Vesivoima
Vesivoima on vähäpäästöinen, kotimainen ja uusiutuva energianlähde. Vesivoimalla turvataan yhteiskunnan sähkönsaanti sekä normaaliolosuhteissa että häiriötilanteissa.
Vesivoima on tärkeä uusiutuvan sähköntuotannon muoto. Vesivoimalla tuotetaan Suomessa uusiutuvasta sähköenergiasta noin kolmannes ja maailmanlaajuisesti noin 75–80 prosenttia. Vähäpäästöisellä vesivoimalla korvataan fossiilisia polttoaineita, joten vesivoima vähentää osaltaan hiilidioksidipäästöjä ja hillitsee ilmastonmuutosta.
Suomessa vesivoimalla tuotetaan vuosittain noin 13 000 gigawattituntia (GWh) sähköä. Nelihenkinen kotitalous kuluttaa vuodessa sähköä noin 7 megawattituntia (MWh). Kotimaisena energialähteenä vesivoima tukee sähköntuotannon omavaraisuustavoitteita. Samalla uusiutuvan energian tuotantoa pyritään lisäämään niin Suomessa kuin muualla Euroopassa. Tavoite on, että uusiutuvan energian osuus Suomen loppukulutuksesta on vähintään 51 prosenttia vuonna 2030.
Vesivoima on keskeinen sähköjärjestelmän toimivuuden turvaaja sekä normaaliolosuhteissa että häiriötilanteissa. Vesivoimalaitokset voidaan käynnistää ja pysäyttää nopeasti, ja niiden tehoa voidaan säätää sähkön kulutuksen mukaan. Veden kerääminen varastoaltaisiin antaa säätövaraa silloin, kun sähkönkulutus on huipussaan. Vesivoima mahdollistaa muun tyyppisen uusiutuvan energian tuottamisen. Vesivoiman tuotantoa voidaan nopeasti muuttaa tarpeen mukaan: pilvisinä päivinä se täydentää aurinkovoimaa ja tyynellä säällä tuulivoimaa.
Sähkön tuotanto energialähteittäin 2024
Säätövoimalla varmistetaan sähköjärjestelmän toimivuus
Sähkön kulutus vaihtelee jatkuvasti tunnista toiseen, päivän sisällä sekä päivien ja vuodenaikojen välillä. Kulutuksen vaihteluihin voidaan vastata helposti ja nopeasti vesivoimalla. Tuotantoa lisätään, kun kulutus on suurinta ja vähennetään, kun kysyntä pienenee. Säätövoiman tarve riippuu myös muiden energialähteiden, esimerkiksi uusiutuvien tuuli- ja aurinkoenergian, tuotannon vaihteluista. Tuulivoiman osuuden merkittävä kasvu tulevina vuosina lisää entisestään nopean tehonsäädön tarvetta.
Riittävä säätövoimakapasiteetti on olennainen tekijä Suomen huoltovarmuuden ja kilpailukyvyn turvaamisessa. Vesivoima on myös alueellisesti hajautettua tuotantoa, mikä lisää sen toimintavarmuutta. Vesivoimalla häiriötilanteisiin voidaan reagoida muutamassa sekunnissa. Sähköhuolto äkillisissä häiriötilanteissa hoidetaankin Suomessa 90-prosenttisesti vesivoimalla.
Vesivoimalla nopeaa tuotannon säätöä
Vesivoimalaitoksen koneisto käynnistyy täyteen tehoon minuuteissa, kun taas esimerkiksi lämpövoimalan käynnistämiseen voi mennä jopa vuorokausi. Myös koneiston pysäyttäminen ja tehon säätäminen on muihin tuotantomuotoihin verrattuna nopeaa ja helppoa.
Vesivoima on erityisen arvokas sähköjärjestelmän tasapainottamisessa, koska se pystyy reagoimaan nopeasti ja tarjoamaan sekä lyhyt- että pitkäkestoista säätöä. Jopa 50-80% säätösähkö- ja säätökapasiteettimarkkinan nopeasti käynnistyvästä varavoimasta on vesivoimaa.
Vesivoima muuttaa veden putoamisvoiman energiaksi
Vesivoima saa alkunsa, kun auringon lämpö muuttaa maapallon pinnalla olevaa vettä vesihöyryksi. Vesihöyry kerääntyy taivaalle pilviksi ja palaa sateena maanpinnalle. Suurin osa sadevedestä valuu järviin ja jokiin ja jokia pitkin meriin. Vesivoimalaitoksilla muutetaan veden putoamisvoima sähköenergiaksi.
Yksi tapa tuottaa veden avulla sähköenergiaa on padota vesi voimalaitoksen yläpuolelle ja pudottaa se voimalaitoksen läpi padon alapuolelle. Veden putoamisvoima pyörittää turbiinia, joka puolestaan pyörittää generaattoria. Generaattori toimii samaan tapaan kuin polkupyörän dynamo ja muuntaa veden voiman sähköksi.
Vettä voidaan varastoida tehokkaasti
Vesi on luonnollinen ja tehokas tapa varastoida energiaa. Sadevesi ja keväällä sulava lumi varastoidaan järviin ja varastoaltaisiin sekä voimalaitosten yläpuolisiin altaisiin. Näin vettä on käytettävissä energiantuotantoon myös kuivalla säällä ja talvella. Veden energiasisältö on huomattavan suuri muihin energian varastointivaihtoehtoihin verrattuna.
Järviä ja varastoaltaita käytetään lähinnä vuodenaikojen vaihtelun mukaisten tuotantotarpeiden täyttämiseen. Niiden vesivarastoja käytetään erityisesti talvisin. Myös kesän hellejaksojen aiheuttamina vähäsateisina jaksoina vettä otetaan tarvittaessa varastoaltaista.
Voimalaitosten yläpuolisilla voimalaitosaltailla vastataan erityisesti vuorokauden sisäisiin kulutuksen vaihteluihin. Tyypillisesti voimalaitosaltaiden vedenpinta on korkeimmillaan varhain aamulla ja matalimmillaan alkuillasta. Vettä juoksutetaan voimalaitoksella erityisesti aamupäivisin, kun kodeissa ja työpaikoilla käytetään eniten sähköä. Tällöin voimalaitosaltaan pinta laskee ja samaan aikaan vedenkorkeus voimalaitoksen alapuolella nousee.