Andra avsnittet av en 3-delad artikel. Källförteckningen återfinns i slutet av det tredje avsnittet.
Utbyggnadspotentialen med beaktande av tekniska och miljöberoende begränsningar
Produktionsmöjligheterna för vindkraft i Finland har utforskats sedan slutet av 1980-talet.
Potentialen av landbaserad vindkraft har på kort och medellång sikt grundligast bedömts i regionala kartläggningar, som huvudsakligen gjorts av Electrowatt-Ekono Oy i samarbete med planeringsmyndigheter och energibolag under perioden 1993–2000. De omfattar nästan hela kusten samt Lappland /19,20,21,22,23,24/. För kust- och fjällområdena är potentialen av möjliga och kostnadsmässigt förnuftiga projekt före år 2010 ca 500 MW. Vid bedömningen har man beaktat de begränsningar naturskydd och övrig markområdesplanering uppställer. Enhetsstorleken antogs vara 500–1000 kW.
Den stora vindkraftpotentialen i Finland finns ute till havs. De grunda havsområdena, som skulle lämpa sig för vindkraft, har inte utvärderats tillräckligt. I en kartläggning av Bottenviken (Vasa–Torneå) år 1998 bedömde VTT Energi och Electrowatt-Ekono Oy den tekniska potentialen till 40 TWh. Då beaktade man inte den konkurrerande markanvändningen eller de begränsningar miljöaspekten medför, varför den realiserbara potentialen naturligtvis blir avsevärt mindre. Preliminärt uppskattades, att 5–10 % av den tekniska potentialen skulle kunna utnyttjas, vilket skulle motsvara ca 1 000–1 500 MW installerad kapacitet på havsområdena mellan Vasa och Torneå /25/.
I VTT Energis färska utredning /26/ beträffande Finlands havsområden framkom tekniskt användbara platser, utanför skyddsområdena, för sammanlagt 3 000 MW vindkraft, fördelade på 12 orter. De största vindkraftparkerna kunde vara 400 MW och den sammanlagda årsproduktionen 8 TWh.
Enligt de utredningar som Pohjolan Voima gjort angående havsområdena utanför Karleby har man funnit tekniskt tänkbara positioner för sammanlagt 300–350 MW. För tillfället pågår MKB-utredningar gällande dessa områden /27/.
I förundersökningen för en havsbaserad vindkraftpark utanför Björneborg /28/ har man funnit tekniskt och miljömässigt lämpliga platser för 100–150 MW vindkraft, om enhetsstorleken är 3–5 MW.
Tekniskt och områdesmässigt möjliga områden för 100–1 000 MW vindkraftparker har vidare identifierats bl.a. utanför Merikarvia, utanför Korsnäs–Närpes samt i havsområdena mellan Uleåborg och Kemi. De ifrågavarande områdena ligger minst 10 km, delvis över 20 km utanför kusten, vilket gör det betydligt lättare att få allmänhetens godkännande och myndigheternas tillstånd än för positioner längs strandlinjen eller på land.
Sammanfattningsvis kan man preliminärt uppskatta, att de tekniskt realiserbara platserna i Finland, som åtminstone principiellt skulle kunna användas före år 2010, ger rum för ca 500 MW vindkraft på land och 500–3 000 MW till havs.
Vindförhållanden och produktionskostnader
Även om vindförhållandena i Finland inte är lika goda som t.ex i Storbritannien eller vid Nordsjöns övriga kuster, finns emellertid platser längs våra kuster, i skärgården och på fjällen, där man uppnår toppeffekttider på 2 500–3 000 h/a /29/. Områden med så goda vindar, och vilka även uppfyller tekniska och miljömässiga villkor, är förhållandevis få och ger enligt olika utredningar rum för uppskattningsvis 100–300 MW. De flesta potentiella vindkraftsplatserna på land står för toppeffekttider på 1 800–2 200 h/a.
För vindkraftverk på tekniskt lämpliga havsområden kommer man enligt preliminära uppskattningar till toppeffekttider på 3 200–3 500 h/a /28/, men 2 700–3 000 h/a är den mest sannolika produktionsnivån /25, 26, 30/.
