Päästöjen ja hinnan ohella energiapolitiikan pitää huomioida luonnonvarojen ja maa-alan kulutus. Ilman ydinvoimaa päästöttömän energiajärjestelmän ekologinen jalanjälki kasvaa sietämättömän suureksi.
Olen puhunut ydinvoiman puolesta koko poliittisen urani ajan ja tottunut kuulemaan vastalauseita. Ydinvoimaa on vastustettu minulle turvattomana, hitaana ja kalliina. Näistä kaksi ensimmäistä on suoraviivaista ampua alas: onnettomuudet huomioidenkin ydinvoima on erittäin turvallinen tapa tuottaa energiaa ja ydinvoiman rakentaminen onnistuu todistettavasti myös varsin sujuvasti. Ja koska tehomäärät ovat niin isoja, tuo viivästynytkin projekti kapasiteettia verrattain nopeasti. Olkiluoto 3 kaikkine ongelmineen ja viiveineen toi 15 vuodessa jotakuinkin saman verran sähköntuotantoa Suomeen kuin kaikki siihen asti täällä rakennettu tuuli- ja aurinkovoima*.
Hintaan perustuva vastustus perustui usein tarkoitushakuisesta valittuihin oletuksiin kalleudesta ja kyvyttömyydestä oppia tekemään paremmin. Oikeasti ydinvoimaa voidaan rakentaa epäonnistuneita tapauksia kustannustehokkaammin: sarjarakentamisen hyödyistä on jo paljon näyttöä perinteisten reaktorien osalta, ja modulaarinen pienydinvoima pitää sisällään lupauksen vielä paremmasta kun rakentamisesta (construction) siirrytään valmistukseen (manufacturing).
Tosiasia kuitenkin on, ettei paraskaan ydinvoimaprojekti ole tuottanut varsinaisesti halpaa sähköä ja että rakentaminen on pääomavaltaista puuhaa. Modulaarisuus tai sarjatuotanto eivät muuta sitä, että ydinreaktori on vaativaa rakentaa ja ydinmateriaalin hallinta tarkkaa puuhaa, mikä tarkoittaa aina myös kustannuksia.
Samalla tuuli- ja aurinkovoiman ja sähkövarastojen hintakehitys ja kapasiteetin kasvu maailmalla on ollut huimaa. Sääoloista riippuen aurinkopaneelit tai tuulimyllyt ovat tätä nykyä edullisin ja nopein tapa tuottaa uutta sähköä jotakuinkin kaikkialla maailmassa. Kaasuvoimala nousee sekin nopeasti, mutta polttoaine maksaa toisin kuin auringonpaiste tai virtaava ilma.
Somen syövereissä satunnaiset jormat ja ritvat eittämättä pitävät edelleen tuuli- ja aurinkovoimaa kalliina woke-hömpötyksenä. Väite on erikoinen jo siksikin, että maailman johtavaa uusiutuviin investoijaa, Kiinan kansantasavaltaa, eivät todellakaan ohjaa liberaalit arvot.
Aurinko- ja tuulivoima vievät tilaa
Tuuli- ja aurinkovoiman tunnettu haaste on tuotannon vaihteleminen. Aina ei tuule eikä aurinko yleensä paista yöllä. Haaste on kirittänyt sähkön varastoinnin kehittämistä, ja teollisen mittakaavan sähköakkujen (battery energy storage, BESS) kapasiteetti ja kustannukset ovatkin kehittyneet huimasti. Yhdistelmän purevuudesta kärkiesimerkki on Kalifornian osavaltio, jossa yli puolet sähköstä tehtiin toukokuussa aurinkovoimalla. Sähkövarastojen rooli tässä on ollut merkittävä, sillä niiden avulla aurinkoisten tuntien sähköä saadaan siirrettyä pitkälle iltaan ja yöhön asti.
Akkusähkö sopii parhaiten nimenomaan aurinkoisella alueella lyhyen aikavälin vaihtelun tasaamiseen vuorokauden sisällä, mutta niistä on iloa myös tuotannoltaan vatkaavan tuulivoiman kanssa. Suomessakin on jo yli 1000 MW edestä verkkoon asennettuja sähkövarastoja.
Kun tuuli- ja aurinkovoima voittavat hinnassa ja akut kehittyvät nopeasti, tarvitaanko uutta ydinvoimaa enää mihinkään?
Kyllä tarvitaan, ja syy piilee lopulta fysiikassa. Aurinko- ja tuulivoiman haasteena ovat matala energiatiheys ja jo mainittu tuotannon vaihtelevuus. Nämä heijastuvat suoraan tuotannon edellyttämään luonnonvarojen ja maa-alan käyttöön.
Olkiluodon saarella Eurajoelle tuotetaan kolmella ydinreaktorilla noin neljäsosa kaikesta Suomen sähköstä ja sinne varastoidaan ajan myötä kaikki Suomen nykyisten viiden ydinreaktorin käytetyt polttoaineet. Ydinvoiman tuotantoon liittyvä infra kattaa 10 neliökilometrin saaresta noin viidesosan, loput alueesta on lähinnä metsää ja muuta luontoa. Noin 23 terawattitunnin tuottamiseen tarvitaan siis puolikkaan Lauttasaaren verran tilaa.
