Strategioita hiilivapaan energiajärjestelmän saavuttamiseksi Suomessa

Sannamari Pilpola

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Suomella on kunnianhimoiset tavoitteet ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi, ja Suomi pyrkii olemaan hiilineutraali jo vuoteen 2035 mennessä. Kehityspolut näiden tavoitteiden saavuttamiseen ovat kuitenkin vielä epäselviä. Aikaisemmissa Suomen energiajärjestelmää koskevissa tutkimuksissa on usein keskitytty oletettuihin tulevaisuuden järjestelmäkokoonpanoihin, mutta ei yleensä tarkasteltu mahdollisia tulevaisuuden kehityspolkuja koko energiajärjestelmälle energiajärjestelmäoptimoinnin kautta, etenkään tunnittaisella tarkkuudella. Tämän väitöskirjan painopiste on analysoida ja vertailla tulevaisuuden skenaarioita Suomen energiajärjestelmän dekarbonisoimiseksi. Erityistä huomiota kiinnitetään Suomen energia- ja ilmastopolitiikan kolmeen pääpilariin: metsäbiomassaan, ydinvoimaan ja tuulivoimaan, samalla ottaen huomioon tulevaisuuden kysynnän, poliittisten päätösten, kustannusten ja uusiutuvien luonnonvarojen saatavuuden epävarmuuden. Koska tuulivoima on usein olennainen osa hiilivapaata tulevaisuuden energiajärjestelmää, väitöskirja käsittelee myös tuulivoiman integraatiota erilaisilla järjestelmän joustavuusmekanismeilla. Väitöskirjan keskeinen tutkimuskysymys on, millainen energiajärjestelmä saavuttaisi ilmastotavoitteet kustannustehokkaimmin ja kestäisi parhaiten tulevaisuuden epävarmuuksia annettujen järjestelmärajoitteiden puitteissa. Väitöskirjan tutkimusmenetelmä on mahdollisten energiajärjestelmän kehityspolkujen tutkiminen muodostamalla ja analysoimalla kustannusoptimoituja energiajärjestelmäskenaarioita teknis-taloudellisella energiajärjestelmämallinnuksella. Tätä tarkoitusta varten luotiin kattava Suomen energiajärjestelmän simulointimalli, joka kattaa sähkö-, lämpö- ja polttoainesektorit. Väitöskirjassa todetaan, että Suomelle on olemassa monia optimaalisia hiilivapaita energiajärjestelmiä. Yhteisiä nimittäjiä kaikille skenaarioille vaikuttaa olevan hiilivapaan sähköntuotannon korkea taso (ydin- ja tuulivoima), lämmöntuotannon sähköistyminen, aktiivinen kansainvälinen sähkömarkkina ja fossiilisten polttoaineiden korvautuminen biomassalla. Tehokas tuulivoiman integraatio edellyttäisi myös järjestelmätason ajattelua ja joustavuusmekanismeja, joista sähkö-lämpö-konversio (P2H) ja tuotannon rajoittaminen vaikuttavat kustannustehokkaimmilta. Väitöskirja myös ehdottaa, että energiajärjestelmän resilienssiä energiapoliittisia häiriöitä vastaan voisi parantaa lisäämällä ja monipuolistamalla uusiutuvaa energianlähdekantaa, hyödyntämällä sektorikytkentää ja muita joustavuusmekanismeja, ja parantamalla energiatehokkuutta. Yksikään järjestelmäkokoonpano ei kuitenkaan vaikuta kestävän parhaiten tulevaisuuden epävarmuuksia.
Julkaisun otsikon käännösStrategioita hiilivapaan energiajärjestelmän saavuttamiseksi Suomessa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Lund, Peter, Vastuuprofessori
  • Lund, Peter, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-3905-3
Sähköinen ISBN978-952-60-3908-4
TilaJulkaistu - 2020
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • energiajärjestelmämallinnus
  • Suomi
  • skenaariot
  • dekarbonisaatio

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Strategioita hiilivapaan energiajärjestelmän saavuttamiseksi Suomessa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä