Tuulivoimalla ja aurinkoenergialla tuotetun sähkön ympäristövaikutukset

Abstract

Tuulivoimalla ja aurinkoenergialla tuotetun sähkön osuus kokonaistuotannosta kasvaa jatkuvasti. Sähköntuotannossa Suomessa vuonna 2023 aurinkoenergia kasvattikin kapasiteettiaan eniten ja tuulivoima oli toiseksi suurin uusiutuvan energian tuotantomuodoista heti vesivoiman jälkeen. Koska tuulivoima ja aurinkoenergia ovat vähäpäästöisiä tapoja tuottaa sähköä, ovat ne tärkeässä roolissa yhteiskunnan tähdätessä täysin hiilineutraaliin sähköntuotantoon. Hiilineutraaliutta kohti mennään hitaasti, sillä fossiilisia polttoaineita käytetään edelleen sähköntuotantoon, vaikka ne ovat eniten ympäristöä kuormittavia. Fossiilisten polttoaineiden käyttö on saatava loppumaan, ja niitä korvataankin tuulivoiman ja aurinkoenergian lisäksi myös muilla uusiutuvilla energialähteillä, kuten vesivoimalla. Päästöjä sekä muita ympäristövaikutuksia kuitenkin syntyy väistämättä myös uusiutuvien energialähteiden avulla tuotetun sähkön elinkaaren aikana.

Tässä työssä selvitettiin tuulivoimalla ja aurinkoenergialla tuotetun sähkön ympäristövaikutuksia kirjallisuuteen perehtyen. Aineistoa etsiessä pyrittiin löytämään mahdollisimman uusia tieteellisiä julkaisuja, jotka kertoisivat tuoreinta tietoa liittyen tuulivoimaan ja aurinkoenergiaan sekä niillä tuotetun sähkön ympäristövaikutuksiin.

Sekä tuulivoiman, että aurinkoenergian osalta perehdyttiin sähköntuotantoteknologiaan, voimaloiden elinkaareen, hiilijalanjälkeen ja muihin ympäristövaikutuksiin sekä hieman sähköntuotannon historiaan. Elinkaaritarkasteluun kuului molempien voimaloiden osalta suunnittelu ja rakennus, käyttö ja huolto sekä purku. Ympäristövaikutuksia pohdittiin ihmisten ja eläinten sekä muun ympäristön, kuten kasvillisuuden näkökulmasta.

Tuuli- ja aurinkovoimaloita tarkasteltiin tällä hetkellä suosituimman teknologian näkökulmasta. Tuulivoimaloista tällä hetkellä suosituin on vaaka-akselinen ja kolmilapainen voimala, kun taas aurinkovoimaloissa suosituin teknologia on valosähköilmiöön perustuva, jossa aurinkokennojen valmistusmateriaalina on yksikiteinen pii.

Tuulivoimalan elinkaari on noin 20–25 vuotta, mutta vaihtamalla kuluvia osia säännöllisesti, saadaan elinkaari pidennettyä jopa 35 vuoteen. Vastaavasti yhden aurinkopaneelin keskimääräinen elinkaari on noin 30 vuotta. Tuulivoimaa voidaan rakentaa maalle ja merelle, ja yleensä sähköä tuotetaan sähköverkkoon. Aurinkosähköä taas hyödynnetään nykyään paljon pientuotantona esimerkiksi omakotitalojen ja kauppojen katoilla, mutta myös teollisen mittakaavan tuotanto eli aurinkopuistot, joissa sähköä tuotetaan sähköverkkoon, on lisääntynyt.

Molempien työssä käsiteltyjen sähköntuotantomuotojen osalta ympäristövaikutukset ovat suurimmat voimalan lähialueen eläimistöön, maaperään ja kasvillisuuteen. Tuulivoiman osalta lisäksi vaikutuksia kokevat ihmiset, jotka voivat kokea tuulivoimalan melun ja ulkonäön häiritsevänä. Negatiivisten vaikutusten lisäksi ympäristövaikutukset voivat myös olla positiivisia, esimerkiksi voimalat voivat tarjota uudenlaista suojaa tietyille eläinlajeille. Tuulivoiman hiilijalanjälki on noin 11–12 g CO2ekv./kWh, kun taas aurinkoenergialla tuotetun sähkön hiilijalanjälki on noin 52–53 g CO2ekv./kWh.