Hoppa till innehållet

Eolus on käynnistänyt luonnon monimuotoisuuden turvaamiseen ja lisäämiseen tähtäävän luontovaikutusten arviointiprojektin. Projekti toteutetaan osana Myllykankaan tuulivoimahanketta ja Miehennevan tuuli- ja aurinkovoimahanketta. Kumppaniksi luontovaikutusten arviointiin ja lisäämistoimien suunnitteluun valikoitui Ecobio.

Projektin tavoitteena on tunnistaa ja arvioida hankkeiden vaikutuksia luontoon ja kehittää toimenpiteitä, joilla voidaan minimoida haitalliset vaikutukset sekä vahvistaa hankealueiden luontoarvoja. Yhteistyöprojektissa lasketaan hankkeiden luontojalanjälki – eli määrälliset luontovaikutukset – sekä laaditaan luontojalanjäljen hyvityssuunnitelma luontovaikutusten minimoimiseksi ja positiivisten luontovaikutusten maksimoimiseksi.

”Vastuullisuusstrategiamme mukaisesti pyrimme vähentämään luontovaikutuksiamme ja saavuttamaan luontopositiivisuuden hankkeissamme vuoteen 2030 mennessä. Ecobion kanssa toteutettava projekti on tärkeä osa tavoitteen eteen tehtävää työtä. Samalla se toimii pilottina vastaaville projekteille muissa hankkeissamme”, Miehennevan ja Myllykankaan projekteista vastaava projektipäällikkö Kari Kiesi Eolukselta sanoo.

Ecobio on kestävän kehityksen moniosaaja, joka tarjoaa nykyaikaisia ratkaisuja sekä tukea ilmasto- ja ympäristöhaasteisiin vastaamisessa. Yhtiön osaaminen luonnon monimuotoisuudessa kulminoituu vertailukelpoista dataa tuottavan luontovaikutusten laskennan ympärille.

Uudenlainen, tarkempi lähestymistapa luontovaikutusten arviointiin

Luontovaikutusprojektin tavoitteena on saavuttaa kattava ymmärrys siitä, millaisia luonnon monimuotoisuusvaikutuksia Myllykankaan ja Miehennevan hankkeilla on paikallisesti. Lisäksi tavoitteena on kartoittaa ja suunnitella konkreettisia toimenpiteitä luonnon monimuotoisuuden parantamiseksi hankkeiden vaikutusalueilla.

Projektissa korostuu vaikutusten numeerinen laskenta, Ecobion projektipäällikkö Tiina Paajanen selittää.

”Luontovaikutusten laadullista arviointia on tehty jo kauan, mutta tässä projektissa täydennämme YVA:n tuloksia määrällisten vaikutusten laskennalla. Ajatusmalli on hieman vastaava kuin ilmastopuolelta meille tutumpi hiilijalanjälkilaskenta, mutta tällä kertaa kyse on uudemmasta menetelmästä, luontojalanjäljen laskennasta”, Paananen sanoo.

Uusiutuvan energian toimialalle on laadittu Suomen uusiutuvat ry:n johdolla luontotiekartta, joka ohjaa alan kehitystä kohti luontopositiivisuutta, eli tilannetta, jossa luontoa vahvistettaisiin määrällisesti enemmän kuin sitä hankekehityksen kautta menetettäisiin. Myös Eolus on sitoutunut tiekartan tavoitteisiin. Tavoitteiden saavuttamiseen vaaditaan tutkimustietoa, dataa ja ennen kaikkea toimia luontovaikutusten minimoimiseksi.

”Jotta tavoitteisiin voi sitoutua ja niitä kohti kehittyä, on tietenkin välttämätöntä tuntea toiminnan luontovaikutukset numeerisella tasolla. Jälleen kerran tutumpaan ilmastopuoleen peilaten, eihän ole mahdollista olla hiilineutraali, mikäli ei ole laskenut omaa hiilijalanjälkeään”, Paajanen selittää.

Käytännössä projekti jakaantuu kahteen työvaiheeseen: luontojalanjäljen laskentaan sekä laskennan pohjalta laadittavan hyvityssuunnitelman tekoon.

Vaihe 1: Luontojalanjäljen laskenta

Luontojalanjäljen laskentavaiheessa selvitetään hankkeen rakentamisen aiheuttama vaikutus paikalliseen luonnon monimuotoisuuteen. Tavoitteena on määrittää sekä luontohaittojen suuruus eli luontojalanjälki, että tarvittava hyvityksen taso. Samalla kartoitetaan konkreettisia toimenpiteitä, joilla toiminnan vaikutuksia luonnon monimuotoisuuteen voidaan lieventää.

Luontojalanjäljen laskennassa otetaan huomioon maankäytön muutoksista aiheutuvat vaikutukset paikalliseen luontoon. Näitä ovat esimerkiksi voimaloiden, sähköasemien sekä teiden rakentaminen.

Hankkeissa laskennan yksikkönä on Suomen luonnonsuojelulain mukainen luonnonarvohehtaari. Yksikön käyttö mahdollistaa sekä hankealueen ekologisen tilan, luontojalanjäljen että hyvitystarpeen tarkastelun samassa yksikössä.

Vaihe 2: Luontojalanjäljen hyvityssuunnitelma

Luontojalanjäljen laskennan jälkeen laaditaan hyvityssuunnitelma, jossa arvioidaan mahdollisuudet korvata hankkeen aiheuttamia luontohaittoja konkreettisilla toimilla hankealueella ja sen ulkopuolella. Tavoitteena on tunnistaa toimenpiteet, joilla luonnonarvoja voidaan lisätä, sekä laatia kustannusarviot eri hyvitysvaihtoehdoille. Suunnitelmassa esitetään vaihtoehdot haittojen korvaamiseksi, arvioidaan niiden toteutettavuus ja vaikutus luonnon tilaan sekä esitetään toimenpiteiden kustannukset.

Tavoitteena on varmistaa, että luonnon monimuotoisuus säilyy tai paranee ja että vaikutukset huomioidaan ja hyvitetään oikeudenmukaisesti. Hankkeessa sovelletaan luontohaittojen mitigaatiohierarkiaa.

”Luontohaittojen mitigaatiohierarkia painottaa haittojen minimointia. Ensisijaisesti pyritään välttämään haittoja, ja vasta toissijaisesti suunnitellaan hyvitystoimia, joilla jäljelle jääviä vaikutuksia voidaan tasapainottaa”, Paajanen kertoo.

Luontojalanjäljen laskenta Myllykankaan ja Miehennevan hankkeissa on pilotti jatkotyölle toisaalla

Kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen uusiutuvan energian hankekehityksen myötä auttaa jo itsessään lieventämään energiatuotannon haittoja luonnolle. Hankkeiden rakentamisesta syntyy kuitenkin väistämättä luontovahinkoja. Näiden minimointiin ja positiivisten vaikutusten maksimointiin Eoluksella kehitetään nyt käytännön prosesseja, joita pilotoidaan Myllykankaan ja Miehennevan hankkeissa.

”Lisäksi strategiamme mukaisesti jokaiseen projektiin sisällytetään vähintään yksi luonnon monimuotoisuutta vahvistava toimi. Tällaisten toimien suunnittelussa Ecobion kaltaiset kumppanit ovat avainasemassa”, Kiesi kertoo.

Luontovaikutusten vähentäminen voi auttaa myös parantamaan hankkeen sosiaalista hyväksyttävyyttä lähialueella. Sidosryhmäyhteistyölle on asetettu omakin tavoite: sen mukaan Eoluksen tulee olla paikallisten näkökulmasta toivotuin uusiutuvan energian hankekehittäjä.

Käytännön laskentatyö ohjaa kohti parasta mahdollista vaihtoehtoa

Kuten kaikkien projektien kohdalla, kokonaisuuden hallinta vaatii tasapainottelua eri tavoitteiden välillä. Hankkeissa on huomioitava koko joukko erilaisia tekijöitä.

”Tässä on sovitettava yhteen aikamoinen palapeli: On huomioitava esimerkiksi tuuliolosuhteet, tekniset vaatimukset, lajien elinympäristöt, luontotyyppien ekologinen tila ja muut luontoarvot. Kaikki palaset eivät täysin sovi yhteen vaan joudumme etsimään parasta mahdollista kompromissia”, Paajanen kertoo.

