STEK - Sähköturvallisuuden edistämiskeskus

Polttoaineita käyttävät voimalaitokset

• Lauhdevoimalaitos: Polttoaineella kehitetään höyryä, joka pyörittää höyryturpiinia. Turpiini pyörittää sähköä tuottavaa generaattoria. Höyry lauhdutetaan takaisin vedeksi. Fysiikan peruslaeista johtuu, että sähköksi voidaan muuttaa enintään noin 40% polttoaineen energiasta, joten paljon energiaa menee hukkaan. Polttoaineena voi olla mikä tahansa palava aine, jos höyrykattilan rakenne sen sallii. Suomessa polttoaineena on pääasiassa kivihiili, maakaasu tai turve. Myös öljyä voidaan käyttää, teknisesti jopa helposti, mutta öljyn käyttö tulee kalliiksi. Huonon hyötysuhteen vuoksi lauhdevoimalaitosten rakentamista vältetään ja rakennettuja laitoksia käytetään useimmiten vasta sitten kun muu sähkö ei riitä.

• Kaukolämpövoimalaitos (tai vastaava teollisuusprosessiin kytketty voimalaitos, yhteiseltä nimeltään vastapainevoimalaitos). Käytetään myös nimitystä CHP-voimalaitos, mikä tulee englannin sanoista Combined Heat and Power. Voimalaitos eroaa lauhdevoimalaitoksesta siten, että se osa energiasta, jota ei voida muuttaa sähköksi, käytetään lämmitykseen tai teollisuusprosessin lämmöksi. Sähköksi ja hyötylämmöksi saadaan nyt n 80% energiasta. Kaukolämmitys vaatii paljon rakennuskantaa riittävän lähelle voimalaitosta, koska putkia ei kannata vetää miten kauas tahansa. Polttoaineet Suomessa samat kuin lauhdevoimalaitoksissa. Teollisuus polttaa omia, usein puuperäisiä jätteitään tai jäteliemiään.

• Dieselvoimalaitos: Generaattoria pyörittää iso dieselmoottori, polttoaineena polttoöljy. Suomessa ei paljon käytetty, paitsi varavoimana tms. Hyötysuhde lauhdevoimalaitoksen luokkaa

• Kaasuturpiinivoimalaitos: Generaattoria pyörittää suihkumoottori, joka on samanlainen kuin suurissa lentokoneissa. Hyötysuhde on huono, mutta laitos voidaan käynnistää nopeasti. Polttoaineena polttoöljy. Suomessa näitä laitoksia on muutamia, mutta ne ovat yleensä vain varalla käytettäväksi mm vikatilanteissa.

Ydinvoimalaitokset

Ydinvoimalaitokset ovat yleensä lauhdevoimalaitoksia, joissa höyryä synnyttää uraanipolttoaineen ydinreaktio. Polttoaineen energiasta suuri osa menee jäähdytysveden mukana mereen. Koska uraania tarvitaan varsin vähän, tämä ei ole kustannusten kannalta ongelma. Ydinjäte säteilee vähintäänkin satoja vuosia ja on siksi sijoitettava huolellisesti suunniteltuihin luoliin. Ydinvoimalaitoksia on pidetty turvallisuusriskeinä, mutta sitä mukaa kun hiilidioksidipäästöt ovat nousseet energiantuotannon johtavaksi ongelmaksi, on mm Suomessa alettu nähdä ydinvoima varteenotettavana vaihtoehtona.Ydinvoimalaitos voitaisiin periaatteessa rakentaa myös tuottamaan kaukolämpöä, mutta Suomessa näin ei ole ainakaan vielä tehty.

Vesivoimalaitokset

Vesivoima on uusiutuvaa energiaa, jota voidaan periaatteessa rakentaa kaikkiin jokiin. Mitä suurempi on putouskorkeus, sitä enemmän saadaan sähköä samalla vesimäärällä. Vesivoiman rakentaminen edellyttää usein suuria maanrakennustöitä. Jos veden juoksua säädetään, voidaan saatavan sähkön määrääkin samalla helposti säätää, mutta seurauksena on joen ja siihen liittyvien järvien vesimäärien luonnontilasta poikkeava vedenkorkeuden vaihtelu. Samassa tarkoituksessa rakennetaan tekoaltaita. Nämä seikat ovat aiheuttaneet suurta vastustusta vesivoiman rakentamiselle ja se on Suomessa tällä hetkellä lähes pysähdyksissä. Kuitenkin vesivoima saattaa olla eräs parhaista keinoista alentaa Suomen hiilidioksidipäästöjä ja siksi lisävesivoiman rakentaminen on taas noussut esille.

Tuulivoima

Tuulivoima on suuren kiinnostuksen kohteena, koska se on uusiutuvaa energiaa. Tuulivoima onkin eräs keino, jonka avulla mm Suomen hiilidioksidipäästöjä voidaan alentaa. Tuulivoimalla on kuitenkin lukuisia varjopuolia seuraavasti:

• Rakentamis- ja kunnossapitokustannukset ovat suuret, josta johtuen tuulisähköä on vaikea saada kilpailukykyiseksi muun sähkön kanssa. Rakentamista tai tuottamista täytyy esim valtion jollain tavalla tukea.
• Tuulen vaihtelun vuoksi tuulivoimalaitos tai monen sellaisen yhdistelmä tuottaa Suomen oloissa parhaimmillaankin vain noin 25% siitä energiasta, joka saataisiin, jos voimalaitos toimisi koko ajan täydellä tehollaan (vrt lämpövoimalaitokset ja ydinvoima ainakin 80%).
• Suurin sähkönkulutus Suomessa on talvisina pakkaspäivinä, jolloin tuuli on heikkoa tai sitä ei ole lainkaan. Tästäkin syystä tuulivoimalaitokset tarvitsevat rinnalleen joitain muita voimalaitoksia, joiden rakentaminen edelleen heikentää kilpailukykyä.
• Tuulivoiman sijoittaminen syrjäisiin paikkoihin ja hajalleen aiheuttaa melkoisia verkonrakennuskustannuksia, joita muilla voimalaitoksilla ei ole rasitteinaan.
• Jos tuulivoimalla haluttaisiin tuottaa saman verran energiaa kuin yksi ydinvoimalaitos tuottaa, tuulimyllyjä tarvittaisiin tuhatkunta. Nämä sijoitettuina esim pitkin merenrannikkoamme ovat jo melkoinen ympäristöhaitta.
• Tuulivoiman melu koetaan myös ongelmaksi. Lue lisää liitteestä. 

tuulivoiman_meluongelma.pdf (57,8 kilotavua)

Pienimuotoinen tuulivoima

Tuulivoimaa voidaan tuottaa myös hyvin pienillä yksiköillä. Pienellä tuuligeneraattorilla voidaan saada sähkö vaikkapa kesämökin jääkaapille ja TV:lle, kun lisäksi hankitaan akusto. Sähköä varastoidaan akustoon ja otetaan sieltä silloin kun ei tuule tarpeeksi. Tällainen sähköjärjestelmä muistuttaa mm veneiden sähköjärjestelmiä. Lue lisää Sähköä veneessä-sivuiltamme.

Tuulivoimaa voidaan käyttää tuottamaan osa energiasta kohteessa, joka on liitetty myös yleiseen sähköverkkoon. Valmiita ratkaisuja on toistaiseksi huonosti tarjolla. Sähköä tuottavan kohteen - esimerkiksi pienen talon - liittäminen yleiseen sähköverkkoon on myös suhteellisen mutkikas tapahtuma. Lue lisää sivulta "Tuottaisinko sähköä myös itse?"