Tuulivoima – tulevaisuuden energialähde

Ihminen on hyödyntänyt tuulivoimaa jo siitä asti, kun hän on osannut nostaa purjeen tuuleen. Yli 2000 vuoden ajan tuulivoimaa on käytetty muun muassa myllyjen ja pumppujen pyörittämiseen sekä purjelaivoihin. Tuulivoiman historia alkaa oikeastaan jo kauan ennen antiikin alkua, mutta vasta antiikin aikana tuulen voimaa alettiin valjastamaan mekaanisesti. Muun muassa Babylonian valtakunnassa tuulivoimaa hyödynnettiin kastelemiseen. Euroopan ensimmäiset tuulimyllyt rakennettiin 1100-luvun lopussa. Tuulivoima oli yksi tärkeimmistä energianlähteistä aina 1800-luvun loppuun saakka, jonka jälkeen muut energianlähteet alkoivat valtaamaan alaa. Pohjoismaissa, niin Ruotsissa kuin Tanskassa, tuulivoimaa hyödynnettiin paikallisen energian tuottamiseen 1800-luvun lopusta 1900-luvun alkuun. Suomen maaseudulla etenkin ruotsinkielisillä seuduilla tuulimyllyjä on käytetty energian tuottamiseen ja veden pumppaamiseen. Tänä päivän tuulivoimaa hyödynnetään pääosin energiantuotantoon.

Tuulen liikeenergia muutetaan sähköksi tuuliturbiinien pyörivien lapojen avulla. Jokaisessa teollisessa tuulivoimalassa on kolme noin 80 metrin pituista lapaa, jotka ovat kiinnitetty niin sanottuun turbiiniakseliin. Lapojen pyöriminen puolestaan käynnistää generaattorin, joka tuottaa energiaa. Toimiakseen, ja jotta lavat ylipäänsä alkavat pyöriä, tarvitaan vähintään 3 m/s tuulta. Maksimaalinen teho saavutetaan 13 m/s tuulessa. Viime aikojen myrskyjen luulisi olevan tuulivoiman kannalta eduksi, mutta tosiasiassa tuulivoimalat sammuvat varotoimena kokonaan kovassa tuulessa vaurioiden ehkäisemiseksi.

Tuulivoimalat asennetaan usein ryhmiin, ns. tuulivoimapuistoihin, jotka sijaitsevat joko avomerellä, rannikoilla tai maalla. Parhaimmat olosuhteet löytyvät rannikoilta, korkeilta sijanneilta tai hieman kauempana mereltä. Tuulisähköstä noin 60–70 % tuotetaan vuoden kuuden kylmimmän kuukauden aikana. Talvikuukausina tuulee huomattavasti enemmän ja ilman tiheys on korkeampi, jolloin samasta ilmamäärästä saadaan enemmän energiaa. Nykyisin suurimpien laitosten koko on Suomessa yli 5 MW. Tulevaisuudessa yksittäisten tuulivoimaloiden koko etenkin merelle rakennettaessa kasvaa niin, että voimaloiden teho voi olla pitkästi yli 10 MW.

Huolimatta monen sektorin voimakkaasta energiatehostamisesta, kuten paremmin eristetyistä asunnoista, energiatehokkaasta kaupunkisuunnittelusta ja fiksummista teollisista prosesseista, odotetaan sähkönkulutuksen kasvavan Suomessa reilusti seuraavien vuosikymmenten aikana. Yksi suuri syy tähän on, että teollisuus-, logistiikka- ja lämmitys-sektori tulee korvaamaan fossiiliset polttoaineet sähköllä. Suomen talouden laaja sähköistäminen nostaisi sähkön tarvetta nykyisestä yli viidenneksen vuoteen 2035 mennessä. Vuoteen 2050 mennessä Suomen vuotuinen sähkönkulutus tuplaantuisi nykytasoltaan.

Jotta Suomen olisi mahdollista saavuttaa ilmastotavoitteet kustannustehokkaasti vaaditussa aikataulussa, edellyttää se fossiilisten polttoaineiden korvaamista päästötöntä sähköä hyödyntäen teollisuudessa, liikenteessä ja lämmityksessä. Tuulivoimalla on Euroopan nopeimmin kasvavana energiatuotannon muotona merkittävä rooli ilmastotavoitteiden saavuttamisessa. Tuulivoimalla tuotetusta sähköstä ei synny päästöjä ilmaan, maahan tai vesistöihin. Se, miten tuulivoiman laajamittainen käyttö vaikuttaa kasvihuonekaasupäästöjen määrään, riippuu siitä, millaista sähköntuotantokapasiteettia tuulivoimalla korvataan. Sähköntuotantolaitoksia ajetaan käyttökustannusten mukaisessa järjestyksessä. Kun sähköä tuotetaan tuulella, polttoainevapaa tuulivoima syrjäyttää kustannuksiltaan kalliimpia sähköntuotantomuotoja. Toisin sanoen tuulivoima on edullisin tapa kattaa suurimman osan puhtaan sähkön tarpeesta.

