 1 100–2 100 GW vuonna 2030.[29] IEA ennusti vuonna 2006 aurinkosähkön osuudeksi maailmassa 16 % vuonna 2040 ja European Photovoltalic Industry Association EPIA sekä Greenpeace ennustavat sen osuudeksi 24 %.[30] IEA:n mukaan aurinkokennojen kapasiteettitavoite on 300 MW vuonna 2010 ja 1 800 MW vuonna 2020.[31] European Renewable Energy Councilin EREC:n Euroopan ennuste.

Vuonna 2015 tehdyssä Lappeenrannan yliopiston (LUT) tutkijoiden ja saksalaisen uusiutuvan energian järjestön Energy Watch Group tarkastelussa IEA:n ennusteet vuodesta 1994 vuoteen 2014 ovat aurinko- ja tuulivoiman osalta ovat osuneet selvästi harhaan.[32] Esimerkiksi vuoden 2010 tehdyt ennusteet aurinkosähkön tuotannosta vuonna 2024 saavutettiin jo tammikuussa 2015.[32] IEA:n ennusteiden kanssa linjassa ovat olleet BP:n, Shellin ja EXXOn Mobilen ennusteet.[32] Sen sijaan Bloomberg ja Greenpeace ovat LUT:in professori Christian Breyerin mukaan ennustaneet paremmin aurinko- ja tuulivoiman kehityksen tähän saakka kuin IEA.[32]

Voimaloita kuvattuna toisen voimalan huipulta

Edut ja haitat

Uusiutuvaa energiaa käyttämällä voidaan vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja niiden hintapiikeistä. Fossiilisten polttoaineiden käytön vähentyessä myös niiden terveyshaitat (kuten typen oksidit ja pienhiukkaset) vähenevät; tosin huonolla tekniikalla myös biomassan poltossa syntyy pienhiukkasia. Välillisesti uusiutuvan energian käyttöä lisäämällä voidaan lisätä myös turvallisuutta, kun riippuvuus konfliktiherkiltä alueilta saatavasta öljystä vähenee. Niin ikään öljy- ja kaasuvarantojen ehtyminen voi aiheuttaa konflikteja tulevaisuudessa.[33]

Tekniikka on suurin uusiutuvien energialähteiden kuluerä (pois lukien biomassan tuotantokustannukset). Tekniikan valmistamisen hinta myös laskee tekniikan kehittyessä ja sen mukaan, mitä enemmän tuotantoa on. Uusiutuvat energialähteet lisäksi jakautuvat melko tasaisesti maailman maihin ja siten edistävät energiaomavaraisuutta. Esimerkiksi fossiilisia polttoaineita ja ydinenergiassa käytettävää uraania on harvoissa maissa, mikä aiheuttaa konflikteja.[33]

Uusiutuvaa energiaa voidaan hyödyntää monilla tavoilla, ja esimerkiksi sähköverkon ulkopuolista tuuli- ja aurinkovoimaa voidaan rakentaa hyvinkin nopeasti. Teollisuusmaissa käyttöönottoa hidastaa se, että vanhoihin energiajärjestelmiin on investoitu paljon. Kehittyvissä maissa keskitetyt energiantuotanto- ja jakelujärjestelmät puuttuvat, ja niiden on helpompi alkaa hyödyntää uusiutuvia energialähteitä.[33]

Uusiutuviin energian eri muotoihin sisältyy myös haittoja, kuten:

  • energiansaannin jaksoittaisuus
  • tuotanto kilpailee muun resurssien käytön, kuten ravinnontuotannon ja muun puunkäytön kanssa
  • tuuliset paikat usein luontoarvojen kannalta merkittäviä
  • vaikutukset paikalliseen ekosysteemiin
  • sosiaaliset vaikutukset (esim. massaihmissiirrot patoaltaiden tieltä).

Talouselämä

Investointi
Aurinkokennoja urheiluhallin seinässä Tübingenissä, Saksassa.

