Suomen ympäristökeskuksessa laadittu sähkönhankintamalli kuvaa Suomen verkkosähköä (=ostosähkö) eri vuosina ja siitä aiheutuvia elinkaaren aikaisia päästöjä tietyillä oletuksilla. Sähkönhankintamallin elinkaari-inventaarioiden laskenta koostuu monista osatekijöistä, kuten polttoaineiden valmistustiedoista, kuljetusten päästökertoimista ja tuotantolaitoksissa käytettävistä energialähteistä, teknologioista sekä hyötysuhteista. Kaikkien näiden osatekijöiden suhteen on jouduttu laskennan yhteydessä tekemään valintoja, oletuksia ja yksinkertaistuksia, jotka heijastuvat inventaarion lopullisiin tuloksiin. Seuraavassa kuvataan ne valinnat ja oletukset, joita Suomen ostosähkön hankintamallissa on käytetty. Mallin tuloksia voidaan käyttää elinkaarilaskelmissa kuvaamaan verkosta saatavan sähkön päästöjä.
Malli on laadittu EU:n Life+ -ohjelmasta rahoitusta saaneessa Julia2030-hankkeessa päivitetty syyskuussa 2017.
Sähkönhankintamalli
Sähkönhankintamalli ottaa huomioon sähkönhankinnan elinkaaren kaikki vaiheet: polttoaineiden hankinnan, kuljetukset ja polton sekä näistä aiheutuvat päästöt. Suomessa tuotetun sähkön päästöistä on vähennetty vientisähkön osuus ja lisätty tuontisähkön tuotannosta aiheutuvat päästöt, jolloin saadaan Suomessa kulutetun sähkön päästöt (=sähkönhankinta) (Kuva 1).
Mallissa on laskettu seuraavat päästöt: CO2, CH4, N2O, SO2, NOx, CO sekä hiukkaset (PM<2,5; 2,5< PM >10 ja PM>10). Mukana olevat polttoaineet ovat Energiatilaston [1] jaottelun mukaan kivihiili, maakaasu, öljy, turve, puupolttoaineet ja uraani sekä muut uusiutuvat ja muut fossiiliset polttoaineet.Aurinko-, vesi- ja tuulivoima on oletettu tässä mallissa päästöttömiksi ja niitä ei ole sisällytetty laskelmiin.
Kuva1.
Sähkönhankintamallin rakenne
Mallissa käytetty tietopohja
Malli pohjautuu Tilastokeskuksen vuosittain julkaisemien Energiatilastojen tietoihin sähköntuotannon energialähteistä ja tuotantomuodoista [1]. Energiatilastoista saatiin myös tiedot polttoaineiden tuontimaille. Polttoaineiden hankinnan päästötiedot otettiin Ecoinvent-tietokannasta [2]. Polttoaineiden tuontimaiden tietoja yhdistettiin sen mukaan miten paljon niistä polttoaineita tuotiin ja toisaalta sen mukaan minkä alueen päästötietoja Ecoinventissä oli saatavilla.
Kuljetusten päästöjä laskettaessa jouduttiin tekemään paljon oletuksia ja yksinkertaistuksia lähinnä kuljetusmatkoista sekä -välineistä. Kuljetusmatkat on arvioitu kartan perusteella ja laivamatkat laskettu Sea Rates -palvelun avulla [3]. Tie- ja laivaliikenteen päästöt on saatu LIPASTO-laskentajärjestelmästä [4].
Sähkön tuontimaat saatiin Energiatilastoista ja näiden maakohtaiset sähköntuotantotiedot polttoaineittain IEA:n energiatilastoista [5]. Näiden tietojen pohjalta tehtiin yksinkertaistuksia niin, että Norjan tuontisähkön päästöt jätettiin huomioimatta, koska suurin osa siitä tuotetaan vesivoimalla fossiilisten polttoaineiden osuuden ollessa pieni. Ruotsin sähköntuotannosta lähes puolet on vesivoimaa, joten päästötiedoissa huomioitiin ainoastaan ydinenergian osuus. Venäjän sähköntuotannosta laskettiin maakaasulla, kivihiilellä ja ydinenergialla tuotetun sähkön päästöt. Kivihiilen, maakaasun ja ydinenergian päästökertoimina käytettiin Suomen vastaavia. Viron tuontisähkön osalta käytettiin ELCD-tietokannan tietoja Viron sähköntuotannon päästöistä [6].