Byggkostnaderna för vindkraftverk har i Finland hittills varit något högre än i Mellaneuropa eller USA.
Det beror på:
-marknadens och projektens litenhet,
-långa transportsträckor,
-tekniska modifikationer som krävs vid drift i kallt klimat.
Som fördelaktigast har vindkraftverk i Finland byggts för 5 000 mk/kW, i snitt har investeringskostnaderna varit kring 6 000 mk/kW. De nyaste 2–2,5 MW verkens byggkostnader blir enligt listpriser och bindande offerter ungefär lika eller något lägre än för 1 MW verk. De största kostnadsinbesparingarna är fortfarande att finna i större projektstorlek och växande marknad. I nuvarande läge, då marknaden i praktiken står stilla, uppstår heller ingen konkurrens mellan leverantörerna. Under de närmaste åren skulle stora projekt sannolikt kunna förverkligas i Finland för 5 000–5 500 mk/kW.
I Finland har även kostnaderna för drift- och underhåll legat något över internationell nivå, åter en följd av långa avstånd och liten marknad. De kalla klimatförhållandena har även förorsakat en del extra underhåll och reparationsbehov /29,32/. Man beräknar vanligen de årliga drift- och underhållskostnaderna i Finland till 2,5 % av investeringskostnaden. För större projekt torde det vara möjligt att komma ner till den nivå på 1,5–2 %, som är vanlig i de europeiska länder där man byggt mycket vindkraft /33/.
På fördelaktiga platser längs kusten (med investeringskostnader omkr. 5 500 mk/kW och toppeffekttiden 2 500–3 000 h/a) kan man i Finland producera vindkraftel för 20 p/kWh utan stöd. För merparten av de potentiella kustbaserade positionerna kan man inte räkna med att komma under 25 p/kWh. Ifall de internationella prognoserna över vindkraftens stadigt sjunkande kostnader under de närmaste åren /1,17/ även förverkligas i Finland, kunde de kustbaserade positionernas produktionskostnader sjunka till mellan 17–22 p/kWh på ca fem års sikt. Emedan en stor del av den förväntade kostnadssänkningen beror på marknadens förväntade tillväxt, är kostnadssänkningen i Finland dock icke garanterad.
Kostnadsutvecklingen för offshore vindkraft är betydligt osäkrare. För enhetsstorlekar på 2–2,5 MW uppskattas investeringskostnaderna nu vara 7 000–9 000 mk/kW och produktionskostnaderna utan stöd ca 25–30 p/kWh. /30,31/. Sannolikt kommer offshorebyggandet ännu inte igång i Finland med nuvarande generation av vindkraftverk, eftersom det ännu finns relativt många outnyttjade platser på land som är fördelaktigare. Detta gäller, ifall de statliga stöden inte uttryckligen inriktas på att favorisera demonstrationsprojekt offshore.
Ännu saknas prisuppgifter för följande generations vindkraftverk på 3–5 MW och uppskattningarna är osäkra. Även om själva vindkraftverkets pris per effektenhet inte skulle sjunka, kan man göra stora inbesparingar på fundament, resningsarbeten och anslutning till elnätet. På basen av dessa faktorer kan man preliminärt förutsäga, att man för vindkraftverk på 3–5 MW kan uppnå 10–20 % lägre kostnad än ovan, åtminstone i stora projekt. Detta innebär i gynnsammaste fall samma nivå som gällande kustbaserade projekt idag.
Emedan den förväntade produktionen ute till havs är 10–30 % bättre än vid kusten är det möjligt, att man i stora offshore projekt i Finland skulle kunna komma till produktionskostnadsnivåer kring 17–20 p/kWh under åren 2005–2010.
Uppskattningen behäftas emellertid med stor osäkerhet beträffande bl.a. kostnaderna för fundament som kan motstå isbelastningar, den tekniska tillförlitligheten hos stora vindkraftverk och de produktionsförluster, som uppstår vid störningar, samt kostnaderna för service i öppen sjö. Å andra sidan är det skäl att observera, att det inom den havsbaserade vindkraftstekniken ännu finns rikligt med utrymme för nyutveckling av de ovan nämnda faktorerna, och att det redan nu finns lösningar inom synhåll, som förefaller mycket lovande, både för nationellt och internationellt bruk.