Investoinnit uusiutuvaan energiaan ovat olleet voimakkaassa kasvussa viime vuosina. Vuonna 2009 uuteen uusiutuvan energian kapasiteettiin investoitiin 150 miljardia dollaria. Voimalamittakaavan tuulivoimaan tästä investoitiin 60 %; suurta prosenttiosuutta selittää tuulivoiman voimakas lisääntyminen Kiinassa. Aurinkovoiman (PV) suuremman mittakaavan investoinnit laskivat suhteessa vuoteen 2008, mikä selittyy osaltaan komponenttien halpenemisella. Investoinnit uusiin biopolttoainetehtaisiin vähenivät verrattuna edelliseen vuoteen, kun Yhdysvaltain ja Brasilian tuotannossa oli vaikeuksia.[34]

Valtiot sijoittivat uusiutuvan energian tukiin vajaa 200 mrd. dollaria vuoden 2008 loppupuolen ja vuoden 2009 lopun välillä. Tosin näistä tuista alle 10 % käytettiin vuonna 2009.[34]

Vuonna 2013 vuosittain asennetusta sähköntuotanto kapasiteetista ensi kertaa uusiutuvaa oli enemmän kuin fossiilista. Uusiutuvaa oli 143 GWh ja fossiilista 141 GWh.[35]

Yritystoiminta

Vuonna 2007 uusiutuvan energian 140 suurimman yrityksen markkina-arvo oli yhteensä yli 100 miljardia Yhdysvaltain dollaria.[36] Vuoden 2007 puolivälissä maailmassa oli markkina-arvoltaan yli 40 miljoonan dollarin uusiutuvan energian yrityksiä 140 kappaletta. Vuonna 2006 puolivälissä maailmassa oli 85 kappaletta yli 40 miljoonan dollarin yritystä. Silloin näiden yritysten yhteisarvo kaksinkertaistui vuodessa 50 miljardiin dollariin. UNEP:in mukaan uusiutuvan energian yrityskauppoja tehtiin vuonna 2006 17 miljardin dollarin arvosta. Myös kehitysmaat ja perinteiset energiayhtiöt ostivat uusiutuvan energian yrityksiä. Kestävän kehityksen rahastoja oli 180 kappaletta.[37]

Työllisyys
Uusiutuvan energian työpaikat maailmassa 2009[38]
Teollisuudenala Työpaikat
maailmassa		 Kansallisia arvioita
Biopolttoaineet> 1 500 000Brasilia: 730 000 sokerijuurikas- ja etanolituotannossa
Tuulivoima> 500 000Saksa: 100 000; Yhdysvallat: 85 000; Espanja: 42 000;
Tanska: 22 000; Intia: 10 000
Aurinkovoima (veden lämmitys)≈300 000Kiina: 250 000
Aurinkovoima (PV)≈300 000Saksa: 70 000; Espanja: 26 000; Yhdysvallat: 7 000
Biomassa (sähköntuotanto)-Saksa: 110 000; Yhdysvallat: 66 000; Espanja: 5 000
Vesivoima-Eurooppa: 20 000; Yhdysvallat: 8 000; Espanja: 7 000;
Geoterminen energia-Saksa: 9 000; Yhdysvallat 9 000
Aurinkolämmitys≈2 000Espanja: 1 000; Yhdysvallat: 1 000
Yhteensä> 3 000 000

Vuonna 2009 uusiutuva energia työllisti maailmassa yli kolme miljoonaa ihmistä, joista arviolta noin puolet työskenteli biopolttoaineiden tuotannossa ja niiden raaka-aineiden hankinnassa.

Euroopassa uusiutuva energia työllisti vuonna 2007 350 000 työntekijää ja alan liikevaihto oli 40 miljardia euroa.[39] EREC on arvioinut, että uusiutuvan energian energian työpaikat lisääntyvät Euroopassa 2,5 miljoonalla vuoteen 2020 mennessä.

