Tuulivoiman hiilidioksidipäästöt ovat yli 22-kertaisia ydinvoimaan verrattuna

19.2.2022

Suomen Tuulivoimayhdistyksen mukaan tuulivoiman hiilidioksidipäästöt ovat 10 – 11 g / kWh.  Tein vertailevan laskelman yhdelle 5 MW tuulivoimalalle, minkä käyttöaste on 33 % ja käyttöikä 20 v.  Tällaisen kokonaismassa on 4.400 tonnia, josta 85 % on betoniperustuksissa.  Päästöt ovat yhteensä 3,400 tonnia CO2.  Suuruusjärjestyksessä päästöjen osuus on seuraava:

Teräsrunko                          35 %              (600 ton x 2 ton CO2 / ton)

Metsän kasvun menetys     27 %              (3 + 2 + 5 ha x 20 v x 4,7 tonnia CO2 / v)

Kuljetukset ja konetyöt      13 %              (170,000 ltr dieseliä x 0,0026 CO2 ton / ltr)

Betoniperustus                    12 %              (1,500 m3 x 0,27 ton CO2 / m3)

Lavat                                    7 %              (60 ton x 4 ton CO2 / ton)

Kupari ja maametallit           6 %              (28 ton x 7 ton CO2 / ton)

Kokonaispäätöt ovat tämän mukaisesti 12 g / kWh eli samaa luokkaa kuin STY:n arvio.  Tilanne muuttuu kuitenkin merkittävästi, mikäli tuulivoimaa tuotetaan paljon eli kun tuulisähkön osuus ylittää 15 – 20 %.  Syyskuun 2021 raportissaan Sitra kaavailee Suomen sähkönkulutuksen olevan v. 2050 170 TWh, josta peräti 70 % eli 120 TWh tuotettaisiin maatuulivoimalla. Näin suuri tuulisähkön osuus kokonaistuotannosta vaatii sähkön varastoinnin järjestämistä eli ns P2P-tekniikkaa, missä tuulivoimalla tuotetaan ensin elektrolyyserillä vedestä vetyä ja tämä sitten poltetaan vetyvoimalassa sähköksi.  Fortumin laskelmien mukaan 55 megawatista vaihtelevaa tuulivoimaa saadaan tällä prosessilla 15 MW sähköä (plus sivutuotteena 15 MW lämpöä).  Tällaisen järjestelmän hyötysuhde on siis 27 % ja todellisuudessa tuulivoimalla pitää tuottaa peräti 444 TWh / v, jotta saadaan 120 TWh ”laatusähköä”.  Tuulivoimaloiden päästöt ovat siten 44 g / kWh ja elektrolyysereiden ja vetyvoimaloiden päästöt laskelmani mukaisesti 11 g / kWh eli yhteensä 55 g / kWh.  Tässä kyseessä ovat siis ainoastaan rakennusvaiheen päästöt, mitkä tuulivoiman tapauksessa ovat tosin elinkaaren päästöistä ylivoimaisesti merkittävimmät.

Vattenfall on laskenut omien ydinvoimaloittensa koko elinkaaren päästöt ja päätynyt lukuun 2,5 g / kWh.  Tämä tarkoittaisi sitä, että tuulivoiman rakentamisen päästöt ovat 22-kertaiset ydinvoiman elinkaaripäästöihin.  Tuulivoiman tuotanto vaatii valtavasti materiaaleja ja maa-aluetta.  Tuotettua TWh kohden tuulivoimaloihin perustuva järjestelmä vaatii 90 kertaisen määrän betonia ja yli 6,000 kertaisen määrän metsäalaa. 1 kpl 5 MW tuulivoimala vie yhtä paljon maa-alaa kuin Olkiluodon ja Loviisan voimala-alueet yhteensä, joihin mahtuu vielä kolme ydinvoimalaa lisää. Tällaisia 5 MW voimaloita pitäisi Sitran suunnitelman mukaan rakentaa ja aikanaan purkaa yli 1,500 kpl vuosittain.  On kansallisen periaatekeskustelun paikka halutaanko tällainen metsäala, 200,000 ha joka ikinen vuosi, pirstoa ja aiheuttaa siten luontokatoa ja virkistyskäytön rajoituksia tuulivoiman muista haitoista puhumattakaan.  Varsinkin kun tarjolla olisi päästötöntä ydinvoimaa.

Mikäli Sitran suunnitelmat 120 TWh vuotuisesta maatuulisähköstä toteutuvat niin esimerkiksi Suomen betonin kulutus kasvaisi 5 miljoonasta m3:stä 8 miljoonaan m3:in.  Vuosittain siis valettaisiin ja käytön jälkeen piikattaisiin 3 miljoonaa m3 betoniperustuksia aina maailman tappiin. Jokainen suomalainen saisi siis vuosittain valaa ja piikata 0,6 m3 betonia. Kokemuksesta tiedän, että siinä on tekemistä. Mikäli hallituksen tavoite Suomi hiilineutraaliksi v 2035 toteutuu niin Suomen kokonaispäästöt v 2035 ovat 20 miljoonaa tonnia ja siitä 7 miljoonaa eli kolmasosa menee tuulivoiman rakentamiseen.  Näitä päästöjä voitaisiin tosin merkittävästi vähentää, mikäli tuulivoiman rakentamiseen sijoitettaisiin 10 – 20 % lisää rahaa seuraavasti:

  • perustuksiin käytetään vähähiilistä betonia
  • tuulivoimalan runkoon käytetään vedyllä pelkistettyä terästä ja tarvittava vety tuotetaan päästöttömästi ydinvoimalla (v 2026 alkaen)
  • tuulivoimalan koneistot kierrätetään takaisin valmistavalle tehtaalle maametallien ja kuparin uusiokäyttöä varten
  • tuulivoiman lavat suunnitellaan kierrätettäviksi eli valmistetaan erikoisteräksestä, alumiinista tai puusta
  • tuulivoiman jakeluverkko toteutetaan teiden vieressä kulkevalla maakaapeloinnilla ilmajohtojen sijaan
  • tuulivoimarakentamisen koneiden ja kuljetuksien polttoaineena käytetään synteettistä, ydinvoimalla tuotettua metanolia

Näin saavutettavat säästöt olisivat 75 % nykyisen tuulivoiman rakentamiskäytännön päästöistä ja suuruudeltaan 5 miljoonaa CO2 tonnia vuodessa eli 15 % Suomen nykyisistä päästöistä ja 25 % tavoitelluista v 2035 päästöistä. Tämä 5 miljoonaa tonnia vastaa Helsingin, Espoon, Kauniaisten ja Vantaan tämänhetkisiä vuosittaisia kokonaispäästöjä hiilivoimaloineen.  Tuulivoimateollisuus perustelee olemassaoloaan sillä, että se on kaikkine vikoineenkin kuitenkin vähäpäästöistä energian tuotantoa.  Sen tulisikin itse ryhtyä tällaisiin päästötoimiin ja viranomaiset voisivat osaltaan asettaa tällaisia velvoitteita kaavoitus- ja rakennuslupavaiheessa. Kaiken kaikkiaan tuulivoiman rakentamisen järkevyys on syytä asettaa kyseenalaiseksi.

Ilkka Niemi

Kirjoittaja on rakennusalan DI, jolla on 40 vuoden kokemus suurten kansainvälisten rakennusprojektien johtamisesta