Aurinkopuistojen vaikutus metsien hiilivarastoon
Suomeen on viime vuosina rakennettu merkittävä määrä aurinkopuistoja ja niiden määrän odotetaan kasvavan tulevaisuudessa. Koska osa aurinkopuistoista on rakennettu metsämaalle, on herännyt keskustelua siitä, kuinka tämä vaikuttaa muun muassa metsien hiilivarastoon ja -nieluun, luonnon monimuotoisuuteen sekä metsien virkistyskäyttöön.
Esitän tässä suuruusluokka-arvion aurinkopuistojen vaikutuksesta metsien hiilivarastoihin.
Hanketason tarkastelu
Tarkastellaan ensin yksittäistä aurinkopuistoa, jonka tieltä raivataan metsä, jonka hiilivarasto menetetään aurinkopuiston vuoksi. Oletetaan, että metsä olisi kohtalaisen iäkäs, esimerkiksi 100-vuotias, jolloin siihen on sitoutunut jo merkittävästi hiiltä. Tämä oletus antaa suuremman arvion hiilivaraston menetyksestä kuin mitä syntyisi nuoremman metsän tapauksessa. Toisaalta, tämä tarkastelu jättää huomiotta metsän kasvun ja siitä syntyvän hiilinielun aurinkopuiston elinaikana, joka on yleensä noin 40 vuotta. Laskelmaa voi kuitenkin pitää suuntaa antavana menetetystä hiilivarastosta.
Aurinkopuistojen pinta-ala ja tuottama energia
Aurinkopuiston hiilivarastovaikutuksen arvioimiseksi tulee huomioida puiston pinta-ala, ja suhteuttamiseksi sen tuottama energiamäärä. Taulukko 1 esittää otoksen suurista aurinkopuistohankkeista Suomessa. Tiedot on poimittu uutislähteistä, joissa mainitaan sekä hankkeen pinta-ala sekä sähköteho tai arvioitu energiantuotanto vuodessa. Luvuissa voi olla joitakin epätarkkuuksia mm. pyöristyksistä johtuen, mutta ne antavat suuruusluokkaa hankkeista. Osassa uutisista on annetut sähköteho, osassa tuotetun energian arvio, osassa molemmat.
Tiedoista voidaan laskea myös teho pinta-alaa kohden (P/A) ja tuotettu energia pinta-alaa kohden (E/A). Jälkimmäistä voidaan käyttää suhteuttamaan puuston myötä menetettyä hiilivarastoa aurinkopuistossa tuotetun energian määrään. Taulukkoon kootuista luvuista laskettu mediaani on 0.67 GWh/v/ha.
Metsien hiilivarasto
Metsien hiilivarasto riippuu monesta tekijästä, mm. puulajistosta, kasvupaikasta, ilmastovyöhykkeestä ja metsikölle tehdystä käsittelystä, esimerkiksi harvennuksista. Täten ei voida antaa yhtä, koko Suomen kattavaa lukua sille, kuinka paljon metsässä on hiiltä hehtaaria kohden. Tehdään siten esimerkkilaskelma kahdella esimerkillä, jotka kuvaavat erilaisia metsiä. Tätä varten kuvassa 1 esitetään Valtakunnan metsien inventointiin vuosilta 2014–2018 (VMI12) perustuva aineisto puuston keskitilavuudelle kahdella eri ilmastovyöhykkeellä ja erilaisilla kasvupaikoilla.
Kuvan 1 perusteella voidaan ottaa tähän esimerkinomaiseen tarkasteluun kaksi metsikköä, joissa toisessa puuston tilavuus on 400 m3/ha ja toisessa 150 m3/ha. Ensimmäinen voi kuvata noin 100-vuotiasta metsää hyvällä kasvupaikalla eteläisellä vyöhykkeellä, jälkimmäinen joko noin 100-vuotiasta kuivalla kankaalla kasvavaa metsää eteläisellä vyöhykkeellä, tai tuoreella kankaalla kasvavaa metsää pohjoisella vyöhykkeellä. Näitä kahta tapausta käytetään tässä vain esimerkkeinä havainnollistamaan hiilivarastovaikutuksia erilaisilla metsän tiheyksillä.
