Uusi mallinnus: Säätövoiman tuotanto voisi säästää 65 triljoonaa euroa vuoteen 2050 mennessä

Ilman säätövoiman tuotantoa Euroopan kokoinen alue olisi valjastettava uusiutuvan energian tuotannolle puhtaan energiatulevaisuuden saavuttamiseksi, Wärtsilän raportti näyttää.

Wärtsilän Crossroads to net zero -raportissa julkaistu globaali energiajärjestelmämallinnus vertailee kahta ajanjaksolle 2025–2050 sijoittuvaa polkua. Molempien polkujen tavoitteena on vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja rajoittaa globaalia lämpenemistä Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden mukaisesti. Ensimmäisellä polulla energiajärjestelmään lisätään vain uusiutuvia energialähteitä, kuten tuuli- ja aurinkovoimaa, sekä energian varastointia. Toisella polulla järjestelmään lisätään myös säätövoiman tuotantoa, jolla voidaan tasapainottaa ja tukea saatavuudeltaan vaihtelevaa uusiutuvaa energiaa.

Mallinnuksen mukaan energiajärjestelmä, joka sisältää säätövoiman tuotantoa, tarjoaa merkittäviä hyötyjä kustannusten ja hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen. Säätövoimaa sisältävällä polulla järjestelmä tarvitsisi vähemmän uusiutuvaa energiakapasiteettia ja tuottaisi siten kumulatiivisia säästöjä 65 triljoonaa euroa vuoteen 2050 mennessä verrattuna vain uusiutuviin energialähteisiin perustuvaan polkuun.  Tämä tarkoittaisi keskimäärin 2,5 triljoonaa euroa vuodessa – mikä vastaa yli kahta prosenttia vuoden 2024 globaalista bruttokansantuotteesta.

Samalla raportti korostaa, että uusiutuvien energialähteiden tehokkuus voidaan maksimoida tasapainottavien säätövoimalaitosten avulla. Laitokset ovat avainasemassa uusiutuvan energian laajentamisessa.

Energiajärjestelmämallinnuksen keskeiset löydökset:

1. Kustannusten vähentäminen: Raportti osoittaa, että verrattuna pelkästään uusiutuviin energialähteisiin ja energian varastointiin perustuvaan polkuun, säätövoimalaitosten käyttöönotto vähentää tulevaisuuden energiasysteemien kustannuksia jopa 42 %, mikä vastaa 65 triljoonaa euroa.

2. Päästöjen vähentäminen: Säätövoiman tuotannon lisääminen voi vähentää kumulatiivisia hiilidioksidipäästöjä energiasektorilla vuoteen 2050 mennessä 21 %:lla (19 Gt) verrattuna vain uusiutuviin energialähteisiin ja varastointiin perustuvaan polkuun.

3. Vähemmän hukkaenergiaa: Mallinnus osoittaa, että säätövoimateknologian avulla voidaan optimoida ja tehostaa energiajärjestelmää, mikä johtaisi 88 % pienempään hukkaenergiamäärään verrattuna vain uusiutuvaan energiaan ja varastointiin perustuvaan polkuun vuoteen 2050 mennessä. Tämä johtuu kustannussyihin perustuvasta uusiutuvan tuotannon rajoittamisesta. Säätövoimateknologian ansiosta uusiutuvan energiantuotannon rajoittamista pystyttäisiin vähentämään 458 000 TWh:lla, mikä riittäisi kattamaan koko maailman nykyisen sähkönkulutuksen yli 15 vuoden ajaksi.

4. Tarve pienemmälle määrälle uutta kapasiteettia ja maata: Lisäämällä säätövoimaa tarvitsemme puolet vähemmän uusiutuvan energian kapasiteettia ja sille tarvittavia maa-alueita hiilineutraaliustavoitteiden toteutumiseen.

Håkan Agnevall, Wärtsilän konsernijohtaja:

"Mallinnuksemme näyttää, että energiasektorin hiilineutraaliudelle on olemassa toteuttamiskelpoinen ja kustannustehokas polku."

