Täysin uusiutuva sähköjärjestelmä on edullisin vaihtoehto Etelä-Amerikalle

Täysin uusiutuvaan sähköjärjestelmään siirtyminen on Etelä-Amerikassa mahdollista vuoteen 2030 mennessä. Lappeenrannan teknillisen yliopiston (Lappeenranta University of Technology, LUT) ja Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n tutkimus osoittaa, että täysin uusiutuva järjestelmä on edullisin vaihtoehto sähköntuotantoon ja voidaan toteuttaa vähin energiavarastoin.

"Etelä-Amerikalla on ainutlaatuiset energiaresurssit, koska Patagonia kuuluu maailman parhaisiin tuulivoimakohteisiin, parhaat aurinkoenergian lähteet ovat Atacaman aavikolla, vesivoimaa käytetään jo runsaasti, ja kestävän biomassan mahdollisuudet ovat merkittävät. Etelä-Amerikka onkin maailman suotuisimpia alueita täysin uusiutuvalle sähköjärjestelmälle", selvittää professori Christian Breyer.

Sähkön hinta täysin uusiutuvassa sähköjärjestelmässä on 47-62 euroa megawattitunnilta riippuen laskennan oletuksista. Muiden vaihtoehtojen, kuten ydin- ja kaasuvoiman tuottaman hiilidioksidin talteenotto ja varastointi, kustannukset ovat 75–150 prosenttia korkeammat kuin täysin uusiutuvan sähköjärjestelmän.

Täysin uusiutuvan sähköjärjestelmän kokonaiskapasiteetista 415 gigawattia on lähtöisin aurinkokennoista, 144 gigawattia padoista, 39 gigawattia jokivoimaloista, 17 gigawattia biokaasusta, 4 gigawattia biomassasta ja 69 gigawattia tuulesta. Aurinko- ja tuulivoiman runsas saatavuus ja patojen suuri kapasiteetti Etelä-Amerikassa tarkoittaa, että alueella ei tarvita mittavia energiavarastoja. Pato voi toimia virtuaaliakkuna aurinko- ja tuulisähkön vartastoimiseksi ja tasapainottaa tuotantoa ja kysyntää, kun auringosta ja tuulesta on vuoden kuluessa puutetta. Muualla maailmassa tämä vaatisi power-to-gas-teknologiaa, jossa sähköenergiasta tuotetaan luonnonkaasua, kuten vetyä ja synteettisiä luonnonkaasuja, ja muutetaan se takaisin energiaksi.

Tutkimuksen mukaan Etelä-Amerikan teollisuuden tarvitseman luonnonkaasun korvaaminen power-to-gas-teknologialla lähes poistaa energiavarastojen tarpeen. Tätä kutsutaan järjestelmäintegraatioksi, jossa power-to-gas ja muutkin teknologiat lisäävät sähköjärjestelmän joustavuutta ilman suuria energiavarastoja. Tällainen joustavuus laskee sähkön hintaa. Integraation hyödyn arveltiin nousevan 13 miljardiin euroon.

Tutkijat ovat laatineet samanlaisia tutkimuksia myös muista maailman alueista. Tuloksia on julkaistu Pohjois-Amerikasta, Koillis-Aasiasta, Kaakkois-Aasiasta, Keski-Aasiasta ja Venäjältä, Lähi-idästä ja Pohjois-Afrikasta, Saharan eteläpuolisesta Afrikasta ja Euroopasta. Nämä tutkimukset valottavat alueiden erityispiirteitä. Etelä-Amerikalla on muihin alueisiin verrattuna kilpailuetu täysin uusiutuvan sähköjärjestelmän perustamiseksi.

Tutkimus laadittiin osana Tekesin rahoittamaa Neo-Carbon Energy -tutkimushanketta, joka toteutetaan Lappeenrannan teknillisen yliopiston, Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n ja Turun yliopiston Tulevaisuuden tutkimuskeskuksen yhteistyönä.

Lisätietoja:

Christian Breyer, aurinkotalouden professori, christian.breyer@lut.fi, +358 50 443 1929

Pasi Vainikka, johtava tutkija, pasi.vainikka@vtt.fi, +358 40 582 5987

 

Julkaisut:

Complementary of hydro, wind and solar power as a base for a 100% Renewable Energy supply for South and Central America

Hydropower and Power-to-Gas Storage Options: The Brazilian Energy System Case

 

Täysin uusiutuvan sähköjärjestelmän simulaatio: http://neocarbonenergy.fi/internetofenergy/

Neo-Carbon Energy: www.neocarbonenergy.fi