Kustannukset
Tyypilliset kustannukset, USD:n sentteinä/kWh[40]
Teknologia Ominaisuudet Hinta
Sähköntuotanto
Suuri vesivoimakoko: 10 MW–18 000 MW3–5
Pieni vesivoimakoko: 1–10 MW5–12
Tuulivoima maallaturbiinin koko: 1,5–3,5 MW5–9
siipien kärkiväli: 60–100 metriä
Tuulivoima merelläturbiinin koko: 1,5–5 MW10–14
siipien kärkiväli: 70–125 metriä
Biomassakoko: 1–20 MW5–12
Geoterminen energiakoko: 1–100 MW4–7
Aurinkoenergia (PV), katollahuippukapasiteetti: 2–5 kW20–50
Aurinkoenergia (PV), voimalassahuippukapasiteetti: 200 kW–100 MW15–30
Aurinkoenergia (CSP)koko: 50–500 MW (kouru)14–18
Kuuma vesi/lämmitys/viilennys
Biomassakoko: 1–20 MW1–6
Aurinkovoima,koko: 2–5 m² (kotitalous),2–20
(lämmitetään vettä tai ilmaa)20–200 m² (keskikokoinen),1–15
0,5–200 MWh (suuri/kaukolämpö)1–8
Geoterminen lämpö/viilennyskapasiteetti: 1–10 MW0,5–2

Greenpeacen ja Euroopan uusiutuvien energialähteiden neuvoston (EREC) raportin mukaan yhteiskunnan maksamat ulkoiset kustannukset huomioiden uusiutuva energia on merkittävästi fossiilisia polttoaineita edullisempaa.[41] Perinteisten energiamuotojen kustannuksiin ei sisälly niiden ulkoisia kustannuksia, joita ei veloiteta yritysten liiketoiminnassa. Haittojen kustannukset kuten terveyshaitat, ympäristöongelmat ja jätteet jäävät oman maan tai muiden maiden kannettaviksi.

Syöttötariffi ja tuet
Pääartikkeli: Syöttötariffi

Valtiot käyttävät vapaaehtoisia hintatukia ja pakollista lainsäädäntöä edistääkseen toivomaansa kehitystä. Euroopan unioni käyttää uusiutuvan energian edistämiseen muun muassa syöttötariffeja, vihreitä sertifikaatteja, tarjouskilpailujärjestelmiä ja verokannustimia.[42]

Syöttötariffissa sähkön tuottajalle taataan määrätty hinta. Syöttötariffit otettiin ensimmäiseksi käyttöön USA:ssa (1978), Saksassa (1990) ja Sveitsissä (1991). Esimerkiksi Saksa käyttää vuosina 2000–2012 34 miljardia euroa syöttötariffeihin.[43] Maissa, joissa syöttötariffeja ei ole käytössä, uusiutuvan energian käyttöönotto on tapahtunut hitaammin.

Vihreiden sertifikaattien tukijärjestelmässä kuluttajat velvoitetaan ostamaan osa energiastaan sertifioituna uusiutuvista energialähteistä tuotetuksi. Tarjouskilpailujärjestelmässä valtio pyytää useita tarjouksia uusiutuvan energian tuotannosta, voittava tarjous toteutetaan ja kustannukset siirretään loppukuluttajalle lisämaksun muodossa. Verokannustimet tarkoittavat veroalennuksia ja -vapauksia. Vuonna 2007 vain Suomi ja Malta käyttävät verokannustimia.[28] Useat EU-maat antavat biopolttoaineille verovapautuksia.

Valtion taloudellisen tutkimuskeskuksen tutkijoiden mukaan tuulisähkön tukeminen menee osittain hukkaan, jos tavoitteena on edistää siirtymistä puhtaampaan teknologiaan. Tätä tavoitetta olisi parempi edistää innovaatiotuilla. Sen sijaan päästöjen vähentämistä voidaan edistää mahdollisimman edullisesti toimivalla päästökaupalla: se ohjaa vähentämään päästöt kaikkein edullisimmin keinoin. Uusiutuvan energian tuet eivät lainkaan vähennä päästökauppasektorin päästöjä, koska ne eivät vähennä päästöoikeuksien kokonaismäärää vaan tekevät muille halvemmaksi ostaa päästöoikeuksia.[44]

