Halpaa sähköä; joulukuun ennuste 4,0 c/kWh

Ennuste: 4,0 c/kWh
50% todennäköisyydellä: 3,8 – 4,2 c/kWh
90% todennäköisyydellä: 3,2 – 5,6 c/kWh
todennäköisyys hinnan jäämiselle alle 5,3 c/kWh (öljylämmitysraja): 88%

Tilanne sähkömarkkinoilla on (yllättäen) pysynyt ennallaan. Maanantain hinta jatkaa tasaista alle neljän sentin rajaa ollen 3,9 c/kWh. Kuukauden keskihintaennuste on nyt yli kolmanneskuussa 4,0 c/kWh, mikä olettaa loppukuun keskihinnan olevan 4,2 c/kWh. Sään ennustetaan jatkuvan samanlaisena koko loppukuun, minkä vuoksi tuosta suunnasta ei ole odotettavissa nousupaineita.

Maanantain sähkönhinta on sikäli mielenkiintoinen, että Suomen hinta on Pohjoismaiden korkein. Vaikuttaa siltä, että sähkönsiirtoyhteydet Ruotsista Suomeen on taas päätetty pistää ”huoltoon”. Tukholmasta Suomee tuleva kaapeli on poissa käytöstä kello kuuden jälkeen vaikka Tukholman hinta on Suomen hintaa halvempi. Näin muutamat aamu- ja iltapäivän tunnit ovat kymmeniä prosentteja kalliimpia Suomessa kuin Tukholmassa. Tanskan Jyllannissa hinta on toiseksi korkein, mikä viittaisi siihen, että tuulivoimantuotanto on normalisoitumassa.

Nyt voidaan sanoa melko varmasti, että lämmittäminen sähköllä tulee myös joulukuussa halvemmaksi kuin lämmittäminen öljyllä. Loppukuun hintakeskiarvon pitäisi olla lähes kaksinkertainen alkukuuhun verrattuna, yli 6,4 c/kWh, että öljylämmitysraja 5,3 c/kWh ylittyisi.

Lämmitystapojen suhteellinen hinta

Olen laskenut paljonko eri tavoilla lämmittäminen tällä hetkellä maksaa. Koska luvut vaihtelevat suuresti riippuen esim. hyötysuhteen arvioinnista, jätän yksityiskohdat myöhäisempiin artikkeleihin.

Tästä kuitenkin hieman suuntaa muidenkin arvioille.

Jos öljylämmitys maksaa 100%, muilla tavoilla lämmittäminen maksaa:

  • pörssisähköllä marraskuussa 93%
  • pörssiyösähköllä marraskuussa 84%
  • ostetuilla koivuklapeilla 84% (*)
  • piensäkeissä tarjouksesta ostettu pelletti 68%
  • lämpöpumpulla päiväsähköllä 47% (**)
  • nestekaasu 210% (***)
Sähkö on talvikautena yleenä öljyä kalliimpaa, mutta vielä marraskuussa hintaetu on selvä sähkön hyväksi.
Mitään kiinteitä kuluja ei ole otettu huomioon. Öljylämmityksen hyötysuhteeksi on oletettu 0,9.
(*) klapien hinnaksi on oletettu 65 euroa / irto-m3, hyötysuhteeksi oletettu 0,7 eli varaava leivinuuni
(**)  lämpöpumpulle oletettu hyötysuhde 2. Mainoksissa puhutaan jopa hyötysuhteesta 4.
(***) 6 kg pullon täyttö Puuilossa

Tanskassa pohjoismaiden halvin sähkö, mutta vain sunnuntaina

Täysin normaalin vastaisesti Tanskassa on sunnuntainan Pohjois-Euroopan halvin sähkö. Kaikkialla Pohjois-Euroopassa sähkön hinta on vuodenaikaan nähden halpa 3,190 c/kWh paitsi alueella DK1, jossa se on 3,091 c/kWh.

Yleensä Tanskan sähkön hinta on pohjoismaiden korkein. Viime aikoina se on ollut tyypillisesti puolitoistakertainen vesivoimaa tuottaviin maihin verrattuna. Kun muualla hinta on ollut 4 c/kWh, Tanskassa se on ollut 6 c/kWh.

Voiko tuulienergiaa tulla myrskyssä todella ylituotannoksi asti? Vai onko Saksassa yllättäen ylituotantoa? Onko tällä yhteys koko Pohjoismaissa viikon sisällä tapahtuneeseen voimakkaaseen hinnanlaskuun?

Valitettavasti en tiedä, mutta olisi mielenkiintoista tietää.

Märka palaa yhä

Joudun näemmä ratkaisemaan 14.11. kirjoittamani jutun ”märkä palaa” kotitehtävän. Jutussa väitän, että puuta kuivatessa sen lämpöarvo nousee vain seitsemän prosenttia eikä kolmannesta, kuten energiansäästöoppaissa usein annetaan ymmärtää. Kotitehtävä oli:

”Energiansäästöoppaissa tämä sama laskelma esitetään yleensä muodossa: ”kosteamman 10 kg:n puuerän energiasisältö on 31 kWh, kun taas kuivemmassa on energiaa 41 kWh”. Miten puun kuivaus on saatu kuulostamaan paljon hyödyllisemmältä kuin tässä laskettu 7%?”