Sålunda kan kostnadsutvecklingen för vindkraftverk offshore fram till år 2010 vara betydligt snabbare eller långsammare än vad som sagts ovan.
Behovet av balanserande och reglerande effekt
Ofta påstås det att svårigheten att förutse produktionen, de snabba effektvariationerna samt behovet av reserveffekt skulle utgöra hinder för storskaligt bruk av vindkraft.
Enligt uppföljningsmätningar som gjorts i Finland uppstår det, för ett enstaka 1 MW stort vindkraftverk, 10 min effektvariationer på över 90 % under 0,01 % av tiden – dvs 5 gånger per år. I en 8 MW stor vindkraftparks sammanlagda effekt är de största entimmesvariationerna, vilka uppträder ett par gånger per år, ungefär 50 % av den nominella effekten /32/. 10 min variationer uppträder mera sällan än så.
Mycket stora och snabba effektförändringar är teoretiskt tänkbara då en åskfront närmar sig en vindkraftpark. Verken stängs av när vindstyrkan håller sig tillräckligt länge över ett visst gränsvärde (typiskt 25 m/s). Avstängningen av varje enskilt vindkraftverk beror på utslaget av dess egen vindmätare. Men i en stor vindkraftpark är vindförhållandena aldrig enhetliga. Därför är det sannolikare att en frånkoppling ur nätet (och tillbaka till nätet efter stormbyn) för en stor vindkraftspark tar några timmar i anspråk än de befarade korta 10–15 min perioderna. Detta har bl.a. observerats i praktiken i uppföljningsmätningarna vid Björneborgs vindkraftpark /32/. Dessutom kan avstängningsvärdet vid behov justeras individuellt så, att man kan ställa in t.ex. 1/3 av verken för 23 m/s, 1/3 för 24 m/s och 1/3 för 25 m/s. Då minskas de kortvariga effektfluktuationer, som parken åstadkommer i nätet, ytterligare.
Variationerna minskas ännu mera när det byggs vindkraftparker på olika ställen längs Finlands kuster och i Lappland. Enligt Meteorologiska institutets beräkningar skulle placeringen av fem vindkraftverk på olika orter i Finland minska effektvariationerna högst väsentligt. Fastän verken på varje ort skulle stå stilla med 10–25 % sannolikhet (beroende på platsernas vindförhållanden), sjunker den sammanlagda effekten ändå aldrig till noll /34/.
VTT Energi har undersökt hur en 3 000 MW havsbaserad vindkraftpark, fördelad på 12 placeringsplatser, skulle inverka på Finlands elsystem /26/. I arbetet byggde man upp vindkraftens timeffekter för exempelåret (1999) utgående från uppmätta värden på verklig vindkraftsproduktion och vindhastighet, och jämförde vindkraftproduktionens variationer med variationerna i Finlands elkonsumtion.
Redan variationer över 10 % mellan närliggande timmars medeleffekter var ytterst sällsynta – de uppträdde 128 gånger under exempelåret, dvs under 1,5 % av tiden. Den största timvariationen var under 600 MW eller mindre än 20 % av nominella effekten.
Liknande forskningsresultat har erhållits på annat håll. På nordtyska Preussen Elektras och VEW/RWE:s områden var 1998 den största 15 minuters effektvariationen ± 10 % av den nominella effekten och entimmesvariationen mellan +25 och -30 %. I Danmark har man uppskattat, att en 3 500–5 500 MW vindkrafteffekt förorsakar över 10 % stora effektvariationer, inom 15 min, endast 6 gånger per månad.
Fastän resultaten är preliminära är det utan vidare klart, att 15 min effektvariationer för en större mängd decentraliserade vindkraftparker är högst 10-20 % och snarare närmare 10 % än 20 % av den nominella effekten.