Alueittain

Suomi
Pääartikkeli: Uusiutuva energia Suomessa

Vuonna 2009 uusiutuvan energian osuus Suomen koko energiankulutuksesta oli 26 %. Aikavälillä 1997–2010 lisäystavoitteet sähkönkulutuksesta vaihtelevat EU-maittain 1–20 %. Suomen tavoite, alle 2 % lisäys sähkönkulutuksesta, on yksi vaatimattomimmista.[16] Suomen tavoite on tuottaa 38% energiastaan uusiutuvista lähteistä.

Kaupunkien tavoitteet

Yhä useammat kaupungit ovat asettaneet uusiutuvan energian ja hiilidioksidin vähennyksen tavoitteita ja tukevat esim. aurinkolämmitystä ja aurinkokennoja. New York suunnittelee ensimmäistä hiilineutraalia taloaan. Kaupungit ovat asettaneet tavoitteita hiilidioksidipäästöjen vähennykseen seuraavasti:[45]

  • Lontoo –20 % (1990–2010) ja –60 % (2050)
  • New York –20 % (1995–2010)
  • 200 Yhdysvaltain kaupunkia –7 % (1990–2012) (41 miljoonaa ihmistä)
  • Tokio –25 % (2000–2020), 20 % UE (2020), nyt 2,7 %
  • Berliini –25 % (1990–2010…12)
  • Malmö –25 % (1990–2010…12)
  • Växjö –70 % (2025) tietyillä aloilla
  • Oxford 10 % kodeista aurinkolämmitys (2010) (myös PV-tavoite)
  • Barcelona 100 000 m2 aurinkolämmitystä (2010)
  • Vancouver uudisrakentaminen hiilineutraalia (2030)
  • Haag julkiset rakennukset hiilineutraaleja (0 %) 2006
  • Kiinalainen Dongtan pyrkii ensimmäiseksi kaupungiksi, joka käyttää vain uusiutuvaa energiaa. Kaupungissa asuu 500 000 ihmistä.[46]
  • Helsinki –20 % (1990–2020); 20 % UE (2020), nyt 6–10 % UE[47]
  • Turku, Pori, Kotka ja Jyväskylä –16 % (2020) ja UE 38 % (2020)[48]

Maailma
Uusiutuvan sähkön kapasiteetit maailmassa vuoden 2009 alussa.

Vuosina 2000–2007 uusiutuvan energian (UE) lisäys oli: Euroopan unioni 460 TWh, Yhdysvallat 140 TWh ja Kiina 91 TWh. UE kokonaiskulutus oli suurinta Aasiassa, Kiinassa ja Afrikassa ja vähäisintä Venäjällä. UE kokonaismäärän prosentuaalinen lisäys oli suurin EU:ssa ja Latinalaisessa Amerikassa, joissa se oli noin kaksinkertainen maailman keskiarvoon verrattuna.[49]