Ylen toimittaja Marcus Ziemann ei nimittäin päässyt kotitehtävästä läpi. Hänen kirjoittamassaan jutussa (1) kerrotaan:

”Kosteaa puuta poltettaessa jopa kolmannes lämpöenergiasta menee hukkaan. Energia menee puun kuivattamiseen tulipesässä palaessaan.”

Jutussa on paljon ansiokasta asiaa, mutta tämä kohta valitettavasti on väärin. Puun kuivaaminen lisää sen polttoarvoa aiemmin laskemani, työmäärään nähden yhdentekevän seitsemän prosenttia.
Kotitehtäväni ja lehtiartikkelin yhteinen lähde lienee VTT:n BioHousing-projektissa MTK:lle tehty esite (2), jossa sanatarkasti lukee:
”Jos poltat 10 kg koivua, jonka kosteus on 20 %, joudut höyrystämään vettä 2,0 kg, mutta 4,0 kg, jos puiden kosteus on 40 %. Kosteamman 10 kg:n puuerän energiasisältö on 31 kWh, kun taas kuivemmassa on energiaa 41 kWh. Vettä ei kannata kantaa uuniin.”
Näiden kahden puuerän energiamäärien ero on noin kolmannes. Kysymyksessä on kuitenkin kaksi aivan eri kymmenen kilon puuerää. Nämä eivät ole samat puut kosteampana ja kuivempana! Toinen erä on kuiva mutta myös vastaavasti tilavuudeltaan kolmanneksen suurempi. Kuiva kymmenen kilon puuerä on 40 litraa, ja kostea kymmenen kilon puuerä on 30 litraa. Luvut ovat aivan oikein, mutta niistä saa aivan väärän käsityksen. Kukaan ei osta puita kiloittain vaan kuutiometreittäin, koska kosteus ja siis paino vaihtelee, mutta lämpöarvo riippuu lähinnä vain tilavuudesta. Esitteessä annetuilla kilowattituntimäärillä (31 kWh ja 41 kWh) kummankin puuerän energiasisältö on 1,03 kWh/litra.
Kuivemman kymmenen kilon puuerän puun kuivapaino on kahdeksan kiloa. Jos puu on koivua, tilavuutta tällä erällä on 8 kg / (490 kg/m3) = 0,016 m3 = 16 litraa(*). Polttopuut mitataan yleensä irtokuutiometreinä (lastiin heiteltyjä yleensä noin 33-senttisiä ”pilkkeitä”), jolloin 16 litraa ”kiintokuutioita” pitää kertoa kahdella ja puolella eli kyseessä on tasan 40 litraa polttopuita.

Kosteammassa kymmenen kilon puuerässä puun kuivapaino on kuusi kiloa. Tilavuutta tällä erällä on vain 6 kg / (490 kg / m3) = 0,012 m3 = 12 litraa. Polttopuina tämä on tasan 30 litraa. Kymmenen litraa vähemmän kuin toisessa erässä.

Erien tilavuus eroaa juuri täsmälleen tuon kolmanneksen, mikä selitettiin johtuvan kosteudesta. Ero lämpöarvoissa voidaan kuitenkin selittää silläkin, että lämpöarvo perustuu vain puuerän tilavuuteen ja kosteusprosentilla on hyvin vähän merkitystä. 40 litrassa puuta on kolmannes enemmän energiaa kuin 30 litrassa vaikka jälkimmäinen olisi kosteampikin.

Kuivemman puuerän puussa on litrassa energiaa esitteen (2) arvoilla 41 kWh / 40 l = 1,03 kWh/l. Kosteammassa puuerässä on 31 kWh / 30 l = 1,03 kWh/l. Energiasisältö litraa kohden on aivan sama.

Jos vielä otetaan huomioon se, että tuoretta puuta saattaa saada puoleen hintaan kunnolla kuivattuun verrattuna, esim. 40 euroa vs. 80 euroa / irto-m3, varastotilaa omistamattomalle kostean puun poltto on huimasti taloudellisempaa. (Huomaa myös esitteen (2) kalliit suositukset kuivauspuuliiterille.)

Kuivempi kymmenen kilon puuerä maksaa 0,040 * 80 euroa = 3,20 euroa. Kosteampi puuerä maksaa 0,030 * 40 euroa = 1,20 euroa. Eroa on kaksi euroa. Sitä ei kiri kovin helposti lämpöarvoissa kiinni.