Projektin laskentavaiheessa saadut tulokset auttavat määrittelemään reunaehdot, joiden puitteissa palapeliä kootaan kohti luonnon kannalta parasta vaihtoehtoa. Ecobiolla siirrytäänkin seuraavaksi kohti luontotyyppien ekologisen tilan maastokartoitusta.

Pinja Karlsson tutki Turun ammattikorkeakoululle tekemässään lopputyössä merituulivoiman rakentamisesta syntyvää vedenalaista melua, sen vaikutuksia ja keinoja melun vähentämiseksi. Lopputyön mukaan melulla voi olla vakaviakin vaikutuksia, minkä vuoksi aihe vaatii lisää tutkimusta erityisesti Itämeren ympäristössä. Työ toteutettiin apurahalla, joka on osa Eoluksen Itämeri-sitoumusta.

Merituulivoiman rakentamisesta ja toiminnasta syntyy monenlaisia vaikutuksia merelliseen ympäristöön. Näistä yksi Itämeren ympäristössä toistaiseksi melko vähäiselle huomiolle jäänyt vaikutus on vedenalainen melu. Pinja Karlsson selvitti Turun ammattikorkeakoululla tekemässään lopputyössä merituulivoiman rakentamisesta syntyvää vedenalaista melua, sen vaihtelua eri rakennusvaiheiden välillä sekä tapoja melun lieventämiseksi. Lopputyö toteutettiin kirjallisuuskatsauksena, jonka perusteella arvioitiin, millaisia meluvaikutuksia pohjaperustaisen merituulivoimahankkeen rakentamisella voisi olla.

Merituulivoimapuiston rakentamisen merkittävimmät meluvaikutukset syntyvät, kun merenpohjassa tehdään voimaloiden perustamiseen liittyviä räjäytystöitä ja voimaloita paalutetaan merenpohjaan. Tämä aiheuttaa kovaa ja korkeataajuista melua sekä nopeita paineenvaihteluita, mikä voi heikentää merieliöiden kuntoa ja johtaa jopa niiden kuolemaan – varsinkin silloin, jos erilaisia lievennyskeinoja ei käytetä.

”Lisäksi rakentamiseen liittyvä laivaliikenne aiheuttaa jatkuvaa, matalataajuista melua, joka hankaloittaa merinisäkkäiden sekä kalojen kommunikaatiota ja muuttaa niiden käyttäytymistä. Laivoista syntyvä melu jatkuu koko merituulivoimahankkeen toiminta-ajan, vaikka liikenteen määrä vähentyy rakentamisaikaan verrattuna”, Karlsson kuvaa.

Rakentamisesta aiheutuvien meluvaikutusten laajuus riippuu aina valitusta voimaloiden perustamistavasta, joka vuorostaan riippuu vedensyvyydestä ja merenpohjan laadusta. Kaikkia merituulivoimaloita ei esimerkiksi välttämättä tarvitse perustaa paaluttamalla, eikä kelluva merituulivoimala vaadi yhtä laajaa pohjanmuokkausta. Tällöin myös melu voi jäädä vähäisemmäksi.

Tarve uudelle tutkimukselle vedenalaisesta melusta Itämeren ympäristössä

Melun vähentäminen vaatii sen vaikutusten tunnistamista, jotta meluisimmat rakennusvaiheet voidaan suunnitella sekä ajoittaa oikein haittojen minimoimiseksi.

”Melua tulee seurata ja pyrkiä lieventämään hankkeen kaikkien vaiheiden aikana, aina rakentamisesta hankkeen purkamiseen asti. Myös mahdolliset muut lähialueen merituulivoimahankkeet tulee ottaa huomioon ympäristövaikutusten arvioinnissa, sillä näistä voi syntyä kumulatiivisia vaikutuksia”, Karlsson kertoo.

Lopputyö nojasi pitkälti muualla maailmassa tehtyyn tutkimukseen. Karlsson peräänkuuluttaakin tarvetta vedenalaisen melun tutkimukselle juuri Itämeren ympäristössä.

”Meren mataluus, suolapitoisuus ja erityinen lajisto vaikuttavat melun leviämiseen ja sen vaikutuksiin eri eliöihin, jonka vuoksi muualla tehty tutkimus ei välttämättä täysin päde Itämeren olosuhteissa. Hankekehittäjien, tutkijoiden ja viranomaisten on syytä tehdä tiivistä yhteistyötä meluvaikutusten tutkimiseksi ja tuoda ne mahdollisuuksien mukaan kaikkien saataville”, Karlsson sanoo.

Pinjan lopputyöhön ”Underwater noise from the construction phase of offshore wind parks” voi tutustua verkossa.

Keuruun kaupungin länsiosaan kaavailtu hanke koostuu 9–13 tuulivoimalasta. Lisäksi selvitämme mahdollisuutta sijoittaa hankealueelle aurinkovoimaa sekä akkuvaraston.

Keuruun kaupunginhallitus hyväksyi 7.4. Eoluksen jättämän kaavoitusaloitteen, jonka mukaan Lötkön alue kaavoitettaisiin tuulivoiman tuotantoalueeksi. Selvitämme mahdollisuutta sijoittaa alueelle myös aurinkovoimaa sekä akkuvaraston. Lötkön hankealue on laajuudeltaan 22 neliökilometriä. Se sijaitsee noin 15 kilometriä luoteeseen Keuruun keskustataajamasta ja noin 4 kilometriä itään Pihlajaveden kylästä. Hanke on saanut nimensä hankealueella sijaitsevasta Lötkövuoresta.

Lötkön hankkeessa on määrä toteuttaa 9–13 tuulivoimalaa, joiden maksimikorkeus on 300 metriä. Voimaloiden lukumäärä ja maksimikorkeus tarkentuvat suunnittelun edetessä. Hanke tuottaisi vuodessa 300 gigawattituntia (GWh) uusiutuvaa energiaa, mikä riittäisi kattamaan noin 15 000 sähkölämmitteisen omakotitalon vuosittaisen sähkönkulutuksen. Sähköntuotanto hankkeessa voisi alkaa aikaisintaan vuonna 2031.

”Alustavien selvitystemme mukaan Lötkössä on hyvät tuuliolosuhteet, ja hankealue sijaitsee myös verrattain lähellä sähkön siirtolinjaa. Tulemme selvittämään huolellisesti hankkeen vaikutukset luontoon ja lähialueen yhteisöihin ja pyrimme välttämään ja lieventämään haittoja parhaan mukaan. Hankealueella sijaitsevat suojelualueet otetaan huomioon tuulivoimaloiden ja esimerkiksi teiden suunnittelussa ja sijoittelussa”, Lötkön hankkeen projektipäällikkö Antoni Kopaly sanoo.

Hankkeessa suunnitellaan seuraavaksi hankealueen kaavoitusta ja ympäristövaikutusten arvioinnin käynnistämistä. Tämänhetkisen arvion mukaan luontotyöt voitaisiin aloittaa aikaisintaan kuluvan vuoden syksynä. Sähkön liityntäyhteyden suunnittelu on käynnissä. Lisätietoja hankkeesta hankesivulla.

Tuulivoimahankkeen eteneminen on monivaiheinen prosessi

Kaavoitusaloitteen hyväksyminen on ensimmäinen askel tuulivoimahankkeen kaavoitusprosessissa. Sen jälkeen osayleiskaavasta laaditaan kaavaluonnos, jonka kunta tai kaupunki voi päättää asettaa nähtäville. Sen pohjalta laaditaan kaavaehdotus, jonka nähtäville asettamisesta kunta jälleen päättää. Luonnosvaiheessa järjestetään myös yleisötilaisuus. Kunnan asukkaat, mökkiläiset ja muut tahot voivat jättää luonnokseen mielipiteitä ja muistutuksia.