Katso myös

Lähteet
  1. EREC’s Position on the Framework Directive for Renewable Energy Sources (Arkistoitu – Internet Archive) 1.10.2007 s. 1–9
  2. https://www.independent.co.uk/environment/solar-energy-world-investment-higher-coal-gas-nuclear-combined-2017-un-report-a8290051.html
  3. Patrick Crill, Ken Hargreaves, Atte Korhola: Turpeen asema Suomen kasvihuonekaasutaseissa. Kauppa- ja teollisuusministeriön tutkimuksia ja raportteja 20/2000. Kauppa- ja teollisuusministeriö, 2000.
  4. Suomi on bioenergian suurvalta Tilastokeskus. Viitattu 4. lokakuuta 2010.
  5. toim. Virtanen, Anne & Rohweder, Liisa: ”Sanasto”, Ilmastonmuutos käytännössä, s. 412. Helsinki: Gaudeamus (Oy Yliopistokustannus University Press Finland Ltd), 2011. ISBN 978-952-495-178-4.
  6. James Conca: Uranium Seawater Extraction Makes Nuclear Power Completely Renewable Forbes. Viitattu 12.12.2017. (englanniksi)
  7. Vuorovesi-ilmiö Särkänniemi, Tähtiakatemia. Viitattu 14.4 2008.
  8. Geothermal Energy -- Energy from the Earth's Core Energy Information Administration. Viitattu 14.4. 2008. (englanniksi)
  9. Sylvain David a, Elisabeth Huffer b and Hervé Nifenecker (2007) Revisiting the thorium-uranium nuclear fuel cycle. (Arkistoitu – Internet Archive) Europhysics News, 38(2), 24–27. DOI: 10.1051/EPN:2007007. Viitattu 14.12.2007
  10. Cohen, B.: Breeder Reactors: a Renewable Energy Source, American Journal of Physics, 51, Melville, NY, USA, 1/1983, ISSN 0002–9505.
  11. professor Per F. Peterson: INERTIAL FUSION ENERGY: A TUTORIAL ON THE TECHNOLOGY AND ECONOMICS Department of Nuclear Engineering, University of California, Berkeley. Arkistoitu 21.12.2008. Viitattu 14.4. 2008. (englanniksi)
  12. Global Wind Report 2009 (PDF) (s. 8–10) GWEC. Arkistoitu 7.4.2011. Viitattu 3.10.2010.
  13. Wind energy, A visionary match[vanhentunut linkki] Technical University of Denmark, Roskilde
  14. Renewables Global Status Report 2010 (PDF) (s. 17) REN21. Arkistoitu 20.8.2010. Viitattu 3.10.2010.
  15. Renewables 2007 Global Status Report (Arkistoitu – Internet Archive), REN21 sihteeristö (Pariisi) ja Worldwatch instituutti (Washington, DC), 2008, s. 8
  16. 2005: Record year for investments in renewable energy REN21 (Arkistoitu – Internet Archive)"Renewables Global Status Report 2006 Update", REN21 sihteeristö (Pariisi) ja Worldwatch instituutti (Washington, DC), 18.7.2006 sivu: tavoite kuva 10
  17. Taulukkoa korjattu siltä osin kuin vuosien 2007 ja 2008 tilastoista on uudet luvut vuoden 2010 REN21-raportissa; ks. vuoden 2010 raportin s. 13
  18. Renewables Global Status Report 2010 (PDF) (s. 15–16) REN21. Arkistoitu 20.8.2010. Viitattu 29.9.2010.
  19. Renewables Global Status Report 2010 (PDF) (Taulukko R1 s. 54) REN21. Viitattu 29.9.2010.
  20. Renewables 2007 Global Status Report (Arkistoitu – Internet Archive), REN21 sihteeristö (Pariisi) ja Worldwatch instituutti (Washington, DC), 2008. sivut: yhteenveto 6–7, kapasiteetti ja indikaattorit s. 8, energiamarkkinat s. 9, UE tavoite s. 42, osuus sähköstä s. 41, investointi s. 16, aurinkolämmitys s. 13, 26–27, 39, 48, keskittävä aurinkovoima s. 12, 14, 16, biopolttoaineet s. 6, 8, 13–15, 28, 39, 44, työllisyys s. 6, kaupunkien tavoitteet s. 29–30.
  21. Renewables Global Status Report 2010 (PDF) (s. 47–48) REN21. Arkistoitu 20.8.2010. Viitattu 30.9.2010.
  22. Renewables Global Status Report 2010 (PDF) (s. 11, 45) REN21. Arkistoitu 20.8.2010. Viitattu 29.9.2010.
  23. EREC’s Position on the Framework Directive for Renewable Energy Sources (Arkistoitu – Internet Archive) EREC1.10.2007 (s. 1–9), keskimääräinen uusiutuvien lisäys s. 4
  24. EU:n ilmasto- ja energiapaketti 19.6.2008. Eurooppa-tiedotus. Arkistoitu 4.11.2013. Viitattu 1.10.2010.
