NÄKIJÄ: Jero Ahola: Auringon voimalla

teollisuusliitto

Tällä hetkellä aurinkosähkön osuus on alle prosentin Suomen sähköntuotannosta. Tulevaisuudessa sen osuus saattaa kasvaa huomattavasti, jopa 10 prosenttiin. Professori Jero Aholan mukaan aurinkosähkö on jo nyt tuulivoiman jälkeen toiseksi edullisin tapa tuottaa uutta sähköä Suomessa.

23.6.2021

JERO AHOLA Energiatehokkuuden professori Lappeenrannan-Lahden teknillisessä yliopistossa (LUT) vuodesta 2009 lähtien. Toiminut Suomen edustajana Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) aurinkosähköohjelmassa vuodesta 2015. Perehtynyt sähkötoimisten laitteiden energiatehokkuuden parantamiseen. Tutkinut tulevaisuuden energiajärjestelmiä. Kiinnostunut tällä hetkellä muun muassa vedyn tuotannosta, Power-to-X-teknologioista, aurinko- ja tuulienergiasta sekä älykkäistä sähköverkoista.

Professori Jero Aholan mukaan elämme parhaillaan energiajärjestelmän teknologiamurroksen aikaa.

– Tavoite on selvä: kasvihuonepäästöt, joista hiilidioksidin osuus on 86 prosenttia, on saatava nollaan vuoteen 2050 mennessä. Tämä tarkoittaa luopumista fossiilisista polttoaineista, kuten öljystä ja hiilestä, toteaa Ahola, joka työskentelee energiatalouden professorina Lappeenrannan-Lahden teknillisessä yliopistossa (LUT).

– Iso muutos on siinä, että siirrytään energianlähteenä käytetystä öljystä sähköön. Päästöttömästä, uusiutuvasta sähköstä tulee pääenergiajärjestelmä. Enää eivät rajoitteena ole resurssit, sillä tuuli- ja aurinkoenergiaa on saatavissa kaikkialla. Ydinkysymys on nyt se, kuka massavalmistaa sitä teknologiaa, mitä tuuli- ja aurinkoenergian hyödyntämiseen tarvitaan.

Aurinkosähkö on jo neljättä vuotta eniten asennettu sähköntuotantomuoto maailmassa. Tähän saakka aurinkosähkön varastointi on ollut teknisesti ja taloudellisesti haastavaa, mutta sekin puoli on parantumassa erityisesti akkujen kehittyessä.

– Tärkeä kysymys on se, miten me teemme uusiutuvan sähkön ja hiilidioksidin avulla ne tuotteet, jotka on aikaisemmin tehty öljystä, hiilestä tai maakaasusta. Siinä tulee mukaan Power-to-X-teknologia, Ahola sanoo. Power-to-X:n eli P2X:n perusideana on muuttaa sähköä toiseen energiamuotoon ja tarvittaessa takaisin sähköksi.

– Päästötön energiajärjestelmä on mahdollinen eikä sen kalliimpi kuin nykyinen energiajärjestelmä. Aurinko- ja tuulivoiman käyttöönotto merkitsee suurta muutosta kustannusrakenteessa. Kun meillä nykyisin on pääosassa polttoaineen kustannukset – öljyn, hiilen ja maakaasun – niin jatkossa on kysymys teknologiakustannuksista. Teknologian kehittäminen avaa myös suomalaisille yrityksille uusia bisnesmahdollisuuksia.

AUSTRALIA YKKÖSENÄ

Aurinkosähkö on professori Aholan mukaan tuulivoiman jälkeen edullisinta uutta sähköntuotantoa Suomessa.

– Jossain vaiheessa vielä ajateltiin, että aurinkosähköstä ei ole mihinkään eikä se ikinä kannata Suomessa, mutta nyt se on jo toiseksi halvin tapa tuottaa täällä sähköä. Nykyään aurinkosähkökenno maksaa vain yhden prosentin verran siitä, mitä se maksoi ennen vuotta 1980, selvittää Ahola.

– Teknologia on kehittynyt viimeisten vuosikymmenten aikana valtavasti, kun on opittu valmistamaan tehokkaita ja kestäviä aurinkokennoja ja -paneeleita. Markkinat ovat taas kasvaneet koko ajan hintojen laskiessa. Kun tuotanto tuplataan, putoaa kennon hinta 20 prosenttia. Nykyään aurinkosähköä voidaan tuottaa aurinkovyöhykkeen maissa halvimmillaan jopa 10 euron megawattituntihintaan.

Kiinalla on teknologinen ylivalta, sillä lähes kaikki maailman aurinkokennot valmistetaan siellä.

Esimerkiksi aurinkosähkön käytöstä Ahola nostaa Australian, joka sijaitsee suhteellisen lähellä päiväntasaajaa. Yli viidennes kaikista australialaisista kotitalouksista käyttää aurinkosähköä. Viime vuodesta lähtien Sydneyn kaupunki on hankkinut tarvitsemansa sähköenergian kokonaan uusiutuvasta energiasta: aurinko- ja tuulivoimasta.

– Taustalla on se, että uusiutumattomien energialähteiden, kuten hiili- ja maakaasusähkön, tuotanto ja siirto on ollut Australiassa kallista. Siirtyminen aurinkosähkön käyttöön on tapahtumassa ennen muuta taloudellisista syistä.

