Miksi sähkön ominaispäästöt pitää laskea marginaalin mukaan?

Olet­takaamme, että meil­lä on Ekolan­dia-nimi­nen­vuorten ympäröivä maa, jon­ka sähköverkko on sen sisäi­nen. Maan sähkö tuote­taan pääasi­as­sa vesivoimal­la (9 MW), joka on kokon­aan raken­net­tu niin, ettei sitä voi enää lisätä. Sähkön kulu­tus 10 MW. Puut­tu­va yksi MW tuote­taan kivi­hi­ilivoimaloil­la, joi­ta toki voi rak­en­taa lisää. Sähkö on siis varsin puh­das­ta, 90 % vesivoimaa ja vain 10 % hiilivoimaa.

Havait­tuaan, että sähkö tuote­taan näin vas­tu­ullis­es­ti asukkaat innos­tu­i­v­at rak­en­ta­maan sähköl­lä läm­mitet­täviä uima-altai­ta, jot­ka lisä­sivät sähkön kulu­tuk­sen 11 MW:iin. Vesivoimaa oli edelleen 9 MW. Nyt kivi­hi­il­isähköä tarvit­ti­in 2 MW.

Paljonko päästöjä uima-altaiden läm­mit­tämi­nen aiheut­ti? Min­un mielestäni ne aiheut­ti­vat yhden megawatin lisäyk­sen kivi­hi­il­isähkön tuotan­toon eivätkä vaikut­ta­neet mitään vesivoiman tuotan­toon, minkä vuok­si uima-altaat oli­vat aika paha jut­tu, mut­ta Aal­to yliopis­ton tutk­i­joiden mukaan kivi­hi­il­isähköä meni uima-altaiden läm­mit­tämiseen vain 0,18 MW ja lop­ut 0,82 MW oli vesisähköä, joten uima-altaan eivät olleet niin paha juttu.

Aal­to yliopis­ton tutk­i­joiden tapa laskea ei minus­ta ole enää mielipi­dekysymys vaan yksinker­tais­es­ti väärin.

Tutkimuk­sen lähtöo­let­ta­muk­sia on, että sähkön ja kaukoläm­mön hiilid­iok­sidipäästöt megawat­ti­tun­tia kohden ovat jok­seenkin samat. Min­un mielestäni sähkön päästöt ovat kuusinker­taiset kaukoläm­pöön ver­rat­tuna. Yksi megawat­ti­tun­ti sähköä vie lauhde­voimalas­sa 2,4 MWh hiiltä ja kaukoläm­mön otto voimalaitok­ses­ta lisää sähköhyö­ty­suh­teen heikken­e­misen takia kivi­hi­ilen käyt­töä noin 0,4 MWh yhtä kaukoläm­mön megawat­ti­tun­tia kohden. Nämä laskel­mat pätevät siis sinä aikana kun mar­gin­aa­li­nen sähkö tehdään laudevoimaloissa.

Jos nyt uskomme Aal­to-yliopis­toa, että sähkön ja kaukoläm­mön päästöt ovat jok­seenkin samat, Helsin­ki voisi hyväl­lä oma­l­la tun­nol­la sulkea voimalansa, saa­da ne maa-alueet muuhun käyt­töön ja tehdä kaukoläm­mön sähkö­vas­tuk­sil­la! Sanoo Aal­to-yliopis­to tästä mitä hyvän­sä, lop­putu­lok­se­na olisi päästö­jen roima lisäys Suomes­sa tai jos­sain muual­la samal­la hin­ta-alueel­la. Sähkö tarvit­taisi­in lisää kor­vaa­maan Helsin­gin voimaloiden tuoan­to ja val­ta­va määrä tuot­ta­maan sitä kaukolämpöä.

Tähän voi tietysti sanoa, että laskel­mani pätevät, jos voimalaitoskan­ta on kiin­teä, mut­ta sähkön kulu­tuk­sen kasvu saa aikaan uusia investoin­te­ja. Hyvä, joskus ensi vuosikymmenel­lä voidaan laskea, että sähkön kulu­tuk­sen kasvu on tuonut meille ydin­voimaloi­ta, mut­ta siihen asti tämä pätee. Joka tapauk­ses­sa van­han vesivoiman mukaan otto laskelmi­in on ker­takaikkises­ti väärin, kos­ka sitä ei saa lisää. Kos­kee myös VR:n viher­pe­sua. Ydin­voiman kan­nat­tavu­u­teen vaikut­taa kuitenkin sähkön hin­ta eikä kulu­tuk­sen määrä. Kivi­hi­il­isähkön verot­ta­mi­nen lisää ydin­voimaloiden kan­nat­tavu­ut­ta ja hal­vat päästöoikeudet laske­vat sitä.

