Sähköautot ja ilmastonmuutos (1) Viimeisen voimalaitoksen periaate

Volk­swa­genin toim­i­tusjo­hta­ja sanoi jokin aika sit­ten, ettei sähköau­toi­hin siir­tymistä pitäisi niin kiire­htiä, kos­ka sähköau­to on aivan yhtä paha saas­tut­ta­ja kuin diese­lau­tokin, kos­ka Euroopas­sa sähkö kuitenkin tehdään kivihiililauhteella.

Todet­takoon ensin, että sähköau­toi­hin kan­nat­taa siir­tyä jo pelkän kaupun­ki-ilman takia, mut­ta tässä kir­joituk­ses­sa keski­tyn hiilidioksidipäästöihin.

Lyhyehkö tähtäin

Lyhyehköl­lä tähtäyk­sel­lä (pari vuot­ta) voimme pitää sähkön tuotan­non kap­a­siteet­tia annet­tuna. Miten siinä tilanteessa on sähkön kulut­ta­jan osu­us hiilid­iok­sidipäästöistä, riip­puu siitä, mihin kysymyk­seen halu­taan vas­taus. Jos tarkoituk­se­na on jakaa maan hiilid­iok­sipäästöt käyt­täjit­täin, on jaet­ta­va tun­tiko­htais­es­ti sähkön kulu­tuk­sen päästöt käyt­täen keskimääräistä omi­nais­päästöä.  Tätä kir­joit­tases­sa 12.11. klo 17:20 Suomen sähkön­tuotan­to jakau­tui seuraavasti

Vesi   16 %
Ydin­voima 25 %
Kaukoläm­pö 15 %
Teol­lisu­us 14 %
Tuulivoima 13 %
Muu 1 %
Sähkön net­to­tuon­ti 17 %

Suomen sähkön­tuotan­non omi­nais­päästöt oli­vat 163 g/kWh, kun ne oli­vat samaan aikaan Virossa 834 g ja Sak­sas­sa 429 g. Näin ajatellen sähköau­toilu näyt­tää Suomes­sa paljon perustel­lum­mal­ta kuin Saksassa.

Tun­nin kulut­tua tilanne var­maankin olisi jo toisenlainen.

Sitä, kan­nat­taako diese­lau­to vai­h­taa sähköau­tok­si tai öljyläm­mi­tys sähköläm­mi­tyk­sek­si, ei kuitenkaan las­ke­ta näin. Lyhyehköl­lä aikavälil­lä jokainen sähkönkäyt­täjä käyt­tää saman hin­ta-alueen viimeistä, mar­gin­aa­likus­tan­nuk­sil­taan kallein­ta voimalaitos­ta. Sähköpörssis­sä tuo viimeinen voimalaitos määrää myös sähkön hin­nan. Sähkön hin­nan on olta­va riit­tävän korkea, että sitä viimeistä voimalaitos­ta kan­nat­taa ajaa, mut­ta ei niin korkea, että kan­nat­taisi käyn­nistää tätäkin kalli­impi voimalaitos.

Mar­gin­aa­likus­tan­nus ker­too aika paljon myös päästöistä, kos­ka päästöt­tömät ener­gialäh­teet kuten ydin­voima tai tuulivoima ja säätämätön vesivoima ovat myös mar­gin­aa­likus­tan­nuk­sil­taan halpo­ja. Kallit mar­gin­aa­likus­tan­nuk­set johtu­vat polt­toaineen ja päästöoikeuk­sien kulu­mis­es­ta. Kali­il­la pääo­makus­tan­nuk­sil­la ei tässä ole merk­i­tys­tä, kos­ka ne ovat upotet­tu­ja kus­tan­nuk­sia. Ydin­voima ja tuulivoimalat ovat kalli­ita rak­en­taa, mut­ta niin halpo­ja käyt­tää, ettei niitä tarvitse juuri koskaan sulkea.sähkön hal­van hin­nan takia

Palataan tuo­hon saman hin­ta-alueen käsit­teeseen seu­raavas­sa postauk­ses­sa. Sitä ennen havain­nol­lis­te­taan tuo­ta viimeisen voimalaitok­sen peri­aatet­ta yksinker­tais­te­tul­la esimerkillä.

Kuvitel­laan maa nimeltä Ekolan­dia, jon­ka sähkönku­lu­tus on 10 GW, jos­ta 9 GW on vesivoimaa (0g/kWh) ja 1 GW hiilivoimaa (850 g/kWh) eli sähkön omi­nais­päästöt ovat 85 g/kWh. Maas­sa on myös öljyläm­mit­teisiä talo­ja, joiden hiilid­iok­sidipäästöt ovat 265 g/kWh. Kan­nat­taisi siis siir­tyä öljys­tä sähköön, kos­ka sähkön omi­nais­päästöt ovat pienem­mät kuin öljyn?

Öljyläm­mi­tyk­sen vai­h­t­a­mi­nen sähköläm­mi­tyk­seen ei lisäisi satei­ta, joten vesivoimaa olisi edelleen 9 GW. Kun sähkön kulu­tus lisään­tyy tai vähe­nee, tuotan­non muu­tos tapah­tuu kivi­hi­il­isähkön eli viimeisen voimalaitok­sen puolel­la. Niin­pä siir­tymä öljys­tä sähköön lisäisi päästöjä eikä vähen­täisi. Yksi kilo­wat­ti­tun­ti vähem­män öljyä ja enem­män sähköä merk­it­see 265 g vähem­män päästöjä öljys­tä, mut­ta 850 g enem­män päästöjä sähköstä.

Vas­taavasti, jos Ekolan­di­an asukas päät­tää säästää sähköä, hänen ei tule ajatel­la, että jokainen säästet­ty kilo­wat­ti­tun­ti vähen­tää päästöjä vain omi­naisku­lu­tuk­sen 85g ver­ran. Se vähen­tää viimeisen voimalaitok­sen mukaan 850 g/kWh.

Vas­ta kun sähkön kulu­tus vähe­nee niin, että viimeinenkin hiilivoimala on sul­jet­tu, sähkön kulu­tus muut­tuu päästöt­tömäk­si eikä sen lisäämi­nen tai vähen­tämi­nen vaiku­ta kokon­ais­päästöi­hin mitään. Sil­loin taas ei kan­na­ta säästää.

Viimeisen voimalaitok­sen peri­aate vas­taa kysymyk­seen, mitä tapah­tuu, jos minä lisään tai vähen­nän sähkönkäyt­töä. Se ei vas­taa kysymyk­seen, miten syn­ti­taak­ka nykyis­es­tä sähkönku­lu­tuk­ses­ta jae­taan kulut­ta­jien kesken. Ne ovat kak­si eri kysymys­tä, eikä niihin voi antaa samaa vastausta.

Siir­tymisessä ben­sa-autoista sähköau­toi­hin on kyse tuos­ta ensim­mäis­es­tä eli viimeisen voimalaitok­sen peri­aat­teesta. Sik­si sähköau­ton vähäpäästöisyys näyt­tää vähän ongel­malliselta, mut­ta tosi­asi­as­sa sähköau­tot ovat tai ne on saatavis­sa vähäpäästöisiksi.

Tästä enem­män osas­sa 3