"Meillä on jo kaikki teknologiat, joita tarvitsemme siirtyäksemme uusiutuviin energialähteisiin pohjautuviin energiajärjestelmiiin – mutta vihreä ei ole mustavalkoista. Uusiutuvat energiajärjestelmät vaativat joustavuutta. Maailmanlaajuisten ilmastotavoitteiden saavuttamiseksi kriittinen askel on säätövoimalaitosten, jotka käyttävät kaasua siirtymäpolttoaineena, kunnes myös uusiutuvasti tuotettuja polttoaineita on saatavilla, sekä energian varastoinnin käyttöönotto."
 

Toimenpidesuositukset energiasektorille

Koko energiasektorin toimet ovat välttämättömiä saavuttaaksemme kustannus- ja päästötehokkaan energiasiirtymän, joka on linjassa vuoden 2050 Pariisin ilmastosopimuksen kanssa. Uusiutuvan energian rakentamista on nopeutettava ja lisäksi energiajärjestelmien suunnittelussa ja sijoittelussa on ajateltava kokonaisvaltaisesti ja järjestelmätasolla.

1. Uusiutuvien energialähteiden ja säätövoiman käyttöönoton nopea lisääminen edullisen sähkön varmistamiseksi

• Uusiutuvien energialähteiden lisääminen on mahdollistettava nopeasti päivittämällä siirtojärjestelmiä, yksinkertaistamalla lupaprosesseja ja investoimalla alueellisiin siirtoyhteyksiin.
• Sähköverkon luotettavuus ja kestävyys on varmistettava vahvistamalla nopeasti lyhyt- ja pitkäkestoista säätövoiman tuotantoa. Säätövoimateknologiat tukevat uusiutuvan energian nopeaa kasvua, nopeuttavat päästövähennyksiä ja vähentävät riippuvuutta joustamattomista energiavaroista, kuten hiilivoimaloista.
• Rahoitusta on mobilisoitava uusiutuvien ja tasapainottavien energiahankkeiden kehittämiseksi tarvittavassa mittakaavassa ja riittävällä nopeudella.

2. Sähkömarkkinoiden uudistaminen joustavuuden lisäämiseksi

• Sähkömarkkinoiden rakenteita on uudistettava tukemaan uusiutuvien energialähteiden laajempaa käyttöönottoa. Kannustus säätövoiman käyttöön takaisi järjestelmän joustavuuden ja optimoinnin.
  • Lähetystarkkuutta lisättävä 5 minuutin resoluutioon energian tukkumarkkinoilla. Lyhyemmät ja tarkemmat aikakehykset hinnoittelulle ja tarjonnan säädöille tukevat muuttuvien uusiutuvien energialähteiden käyttöönottoa ja toimivat kannustimena säätövoimalaitoksille, jotka voivat reagoida nopeasti sähkön kysynnän muutoksiin.
  • Uusia tukipalveluita verkon vakauden takaamiseksi lisättävä. Palveluiden tarve kasvaa uusiutuvan energian kapasiteetin kasvaessa, ja tarjontaa voidaan optimoida yhdessä energia- ja säätovoimavaatimusten kanssa säätövoimateknologioiden avulla.
  • Kannattavia tulomalleja vähän käytettäville säätövoimalaitoksille on perustettava, mukaan lukien mekanismit kuten joustavuuteen linkitetyt kapasiteettimaksut ja niukkuushinnoittelu.