  25. Renewables Global Status Report 2010 (PDF) (s. 4, 27–29) REN21. Arkistoitu 20.8.2010. Viitattu 1.10.2010.
  26. Renewables Global Status Report: Energy Transformation Continues Despite Economic Slowdown (Arkistoitu – Internet Archive) REN 21 Pariisi 13.5.2009, . yhteenveto s. 8, maittain s. 12, indikaattorit s. 9
  27. Renewable Energy Technology Roadmap up to 2020 (Arkistoitu – Internet Archive) EREC, 24 s., 1/2007
  28. Evaluation of different feed-intariff design options - Best practice paper for the International Feed-in Cooperation (Arkistoitu – Internet Archive) Fraunhofer Institute, Saksa BMU (2006) s. 3 (kasvu 1990-2005, 8 (kartta), 14 (tariffit)
  29. GWEC Position Paper on the IEA World Energy Outlook 2006 (Arkistoitu – Internet Archive) 19.1.2007
  30. Solar generation solar electricity for over one billion people and two million jobs by 2020 s. 7[vanhentunut linkki] syyskuu 2006
  31. World energy Outlook 2007 IEA, China and India Insight, s. 356
  32. Professori: Uusiutuvan energian laskelmat täysin pielessä Yle Uutiset. Viitattu 17.10.2015.
  33. Bovet et al.: Ympäristöatlas – nykytila ja tulevaisuus, s. 94. Helsinki: Le Monde diplomatique, 2008.
  34. Renewables Global Status Report 2010 (PDF) (s. 10–11) REN21. Arkistoitu 20.8.2010. Viitattu 5.10.2010.
  35. http://www.bloomberg.com/news/articles/2015-04-14/fossil-fuels-just-lost-the-race-against-renewables
  36. Renewables 2007 Global Status Report (Arkistoitu – Internet Archive), REN21 sihteeristö (Pariisi) ja Worldwatch instituutti (Washington, DC), 2008. sivut: yhteenveto 6–7, kapasiteetti ja indikaattorit s. 8, energiamarkkinat s. 9, UE tavoite s. 42, osuus sähköstä s. 41, investointi s. 16, aurinkolämmitys s. 13, 26–27, 39, 48, keskittävä aurinkovoima s. 12, 14, 16, biopolttoaineet s. 6, 14, 28, 39, 44, työllisyys s. 6, kaupunkien tavoitteet s. 29–30.
  37. Global Trends in Sustainable Energy Investment 2007 (Arkistoitu – Internet Archive) United Nations Environment Programme UNEP 2007, sivut 8, 9, 35 ja 44.
  38. Renewables Global Status Report 2010 (PDF) (s. 34) REN21. Arkistoitu 20.8.2010. Viitattu 11.10.2010.
  39. EREC’s Position on the Framework Directive for Renewable Energy Sources (Arkistoitu – Internet Archive) 1.10.2007
  40. Renewables Global Status Report 2010 (PDF) (s. 26) REN21. Arkistoitu 20.8.2010. Viitattu 5.10.2010.
  41. Greenpeace: Uusiutuva energia kymmenen kertaa halvempaa kuin fossiilisiin polttoaineisiin tukeutuminen, 6.7.2007
  42. Uusiutuviin energialähteisiin perustuvan sähköntuotannon tukeminen, s. 2–10, 52
  43. http://www.talentum.com/doc.te?f_id=1195596 (Arkistoitu – Internet Archive)
  44. EU:n ilmastopolitiikan hintaan voidaan vaikuttaa (Arkistoitu – Internet Archive), Piia Aatola ja Kimmo Ollikka. Kirjoittajat ovat tutkijoita Valtion taloudellisessa tutkimuskeskuksessa. Helsingin Sanomat Vieraskynä, 21.2.2014.
  45. Renewables 2007 Global Status Report (Arkistoitu – Internet Archive), REN21 sihteeristö (Pariisi) ja Worldwatch instituutti (Washington, DC), 2008 Sivut: investointi s. 6a, markkinat s. 9, UE tavoite s. 42, osuus sähköstä s. 41, aurinkolämmitys s. 13, 27, 39, 48, aurinkokennot s. 19, keskittävä aurinkovoima s. 19–20, biopolttoaineet s. 28, 39, 44, Kaupunkien tavoitteet s. 29–30.
  46. International Harald tribune, Breaking ground on eco-cities, 29.6.2007, s. 20
  47. Helsinki aikoo kolminkertaistaa uusiutuvan energian käytön, Helsingin Sanomat 12.1.2008 A17
  48. Uusiutuvan energian roima lisäys tuottaa vaikeuksia kaupungeille, Helsingin Sanomat 24.2.2008 A4
  49. Energiläget i siffror 2009 (Arkistoitu – Internet Archive) Energimyndigheten Ruotsi

