Energiaa Suomelle

Energiaa Suomelle

Sähkö on erinomainen keksintö. Se on valtavan monikäyttöinen energianmuoto, ja sitä voidaan tuottaa monin eri tavoin. Samaan aikaan kun maailma sähköistyy, sen kysyntä kasvaa. Sähkö on tuotettava niin, että se ei kuormita ilmastoa tai ympäristöä.

Yleisin tapa on polttaa jotain polttoainetta, kuten puuta, hiiltä tai kaasua, ja muuntaa polttamisessa vapautuva lämpöenergia sähköksi. Ydinsähkön tuotannossa ei polteta mitään, vaan lämpöenergia vapautetaan halkomalla atomeita.

Tuulivoima ja vesivoima hyödyntävät liike-energiaa ja aurinkoenergia hyödyntää auringon säteilyä. Eri sähköntuotantotavat täydentävät usein toisiaan.

Tällä sivustolla vertailemme sähköntuotannosta syntyviä päästöjä, jätteitä ja muita ympäristövaikutuksia. Pohdimme erityisesti käytetyn ydinpolttoaineen ominaisuuksia.

Miten suomalainen sähkö tuotetaan

Miten suomalainen sähkö tuotetaan?

Tutustu eri sähköntuotantomuotojen erityispiirteisiin ja niiden suhteellisiin osuuksiin Suomessa.

Valitse sähköntuotantomuoto:

%

{{ data_sections[default_data].label }}

Sohva
Sohva

Miten sähköntuotanto vaikuttaa ilmastoon?

Miten sähköntuotanto vaikuttaa ilmastoon?

Hiilidioksidi on välttämätöntä elämälle, mutta jos sitä on liikaa, se muuttuu ongelmaksi. Ilmakehän liiallinen hiilidioksidipitoisuus aiheuttaa maapallon ilmaston lämpenemistä, millä on useita maailmanlaajuisia haitallisia vaikutuksia.

Noin kaksi kolmannesta ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöistä syntyy energiantuotannosta, joka perustuu yli 85-prosenttisesti erilaisten polttoaineiden polttamiseen. Polttamisen seurauksena ilmakehään vapautuu hiilidioksidia.

Ihmiskunnan käyttämän fossiilisen energian vuotuiset hiilidioksidipäästöt ovat lähes 10 miljardia tonnia. Ilmaston lämpeneminen on pysäytettävä alle kahteen asteeseen. Se tarkoittaa, että lähes kaiken polttamiseen perustuvan energiantuotannon (mukaan lukien liikennepolttoaineet) pitäisi vähetä useita prosentteja joka vuosi ja loppua kokonaan vuosisadan puolenvälin jälkeen.

Tähän asti, 30 vuoden ilmastotyön ja neuvottelujen jälkeen, ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on kuitenkin jatkanut nousuaan, eikä vauhti ole edes hidastunut.

Hiilidioksidipäästöt
Co2 kuva

Jäähdyttäminen ja hukkalämpö

Jäähdyttäminen ja hukkalämpö

Voimalaitokset suunnitellaan siten, että niiden sähköntuotanto on mahdollisimman suuri ja hukkalämmön poisto mahdollisimman pieni. Sähköntuotannossa vajaa kaksi kolmannesta polttoaineen energiasisällöstä päätyy jäähdyttämisen myötä hukkalämmöksi.

Iso osa tästä voidaan käyttää hyödyksi sähkön ja lämmön yhteistuotannossa, mutta se vaatii, että lähistöllä on lämmölle käyttökohde, kuten kaukolämpöverkko tai sopiva teollisuuslaitos. Jos tällaista ei ole, lämpö johdetaan ympäristöön, joko läheiseen vesistöön tai ilmaan.

Ydinvoimalaitos käyttää merivettä jäähdytysvetenään. Se puretaan takaisin mereen noin 10–12 astetta lämmenneenä. Talviaikana jäähdytysveden lämpökuorma pitää purkualueen sulana. Jäähdytysveden laatu ei muutu lämpenemistä lukuun ottamatta.