3. Tulevaisuuteen sopivien kestävien teknologioiden valinta ja kestäviin polttoaineisiin valmistautuminen

• Säätövoimateknologiat ovat valmiita tulevaisuuden tarpeisiin ja kestävien polttoaineiden käyttöönottoon. Ne mahdollistavat koko energiasektorin siirtymän täysin hiilineutraaliksi 2030-luvun puolivälistä alkaen.
• Uusiutuvien energialähteiden nopeaa käyttöönottoa on tuettava ja vanhentuneiden teknologioiden vaiheittainen poistaminen on mahdollistettava käyttämällä maakaasua siirtymävaiheen polttoaineena säätövoimalaitoksissa. Siirtymän luominen kaasutasapainotuksella voi vähentää yli 75 % voimasektorin vuotuisista hiilidioksidipäästöistä vuoteen 2035 mennessä (verrattuna vuoden 2023 tasoon).
• Varmistaaksemme saumattoman siirtymän täysin hiilineutraaliin energiasektoriin, kestävien polttoaineiden käyttöönottoon on valmistauduttava rakentamalla tarvittava asiantuntemus ja infrastruktuuri. Kestävien polttoaineiden kilpailukyky ja kustannuspariteetti vaativat poliittisia toimenpiteitä, kuten tukia, säädöksiä, hiiliveroja tai näiden yhdistelmiä.

Anders Lindberg, Wärtsilän energialiiketoiminnan johtaja:

"Vaikka sähköverkossamme on enemmän uusiutuvaa energiaa kuin koskaan aiemmin, se ei yksinään riitä. Mallinnuksemme näyttää, että joustavuus on välttämätöntä puhtaan energiatulevaisuuden saavuttamiseksi."

"Meidän on toimittava heti sopivien säätövoimateknologioiden lisäämiseksi energiajärjestelmiimme. Tämä tarkoittaa joustamattoman tuotantokapasiteetin nopeaa vaiheittaista poistamista ja siirtymistä kestäviin polttoaineisiin. Säätövoimalaitokset eivät ole vain tärkeitä, vaan kriittisiä tukemaan suurempaa uusiutuvan energian tuotantoa.”
 

Huomioita toimittajille

Nettonollaan johtavat vastakkaiset polut: Tässä tutkimuksessa määrittelemme kaksi vastakkaista polkua vuosien 2025–2050 välillä saavuttaaksemme nettonolla-päästöisen energiajärjestelmän. Tutkimuksen tavoitteena on ymmärtää vaihtoehtoja ja eri lähestymistapoja toteuttamiskelpoiseen hiilineutraaliuteen.  

Polku 1: Uusiutuvat energialähteet ja varastointi
Uusiutuvien energialähteiden ja varastoinnin polulla energiantuotannon laajentuminen perustuu yksinomaan vaihteleviin uusiutuviin energialähteisiin (VRE) ja energian varastointijärjestelmiin (ESS). Olemassa olevat voimalaitokset poistetaan käytöstä asteittain vuoteen 2040 mennessä, mutta niiden sallitaan toimia päästörajojen puitteissa elinkaarensa loppuun asti. Uutta energiantuotantokapasiteettia ei oteta käyttöön mallinnushorisontin aikana lukuun ottamatta uusiutuvia energialähteitä ja energian varastointijärjestelmiä.

Polku 2: Tasapainotettu
Tasapainotetulla polulla energiantuotannon laajentuminen johtuu myös uusiutuvasta energiasta ja energian varastointijärjestelmistä, mutta lisäksi käyttöön otetaan säätövoimalaitoksia, jotka tarjoavat joustavuutta ja parantavat järjestelmän suorituskykyä. Uudet laitokset mahdollistavat kestävien polttoaineiden käytön, joiden odotetaan yleistyvän laajemmin 2030-luvulla. Joustamattomat olemassa olevat voimalaitokset korvataan asteittain uudella kapasiteetilla niiden elinkaaren päätyttyä. Kapasiteetin lisäykset ydinvoimalle, bioenergialle ja hiili- ja kaasuvoimaloille, joissa on hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (CCS), noudattavat konservatiivisia ennusteita julkisesti saatavilla olevista lähteistä, kuten Kansainvälisestä energiajärjestöstä (IEA) ja Kansainvälisestä atomienergiajärjestöstä (IAEA).

Menetelmä: Crossroads to net zero -raportin analyysit perustuvat teknistaloudelliseen optimointiin, jolla määritetään tulevaisuuden sähköntarpeen täyttämiseksi tarvittava vähimmäiskustanteinen kapasiteetti päästörajoituksia ja muita poliittisia rajoitteita noudattaen. Perinteiset voimalaitokset sisällytetään teknisine määrityksineen ja polttoaineen lähteineen, jotta niiden päästöt ja rooli vaihtelevan uusiutuvan tuotannon tasapainottamisessa voidaan mallintaa tarkasti. Tuuli- ja aurinkoenergia mallinnetaan käyttäen tuntiperusteisia profiileja, jotka perustuvat säädataan.