Suomen suurin tuulipuisto valmistui tammikuussa Lestijärvelle. 69 voimalan puisto tuottaa vuodessa 1,3 terawattituntia. Puiston pinta-ala on noin 60 neliökilometriä. Tällä matematiikalla Olkiluotoa vastaavan sähkömäärän tuottamiseen modernilla maatuulivoimalla ei riittäisi edes koko Helsingin, Espoon ja Vantaan yhteenlaskettu maapinta-ala. Tuulivoimaa voi toki rakentaa merellekin, mutta ympäristöhaittansa sillä on myös siellä.
Vertailu ei tietenkään ole aivan reilu, sillä tuulivoimapuistossakin itse myllyt ja niiden vaatima muu infra peittävät suoraan vain murto-osan puiston alueesta. Ne kuitenkin sulkevat pois paljon muuta maankäyttöä ja vaikuttavat ympäröivään luontoon. Ydinvoimalan ainoa merkittävä vaikutus lähiympäristöön on lämpösaaste mereen. Syntyvää lämpöä voi käyttää hyödyksikin, ja juuri niin ollaan nyt Helsingissä tekemässäkin, kun kaupunkiin suunnitellaan ydinkaukolämpölaitosta.
Vertailun vuoksi aurinkopaneelit vievät nekin paljon tilaa suhteessa tuotettuun sähköön. Aivan ideaalitilanteessa aurinkoisella aavikolla Olkiluodon kolmea reaktoria vastaavan sähkömäärän tuottaminen vaatisi hieman Lestijärven tuulipuistoa pienemmän pinta-alan, noin 50 neliökilometriä – mutta niin, että koko ala olisi pelkkää paneelia. Suomen valo-oloissa ja todellinen asentamistiheys ja muu infran tarve huomioiden luku olisi ainakin tuplasti suurempi. Aurinkopaneelien etuna on tietysti se, että niitä voidaan ja kannattaakin asentaa katoille ja muuhun jo rakennettuun tilaan, mutta samalla tällainen hajasijoittelu heikentää tehokkuutta pinta-alaa kohden.
Koska eri tuotantomuodot tuottavat sähköä erilaisten fysikaalisten ilmiöiden pohjalta, vertaillaan tässä väistämättä jossain määrin omenoita appelsiineihin (tai rusinoita vesimeloneihin). Joka tapauksessa vertaillessa pitäisi tietysti huomioda koko tuotantoketjun ja elinkaaren aikaiset vaatimukset luonnonvaroille ja maa-alalle. Fissioreaktorin edellyttämä uraani pitää kaivaa maasta ja jalostaa, ja ydinjäte aikanaan säilöä maan alle tai hoitaa muuten. Tämäkin huomioiden ydinvoima kuitenkin päihittää aurinko- ja tuulivoiman sekä kokonaismateriaalivaatimuksissa että erityisesti kaivannaisten ja kriittisten mineraalien tarpeen osalta. Aurinko- ja tuulivoimateknologian paraneminen on kirinyt kaulaa kiinni, mutta perustavanlaatuinen energiatiheyden haaste säilyy.
Tuotannon vaihtelevuus lisää maa-alan ja materiaalien tarvetta
Sitten on se toinen tunnettu haaste, tuotannon vaihtelevuus. Sähköjärjestelmässä tuotannon ja kulutuksen on vastattava toisiaan kaiken aikaa. Mitä enemmän sähköntuotanto nojaa vaihtelevaan tuotantoon, sitä enemmän tarvitaan sähkövarastoja, sähkönsiirtoverkkoja ja itse tuotantoakin. Tämä kaikki lisää luonnonvarojen ja maa-alan käyttöä entisestään.
Sähköautojen akkujen vaatimista mineraaleista kohkataan kovasti, sähkövarastoista harvemmin. Mielikuva on hieman vinoutunut. Suomen suurin akkusähkövarasto Yllikkälässä on 112,9 megawattitunnin litiumakku. Se vastaa siis kapasiteetiltaan yli 2000 keskikokoista täyssähköauton akkua – ja vaikka suuruus tuo tehokkuutta, on akkumateriaalien tarve todennäköisesti jotakuinkin samaa luokkaa. Ylikkälän akku pystyy tuomaan verkkoon sähköä 56,6 megawatin teholla kahden tunnin ajan. Teho vastaa noin kahdeksaa modernia tuulimyllyä.
Mitä enemmän sähköjärjestelmä nojaa vaihtelevaan tuotantoon, sitä enemmän tällaisia varastoja tarvitaan, ja sitä enemmän niiden vaatimia luonnonvaroja.
Tosimaailmassa vaihtelevuuden haasteeseen vastataan edelleen pitkälti fossiilienergiaa, erityisesti kaasua polttamalla. Ilman uutta ydinvoimaa riskinä onkin jäädä koukkuun kaasuun säätövoimana, kuten saksalaisille on käynyt. Fossiilikaasun sijaan voisi teoriassa polttaa vihreää vetyä tai siitä jalostettua polttoainetta, mutta se edellyttää jälleen lisää sähköntuotantoa ja muuta infraa ja siten myös luonnonvaroja – ja kaikki tämä tietysti myös maksaa.