Emedan konsumtionens och vindkraftproduktionens sporadiska effektvariationer delvis kompenserar varandra, är det behov av balanserande effekt som vindkraften medför uppenbarligen ännu mindre än så. Under exempelåret 1999 skulle det enligt VTT:s timeffektmätningar ha varit 200–300 MW, dvs högst 10 % av hela vindkraftskapaciteten.
Av hänsyn till reservkraft med långsam uppkörning skulle vindkraften behöva goda vindprognosmetoder. Sådana utvecklas nu i Danmark och Nordtyskland, där vindkraftens andel av elkonsumtionen redan överstiger 10 %. Såvida bättre prognosmetoder fås i bruk och såvida andelen balanserande kapacitet i Finland hålls på nuvarande nivå, behövs enligt VTT:s beräkningar ingen extra balanskapacitet för vindkraftens del upp till denna andel (10 %).
Den extra regler- och balanskraft som vindkraften behöver skulle enligt VTT:s beräkningar belasta vindkraftens konkurrenskraft med 1,3 p/kWh.
Oberoende av det ovan sagda är det skäl att konstatera, att vindkraften – även vitt decentraliserad – fortfarande representerar kraftigt varierande produktion. Variationerna från dag till dag och från vecka till vecka är stora. Sålunda fyller inte vindkraften ensam baskraftkriterierna till mera än en liten del av sin nominella kapacitet. För energiintensiv industri, vars intresse uttryckligen ligger i långa elanskaffningskontrakt med stor konstant effekt, är vindkraften ensam fortfarande inte ett beaktansvärt baskraftalternativ, utan den skulle ur industrins synvinkel behöva annan kompletterande produktion.
Utvecklingen av vindkraftens konkurrenskraft
Såsom tidigare konstaterats är det möjligt, att vindkraftens kostnadsnivå i Finland, på gynnsamma ställen (såväl på land som till havs) sjunker till 17–20 p/kWh nivån mellan år 2005 och 2010. Speciellt på havsområdena finns gynnsamma placeringsområden för hundratals, möjligen för tusentals megawatt.
Ifall vindkraftens skattelättnad fortsätter (återbäring av elskatt, nu 4,1 p/kWh) och ifall marknadspriset på el samtidigt stiger från den exceptionellt låga nivån under 1999–2000, kan vindkraften bli kostnadsmässigt konkurrenskraftig inom 5–10 år, utan investeringsstöd.
Utvecklingen av vindkraftens konkurrenskraft påverkas av en mängd
svårförutsägbara faktorer såsom:
-Kostnadsutvecklingen för konkurrerande elproduktion, inkl. bränslepriser.
-Harmonisering av elmarknaderna och skärpt konkurrens.
-Internationell klimatpolitik jämte följder såsom handel
med utsläpp och gröna certifikat, kolskatter osv.
-Utvecklingen av efterfrågan på grön el och priskonkurrensen
på internationella marknader (t.ex. i förhållande till
vindkraftel som produceras i fördelaktigare vindlägen).
-Stödåtgärder på EU-nivå för förnybara
energikällor.
I gengäld påverkas vindkraftbranschens konkurrenskraft i gynnsam riktning av interna faktorer såsom innovationer och produktutveckling, förlängda tillverkningsserier, optimering av produktionen, standardisering samt större tillförlitlighet och längre livslängd hos komponenterna, förbättring i service och underhåll osv. Förändringarnas snabbhet är emellertid mycket svår att förutsäga.
Vindkraften är en mycket kapitalintensiv produktionsform. I jämförelse med jämn baskraftsproduktion behövs (även ute till havs) vindkraft som till sin effekt är ungefär tre gånger större för att nå samma energiproduktion. För att nå samma produktion som från 1 000 MW baskraftkapacitet behövs sålunda 3 000 MW vindkraft. Då havsbaserad vindkrafts investeringskostnader år 2010 enligt ovan presenterade beräkningar ligger i intervallet 5 500–6 000 mk/kW, är det fråga om en investering på 16–18 miljarder mark. Det stora kapitalbehovet och lång återbetalningstid kan fördröja en storskalig utbyggnad av vindkraften.
