Abstrakti
Energiasektorilla on keskeinen osa ilmastonmuutoksen hillinnässä. Pohjautuen Pariisin 2015 ilmastosopimukseen, Euroopan Unionilla on sitova tavoite saavuttaa hiilineutraalisuus vuoteen 2050 mennessä. Suomella on oma lakiin kirjattu tavoite saavuttaa hiilineutraalisuus jo vuoteen 2035 mennessä. Tässä väitöskirjassa tutkitaan siirtymää kohti hiilineutraalia energiajärjestelmää Suomessa. Tämä väitöskirja perustuu paitsi sähkö-, myös koko energiajärjestelmän tuntitason mallinnuksiin.
Vaikka sähköntuotanto on Suomessa pitkälti jo vähähiilistä, vaativat erityisesti lämmitys, teollisuus sekä liikennesektori vielä toimia fossiilisten polttoaineiden vähentämiseksi. Tämä väitöskirja tutkii siirtymää kolmesta eri näkökulmasta. Ensimmäiseksi, väitöskirjassa tutkitaan hiilivapaan sähköjärjestelmän teknistä toteutettavuutta. Toiseksi fossiilisen polttoaineiden vähennystoimia niin liikenteessä kuin teollisuudessa selvitetään. Kolmanneksi tutkitaan seikkoja kuten voimalaitosten taloudellista käyttöä, sähkön saannin riittävyyttä sekä kysyntäjoustoa.
Väitöskirjassa todetaan, että joko sähkövarastot, joustava sähkön tuotanto tai kysyntä ovat välttämättömiä, jotta siirtymä kohti hiilineutraalia järjestelmää olisi mahdollinen. Tämä johtuu erityisesti kasvavasta sääriippuvaisesta uusiutuvasta sähköntuotannosta. Lisäksi muiden sektorien, kuten lämmityksen tai teollisuuden sähköistys kasvattaa jouston tarvetta edelleen. Kaksi selvää eri joustotyyppiä tunnistetaan tutkimuksessa: lyhyen ajan jousto, jolla vastataan erityisesti tuulivoimatuotannon vaihtelevuuteen, sekä pidemmän aikavälin jousto vastaamaan sähkön kausittaiseen vaihteluun. Molempia joustomenetelmiä tarvitaan, jotta energiajärjestelmän resilienssi kasvaa siirtymässä kohti hiilineutraalia energiajärjestelmää. Joustoa voidaan saada joko sähköntuotannolla tai sähkön kulutusta joustamalla. Kysyntäjousto vähentää erityisesti lyhyen aikavälin joustotarvetta.
Lisäksi on selvää, että hiilineutraaliuden saavuttaminen vaatii fossiilisten polttoaineiden vähennystoimia koko energiasektorilla, joko suoraan sähköistyksen kautta tai epäsuorasti vihreän vedyn avulla. Erityisesti teollisuuden ja liikenteen tutkitut toimet vähentävät hiilidioksidipäästöjä merkittävästi, jolloin hiilineutraaliuden saavuttaminen on mahdollista. Myös hiilinielut on huomioitava, ja siksi biomassan käytön lisääminen sähkö- ja lämmityssektoreilla ei ole mahdollista.
Jatkotutkimuksen tulisi käsitellä koko Pohjoismaista sähköjärjestelmää, huomioiden sekä lämmitys että vedyn tuotanto. Tämä mahdollistaisi tarkemmat arviot sähkön tuonnin ja viennin sekä sektorikytkennän toimien tarjoamista joustoista, ja auttaisi tarvittavan jouston määrän selvittämisessä.
Julkaisun otsikon käännös | Joustavuus ja resilienssi siirtymässä kohti hiilineutraalia suomalaista energiajärjestelmää |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-64-2086-8 |
Sähköinen ISBN | 978-952-64-2087-5 |
Tila | Julkaistu - 2024 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- Suomi
- hiilineutraalisuus
- energiajärjestelmät
- resilienssi
- jousto