    Aiheesta muualla
    Uusiutuva energia ja kestävä kehitys
    Aurinkovoima:

    aurinkokenno | aurinkolämmitys | aurinkokeräin | keskittävä aurinkovoima | aurinkojäähdytys

    Tuulivoima:

    merituulivoima | luettelo merituulivoimasta | tuulipuisto | tuulimylly

    Vesivoima:

    aaltoenergia | vuorovesienergia | vuorovesimylly

    Maa, vesi ja ilma:

    geoterminen energia | maalämpö | ilmalämpöpumppu | ilma-vesilämpöpumppu | ilmavirtavoimala

    Biologinen:

    biomassa | energiakasvit | puupolttoaine | pelletti | biopolttoaine | bioetanoli | E85 | biodiesel | biokaasu

    Kemiallinen:

    polttokenno | vetytalous | metanolitalous

    Muuta

    energiansäästö | energiatehokkuus | fuusioreaktori | vihreä sähkö | hajautettu energiantuotanto | sähköntuotanto | lämmöntuotanto | kaukolämpö | energiankulutus| valaistus | tuontisähkö | säätövoima | lämmön varastointi | sähkön varastointi | kuljetus | sähköauto | hybridiauto | joukkoliikenne | kimppakyyti

    Energiantuotanto
    Käsitteitä:

    energiansäästö · hajautettu tuotanto · kaukolämpö · lämmöntuotanto · sähköntuotanto · säätövoima · varavoima · lämpöenergian varastointi · energian varastointi

    Uusiutumaton energia:
    Fossiilinen: hiilivoima · maakaasuvoima · maaöljy
    Muut: turvevoima · ydinvoima
    Uusiutuva energia:

    aaltovoima · aurinkoenergia · biomassa · geoterminen energia · tuulivoima · vesivoima

    Ilmastonmuutos ja ilmaston lämpeneminen
    Syyt

    Kasvihuoneilmiö • Kasvihuonekaasu • Hiilidioksidi • Metaani • Auringon aktiivisuus • Ilmaston viileneminen • Milankovićin jaksot • Vulkanismi • Laattatektoniikka • Termohaliinikierto

    Vaikutukset

    Ilmastopakolaisuus • Merien happamoituminen • Merenpinnan nousu • Tulvat • Sadannan muutokset • Kuivuuskaudet • Lämpöaallot • Äärimmäiset sääilmiöt • Trooppiset hirmumyrskyt

    Tiede

    Hallitustenvälinen ilmastopaneeli IPCC • Ilmastoherkkyys • Ilmastomalli • Palautekytkennät • Kaupunkisaarekeilmiö • Keskiajan lämmin kausi • Pieni jääkausi • Hiilinielu • Otsonikato • Historialliset vaikutukset

    Keskustelu ja politiikka

    Hillitseminen • Hinku-verkosto • Sopeutuminen • Kioton sopimus • Kööpenhaminan ilmastokokous • UNFCCC • Päästökauppa • Sternin raportti • Uusiutuva energia • Energiansäästö • Oregonin vetoomus • Energiapolitiikka • Euroopan unionin energiapolitiikka • Suomen energiapolitiikka • Kiinan energiapolitiikka

     

    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.