Kaavoituksen rinnalla tuulivoimahankkeessa edistetään myös ympäristövaikutusten arviointia eli YVA:a. Kaksivaiheisen YVA-menettelyn ensimmäisessä eli ohjelmavaiheessa kuvataan hankealueen nykytilaa ja mitä ympäristövaikutuksia hankkeessa tulisi selvittää. Hankkeen vaikutuksia ei vielä ohjelmavaiheessa tutkita. Yhteysviranomainen – alueen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus (ELY-keskus) – antaa ohjelmasta oman lausuntonsa, jonka perusteella suunnitelmia yleensä muokataan.

Varsinaiset selvitykset tehdään YVA-selostusvaiheessa, jonka lopputuloksena syntyy YVA-selostus. Yhteysviranomainen arvioi selostusta ja antaa siitä perustellun päätelmän. Hankesuunnitelmat voivat muuttua merkittävästikin YVA-prosessissa saatujen selvitysten perusteella esimerkiksi voimaloiden lukumäärän ja sijoittelun osalta.

Kun kaavaehdotusta on muokattu YVA:n, lausuntojen, muistutusten ja mielipiteiden pohjalta, päättää kunta osayleiskaavan hyväksymisestä. Tästä päätöksestä voi valittaa. Kun päätös on saanut lainvoiman, voidaan sen jälkeen jättää rakennuslupahakemukset tuulivoimaloille sekä muille hankkeen tarvitsemille rakenteille. Tämän jälkeen hankkeessa keskitytään rakentamisen suunnitteluun ja turbiinihankintoihin sekä päätetään, miten hanke kytketään sähköverkkoon.

Lisätietoja

Antoni Kopaly
Projektipäällikkö
antoni.kopaly@eolus.com
Puhelin: +358 45 152 6868

Eero Tuorila
Viestintäasiantuntija
eero.tuorila@eolus.com
Puhelin: +358 40 186 0874

Vilma Herronen selvitti pro gradu -työssään, olisiko ekologisella kompensaatiolla mahdollista lieventää merituulivoiman luontovaikutuksia Itämerellä. Lopputyön perusteella kompensointia voidaan toteuttaa rannikkoalueilla ja maalla, kun taas merialueilla se olisi haastavampaa. Työ toteutettiin apurahalla, joka oli osa Eoluksen Itämeri-sitoumusta.

Energian tuotannosta ja kulutuksesta syntyy maailmassa eniten ilmastoa lämmittäviä kasvihuonekaasupäästöjä. Ilmaston lämmetessä myös luonnon monimuotoisuus kärsii. Esimerkiksi Itämerellä meren lämpeneminen, leudommat talvet ja kasvavat sademäärät vaikuttavat moneen eliö- ja kasvilajiin. Fossiilienergian korvaaminen uusiutuvalla energialla – kuten merituulivoimalla – on siksi avainasemassa niin ilmastonmuutoksen kuin luontokadonkin hillitsemisessä.

Uusiutuva energiakaan ei ole ongelmatonta, vaan myös se aiheuttaa haitallisia luontovaikutuksia, jotka tulee hankekehityksessä ottaa huomioon. Muuten edessä on niin kutsuttu ”green-green”-dilemma, jossa toimet ilmastonmuutoksen torjumiseksi, kuten merituulivoiman rakentaminen, kiihdyttävätkin luontokatoa, jos riittäviä toimia haittojen vähentämiseksi ei tehdä.

Yksi tähän mennessä merituulivoiman kohdalla vain vähän hyödynnetty ratkaisu on ekologinen kompensaatio, jossa hankekehityksestä syntyvää vahinkoa luonnon monimuotoisuudelle hyvitetään parantamalla biodiversiteettiä toisaalla. Vilma Herronen tutki pro gradu -työssään ekologisen kompensaation mahdollisuuksia, haasteita sekä soveltuvuutta Itämeren merituulivoimahankkeisiin. Eolus tuki lopputyötä, joka toteutettiin osana Itämeri-sitoumustamme.

Tiedonpuute Itämeren meriluonnosta on yksi kompensaatioiden kompastuskivi

Tutkimus perustui haastatteluihin 11 asiantuntijan kanssa, jotka edustivat teollisuutta, julkista sektoria, tutkimuskenttää ja kansalaisjärjestöjä. Asiantuntijat näkivät ekologisen kompensaation Itämeren merituulivoimassa mahdollisena, mutta vain tietyin edellytyksin.

”Yleisesti haastatteluissa korostui vahvasti näkemys kompensaation viimesijaisesta roolista lievennyshierarkiassa. Kompensaatiota voidaan lähteä tekemään vasta sitten, kun haittavaikutuksia on pyritty ensin välttämään tai lieventämään muuttamalla suunnitelmia, tai jos nämä toimet eivät ole mahdollisia, ennallistamalla luontoa hankealueella”, Herronen tiivistää.

Erityisesti Itämerellä kompastuskiveksi muodostuu kompensoinnin vaatimus luontoarvovastaavuudesta, jonka mukaan uhanalaiseen luontotyyppiin tai lajin elinympäristöön kohdistuva vahinko pitäisi kompensoida parantamalla saman tai vähintäänkin vastaavan luontotyypin tai elinympäristön tilaa. Itämeren biologisen monimutkaisuuden vuoksi tämän saavuttaminen on vaikeaa, sillä vastaavia alueita ei välttämättä helposti löydy – ainakaan kauempana merellä, johon esimerkiksi talousvyöhykkeen merituulivoimahankkeita kaavaillaan.

”Itämeren luonnosta tiedetään edelleen melko vähän. Tällöin myös kompensaatiohankkeiden kustannukset ovat epävarmoja ja voivat kehkeytyä melko korkeiksi, mikä voi estää niiden toteutumisen. Siksi maa-alueilla tai rannikolla syntyvien luontohaittojen kompensointi tunnistettiin hyväksi aloituskohdaksi, sillä niitä on helpompi toteuttaa. Tällaisia haittoja syntyy esimerkiksi sähkönsiirtoyhteyksien rakentamisesta. Toisaalta merialueillakin merenpohjaan rakentamisesta kohdistuvia vaikutuksia voitaisiin mahdollisesti kompensoida”, Herronen sanoo.

Ekologiseen kompensaatioon liittyy kuitenkin valtavia mahdollisuuksia. Se voi kasvattaa hankkeiden sosiaalista hyväksyttävyyttä, jos se toteutetaan avoimesti ja yhteistyössä keskeisten sidosryhmien kanssa. Kompensaation laajempi hyödyntäminen vaatii kuitenkin lisää tutkimusta Itämeren vedenalaisista elinympäristöistä sekä merituulivoiman vaikutuksista. Tätä voidaan saada tukemalla ja toteuttamalla tutkimusta – mutta myös rohkealla edelläkävijäyydellä.

”Yksi tapa päästä eteenpäin ja lisätä tietoa olisi aloittaa kompensaatioiden toteutus epävarmuuksista huolimatta. Tällöin on tärkeää suunnitella ja toteuttaa kompensaatiota yhteistyössä tutkimusorganisaatioiden ja muiden sidosryhmien kanssa sekä jakaa avoimesti kokeilujen synnyttämää tietoa”, Herronen sanoo.

Vilma Herrosen pro gradu -työ “Feasibility of ecological compensation for offshore wind power in the Baltic Sea” on luettavissa Helsingin yliopiston julkaisuarkistossa.

Lisätietoja

Eero Tuorila
Viestintäasiantuntija
eero.tuorila@eolus.com
+358 40 186 0874

Eoluksella projekti-insinöörinä työskentelevä Juho Laine-Ylijoki tutki kesällä valmistuneessa diplomityössään akkuvarastojen kannattavuutta. Eolukselle tehdyssä diplomityössä ilmeni, ettei pelkästään tuulivoimapuiston tuotannon tasapainottamiseen tarkoitetun akkuvaraston toiminta ollut kannattavaa. Parempi kannattavuus saavutettiin itsenäisellä varastolla – eli sellaisella, joka ei ole osa tuuli- tai aurinkovoimahanketta – joka osallistuu sähkön reservimarkkinoille.

Tuuli- ja aurinkosähkön tuotannon kasvaessa Suomessa on kiinnitetty yhä enemmän huomiota sähköjärjestelmän tasapainoon, eli siihen, miten järjestelmä pidetään tasapainossa tuulettomina tai pilvisinä päivinä. Tätä varten on kehitteillä paljon erilaisia ratkaisuja, kuten pumppuvoimalaitoksia, lämpövarastoja sekä enenevissä määrin myös sähkövarastoja. Yksinkertaistettuna sähkövarasto varastoi sähköä, kun sähköstä on ylituotantoa, ja purkaa sitä sähköverkkoon hetkinä, jolloin sähköä tarvitaan enemmän.