Merituulivoima, eli merialueilla sijaitsevat tuulivoimalat, hyödyntävät tuulivoimatuotannon kannalta otollisimpia olosuhteita. Merellä tuulet ovat yleisesti voimakkaampia ja tasaisempia kuin maalla. Yksittäinen merituulivoimala tuottaa selkeästi enemmän kuin maalla sijaitseva tuulivoimala. Tämä johtuu siitä, että tuuliolosuhteet ovat noin 25 % paremmat merellä kuin maalla ja merellä käytettävien suurempien turbiinien ansiosta. Merellä ei myöskään ole tuulen kulkua hidastavaa maastoa, mikä tuo taloudellista etua, sillä tuulivoimaloita ei siten tarvitse rakentaa yhtä korkeiksi kuin maalla. Useimmiten merituulivoimalat pyritään rakentamaan matalammille merialueille, jolloin tuulivoimalan perustuksen kiinnitys merenpohjaan on helpompi toteuttaa. Pohjanlahti soveltuu tähän erityisen hyvin, sillä alue on laajasti hyvin matalaa.

Marraskuussa 2021 Ålandsbanken Rahastoyhtiö Oy ja OX2 allekirjoittivat aiesopimuksen merituulivoimahanke Noatunin kehittämisestä Ahvenanmaan eteläisellä merialueella. Hanke edistää Ahvenanmaan, Suomen ja Ruotsin ilmastotavoitteiden saavuttamista tuoden samalla Ahvenanmaalle työpaikkoja, infrastruktuuria, koulutusta ja muita paikallisia hyötyjä. OX2 toimii hankkeen kehittäjänä sen valmistumiseen saakka ja Ålandsbanken Rahastoyhtiö pitkäaikaisena omistajana rahastojen kautta. Hankkeen rahoitus tarjoaa mahdollisuuden myös lähialueiden sijoittajille sijoittaa hankkeen kehittämiseen. Suomessa myydyistä tuulivoimapuistoista valtaosa on päätynyt ulkomaiseen omistukseen ja siten myös tuulivoimatuotannon taloudellinen hyöty.

Noatunhanke on vielä aikaisessa vaiheessa ja vihreän valon saamiseksi tarvitaan luvitusta muun muassa Ahvenanmaan maakuntahallitukselta. Mahdollinen asentaminen voisi tapahtua vuonna 2030. Hankkeen odotetaan valmistuessaan koostuvan noin 250 tuulivoimalasta, jotka tuottavat yhteensä noin 20 TWh sähköä vuodessa, mikä vastaa noin 4 miljoonan kotitalouden vuosittaista sähkönkulutusta. Ahvenanmaan merialueella sijaitsevan merituulivoimapuiston lisäksi hanke tulee myös sisältämään verkkoratkaisun sähkön jakeluun Ahvenanmaalle, Ruotsiin, Suomeen tai Viroon. Hanke on nimetty meren ja sään jumala Njordin asuinpaikan mukaan.

• Suomen tällä hetkellä ainoa olemassa oleva merituulivoimapuisto Tahkoluoto: 10 kpl tuulivoimaloita, yhden voimalan teho 4,2 MW, yhteisteho 42 MW Vuosituotanto 0,16 TWh (terawattituntia)
• Toiseksi suurin Suomessa kehitteillä oleva merituulihanke Halla Oulun ja Raahen edustalla: 160 kpl tuulivoimaloita Vuosituotanto 12 TWh
• Maailman suurin rakenteilla oleva merituulivoimahanke Dogger Bank (UK): 270 turbiinia, yhteisteho 3600 MW Vuosituotanto 18 TWh
• Olkiluoto 3 ydinvoimala: Teho 1600 MW Vuosituotanto noin 13 TWh
• Ålandsbanken Rahastoyhtiön & OX2:n hanke Noatun: 250 voimalaa, yhden voimalan teho 20 MW, yhteisteho 5000 MW Vuosituotanto 20 TWh

Teksti: Jenny Ruda / Kuva: Nicholas Doherty/Unsplash
Lähde: www.tuulivoimayhdistys.fi, Sitra, www.vattenfall.fi. www.vindkraften.se