Nyt joku huo­maut­taa, että laske­mal­la sähkön kulu­tuk­sen päästöt kivi­hi­ililauh­teen mukaan saamme val­takun­nal­lis­es­ti aivan liian suuren luvun kokon­ais­päästöik­si. Se on ihan eri asia kuin laskea, mitä jonkin kulu­tuk­sen lisäämi­nen tai vähen­tämi­nen merkitsee.

Nuo kokon­ais­laskel­mat saadaan täs­määmään siten että kulu­tuk­sen päästöik­si las­ke­taan aina sen het­ki­nen mar­gin­aalipäästö. (Osan aikaa kesäl­lä kulu­tus on sil­loin jopa päästötön­tä.) Tästä aivan liian suures­ta kokon­ais­sum­mas­ta vähen­netään puh­taan tai vähäpäästöisem­män sähkön­tuotan­non ansioina kunkin kivi­hi­ililaudet­ta puh­taam­man sähkön­tuotan­to­muodon tuot­ta­mat säästöt. Vesivoimala (kyl­lä myös ydin­voimala) tuot­taa säästöä päästöi­hin määrän, joka menisi vas­taa­van sähkön tuot­tamiseen kivi­hi­ilel­lä (tai mikä kunakin het­kenä nyt on mar­gin­aalis­sa). On kun­ni­akas­ta rahoit­taa tuulivoimalan tuotan­toa, mut­ta sitäkään sähköä ei ole mitään järkeä haaska­ta surut­ta. Näin lask­ien saadaan oikeat omi­nais­päästöt kulu­tuk­sel­la ja oikeat kokon­ais­päästöt koko maalle.

Jos joku halu­aa esit­tää tästä vas­taväit­teitä, halu­an huo­maut­taa, että näin toimii hin­tamekanis­mi. Jos säädämme hiiliv­eron, vaikka­pa 50 €/tonni hiilid­iok­sidia, se nos­taa kaiken sähkön hin­taa niinä tun­tei­ta, kun hiilivoima on mar­gin­aalis­sa suh­teessa hiilivoiman päästöi­hin. Kaikkien puh­taampi­en voimaloiden tulot nou­se­vat palk­in­tona puh­taas­ta sähköstä.

Jos meil­lä olisi riit­tävät hiiliv­erot, täl­laista viisas­telua ei tarvit­taisi, vaan jokainen näk­isi tulok­sen hinnoissa.

= = = =

Voimalaitosten ajo­järjestys määräy­tyy niin, että voimaloista sam­mute­taan ensim­mäis­inä ne, joiden mar­gin­aa­likus­tan­nuk­set ovat suurim­mat ja näin jatke­taan, kunnes tuotan­to ja kulu­tus ovat tas­apain­os­sa. Sik­si jokainen käyt­tää sitä viimeistä käyn­nis­sä ole­vaa voimalaa. Sähkön pörssi­hin­ta määräy­tyy tuon huonoim­man käyn­nis­sä ole­van voimalan mukaan.

= = =

Huo­mat­takoon, että myös kaukoläm­pöä voi tuot­taa läm­pöpumpuil­la ja tuote­taankin. Helsingillä on Katri Valan puis­tossa Suomen suurin läm­pöpump­pu, joka ottaa läm­mön mereen las­ket­tavas­ta puhdis­te­tus­ta jätevedestä. Tämä kan­nat­taa lähin­nä sil­loin, kun sähkö on hal­paa — kun kivi­hi­ililauhde ei ole mar­gin­aalis­sa. Hukkakylmää tuot­tavia läm­pöpump­pu­ja järkevämpiä ovat kuitenkin läm­pöpumput, jot­ka tuot­ta­vat läm­mön ohel­la hyö­tykylmää. Helsin­gin asen­net­tu kauko­jäähdy­tys­te­ho on jo yli sata megawattia.