Oletetaan, että kun tällainen metsä muutetaan aurinkopuistoksi, menetetään koko puuston hiilivarasto hankkeen alueella. Oletetaan myös yksinkertaisuuden vuoksi, että maaperän hiilivarasto ei muutu, pois lukien elävän puubiomassan mukana poistuva hiili.
Lehtonen ym. [13] arvioivat eri lajisten ja ikäisten metsiköiden koko biomassan ja runkopuun tilavuuden suhdetta. Käytetään tätä BEF-kerrointa (biomass expansion factor) esimerkkimetsiköiden hiilivaraston arviointiin. Heidän arvioidensa mukaan 100-vuotiaissa mäntyvaltaisissa metsiköissä biomassaa (kuivapaino) on keskimäärin 0.703 t/m3, ja kuusivaltaisissa metsiköissä 0.784 t/m3. Hiilen osuus kuivabiomassasta on noin 50 %. Täten esimerkkimetsiköissä olisi hiiltä noin 140 tC/ha ja 53 tC/ha, minkä oletetaan tässä vapautuvan aurinkopuiston tieltä.
Päästökerroin tuotetulle sähkölle
Menetetystä hiilivarastosta ja tuotetusta energiasta voidaan laskea ”päästökerroin” aurinkopuiston tuottamalle sähkölle sen eliniän yli. Tätä lukua voidaan verrata fossiilisella energialla tuotetun sähkön päästökertoimeen. Erona kuitenkin on, että fossiilisella energialla tuotettaessa päästöä syntyy tasaisesti jokaista tuotettua energiayksikköä kohti, aurinkopuiston tapauksessa vain puistoa perustettaessa. Siten aurinkopuiston tapauksessa päästökerroin käy sitä pienemmäksi, mitä pidempään puisto tuottaa sähköä. Tässä laskelmassa tarkastellaan sähköntuotantoa vain aurinkopuiston yhden eliniän yli, vaikkakin sen eliniän lopussa samalle paikalle voitaisiin asentaa uudet aurinkopaneelit ilman tarvetta raivata metsää uudelleen.
Vertailukohdaksi voidaan ottaa kivihiilellä tai maakaasulla tuotettu sähkö, vaikkakin Suomen energiajärjestelmässä ei ole juurikaan näihin perustuvaa suoraa sähköntuotantoa. Oletetaan tätä laskelmaa varten kivihiilen päästökertoimeksi 96 tCO2/TJ ja hyötysuhteeksi 35 % ja vastaavasti maakaasulle 56 tCO2/TJ ja 45 %. Aurinkopuistolle käytetään kuvan 1 pohjalta tehtyä arviota hiilivaraston menetyksestä hehtaaria kohden kahdelle erilaiselle metsikölle, sekä taulukon 1 pohjalta laskettua sähköntuotannon mediaania hehtaaria kohden.
Näiden laskelmien tulokset on esitetty kuvassa 2. Tiheämmän metsikön tapauksessa hiilivaraston menetys on yhden vuoden sähköntuotantoon suhteutettuna merkittävät, maakaasulla ja kivihiilen tuotetun sähkön välissä. Mutta kun hiilivaraston menetyksen suhteuttaa aurinkopuiston koko elinaikana tuottamaan sähkömäärään, laskettu päästö on hyvin pieni, alle 2 % kivihiilen päästökertoimesta. Harvemman metsän tapauksessa menetetty hiilivarasto on huomattavasti pienempi, ja suhteutettuna 40 vuoden aikana tuotettuun sähköön alle 1 % kivihiilen päästökertoimesta.
Tämän tarkastelun perusteella hiilivaraston menetys on hyvin vähäinen tuotettuun aurinkopuiston tuottamaan energiamäärään nähden. Koska metsiköitä ja kasvupaikkoja on kuitenkin erilaisia, menetettävää hiilivarastoa voidaan pienentää rakentamalla aurinkopuistoja alueille, joilla metsän kasvu ei ole erityisen voimakasta.