Ilman pienhiukkaset

Ilmaan päätyy terveydelle haitallisia pienhiukkasia monista lähteistä, joista polttoaineiden polttaminen on yksi merkittävimpiä. Pelkästään Euroopassa kivihiilen polttaminen aiheuttaa tuoreen raportin (Europe’s Dark Cloud, 2016 ) mukaan yli 22 000 ennenaikaista kuolemaa joka vuosi (2013 data).

Monissa länsimaissa polttolaitosten pienhiukkaspäästöjä säädellään. Tuoreen raportin (2016 ) mukaan sääntelyä vaivaa kuitenkin tehottomuus, sillä yli puolet Euroopan hiilivoimalaitoksista on saanut poikkeusluvan saastuttaa 2016 voimaan tulleita IED 2016 -päästörajoja enemmän. Poikkeuslupa on siis enemmänkin sääntö, kuin poikkeus. Jos koko maailmassa siirryttäisiin ydinvoimaan ja muihin puhtaisiin energialähteisiin, nämä uhrit olisivat vältettävissä.

Tehdas kuva

Miten sähköntuotannossa syntyvät jätteet käsitellään?

Miten sähköntuotannossa syntyvät jätteet käsitellään?

Kaikesta energiatuotannosta syntyy jotain jätteitä, mutta ratkaisevan tärkeää on:

  • Miten haitallista jäte on?
  • Miten paljon jätettä syntyy?
  • Missä muodossa jäte on?
  • Mitä jätteelle tehdään?
  • Kuka maksaa jätehuollon kustannukset tai kärsii jätteistä aiheutuvan haitan?

Polttamisesta syntyvä tuhka

Polttamisesta syntyvä tuhka

Kivihiilen poltosta tuleva tuhka on suurimpia teollisen toiminnan jätevirtoja maailmassa. Se sisältää erittäin myrkyllisiä aineita, kuten arsenikkia, kadmiumia ja elohopeaa. Se sisältää jonkin verran myös radioaktiivisia aineita.

Kivihiilituhkaa käytetään esimerkiksi tierakennuksen täyteaineena sekä sementin, betonin ja asfaltin valmistuksessa. Kivihiilituhkaa syntyy maailmalla yli 700 miljoonaa tonnia vuosittain, ja siitä hyödynnetään reilu puolet.

Myös muista kiinteistä polttoaineista, kuten puusta ja turpeesta, syntyy tuhkaa. Sille on vaikeampaa löytää hyötykäyttöä. Se voi päätyä jopa ongelmajätteenä kaatopaikoille.

Vuoret kuva

Voimalaitosten rakentaminen ja rakennusmateriaalit

Kaikkeen energiantuotannon rakentamiseen tarvitaan materiaaleja. Ratkaisevaa on se, mitä materiaaleja käytetään, miten ne on tuotettu ja miten niiden tuotannon ympäristöhaitat ja jätteet hoidetaan. Lisäksi tärkeää on, miten käytöstä poistetun kaluston ja rakennusten purku ja jätemateriaalit hoidetaan.

Teräksen ja betonin tuotannosta vapautuu runsaasti kasvihuonekaasupäästöjä. Ydinenergian tuotannon elinkaaripäästöt syntyvät pääosin laitoksen rakentamisen aikana.

Korkean teknologian tuotteet, kuten vaihteettomat tuuliturbiinit ja aurinkosähköpaneelit, tarvitsevat myös monia harvinaisempia materiaaleja, joista osa on itsessään myrkyllisiä tai niiden jalostusvaiheessa käytetään myrkyllisiä ja muuten haitallisia aineita. Jotkin paneelityypit sisältävät esimerkiksi myrkyllistä kadmiumia, joskin sitä on paljon vähemmän kuin mitä vastaavasti vapautuu kivihiilen poltosta. Silikoniin perustuvien paneeleiden valmistusprosessissa puolestaan syntyy myrkyllisiä ja erittäin voimakkaita kasvihuonekaasuja.

Vanhentuvien aurinkopaneelien määrät ovat olleet vähäisiä, mutta kun viime vuosina asennetut paneelit alkavat 20–30 vuoden sisällä ikääntyä ja poistua käytöstä, on käsissä varsin mittava ja kasvava jätehuollon ongelma.