Slutledningar
I Finland har vi tekniskt och miljömässigt realiserbar och kostnadsmässigt fördelaktig vindkraftpotential på torra land sannolikt endast för några hundra MW. På havsområdena finns mycket riklig potential, men den realiserbara potentialen och uppskattningen av den sannolika kostnadsnivån fordrar ytterligare undersökningar. I varje fall är offshorepotentialen flerfaldig jämförd med den på land.
Sammanräknat blir den realiserbara potentialen i Finland, som under gynnsamma omständigheter kan bli aktuell före år 2010, åtminstone 1 000 MW, möjligen t.o.m. 2–3 gånger större.
För närvarande är vindkraftens produktionskostnader utan statsstöd och på de bästa platserna ca 20 p/kWh, oftare dock 25–30 p/kWh. Under gynnsamma omständigheter kan kostnadsnivån tänkas sjunka till 17–20 p/kWh på goda ställen. Utan något som helst statligt stöd, t.ex. i form av skattelättnad, skulle således vindkraften ännu inte på 10 år bli den förmånligaste elproduktionsformen. Därtill bör man även beakta kostnaderna av den extra balans- och reglereffekt, som enligt VTT:s preliminära uppskattning /26/ är 1–1,5 p/kWh.
Såvida ett för vindkraften förmånligt beskattningsförfarande fortsätter och trycket på marknadspriserna ens delvis leder till höjningar, kan vindkraften bli ett ekonomiskt relativt lockande alternativ mellan åren 2005 och 2010 även om man stegvis skulle avveckla nuvarande investeringsstöd.
Den uppskattning på vindkraftens tillväxt (500 MW år 2010), som presenteras i HIM:s Handlingsprogram för förnybara energier (1999), kan under förmånliga yttre och inre omständigheter överträffas. Det förefaller inte att finnas några principiella hinder för, att vindkraften i Finland inte skulle kunna byggas ut på 10 år med 1 000–1 500 MW.
Även den utveckling som skett i andra europeiska länder och de målsättningar som ställts upp på kort sikt (tabell 2) stöder antagandet, att vindkraften under gynnsamma ekonomiska och energipolitiska omständigheter även kan byggas ut med flera hundra megawatt per år i länder med Finlands befolkningsstorlek.
(Källförteckning i slutet av tredje avsnittet)
Å andra sidan kan förändringar i beskattningen av vindkraft, snabb nerkörning av investeringsstöden, fortsatt låg prisnivå på elmarknaden, fördröjning av de internationella klimatavtalen och många andra liknande nationella och internationella faktorer leda till, att ny vindkraftskapacitet inte byggs i nämndvärd utsträckning i Finland under de närmaste 10 åren.
Det stora kapitalbehovet och de långa återbetalningstiderna försvårar för sin del fortsättningsvis finansieringen av investeringar i vindkraft. Emellertid kan nya attraktiva finansieringsformer uppenbara sig redan inom de närmaste åren, t.ex. i form av gröna certifikat eller CO2-certifikat.
Tillväxtprognoserna för vindkraftens utnyttjande växlar
inom vida gränser. En del av de omständigheter som inverkar på
utvecklingen kan påverkas med politiska åtgärder. Med
mycket kraftiga stödåtgärder skulle bruket av vindkraft
i Finland kunna föras till "allmäneuropeisk" nivå relativt
snabbt. Å andra sidan kan man med politiska beslut även åstadkomma
nästan total stagnation.
Tabell 1
| Land |
år 2000 |
för vindkraft |
|
Målsättande
instans |
| Tyskland |
|
|
|
Branschens fors-
kare och industri |
| Spanien |
|
|
|
Regeringen |
| Danmark |
|
|
|
Regeringen |
| Frankrike |
|
|
|
Statsministern |
| Sverige |
|
|
|
Statsministern |
| Storbritannien |
|
|
|
Branschindustrin |
| Holland |
|
|
|
Regeringen |
| Norge |
|
|
|
Regeringen |
| Irland |
|
|
|
Regeringen |
| Finland |
|
|
|
HIM |