”Suomen sähköverkkoa tarkastellessa tarve sähkövarastoille on ilmeinen, kun vaihtelevaa tuotantoa on enemmän. Itsenäisiä sähkövarastoja on tähän mennessä rakennettu jonkun verran, ja kehitteillä on vielä enemmän. Diplomityössäni tutkin varastoratkaisujen kannattavuutta ja siihen vaikuttavia seikkoja. Hankekehittäjän ja sijoittajan näkökulmasta diplomityöstä saatua tietoa voi hyödyntää, kun arvioidaan yksittäisen akkuvarastohankkeen arvoa tai hybridihankkeessa akkuvaraston vaikutusta tuulivoimapuiston arvoon”, projekti-insinööri Juho Laine-Ylijoki avaa.

Diplomityö perustui kahteen mallinnukseen. Ensimmäisessä mallinnettiin 30 megawatin tehoisen sähkövaraston toimintaa osana tuulivoimahanketta, jossa sen roolina oli tasapainottaa tuulivoiman tuotantoa ja siten vähentää tuulivoimapuiston tasekustannuksia.

”Tasekustannuksella tarkoitetaan kustannusta, joka syntyy, kun sähkön myyjä – esimerkiksi siis tuulivoimapuiston omistaja – joutuu ostamaan markkinoilta sähköä tasapainottaakseen ennustevirhettä, eli eroa ennustetun ja toteutuneen sähköntuotannon välillä. Tämä täytyy tehdä, koska sähkön tuotannon ja kulutuksen on oltava sähköverkossa jatkuvasti tasapainossa”, Laine-Ylijoki kertoo.

Toisessa mallinnettiin puolestaan 20 megawatin tehoista itsenäistä sähkövarastoa, joka osallistui sähkön reservimarkkinoille, jossa se osti ja myi sähköä. Kumpikin mallinnus perustui muun muassa pohjoismaisten sähkömarkkinoiden ja eri reservimarkkinoiden hintatietoihin vuodelta 2023, johon perustuen ratkaisujen kannattavuutta tarkasteltiin vuoden ajalta.

Akkuvarasto ei kannata osana hybridihanketta, mutta kannattaa itsenäisenä

Mallinnuksen perusteella osana tuulivoimapuistoa toimivan sähkövaraston käyttäminen tasekustannusten vähentämiseen ei ole kannattavaa, vaikka varasto pystyykin vähentämään ennustevirhettä ja sitä kautta tuulivoimapuiston kustannuksia.

”Tasehallinnasta saadut tuotot eivät vuositasolla kuitenkaan riitä kattamaan varaston vaatimaa alkuinvestointia, kun takaisinmaksuaika on 20 vuotta. Sähkövaraston korkeat käyttökustannukset ja arvon lasku vuosien mittaan tekevät sen käytöstä kannattamatonta, ellei varastoa pystytä käyttämään vielä huomattavasti tehokkaammin tasekustannusten vähentämiseen”, Laine-Ylijoki kertoo.

Itsenäinen sähkövarasto osoittautui puolestaan kannattavaksi. Mallinnuksessa käytetyllä menetelmällä sähkövaraston osallistuminen reservimarkkinoille olisi tuottanut 2,4 miljoonaa euroa vuonna 2023.

”80 % voitoista koostui kapasiteettimaksuista FCR-N-markkinalla, kun taas FFR-markkinalta ja energiansiirrosta saatiin melko vähän tuloja. Tulojen jakautuminen korostaa FCR-N-markkinan kehityksen merkitystä pidemmän aikavälin kannattavuuden kannalta. FFR-markkinan alhainen osuus kertoo puolestaan lähinnä kyseisen markkinan pienuudesta”, Laine-Ylijoki kertoo.

Entä millaisia ratkaisuja Laine-Ylijoki näkee eri sähkövarastoratkaisujen kannattavuuden tehostamiseksi?

”Jos varasto on osana tuulivoimapuistoa, voisi sitä käyttää tuulivoimatuotannon tasapainotuksen ohella myös päivän sisäisessä sähkökaupassa. Sähkövarastoa ladattaisiin ostamalla sähköä markkinoilta tuulivoimapuiston ylituotannon hyödyntämisen sijasta. Tällöin se ei vähennä ylituotannon myynnistä saatavia tuottoja, ja myös varastosta voitaisiin myydä sähköä markkinoille ylituotannon aikana”, Laine-Ylijoki kertoo.

Itsenäisen sähkövaraston kohdalla kannattavuutta voisi puolestaan vahvistaa myymällä sähköä myös muilla reservimarkkinoilla.

”Tulevina vuosina on syytä tarkastella myös itsenäisten varastojen kannattavuuden kehittymistä, kun markkinalla siirrytään tunneittain käytävästä sähkökaupasta 15 minuutin välein käytävään kauppaan”, Laine-Ylijoki sanoo.

Juho Laine-Ylijoen diplomityön voi lukea verkossa: “Techno-Economic Analysis of Battery Energy Storage Systems in Wind Power Plants and Reserve Markets”

Lisätietoja

Juho Laine-Ylijoki
Projekti-insinööri
juho.laine-ylijoki@eolus.com
+358 40 687 3633

Eero Tuorila
Viestintäasiantuntija
eero.tuorila@eolus.com
+358 40 186 0874

Pyhäjärven kaupunkiin sijoittuva hanke koostuu 15 tuuliturbiinista ja aurinkovoiman tuotantoalueesta. Osayleiskaavan lainvoimaisuus mahdollistaa hankkeen jatkokehittämisen.

Pyhäjärven kaupunginvaltuusto hyväksyi 26.6.2024 järjestetyssä kokouksessaan yksimielisesti Eoluksen Murtomäki 2 -tuuli- ja aurinkovoimahankkeen osayleiskaavan. Päätöksestä ei valitettu, minkä vuoksi osayleiskaava sai lainvoiman 13.8.2024. Lainvoimaisuus mahdollistaa hankkeen jatkokehittämisen kohti investointipäätöstä.

”Kaavan lainvoimaisuus on iso askel eteenpäin hankkeessa. Nyt pääsemme valmistelemaan turbiinien rakennuslupahakemuksia, jotka on määrä jättää syksyn aikana. Samalla jatkamme hankkeen tarkempaa teknistä suunnittelua muun muassa aurinkovoima-alueen sekä sähkönsiirtoratkaisun osalta. Haluan Eoluksen puolesta kiittää Pyhäjärven kaupunkia sujuvasta ja hyvässä hengessä tehdystä yhteistyöstä hankkeen edistämiseksi sekä konsulttina toimineen Ramboll Finland Oy:n tiimiä erinomaisesta asiantuntemuksesta”, Murtomäki 2 -hankkeen projektipäällikkö Jarno Hautamäki sanoo.

”Murtomäki 2 tukee erinomaisesti Pyhäjärven kaupungin strategisia tavoitteita. Hanke vahvistaa Pyhäjärven asemaa energiamurroksen mahdollistajana, tarjoaa uusia työmahdollisuuksia sekä vahvistaa paikallista taloutta, mikä on linjassa kaupunkistrategian elinvoimatavoitteiden kanssa. Yhteistyö kaupungin ja Eoluksen välillä on ollut kaavoitusvaiheessa erittäin sujuvaa”, Pyhäjärven kaupunginjohtaja Henrik Kiviniemi sanoo.

Murtomäki 2 on hybridihanke, jossa yhdistyy tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto. Se sijoittuu toiminnassa olevan Murtomäen tuulivoimapuiston viereen, noin kuuden kilometrin päähän Pyhäjärven keskustataajamasta. Hankkeen suunnittelu on käynnistynyt kaava-aloitteen hyväksymisellä vuonna 2021, ja ympäristövaikutusten arviointimenettely valmistui vuonna 2023. Sähköntuotanto hankkeessa voi alkaa noin vuonna 2027.