Tässä kohtaa keskustelua joku yleensä huomauttaa, että entäpä energian säästäminen, sehän auttaa. Se auttaa kyllä ja on ehdottoman tarpeen, mutta ei vie maaliin asti. Globaalista primäärienergiasta n. 80 % tuotetaan edelleen fossiilienergialla. Suomessakin, missä sähköntuotannossa fossiilienergian osuus on enää pieni, pyörivät liikenne ja logistiikka edelleen pitkälti fossiilisilla polttoaineilla, minkä lisäksi koko energiapaletissa nojataan kestämättömään määrään biomassaa.
Vaikka tekisi kuinka optimistisia oletuksia energiatehokkuudesta, on korvattavan fossiilienergian määrä valtava ja edellyttää paljon uutta päästötöntä energiaa tilalle. Lisäksi globaali väestö kasvaa edelleen jonkin aikaa ja absoluuttinen köyhyys maailmassa on suurelta osin energiaköyhyyttä. Energian säästäminen on siis tarpeen, muttei riitä eikä ratkaise tuulen ja auringon haasteita.
Sama pätee kuiutusjoustoon ratkaisuna tuotannon vaihteluun. Sille on kasvavassa määrin tarvetta ja fiksuja ratkaisuja syntyy, mutta niillä on rajansa. Jossain kohtaa lisäjouston hinta on sähköä tarvitsevalle niin korkea, että alkaa jälleen tulla halvemmaksi polttaa jotain tai rakentaa taas lisää varastoja materiaalitarpeineen.
Ulkoishaittoja ei ole hinnoiteltu oikein
Tarkoitukseni ei ole väheksyä aurinko- ja tuulivoiman ja sähkövarastojen merkitystä. Niiden nopea tekninen ja taloudellinen kehitys on ollut parhaita uutisia ilmastonmuutoksen hillinnässä, ja niiden rakentamisen vauhti on mahtava etu. Niitä tarvitaan paljon lisää, sillä ydinvoimalla on omat haasteensa, jotka rajoittavat sen rakentamisen vauhtia ja mahdollisuuksia.
Verrattaessa pelkästään hintoja pitäisi kuitenkin aina muistaa, mitä ne pitävät sisällään ja mitä eivät. Edes hiilipäästöjä ei vieläkään hinnoitella riittävästi energiantuotannon kustannuksiin varsinkaan EU:n ulkopuolella. Muita ympäristöhaittoja ei hinnoitella usein senkään vertaa. Tuotannon vaihtelun systeemiset vaikutukset ja vaihtoehtoiskustannukset pitäisi jollain tapaa sisäistää myös.
On ymmärrettävää, että energia-alan yritys tai analyytikko toteaa, ettei uusi ydinvoima ole kannattavaa. Kansalaisen ja poliitikon pitäisi kuitenkin herätä pohtimaan, mikseivät markkinat ohjaa rakentamaan ekologiselta jalanjäljeltään mahdollisimman pientä energiajärjestelmää.
Ydinvoima on luonnon ystävän valinta
Olen saarnannut vuosikausia siitä, kuinka 100 % uusiutuvaan energiaan tähtäävä tai luottava energiapolitiikka on kehno idea ja vaarallistakin, ja painottanut uuden ydinvoiman tarvetta kestävien uusiutuvien rinnalla. Tuulen, auringon ja patterien nopean kehityksen myötä olen pohtinut, olenko sittenkin ollut väärässä. Onko aika sittenkin ajanut sähköntuotannossa uuden ydinvoiman ohi, ja riittäisivätkö pelkät kestävät uusiutuvat jatkossa?
Fysikaaliset reunaehdot eivät kuitenkaan ole perustavanlaatuisesti muuttuneet. Siksi ydinvoima on välttämätön osa kestävää energiapalettia ja uutta ydinvoimaa tarvitaan. Ilman sitä energiajärjestelmän tarpeet maa-alalle ja luonnonvaroille kasvavat paljon suuremmiksi kuin sen kanssa.
Ydinvoima on nimenomaan luonnon näkökulmasta erinomainen tapa tuottaa energiaa.
Kuvassa näkyvällä alueella tuotetaan noin neljännes Suomen sähköstä. Luonnolle hyöty tiiveydestä on kiistaton. Samalla keskittäminen on haaste turvallisuuden ja huoltovarmuuden näkökulmasta. (Kuva: Maanmittauslaitos)
* Tuuli- ja aurinkovoimakapasiteettia rakennettiin tehossa mitattuna toki huomattavasti enemmän, mutta sähköntuotannossa puntit ovat jotakuinkin tasan. Vuonna 2022 tuuli- ja aurinkovoima tuottivat Suomessa n. 12 TWh sähköä, eli saman verran kuin Olkiluodon kolmosyksikkö tuottaa vuodessa.