Sähkönhankinnan polton aikaisten päästöjen laskenta hiilidioksidia lukuun ottamatta perustuu disaggregoituihin kansallisen päästöinventaarion tietoihin [7].
Sähkönhankinnan päästöt ja polttoaineet 2013-2015
Sähkönhankintamallin avulla voidaan laskea vuosittaiset päästöt polttoaineittain ja yhdistää nämä sähkönhankinnan vuosittaisiksi päästöiksi (Taulukko 1). Elinkaarilaskelmia tehdessä on suositeltavaa käyttää 3-5 vuoden päästöjen keskiarvoja, sillä päästöt voivat vaihdella vuosittain merkittävästi. Vaihtelu johtuu esimerkiksi siitä, kuinka paljon Norjan ja Ruotsin vesivoimaa pohjoismaisilla markkinoilla on ollut tarjolla. Suomi, Ruotsi, Norja ja Tanska muodostavat pohjoismaiset sähkömarkkinat, jossa tuottajat tarjoavat sähköä yhteisille markkinoille ja kulloinenkin tuotanto- ja kulutustilanne ratkaisevat, miten sähköä siirretään maiden sisällä ja rajojen ylitse. Vaihtelua aiheuttavat myös kylmät säät, jotka lisäävät sähkönkulutusta. Alhaiset päästöoikeuksien hinnat puolestaan lisäävät kivihiilen kilpailukykyä vähempipäästöisiin polttoaineisiin verrattuna. [8,9]
Taulukko 1.
Suomen sähkönhankinnan päästöt vuosina 2013, 2014 ja 2015
|
|
kg/MWh
|
|
CO21)
|
CH4
|
N2O
|
SO2
|
NOx
|
CO
|
PM<2,5
|
2,5< PM >10
|
PM>10
|
|
2013
|
208
|
0,69
|
0,006
|
|
|
|
|
|
|
|
2014
|
161
|
0,39
|
0,003
|
|
|
|
|
|
|
|
2015
|
142
|
0,45
|
0,0004
|
|
|
|
|
|
|
|
Keskiarvo
|
171
|
0,5
|
0,003
|
|
|
|
|
|
|
1) vain fossiiliset CO2-päästöt
CO2-ekvivalenteiksi muutettuna vuosien 2013-2015 keskiarvo on 184 kg/MWh.
Seuraavassa kuvassa ja taulukossa 2 on esitetty Suomen sähköntuotannon polttoaineet vuosittain jaoteltuina Energiatilaston mukaan.
Kuva ja taulukko 2.
Suomen sähköntuotannon polttoaineet vuosina 2013, 2014 ja 2015 jaoteltuna Energiatilaston mukaan
Lähteet
[1] Tilastokeskus 2016. Energiatilasto. Vuosikirjat 2012-2016.
[2] Ecoinvent Centre Portal (Swiss Centre for Life Cycle Inventories)
[3] Port to portdistance (Sea Freight Exchange)
[4] LIPASTO, liikennepäästöjen laskentajärjestelmä (VTT)
[5] Statistics and balances (IEA International Energy Agency)
[6] hELCD core database version II (European Commission, Joint Research Centre)
[7] Tilastokeskus 2016. Ilmapäästöt toimialoittain.
[8] Sähkön hankinta jakulutus (Motiva Oy)
[9] Sähkön tuotanto, tuonti ja vienti (Energiateollisuus ry)
Lisätietoja
- Erikoistutkija Helena Dahlbo, Suomen ympäristökeskus, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