Teetimme keväällä 2024 selvityksen Murtomäki 2:n aluetalousvaikutuksista. Selvityksen mukaan hanke luo työllisyyttä erityisesti sen rakentamisen ajalta ja kerryttää kaupungille toiminta-ajaltaan miljoonien eurojen verran kiinteistöverotuloja. Lue lisää

Lisätietoja

Jarno Hautamäki
Projektipäällikkö
jarno.hautamaki@eolus.com
+358 40 869 0985

Eero Tuorila
Viestintäasiantuntija
eero.tuorila@eolus.com
+358 40 186 0874

Eoluksesta

Eolus on yksi pohjoismaiden johtavista uusiutuvan energian hankekehittäjistä. Kehitämme, rakennamme ja hallinnoimme uusiutuvan energian hankkeita pohjoismaissa, Baltian maissa, Puolassa ja Yhdysvalloissa. Samalla tarjoamme sijoittajille kestäviä sijoituskohteita. Yli kolmen vuosikymmenen ajan olemme rakentaneet maailmaa, jossa kaikki voivat elää kestävää ja hyvää elämää. Nykyisin portfolioomme lukeutuu yli 28 gigawatin verran tuuli- ja aurinkovoimahankkeita sekä energiavarastoja, joista noin 5,4 gigawattia sijaitsee Suomessa. Eolus – rakennamme uusiutuvan energian tulevaisuutta.

Eoluksen B-osake on listattu Tukholman pörssiin. www.eolus.fi 

Eolus teetti keväällä 2024 mallinnuksen Pohjois-Pohjanmaan Pyhäjärven kaupunkiin suunnitellun Murtomäki 2 -hybridihankkeen aluetaloudellisista vaikutuksista. Taloushyödyt koostuvat muun muassa investoinnista syntyvistä työllisyysvaikutuksista sekä kaupungille kertyvistä kiinteistöverotuloista.

Suomen ympäristökeskus SYKE:n Eoluksen toimeksiannosta laatimassa aluetalousmallinnuksessa tarkasteltiin Murtomäki 2 -hankkeen aluetalousvaikutuksia hankkeen suunnittelun, rakentamisen ja tuotannon ajalta. Murtomäki 2 -hankkeen on määrä koostua 15 tuulivoimaturbiinista ja noin 74 000 aurinkopaneelista, joilla tuotettaisiin yhteensä 340 gigawattituntia (GWh) puhdasta energiaa vuodessa. Se riittäisi kattamaan noin 17 000 sähkölämmitteisen omakotitalon vuosittaisen sähkönkulutuksen. Hanke on tällä hetkellä luvitusvaiheessa, ja sen olisi määrä olla valmis tuotantoon noin vuonna 2027.

”Selvitys koskee yksittäistä hanketta, mutta sen tulokset voi nähdä suuntaa antavina myös muiden vastaavan kokoluokan hybridihankkeiden osalta. Tarkastelusta näkyy, miten laaja-alaisesti hanke hyödyttää aluetaloutta: Vaikka esimerkiksi merkittävimmät työllisyysvaikutukset kohdistuvat rakennusalalle, kertautuvat vaikutukset sen kautta myötä myös muihin palveluihin, kuten vähittäiskauppa-alalle”, Murtomäki 2 -hankkeen projektipäällikkö Jarno Hautamäki Eolukselta kuvaa.

Selvityksen mukaan hankkeen noin 165–215 miljoonan euron kokonaisinvestoinnista 24,1 miljoonaa euroa kohdistuu suoraan hankealueelle ja maakuntaan. Investointi saa liikkeelle myös laajempia talousvaikutuksia, kun esimerkiksi hankkeessa tehty osto toiselta yritykseltä synnyttää taloudellista toimintaa myös muille yrityksille pitkin toimitusketjua. Ketjuvaikutusten myötä investointisummasta syntyy yhteensä 45,3 miljoonan euron verran kokonaistuotantovaikutuksia, josta osa voi päätyä myös hankealueen ja maakunnan ulkopuolelle.

Verotulojen osalta selvitys arvioi, että 35 toimintavuodelle jaettuna hanke maksaa keskimäärin noin 800 000 euroa vuodessa kiinteistöveroja, josta kertyvä kiinteistöverotulopotti koko toiminta-ajalta on noin 27,6 miljoonaa euroa. Hankealueelta Eolukselle maata vuokranneet maanomistajat saavat hankkeesta puolestaan maanvuokratuloja. Myös tästä syntyy laajempia talousvaikutuksia, jos ja kun tuloja käytetään palveluiden ja tuotteiden ostamiseen paikallisesti.

”Vaikka kiinteistöverotulojen määrä väheneekin rakennelmien ikäalennuksen vuoksi hiljalleen tiettyyn rajaan asti, on minimikiinteistöverotulo kaikkien alennusten myötä 25 toimintavuoden jälkeen edelleen noin 500 000 euroa vuodessa. Näitä verotuloja voidaan käyttää kaupunkilaisten hyvinvoinnin vahvistamiseen”, Hautamäki lisää.

Työllisyyttä investointi luo 296,6 henkilötyövuoden verran, joka ajoittuu pääasiassa hankkeen rakennusvaiheeseen. Tästäkin osa kohdistunee hankealueen ulkopuolelle. Pidemmällä aikavälillä hankkeesta syntyy 15 henkilötyövuoden verran työtä, jos hankkeen huolto- ja kunnossapitopalvelut voidaan hankkia hankealueen läheltä.

Selvityksestä: Arvio perustuu panos-tuotosmalliin

SYKE:n toukokuussa 2024 tekemä selvitys pohjautuu panos-tuotosmalliin, joka on yleisesti käytetty menetelmä taloudellisten kerrannaisvaikutusten laskemiselle. Mallinnuksen pohjana on käytetty uusinta Pohjois-Pohjanmaan panos-tuotosaineistoa, joka perustuu alueen elinkeinorakenteeseen vuodelta 2015.

Panos-tuotosmalli perustuu ajatukseen, että tietty tuotantotoimintaan kohdistuva toimi – kuten investointi tuuli- ja aurinkovoimahankkeeseen – synnyttää laajemman kysyntäketjun, kun yksittäisen palvelun tuottaminen vaatii muita palveluita. Hankkeen synnyttämien aluetalousvaikutusten lopullinen laajuus riippuu aina siitä, voidaanko hankkeen ostot tehdä hankekunnasta tai -alueelta vai sen ulkopuolelta.

Lisätietoja

Jarno Hautamäki
Projektipäällikkö
jarno.hautamaki@eolus.com
+358 40 869 0985

Eero Tuorila
Viestintäasiantuntija
eero.tuorila@eolus.com
+358 40 186 0874

Eolus järjesti keväällä 2024 työpajan, jossa vedenalaista luontoa tutkivien yritysten asiantuntijat sekä kansalaisjärjestöjen edustajat pohtivat, millaisia vaikutuksia merituulivoima-alueiden rakentamisella ja tuotannolla on vedenalaiselle luonnolle. Keskustelussa peräänkuulutettiin mittavien tutkimusten ja selvitysten tärkeyttä, jotta mahdollisia haittoja voidaan minimoida ja viime kädessä kompensoida.

Merituulivoiman rakentaminen muokkaa merenpohjaa, kun voimalat pystytetään tai kiinnitetään merenpohjaan. Sähkön tuonti merituulivoima-alueelta vaatii puolestaan kymmenien kilometrien pituisen merikaapelin laskemista merellisen tuotantoalueen ja rannikon välille. Ja kun rakennustyöt päättyvät, vaikuttavat satojen metrien korkeuteen kohoavat voimalat lähialueensa luontoon 35–40 vuoden ajan.

”Tähän mennessä Eolus on toteuttanut merenpohjaan ja vedenalaiseen luontoon liittyviä tutkimuksia Navakan ja Wellamon hankealueilla”, Navakka-hankkeen projektipäällikkö Essi Tikkanen toteaa.

Huhtikuussa Porissa järjestetyssä työpajassa esiteltiin ensin Wellamon ja Navakan hankealueilla tehtyjä selvityksiä, minkä jälkeen vuorossa oli työpajaosuus, jossa pohdittiin merituulivoiman moninaisia vaikutuksia Selkämeren luontoon ja Itämereen.