Tällä hetkellä aurinkosähkön osuus on 0,3–0,4 prosenttia Suomen sähköntuotannosta. Tulevaisuudessa sen osuus saattaa kuitenkin kasvaa huomattavasti, mahdollisesti jopa 10 prosenttiin. Globaalista sähkön tarpeesta aurinkosähkö kattoi viime vuonna 3,3 prosenttia.

– Australian jälkeen eniten aurinkosähköä asukaslukuun suhteutettuna käyttävät Saksa ja Japani. Myös Yhdysvallat ja Kiina ovat panostaneet paljon aurinkosähkön kehittämiseen. Kiinalla on tässä teknologinen ylivalta, sillä lähes kaikki maailman aurinkokennot valmistetaan siellä.

SUURIA LÄPIMURTOJA

Ahola on seurannut tarkkaan aurinkoenergian tutkimusta ja käyttöä toimiessaan viime vuosina Suomen edustajana Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) aurinkosähköohjelmassa.

– Pohjoismaissa on tutkittu esimerkiksi aurinkosähkön soveltamista, kuten kuinka optimoida lämpöpumppujen toimintaa, että saadaan paras mahdollinen tuotto. Moni uusi, kehitteillä oleva sovellus perustuu uusiutuvaan sähköön, aurinko- ja tuulivoimaan.

LUT-yliopistossa on tutkittu muun muassa synteettisten polttoaineiden ja ruoaksi soveltuvien proteiinien tuotantoa ilmasta talteen otetusta hiilidioksidista.

Meidän pitää alkaa miettiä planeettaa eräällä tavalla avaruusaluksena. Pitää päästä hiilidioksidin kiertotalouteen.

Soletair-pilottiprojektissa, jonka LUT toteutti VTT:n kanssa vuonna 2017, tehtiin ensimmäisenä maailmassa aurinkosähkön avulla polttoainetta vedestä ja ilmasta talteen otetusta hiilidioksidista.

Samana vuonna saatiin läpimurto ruuantuotantoon liittyvässä Neo-Carbon Food -projektissa, jonka tuloksena syntyi yritys Solar Foods. Uusiutuvan sähkön avulla tuotetun hiilineutraaliin ruoan valmistamiseen tarvitaan vain vettä ja hiilidioksidia.

– Meidän pitää alkaa miettiä planeettaa eräällä tavalla avaruusaluksena. Pitää päästä hiilidioksidin kiertotalouteen, Ahola toteaa. Ajatus kulkee siten, että kun bensaa poltetaan, vapautuu siinä prosessissa ilmakehään hiilidioksidia ja vesihöyryä. Aurinkosähkön avulla prosessi käännetään toisin päin.

TEHO PARANTUNUT

Professori Ahola asennutti oman talonsa katolle Lappeenrantaan ensimmäiset aurinkopaneelit vuonna 2011. Nykyiset aurinkopaneelit ovat olleet käytössä vuodesta 2014 lähtien.

– Aurinkopaneelit ovat kehittyneet teknisesti valtavasti vuosien mittaan. Valmistajat lupaavat, että uusien aurinkopaneelien tehosta on jäljellä 25 vuoden jälkeen 80 prosenttia.

Kaikkein tehokkaimpia ovat kaksipuoliset, kääntyvät kennot, jotka kallistuvat päivänkierron mukaan. Kun kennoja saadaan paranneltua, saadaan sama teho pienemmältä pinta-alalta ja hyöty kertaantuu.

Aurinkopaneelien kierrätys on myös kohentunut. Nykyään paneelien kennoista, johtimista ja kehyksistä otetaan talteen alumiini, hopea ja kupari.

AURINKOA INARISSA

Ahola arvelee Suomessa olevan noin 20 000–30 000 aurinkovoimalaa, joista pääosa on yksityisillä kotitalouksilla, talojen katoilla. Lisäksi kauppakeskukset ovat hankkineet niitä katoilleen.

– Päivittäistavarakaupoilla on isot kattopinta-alat ja niiden jäähdytysjärjestelmät tarvitsevat energiaa, joka kuuluu korkeimpaan veroluokkaan. Niiden kannattaakin investoida aurinkovoimaan, Ahola toteaa.

– Tällä hetkellä Suomen suurin aurinkosähköä tuottava maavoimala on Atrian aurinkosähköpuisto Seinäjoen Nurmossa. Seuraavaksi suurin on Lempäälän yrityspuisto.

Suomeen tulee todennäköisesti vielä lisää isoja aurinkosähköä tuottavia maavoimalaitoksia, jotka myyvät energiaa sähkömarkkinoille.

Suomen pohjoisin aurinkovoimala sijaitsee Inarin Näätämössä Nord1Marketissa. Aholan mukaan aurinkosähkö tuottaa jonkin verran enemmän Etelä-Suomessa kuin Pohjois-Suomessa, missä tuotto on kuitenkin kesäaikana suurempi. Talvella, marraskuusta helmikuun loppuun, aurinkosähkön tuotto on Etelä-Suomessakin vain muutaman prosentin luokkaa koko vuoden tuotosta.

– Suomeen tulee todennäköisesti vielä lisää isoja aurinkosähköä tuottavia maavoimalaitoksia, jotka myyvät energiaa sähkömarkkinoille. Toistaiseksi suurin osa aurinkosähköstä menee kuitenkin kotitalouksien ja yritysten omaan kulutukseen.

TEKSTI RIITTA SAARINEN
KUVA ARI NAKARI