Puurakenteisten tuulivoimaloiden mahdollisuudet energiantuotannossa

Abstract

Väestönkasvu ja elintason nousu johtavat suurempaan sähköenergian tarpeeseen. Tarvittava sähköenergia pyritään jatkossa tuottamaan puhtaammin käyttäen uusiutuvia energiantuotantomuotoja perinteisten fossiilisten tuotantomuotojen sijaan. Tuuli- ja aurinkoenergian osuudet sähköntuotannossa jatkavat kasvuaan vuosi vuodelta. Kuitenkaan edes nämä tuotantomuodot eivät ole täysin saasteettomia, vaan aiheuttavat päästöjä muun muassa voimaloiden valmistus-, kuljetus- sekä purkuvaiheessa. Tämä työ on kirjallisuuskatsaus, jonka tavoitteena on selvittää puun käyttömahdollisuuksia tuulivoimaloiden rakenteissa. Työssä selvitetään puisiin tuulivoimaloihin liittyviä teknisiä piirteitä sekä puisen voimalakonseptin taloudellista kilpailukykyä. Tuulivoiman käsittelemisen lisäksi perehdytään yleisesti puurakentamiseen, jota tarkastellaan sekä metsätalouden että ympäristön näkökulmasta. Perinteisen tuulivoimalan torni valmistetaan käyttäen noin 300 t terästä, jonka aiheuttamat päästöt ovat koko tornin elinkaarelta laskettuna noin 1 250 t CO2. Kyseiset päästöt alenisivat noin 90 %, mikäli torni valmistettaisiin teräksen sijaan puusta. Vastaavasti tuulivoimalalla tuotetulle sähkölle lasketut päästöt alenisivat noin 30 % nykyisistä lukemistaan, jotka ovat modernilla tuulivoimalla noin 4–7 g CO2/kWh. Alhaisempien päästöjen lisäksi puinen torni varastoi rakenteissaan noin 320–540 t CO2, jonka puu on sitonut metsässä kasvaessaan. Tuulivoimalaan käytetty viilupuu on noin 55 % terästä kestävämpää massayksikköön suhteutettuna. Puulla on loistavat lujuusominaisuudet sen ollessa myös todella kevyt materiaali, minkä vuoksi puu voisi toimia ongelmitta suuren kokoluokan tuulivoimalassa. Teräksen korvaaminen puulla voisi myös olla taloudellisesti kannattavaa. Arvioiden mukaan uuden puisen voimalakonseptin yleistyessä tornin valmistamiskustannukset voisivat laskea noin 40 % puun korvatessa teräksen. Työssä käytetyn aineiston pohjalta on selvää, että puurakenteinen tuulivoimala tarjoaisi monia etuja perinteiseen konseptiin verrattuna. Puisten voimaloiden yleistymistä lähitulevaisuudessa ei kuitenkaan pidetä kovin todennäköisenä, koska nykyiset tuulivoimalat ovat jo lähes päästöttömiä ja ympäristöystävällisiä korvatessaan fossiilisia polttoaineita. Investoijilla ei uskota olevan kiinnostusta sijoittaa uuteen voimalakonseptiin, koska perinteinen voimala on todettu hyväksi ja toimivaksi. Puisella tuulivoimalalla on vielä tässä vaiheessa puutteelliset isomman mittakaavan ja pidemmän ajanjakson näytöt.