Melu, sähkömagneettinen säteily ja merenpohjan monimuotoisuus

Muun muassa tuotannosta syntyvä vedenalainen melu, merikaapelien sähkömagneettinen säteily, sekä hankkeiden vaikutukset kalastoille nostettiin aiheiksi, joihin on syytä selostusvaiheessa perehtyä. Myös tuulivoimaloiden vaikutukset virtaamiin nähtiin keskeisenä vaikutuksena joihin tulisi pureutua, sillä virtaamamuutosten myötä merituulivoimalat voivat vaikuttaa planktonkukintoihin ja sen kautta eliöiden ravintoketjuihin.

Lisäksi työpajassa nousi esiin geodiversiteetti, eli merenpohjan monimuotoisuus hankealueella. Esimerkiksi Navakan hankealueella on harvinaisia vedenalaisia muodostumia, kuten hiekkaharjuja, joihin rakentaminen väistämättä vaikuttaa. Osa osallistujista myös muistutti, ettei nykylainsäädännön puitteissa merikaapelin vetäminen Selkämeren kansallispuiston läpi ole sallittua. Kaapelin rakentaminen vaatisi tällöin nykylainsäädännön muuttamista.

”Merikaapelireitteihin on odotettavissa selkeyttä hankkeen ja merialuesuunnittelun edetessä. Usean merikaapelin niputtaminen kulkemaan yhdessä johtokäytävässä olisi yksi ratkaisu vaikutusten vähentämiseksi, mikä myös työpajassa mainittiin. Niputtamiseen liittyy ihan sähköteknisiä rajoitteita sen osalta, kuinka lähelle toisiaan merikaapeleita voi ylipäätään rakentaa”, Tikkanen sanoo.

Keskustelussa hahmoteltiin myös mahdollisia ratkaisuja, joista monen kohdalla peräänkuulutettiin huolellista tiedonkeruuta ja olemassa olevan tiedon hyödyntämistä. Esimerkiksi Natura-arviointia varten on jo tutkittu merialueiden nykytilaa, ja merenpohjan geologian osalta on syytä seurata, mitä meneillään olevassa VELMU-tutkimushankkeessa selviää. Lisäksi keskusteluissa muistutettiin, kuinka hankekehityksessä tulee varattava riittävästi rahaa merituulivoima-alueen elinkaaren jälkeiseen purkamiseen ja ennallistamiseen.

”Kuten työpajassakin mainittiin, on positiivista, että merituulivoimateknologia ja rakentamistavat esimerkiksi paalutuksen osalta ovat viime vuosina kehittyneet. Kehitys auttaa osaltaan vähentämään merituulivoiman haitallisia luontovaikutuksia”, Tikkanen toteaa.

Luontovahinkojen kompensaation mahdollisuuksista tarvitaan lisää tietoa

Toisessa työpajaosuudessa pohdittiin lyhyesti vaikutusten kompensaatiota. Siinä vaikutuksia, joita on erityisen vaikea poistaa tai minimoida, pyrittäisiin kompensoimaan suojelemalla tai ennallistamalla luontoa jossakin toisaalla. Se nähtiin kuitenkin vielä näin varhaisessa vaiheessa haasteelliselta: jos hankkeen toteutus vaatisi ainutlaatuisen luontotyyppiin kajoamista, miten sitä voitaisiin kompensoida, jos vastaavaa luontoa ei löydy muualta?

”Työpajassa korostettiinkin, että kompensaation pitää olla todellisesti viimesijaista – eli sitä toteutetaan vain silloin, kun haitan poisto tai minimointi ei ole muuten mahdollista. Kuten keskustelussa todettiin, kompensaatiosta tarvitaan parempaa ymmärrystä, jotta hankkeiden kokonaisvaikutukset jäävät kaikista näkökulmista tarkasteltuina positiivisiksi”, Tikkanen toteaa.

Merituulivoimahankkeilla on vaikutuksia myös maalla, kun hankkeiden sähkönsiirto vaatii ilmajohtojen tai maakaapelien rakentamista. Tutustu artikkeliimme, jossa vertailemme kummankin ratkaisun hyötyjä ja haasteita.

Lue lisää Navakasta ja Wellamosta. Tutustu myös Itämeri-sitoumukseemme.

Murtomäki 2 -tuulivoimahankkeen tuulimittausmasto katkesi osittain joulukuussa 2023. Selvitysten perusteella tapahtuman taustalla oli mastoa pystyssä pitäneen vaijerin kiinnityspultin hajoaminen. Maston korjaamisen jälkeen tuulimittausta on päästy jatkamaan helmikuussa.

Pyhäjärvellä sijaitsevan Murtomäki 2 -tuulivoimahankkeen tuulimittausmasto katkesi osittain joulukuussa 2023. Tapahtumassa maston yläosasta irtosi noin 10 metriä pitkä osuus, joka tippui maahan. Katkeamisesta ei aiheutunut vaaraa ihmisille tai ympäröivälle luonnolle. Masto korjattiin helmikuun alkupuolella.

”Korjauksessa urakoitsija pystytti maston ja asensi mittauslaitteet uudelleen, jonka jälkeen tuulimittauksia hankkeessa päästiin jatkamaan”, Eoluksen Murtomäki 2 -hankkeen projektipäällikkö Jarno Hautamäki kertoo.

Noin 180 metriä korkea tuulimittausmasto pysyy pystyssä maahan kiinnitettyjen vaijereiden avulla. Tähän mennessä tehtyjen selvitysten perusteella katkeamisen taustalla oli yhden vaijerin kiinnityspultin hajoaminen. Tarkemmat tutkimukset pultin hajoamisen taustalla jatkuvat edelleen. Maston katkeamisen jälkeen muiden vaijereiden kiinnityspulttien kestävyys varmistettiin vetokokeilla.

”Jatkotutkimuksissa selvitetään esimerkiksi sitä, löytyikö pultista jotakin materiaaliin liittyvää vikaa. Emme vielä osaa sanoa, kuinka pitkään tutkimukset tulevat jatkumaan”, Hautamäki toteaa.

Tuulimittauksella kerätään tietoa tuulen voimakkuudesta hankealueella noin vuoden ajalta. Tieto tukee hankkeen suunnittelua esimerkiksi tuulivoimaloiden sijoittelun osalta. Lisäksi mittauksella saadaan luotettava arvio tuulipuiston tuottaman sähkön määrästä.

Lisätietoja

Jarno Hautamäki, Projektipäällikkö, +358 40 869 0985, jarno.hautamaki@eolusvind.com

Tiina Partanen, Suomen maajohtaja, +358 40 757 6360, tiina.partanen@eolusvind.com

Sähköverkon rakenteelliset valinnat, kuten maakaapelien ja ilmajohtojen käyttö, ovat keskeisiä kysymyksiä energiahankkeiden ja infrastruktuurin suunnittelussa. Nämä valinnat vaikuttavat sähkönsiirron tehokkuuteen, luotettavuuteen sekä ympäristöön ja maisemaan. Tässä artikkelissa vertailemme asiantuntijalähteisiin perustuen maakaapelin ja ilmajohdon eroja.

Ilmajohdot ja niiden käyttö

Ilmajohto on sähkönsiirtoon tai -jakeluun käytettävä johto, joka kulkee ilmassa pylväiden tai mastojen varassa. Ilmajohtojen avulla sähköenergia siirretään tuotantopaikoilta, kuten voimalaitoksilta, käyttöpaikkoihin, kuten asuinalueille ja teollisuuslaitoksiin.

Ilmajohto vaatii laajan johtoaukean – eli matalan kasvillisuuden alueen ilmajohdon ympärillä – jossa puut saavat kasvaa enintään 10 metrisiksi tietyn etäisyyden päässä aukean reunasta. Kasvurajoituksen taustalla on pyrkimys varmistaa, etteivät puut kasva liian korkeiksi, jolloin ne kaatuessaan saattaisivat vahingoittaa ilmajohtoa. Johtoaukea 400 kilovoltin tehoisessa järjestelmässä on noin 26–42 metriä (johtoaukean mallikuvaan voi tutustua täältä).