Käytetty ydinpolttoaine

Käytetty ydinpolttoaine

Ydinvoiman tuotannossa syntyy radioaktiivista jätettä. Ydinvoimalla tuotetusta sähköstä jäävä jätteen määrä on verraten pieni. Suomen kaikki nykyiset ydinvoimalat käyttävät yhteensä noin kolme kuutiometriä ydinpolttoainetta vuodessa, jolla tuotetaan reilu neljännes Suomen sähköstä. Koko Suomen sähkön tuottamiseen kuluisi siis vajaa 12 kuutiota ydinpolttoainetta vuodessa.

Reaktorista juuri poistettu polttoaine on todella kuumaa ja säteilee erittäin voimakkaasti. Tämän vuoksi sitä jäähdytetään ensin vuosikymmeniä vesialtaissa. Reaktorista poistetun polttoaineen säteily ja jälkilämmön tuotanto vähenevät nopeasti – mitä aktiivisempaa polttoaine on, sitä lyhempi on sen puoliintumisaika.

Suomessa käytetty ydinpolttoaine loppusijoitetaan syvälle kallioperään. Tästä ei parhaan tiedon mukaan aiheudu mitään terveyshaittoja nykyisille eikä tuleville sukupolville. Loppusijoitus ja ydinvoimalaitoksen tuleva käytöstä poisto rahoitetaan ydinsähkön hinnassa kerättävän ja rahastoitavan osuuden avulla.

Ydinjäte voidaan jakaa hyvin matala-, matala-, keski- ja korkea-aktiiviseen jätteeseen. Käytetty ydinpolttoaine on niin sanottua korkea-aktiivista jätettä.

Ylivoimaisesti suurin osa on uraanin U238 isotooppia. Se on lievästi radioaktiivista ja myrkyllistä raskasmetallia. Alle viisi prosenttia käytetystä ydinpolttoaineesta on erittäin voimakkaasti säteileviä fissiotuotteita. Suurin osa niistä häviää muutamassa vuosisadassa käytännössä kokonaan.

Alla oleva graafi kuvaa käytetyn polttoaineen eri aineiden puoliintumista ja häviämistä, sekä radioaktiivisuuden pienentymistä ajan saatossa.

Polttoainetaulukko

Kuvasta voidaan havaita, että käytetyn ydinpolttoaineen ympäristöön aiheuttama säteilyannos pienenee nopeasti, etenkin fissiotuotteiden osalta. Vaikka käytetty ydinpolttoaine on erittäin vaarallista tuoreeltaan reaktorista poistettuna, sillä on moniin muihin energiatuotannon jätteisiin verrattuna myös monia hyviä puolia:

  • sitä on verraten vähän per tuotettu energiayksikkö
  • se on kiinteää, mikä yksinkertaistaa sen käsittelyä ja varastointia
  • se kerätään tarkkaan talteen eikä sitä päästetä ympäristöön
  • sen aktiivisuus laskee nopeasti
  • huolellisesti säilöttynä siitä ei koskaan aiheudu merkittävää haittaa ihmisille tai ympäristölle.

Ydinjätteen loppusijoittamiseen liittyvät riskit

Ydinjätteen loppusijoittamiseen liittyvät riskit

Siinä missä käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus on edelleen ratkaisematta monissa maissa, on Suomi vastuullisessa ydinjätteen loppusijoittamisessa maailmalla edelläkävijä. Täällä ydinvoimayhtiöt on velvoitettu huolehtimaan ydinjätteestä vastuullisella tavalla.

Suomessa Posiva kehittää ja rakentaa geologista ydinjätteen loppusijoitustilaa omistajiensa käyttöön. Posivan tutkimusten mukaan geologisesta loppusijoituksesta aiheutuu ihmisille pahimmankin skenaarion toteutuessa erittäin vähän lisäsäteilyä, noin 0,00018 millisievertiä. Vastaavan vuotuisen lisäannoksen voi saada syömällä vuoden aikana muutaman banaanin tai polttamalla muutaman savukkeen. Suomalaisen keskimäärin saama vuotuinen säteilyannos on 3,2 millisievertiä.

Loppusijoitus kuva