Aikaisemmin lasketulla 1,03 kWh/l lämpöarvolla:

  • kuivemman puuerän energia maksaa 80 euroa/irto-m3 / 1030 kWh/irto-m3 = 7,8 c/kWh.
  • kosteamman puuerän energia maksaa 40 euroa/irto-m3 / 1030 kWh/irto-m3 = 3,9 c/kWh.

En kiistä sitä, että kostea puu on painavampaa. En kiistä sitä, että sen polttaminen voi aiheuttaa enemmän pienhiukkasia. Mutta ero energiasisällössä on hyvin pieni. Ja polttamalla kosteata puuta voi säästää paljon rahaa.

(1) YLE: Suomalaistakoissa puu palaa liian kosteana
(2) MTK: Klapia liiteriin -esite
(3) Sähkölamppu: Märkä palaa
(4) VTT: Tiedote T2045 (2000)

(*)  (koivun kuiva-tuoretiheys 490 kg/m3 tulee lähteestä (4), taulukko 17, ja se tarkoittaa kuivapainon suhdetta puun tuoreena olleeseen tilavuuteen, joka on vakio kosteudesta riippumatta)

P.S. Tarkat arviot kuivauksen vaikutukselle löytyvät myös suoraan lähteen (4) taulukosta 39. Tuossa taulukossa on myös otettu huomioon puun lievä kutistuminen alle 25% kosteudessa, joten aivan samaan arvoon taulukosta ei pääse (noin 9% vs. 7%). Kutistuminen ei kuitenkaan vaikuta laskelmiimme, jos puhumme koko ajan saman puuerän lämpoöarvosta kosteana ja kuivana. Aiemmassa jutussa laskettu 7% on siis siinäkin mielessä vielä aivan oikea luku.

Lamassa lämpöisenä

Monissa kehitysmaissa on ongelma, että kaikki puu kerätään polttopuuksi ja seurauksena on aavikoituminen. Voisiko Suomessa käydä näin? Jos pankkikriisin seurauksena kaikki infrastruktuuri pysähtyy eikä mitään muuta energiaa ole, pysymmekö edes lämpiminä puustomme vuosikasvulla?

Ehkä lampaat pitävät meidät lämpiminä, jos parturoimme puut pois?
Kuva Uudesta Seelannista, Flickr: Mark Veraart CC BY

Suomen metsien kasvu on noin 100 miljoonaa kuutiometriä vuodessa (1). Oikeasti siitä kerätään vain 70 miljoonaa kuutiometriä, mutta olettakaamme, että energiapulassa siitä kerätään kaikki. Ilmeisesti kasvu on mitattu tuoreena 50% kosteutta sisältävänä kiintokuutiometrinä.

50% kosteutta sisältävä männyn koko puun (sisältää kuoren ja oksat) kiintokuutiometri sisältää energiaa 1,81 MWh (2). Suomen puut ovat keskimäärin mäntyjä, joten käytämme sitä arvoa.

100 miljoonaa kuutiometriä sisältää siis energiaa 100.000.000 * 1,81 MWh = 181 TWh.

Verratkaamme tätä ensin Suomen sähköntuotantoon. Suomen sähköntuotanto oli vuonna 2008 87 TWh (3). Lisäksi tuontia oli 2008 13 TWh. Suomen puuston kasvu on suunnilleen kaksinkertainen koko Suomen sähköntuotantoon verrattuna. Tuonti ja huono hyötysuhde sähkön tuottamisessa puusta  (korkeintaan 44% (4)) huomioon ottaen, Suomen sähkönkulutusta ei voitaisi täysin tyydyttää polttamalla Suomen puuston vuosikasvu sähköksi. Tuotto on korkeintaan 80 TWh mutta tarve on 100 TWh.

Vuonna 2008 suomalaisilla oli käytettävissään 38,6 neliötä asukasta kohden. Eurooppalaisittain tämä on vähän.

Yhden neliön lämmittäminen kuluttaa noin 150 kWh vuodessa (6). Suomen väkiluku on noin 5,4 miljoonaa, joten ihmiset kuluttavat kodeissaan lämmittämiseen vuodessa noin

    5.400.000 * 38,6 m2 * 150 kWh/m2 = 31,3 TWh

Tämä ei ole kuin 17% metsiemme vuosittaisesta kasvusta, joten aavikoituminen ei ole odotettavissa vaikka puunpolton hyötysuhde olisi huonokin (leivinuunin hyötysuhde puunpoltossa on paljon parempi kuin voimalaitoksen sähköntuotannon). Pysymme siis ainakin lämpimänä kävi eurolle miten tahansa. Mutta pimeää voi tulla.

(1) HS: Suomen metsien kasvu on Länsi-Euroopan nopeinta
(2) VTT tiedote T2045, taulukko 24
(3) Wikipedia: Sähkö Suomessa
(4) Wikipedia: Lauhdevoimalaitos
(5) Sijoitustalous: Arjen katsaus 1/2010: Asuntojen hinnat kuumenemassa kasvukeskuksissa
(6) Sähkölamppu: Parasta A-luokkaa ja aktiivisahkoenergiaa