Korkeajännitteisiä ilmajohtoja käytetään sähkön siirtoon suurilla jännitteillä osana Suomen ja pohjoismaiden sähköjärjestelmän kantaverkkoa. Ilmajohdot mahdollistavat energian siirron vähäisillä häviöillä pitkien etäisyyksien yli. Ilmajohtoja suositaan erityisesti harvaan asutuilla alueilla (400 kV:n kantaverkon karttaa voi tarkastella täällä).

Ilmajohtojen hyödyistä ja haasteista – ympäristönäkökulma

Hyötyjä

Ilmajohtojen tornien pystyttäminen aiheuttaa vähemmän häiriötä maan pinnalla, jossa kaivuutöitä tarvitsee tehdä lähinnä vain tukitornien perustuksia varten. Ilmajohtoaukeat voivat myös tarjota elinympäristöjä joillekin lajeille.

Haasteita

Ilmajohtojen haasteisiin kuuluu niiden häiritsevä vaikutus maisemaan ja alttius säävaikutuksille. Tornit erottuvat maisemassa suurina rakenteina ja tarvitsevat laajan avoimen alueen, jossa ei sallita puiden kasvatusta tai rakennuksia. Samalla lintujen törmäykset suurjännitteisiin ilmajohtoihin ja tolppiin muodostaa yhden potentiaalisen ongelman. Suojatakseen erityisesti Suomen kansallislintua, laulujoutsenta, sähköyhtiö Elenia on ryhtynyt asentamaan lintupalloja sähkölinjoihinsa Haapavedellä. Nämä lintupallot sekä heijastavat varoitussymbolit ovat tehokkaita tapoja vähentää lintujen törmäysriskiä, koska ne tekevät sähkölinjoista paremmin havaittavat ja näin ollen helpommin väistettävät.

Ilmajohtojen hyödyistä ja haasteista – tekninen näkökulma

Hyötyjä

Ilmajohtojen etu maakaapeleihin on se, että niitä on helpompi käyttää pitkien etäisyyksien yli ja niiden rakentaminen ja ylläpitäminen on kustannustehokkaampaa ja nopeampaa. Ilmajohdon asennusprosessi on maa-alueilla suhteellisen suoraviivaista maakaapeleiden asennukseen verrattuna: prosessiin sisältyy tukipylväiden asennus, johtojen kiinnitys sekä liittimet. Vesialueita ylitettäessä ilmajohdoilla saattaa pidemmillä etäisyyksillä olla tarpeen pystyttää pylväsrakenteita veteen, jolloin asennusprosessi tältä osin on hieman vaativampi.

Kun kaapeleita kuormitetaan, syntyy siinä lämpöä. Ilmajohtojen tapauksessa lämpö pystyy haihtumaan ympäröivään ilmaan, ja esimerkiksi tuuli nopeuttaa lämmön haihtumista. Ilmajohdot tarjoavat paremman tehokkuuden energian siirrossa pitkien etäisyyksien yli, sillä niissä käytetyt johtimet kärsivät vähemmän resistanssista, mikä pienentää energiahäviöitä. Tämä tehostaa energian siirtoa ja vähentää hukkaenergiaa, parantaen näin järjestelmän kokonaistehokkuutta.

Haasteita

Ilmajohtojen käytössä huomioon otettava tekijä on niiden elinkaaren aikana kertyvät lisäkustannukset, jotka johtuvat tarpeesta suorittaa säännöllisiä ylläpito- ja huoltotöitä. Voimajohtoaukeiden raivaaminen on välttämätöntä 5–8 vuoden välein, kun taas reunavyöhykkeellä kasvavan puuston hoito tapahtuu 10–25 vuoden välein. Lisäksi lumisina talvina ilmajohdoille suoritetaan erityistarkistuksia, joilla varmistetaan, ettei tykkylumi aiheuta ongelmia.

Kun nämä kaikki ylläpidon ja huollon vaatimat kustannukset lasketaan yhteen, kasvavat ilmajohtojen koko elinkaaren aikaiset kulut merkittävästi. Maakaapeleiden kohdalla ylläpito rajautuu vain maanpäällisen kasvillisuuden hallintaan, kuten puiden kasvamisen estämiseen johtoaukealla, koska maakaapelit ovat suojassa sääilmiöiltä. Tällöin ne eivät vaadi tarkistuksia esimerkiksi puihin kerääntyvän tykkylumen osalta, joka saattaa ilmajohtojen kohdalla kaataa puita johtojen päälle.

Maakaapeli ja maakaapelin käyttömahdollisuudet

Maakaapeli on sähköjohto, joka on asennettu maan alle sähköenergian siirtoa tai jakelua varten. Toisin kuin ilmajohdoissa, maakaapelien käyttö mahdollistaa sähköverkon piilottamisen maan alle. Maakaapeli vähentää sähkönsiirron visuaalista ja maisemahaittaa sekä alttiutta sääolosuhteiden aiheuttamille vaurioille. Maakaapelit asennetaan yleensä 1–1,5 metrin syvyyteen. Maakaapelien vaatima johtoaukea on ilmajohtoon verrattuna suhteellisen kapea, noin 5–9 metriä.

Maailmalla maakaapelointia käytetään pääasiassa lyhyemmillä sähkönsiirtomatkoilla ja metropolialueilla, koska ne eivät sovellu pitkän matkan suurjännitteiseen sähkönsiirtoon kustannus- ja teknisten haasteiden vuoksi.

  • Maailmalta löytyy joitakin esimerkkejä myös pidemmän matkan maakaapeleista. Vuonna 1998 Tanskaan rakennettiin 36 kilometrin pituinen 400 kV maakaapeli, ja vuonna 2000 Tokiossa valmistui 40 kilometrin pituinen 500 kV maakaapeli.
  • Suomessa Fingrid toteuttaa vuosina 2023–2026 12 kilometrin pituisen 400 kV:n maakaapelihankkeen Helsingissä Länsisalmen ja Vanhankaupungin sähköasemien välillä. Hanke, jonka kapasiteetti on 1 000 MW, tukee pääkaupunkiseudun kasvavaa energiantarvetta ja tukee Helsingin ilmastotavoitteita. Kaapeli asennetaan maan alle ja rakennetaan minimoiden ympäristöön ja asukkaisiin kohdistuvat haitat.

400 kV:n tai sitä suurempien vaihtojännitteiden (AC) maakaapelointi on kuitenkin harvinaista, sillä niiden rakentamiskustannukset voivat olla jopa 14-kertaiset avojohtoihin verrattuna.

Maakaapeleiden vähäinen käyttö muualla kuin metropolialueilla johtuu osittain myös siitä, että maakaapeloinnit tehdään yleensä tasajännitekaapeleilla (DC). Tuulivoiman kohdalla tasajännitteen käyttäminen vaatii tuulivoiman tuotantoalueen päähän rakennettavaa tasasuuntaajaa, joka muuntaa vaihtojännitteen (AC) maakaapelin vaatimaksi tasajännitteeksi (DC). Maakaapelin vaihtuessa esimerkiksi takaisin ilmajohtoon, täytyy rakentaa toinen vaihtosuuntaaja, jolla saadaan jännite muunnettua takaisin vaihtojännitteeksi (AC).

Maakaapelin hyödyistä ja haasteista – ympäristönäkökulma

Hyötyjä

Yksi suurimmista eduista, joita maahan asennetuilla kaapeleilla on verrattuna ilmajohtoihin, liittyy niiden kestävyyteen. Kun kaapelit sijoitetaan maan alle, ne ovat paremmin suojassa kasvavilta puilta ja kasveilta, tuulelta, eläimien aiheuttamilta vahingoilta ja salaman iskuilta, jotka voivat aiheuttaa toimintakatkoksia.

Haasteita

Maakaapelien sijoittaminen maahan vaatii laajaa maaperän muokkaamista ojien kaivamisen muodossa koko kaapelin matkalta. Maakaapelin asennustyöt saattavat aiheuttaa melua, pölyä ja tärinää, mikä voi vaikuttaa työmaan lähellä oleviin asuintaloihin.