Tämä yksityiskohtainen optimointi käyttää kronologista lähestymistapaa, joka tasapainottaa uusiutuvan tuotannon ja kuorman vaihtelut tunneittain vuodesta 2023 vuoteen 2050. Malli optimoi samanaikaisesti järjestelmän laajentamisen ja käytön, ja se käyttää yhden tunnin resoluutiota kuormituksen ja uusiutuvan tuotannon mallien tarkkaan tallentamiseen.

Globaali voimajärjestelmä on koottu yhdeksi malliksi, jossa eri alueelliset voimaprofiilit sovitetaan yhteen säilyttäen päivittäiset mallit, kuten kysynnän huiput ja aurinkotuotannon säännöllisyys. Tämä aggregoitu lähestymistapa estää aikavyöhykkeiden eroista johtuvat vääristymät kysynnän ja tuotannon profiileissa.

Lue lisää: www.wartsila.com/energy/crossroads-to-net-zero
Crossroads to net zero -raportin, graafeja ja muita materiaaleja voi ladata täällä.

Lisätiedot medialle:

Katri Pehkonen
Viestintäpäällikkö
Wärtsilä Energy
Puh. 050 591 6180
katri.pehkonen@wartsila.com

Kuvateksti: Wärtsilän globaali energiajärjestelmämallinnus, julkaistu Crossroads to net zero -raportissa, vertailee kahta ajanjaksolle 2025–2050 sijoittuvaa polkua, joiden molempien tavoitteena on vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja rajoittaa globaalia lämpenemistä Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden mukaisesti. © Wärtsilä

Kaikki Wärtsilän tiedotteet löytyvät osoitteesta www.wartsila.com/media/news-releases ja news.cision.com/wartsila-corporation, jossa voi myös ladata kuvat. Kuvan/kuvien käyttö on sallittua vain tiedotteen sisällön yhteydessä. Wärtsilän kuvia löytyy osoitteesta www.wartsila.com/media/image-bank.

Wärtsilä Energy lyhyesti
Wärtsilä Energy on edelläkävijäasemassa siirtymässä kohti uusiutuvaan energiaan pohjautuvaa tulevaisuutta. Autamme asiakkaitamme ja energiasektoria nopeuttamaan matkaa kohti hiilineutraalia sähköntuotantoa markkinoiden johtavien teknologioiden ja sähköjärjestelmien osaamisemme avulla. Ratkaisuihimme kuuluvat joustavat moottorivoimalaitokset, energian varastointi- ja optimointiteknologia, ja palvelut asennettujen tuotteidemme koko elinkaarelle. Moottorimme toimivat myös kestävillä polttoaineilla, mikä mahdollistaa niiden toiminnan myös tulevaisuudessa. Wärtsilä on toimittanut 79 GW voimalaitoskapasiteettia, josta 18 GW on huoltosopimustemme piirissä, ja yli 125 energian varastointijärjestelmää yhteensä 180 maahan.
www.wartsila.com/energy

Wärtsilä lyhyesti
Wärtsilä on kansainvälisesti johtava innovatiivisen teknologian ja elinkaariratkaisujen toimittaja merenkulku- ja energiamarkkinoilla. Panostamme kestävän teknologian ja palveluiden innovaatioihin auttaaksemme asiakkaitamme huomioimaan ympäristön ja parantamaan taloudellista suorituskykyään. Yli 280 toimipisteessä 79 maassa 17 800 omistautunutta ja ammattitaitoista työntekijäämme mahdollistavat toimialojemme siirtymän kohti hiilineutraaliutta ympäri maailmaa. Vuonna 2023 Wärtsilän liikevaihto oli 6,0 miljardia euroa. Wärtsilän osakkeet on listattu Nasdaq Helsingissä.
www.wartsila.com