Teknologian tutkimuskeskus VTT:llä, Lappeenrannan yliopistolla ja Turun yliopiston Tulevaisuuden tutkimuskeskuksessa käynnissä olevassa uusiutuvan energian tutkimuksessa on mallinnettu täysin uusiutuvaan energiaan perustuva järjestelmä Kiinalle, Koreoille ja Japanille.

– Kiinalla on niin merkittävät tuuli- ja aurinkoenergian resurssit, että heidän uusiutuvan energian järjestelmänsä on hyvin nopeasti kannattava. Siksi heidän kannattaa tämäntyyppiseen järjestelmään siirtyä. Kiina on suurin aurinko- ja tuulienergian investoija jo tällä hetkellä, sanoo VTT:n johtava tutkija Pasi Vainikka.

Kiinalla on hyvät uusiutuvan energian lähteet. Ne ovat myös kaikkein kannattavin energiantuotantomuoto. Christian Breyer

Tutkijoiden mukaan uusiutuvasta energiasta, kuten auringosta ja tuulesta, tulee halvin energiantuotantomuoto viimeistään 10 vuoden sisällä maailman suurimmille energiamarkkinoille Aasiassa. Siinä energia on halpaa, päästötöntä ja riippumatonta. Vastaavanlaisia uusiutuvan energian simulaatioita ei ole Lappeenrannan teknillisen yliopiston aurinkotalouden professorin Christian Breyerin mukaan aiemmin tehty.

– Täysin uusiutuvaan energiaan perustuva systeemi on mahdollinen Koillis-Aasiassa. Uusiutuva energia on siellä myös halvin energian tuotantomuoto. Kaikki muut ovat kalliimpia. Se on uusi oivallus, Breyer sanoo.

Aurinkosähkön hinta tippuu puoleen

Iso kysymys uusiutuvissa energianlähteissä on, milloin ne ovat kaupallisesti kannattavia, jotta niihin voi siirtyä markkinoiden ehdoilla. Tutkimuksen mukaan esimerkiksi Kiinalle aurinko ja tuuli tulevat kannattavimmiksi energioiksi jo 5–10 vuoden sisällä.

– Jokaisen kapasiteetin kaksinkertaistumisen seurauksena kustannukset tippuvat 20 prosenttia. Vuoteen 2025–2030 mennessä esimerkiksi aurinkosähkön hinta on puolet nykyisestä. Käytännössä merkittävässä osassa maailmaa se on sitten halvin tuotantomuoto. Energiajärjestelmä muuttuu sen perusteella verraten paljon, Vainikka ennustaa.

Aurinkoenergia lähestyy täysi-ikäisyyttä. Se alkaa vähitellen pärjäämään ilman tukia. Heli Antila

Energiayhtiö Fortum on jo mukana Intian aurinkoenergiabisneksessä, josta odotetaan myös isoa kasvua. Fortum julkistikin juuri 10 megawatin aurinkovoimalahankkeen Intian sydämessä Madhya Pradeshissa.

– Erityisesti aurinkoenergian osuus lähivuosina kasvaa. Se on Intiassa meillä painopistealueena. Siellä on julkistettu satojen megawattien hankkeita, uusia aurinkovoimaloita, ja niitä julkistetaan koko ajan. Aurinkoenergia lähestyy täysi-ikäisyyttä. Se alkaa vähitellen pärjäämään ilman tukia, sanoo Fortumin teknologiajohtaja Heli Antila.

Auringon energia säilötään kaasuun

Aurinko- ja tuulienergiaa on saatavilla lähes rajattomasti, mutta ongelmana on tuotannon epätasaisuus. Siksi energiaa pitäisi voida varastoida.

Tarvitsemme isoja vuorokauden sisäisiä siirto-operaatioita ja kausisiirto-operaatioita. Pasi Vainikka

– Näin se on ja tiedämme tämän hyvin, ja siinäpä se järjestelmän taikuus onkin. Siellä on erilaisia joustoja. Sitten kun aurinkoa ja tuulta on yli 50 prosenttia järjestelmästä, tarvitsemme sekä isoja vuorokauden sisäisiä siirto-operaatioita että kausisiirto-operaatioita. Vuoden ensimmäiset pimeät kuukaudet Suomessakin kausivarastoa täytyy hyväksikäyttää, Vainikka sanoo.

Suomessa esimerkiksi kesäistä aurinkoenergiaa voisi varastoida synteettiseen maakaasuun talvikuukausien varalle. Olemassa olevaa kaasuverkkoa käytettäisiin varastona, joka olisi integroitu muihin energiasektoreihin. Vainikan mukaan tähän ovat teknologiat periaatteessa olemassa. Varastointiin menevä energia olisi Vainikan mukaan kuitenkin verraten pieni.

– Se voidaan varastoida olemassa olevaan maakaasuinfrastruktuuriin. Toki tällä hetkellä meillä ei varastoja ole, mutta niitä on tulossa näiden LNG-terminaalien muodossa. Sinne saadaan merkittäviä määriä kemiallista energiaa, jota voidaan talven mittaan käyttää, Vainikka sanoo.

Suomi kehityksen kärkeen

VTT pyrkii selvittämään, miten Suomi voisi olla energiajärjestelmien kehityksen kärjessä. Vainikan mukaan 90 prosenttia uusiutuvan sektorin bisneksestä on muualla kuin aurinkopaneeleissa tai tuuliturbiineissa. Siis esimerkiksi siinä miten sähkö saatetaan hyväksikäytettävään muotoon liikenteelle ja miten sitä varastoidaan.

– Liikenne on ehkä nopeimmin kannattava ja kiinnostavin, koska siellä on paras maksukyky, Vainikka sanoo viitaten esimerkiksi autoilun sähköistämiseen.

Yhtiöiden täytyy keksiä liiketoimintansa uudelleen. Pasi Vainikka

Vainikka povaa perinteisille isoille energiayhtiöille mietinnän hetkeä. Kotitaloudet kun voisivat jatkossa myydä tuottamaansa energiaa ja ostaa sen takaisin käyttöön esimerkiksi auton polttoaineena.

– Yhtiöiden täytyy keksiä liiketoimintansa uudelleen. Tuuliturbiinit voivat olla isompien yhtiöiden hallussa, mutta aurinkosähkön osalta kuka tahansa kuluttaja voi olla myös tuottaja, Vainikka sanoo.

Tutkimushankkeen Koillis-Aasiaa koskevat energiajärjestelmälaskelmat palkittiin juuri parhaana avauksena globaalissa aurinkosähkön konferenssissa Japanissa. Tekes rahoittaa VTT:n, LUT:n ja Turun yliopiston monivuotista tutkimushanketta viidellä miljoonalla eurolla.