Maakaapelin hyödyistä ja haasteista – tekninen näkökulma

Hyötyjä

Maakaapeleiden kohdalla magneettikentät ovat yleensä huomattavasti pienempiä kuin ilmajohtojen. Tämä johtuu siitä, että maakaapeleissa käytetyt johtimet ovat fyysisesti lähempänä toisiaan kuin ilmajohtojen, mikä aiheuttaa magneettikenttien keskinäisen kumoamisen. Lisäksi maan tarjoama luonnollinen suojakerros vähentää magneettikenttien leviämistä ympäristöön. Tämän seurauksena maakaapeleiden lähialueilla magneettikenttien intensiteetti on merkittävästi alhaisempi, mikä vähentää potentiaalista altistusta ja altistumiseen liittyviä terveysriskejä.

Haasteita

Maakaapelien asentaminen on teknisesti vaativaa ja kallista, ja niiden korjaaminen on työläämpää kuin ilmajohtojen. Maakaapeleiden asentaminen vaatii laajempaa valmistelutyötä, kuten kaivuutöitä, kaapelien asettamista maahan ja kaivantojen peittämistä. Tämä tekee niiden asentamisesta huomattavasti aikaa vievämpää ja monimutkaisempaa.

Maakaapelien käyttöön liittyvät haasteet voivat tietyissä olosuhteissa tehdä niiden hallinnasta monimutkaisempaa ilmajohtoihin verrattuna. Maakaapeleissa käytettävät eristysmateriaalit ja suojaukset estävät lämmön tehokkaan poistumisen, toimien kuin lämpöeristeinä. Mitä paksumpi eriste kaapelissa on, sitä verkkaisemmin lämpö kykenee poistumaan kaapelista. Lämpeneminen voi aiheuttaa kaapelin suorituskyvyn heikkenemistä, koska lämpeneminen aiheuttaa resistanssin eli vastuksen kasvua. Tällöin kaapelin kyky siirtää sähkövirtaa heikkenee, mikä johtaa sähköverkon tehohäviöiden kasvuun ja energiatehokkuuden alenemiseen.

Lisäksi lähistöllä suoritettavat kaivuutyöt voivat aiheuttaa vahinkoa maakaapeleille, mikä on merkittävä riski sähkönjakelun luotettavuudelle. Vaikka maakaapelit ovatkin suojassa myrskytuhoilta, niiden korjausprosessi voi olla vaivalloisempi ja aikaa vievämpi kuin ilmajohtojen. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että vaurioituneen kaapelin paikantaminen ja korjaaminen vaatii kaivuutöitä, ja kaapelin korjaaminen tai jatkaminen voi venyttää sähkökatkoksen kestoa, eritoten kylminä kuukausina.

Maakaapelit kohtaavat suurempia energiahäviöitä eristysresistanssin vuoksi. Nämä lisähäviöt voidaan kuitenkin osittain kompensoida lyhyemmillä siirtoreiteillä ja hyödyntämällä parempaa jännitteen säätelyä.

Jos vaihtojännite (AC) -järjestelmän kaapelointi toteutetaan maakaapeleilla, haasteeksi muodostuu niiden korkea sähkökapasitanssi, joka rajoittaa kaapeleiden mahdollista pituutta ja vaatii erityisiä reaktiivisen tehon kompensointilaitteita vähentämään energiahäviöitä. Tämä tekee maanalaisista AC-järjestelmistä myös taloudellisesti haastavampia toteuttaa.

Yhteenveto

Niin maakaapeleihin kuin ilmajohtoonkin liittyy omat haasteensa ja etunsa. Maakaapeleiden aloituskustannukset ovat korkeita, ja vaurioiden korjaaminen haastavampaa. Ilmajohdoilla on taas suurempi visuaalinen vaikutus, ne ovat alttiimpia sään vaikutuksille, ja myös niiden huoltaminen kerryttää kustannuksia vaikkakin vähemmän kuin maakaapeleiden kohdalla.

Vaikka maakaapelointi tarjoaa paremman suojan sään vaikutuksilta ja siitä koituu vähemmän ympäristövaikutuksia, tasapainottaa ilmajohtojen pidempi käyttöikä ja parempi sähkösiirtokyky näitä etuja. Valinta kahden siirtotavan välillä riippuu monista eri asioista, kuten maaston erityispiirteistä, kustannuksista, ympäristövaikutuksista ja teknisistä vaatimuksista. Siten myös se, kumpi tekniikka on parempi, vaihtelee hyvin paljon eri hankkeiden välillä.

Taulukko: Ilmajohdon ja maakaapelin vertailu.

Lähteet

  1. Ala-Kokko, Janne. Suurjänniteverkon maakaapelointi. 2018. PDF-dokumentti. https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/143720/Ala-Kokko_Janne.pdf?sequence=1&isAllowed=y [viitattu 23.2.2024]
  2. Electrical Engineering Online. Overhead vs underground power transmission and distribution – pros and cons of overhead lines and underground cables for power transmission. https://electricalengineeringonline.com/overhead-vs-underground-power-transmission/ [viitattu 25.2.2024]
  3. Elenia. Elenia asentaa Haapavedellä joutsenten suojaksi lintupalloja sähköverkkoon. 2023. https://www.elenia.fi/uutiset/elenia-asentaa-haapavedella-joutsenten-suojaksi-lintupalloja-sahkoverkkoon [viitattu 25.2.2024]
  4. Fenrick & Getachew. Cost and reliability comparisons of underground and overhead power lines. 2016. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0957178711000622 [viitattu 25.2.2024]
  5. Fingrid. Helsingin 400 kilovoltin kaapeliyhteys. Ympäristöselvitys. PDF-dokumentti. 2018. https://www.fingrid.fi/globalassets/dokumentit/fi/kantaverkko/maankaytto-ja-ymparisto/helsingin-kaapelin-ymparistoselvitys-19.12.2018.pdf [viitattu 26.2.2024]
  6. Fingrid. Helsingin kaapeli. https://www.fingrid.fi/kantaverkko/rakentaminen/hankkeet/helsingin-kaapeli/#400-kv-kaapeliyhteys [viitattu 23.2.2024]
  7. Fingrid. Miksi Fingrid ei kaapeloi? 2016. https://www.fingridlehti.fi/miksi-fingrid-ei-kaapeloi/ [viitattu 23.2.2024]
  8. Fingrid. Naapurina voimajohto. 2020. PDF-dokumentti. https://www.fingrid.fi/globalassets/dokumentit/fi/julkaisut/fingrid_naapurina_voimajohto_2020.pdf [viitattu 23.2.2024]
  9. Fingrid. Voimajohtojen ympäristövaikutusten lieventäminen. https://www.fingrid.fi/kantaverkko/maankaytto-ja-ymparisto/ymparistovaikutukset/voimajohtojen-ymparistovaikutusten-lieventaminen/ [viitattu 26.2.2024]
  10. Moorabool Shire Council. Comparison of 500 kV Overhead Lines with 500 kV Underground Cables. 2020. PDF-Dokumentti. [viitattu. 23.2.2024]
  11. Passey Electric. Overhead lines vs underground cables: comparison guide. 2022. https://www.passeyelectric.com/blogs/raymond-electrical-company-blog/896707-overhead-lines-vs–underground-cables–comparison-guide [viitattu 25.2.2024]
  12. Pohjois-Karjalan Sähkö. Kun maakaapeli katkeaa – mitä silloin tapahtuu ja mitä se vaikuttaa sähkönkäyttäjälle? 2020. https://www.pks.fi/verkossa/kun-maakaapeli-katkeaa/ [viitattu 25.2.2024]
  13. Shannon Cuthrell. Weighing the trade-offs of overhead and underground transmission. 2023. https://eepower.com/market-insights/weighing-the-trade-offs-of-overhead-and-underground-transmission/# [viitattu 25.2.2024]
  14. Säteilyturvakeskus. Sähköverkot synnyttävät sähkö- ja magneettikenttiä. https://stuk.fi/sahkoverkot-ja-voimajohdot [viitattu 25.2.2024]
  15. Tratos Group. Comparison of overhead and underground cables. https://tratosgroup.com/tratos-cable-academy/comparison-of-overhead-and-underground-cables/ [viitattu 25.2.2024]

Choose market

Global

  • Svenska
  • English
  • Local

  • Suomi
  • Polski
  • Latviešu
  • North America