Maatason tarkastelu
Asiaa voi tarkastella myös koko Suomen mittakaavassa. Edellisen perusteella vaikutus hiilivarastoihin ja hiilinieluun riippuu kuitenkin siitä, millaisille paikoille aurinkopuistoja rakennetaan. Tämän vuoksi tässä tarkastellaan vain aurinkopuistojen tarvitsemaa pinta-alaa.
Aurinkovoiman volyymi tulevaisuudessa riippuu monesta tekijästä, kuten sähkön kulutuksen kasvusta, aurinkovoiman kustannuksesta ja sähkövarastojen yleistymisestä. Fingrid on muodostanut erilaisia skenaarioita, joissa tuotanto vuonna 2040 vaihtelee 14–44 TWh välillä [14]. Käyttäen taulukon 1 mediaania, tämä vaatisi aurinkopuistoille 21 000–66 000 hehtaaria pinta-alaa. Osa aurinkovoimakapasiteetista voidaan kuitenkin asentaa osaksi rakennettua ympäristöä, osa maatalousmaalle ja osa metsämaalle. Suomen maapinta-ala on noin 30,4 miljoonaa hehtaaria, josta 26,2 miljoonaa hehtaaria on metsätalousmaata [15]. Tällöin yllä mainittujen skenaarioiden vaatima pinta-ala, olettaen että kaikki rakennettaisiin aurinkopuistoina, olisi 0,08–0,25 % metsämaan pinta-alasta.
Mikäli aurinkovoima kasvaisi näiden skenaarioiden mukaisesti ja toteutuisi täysmääräisesti rakentamalla aurinkopuistoja metsämaalle, vaikutus metsämaan pinta-alaan olisi silti koko maan tasolla pieni. Pinta-alavaikutuksen voi tulkita suuntaa antavana myös metsien hiilivaraston osalta, mutta tällöin on hyvä huomioida edellä todettu seikka, että metsien kasvupotentiaali on erilainen eri puolella Suomea. Valitsemalla aurinkopuistojen sijainniksi paikkoja, joilla metsien kasvumahdollisuudet eivät ole erityisen hyvät, voidaan vähentää aurinkopuistojen vaikutusta metsien hiilivarastoihin.
Yhteenveto
Tässä on esitetty suuruusluokka-arvio metsämaalle rakennettavien aurinkopuistojen vaikutuksesta metsien hiilivarastoon, sekä suuntaa antava arvio niiden tarvitsemasta pinta-alasta koko maan tasolla. Molempien tarkasteluiden perusteella vaikutus olisi vähäinen. Suhteutettuna aurinkopuiston tuottamaan sähköenergiaan, menetetty hiilivarasto olisi arviolta 1–2 % kivihiilellä tuotetun sähkön päästöstä. Maatasolla aurinkopuistojen tarvitsema pinta-ala olisi 0,08–0,25 % metsämaan pinta-alasta, mikäli aurinkopuistoja rakennettaisiin yhtä voimakkaasti, kuin mitä viitatuissa skenaarioissa on esitetty. Valitsemalla aurinkopuistojen sijainnit hyvin voidaan hiilivarastovaikutusta kuitenkin pienentää.
Tässä tarkastelussa ei käsitelty aurinkopuistojen vaikutusta metsäluontoon tai metsien virkistyskäyttöön. Koska nämä vaikutukset ovat paikallisella tasolla paljon merkittävämpiä kuin globaaliin ilmastonmuutokseen vaikuttava hiilivaraston menetys, tulisi ne huomioida hankkeita kehitettäessä. Kuten hiilivarastojenkin osalta, sijainnin sopivalla valinnalla voidaan minimoida aurinkopuistojen negatiivisia vaikutuksia ympäristöön ja yhteiskunnalle.
Kuten hiilivarastojenkin osalta, sijainnin sopivalla valinnalla voidaan minimoida aurinkopuistojen negatiivisia vaikutuksia ympäristöön ja yhteiskunnalle.
Lähteet
[1] Suomen suurin aurinkopuisto tuottaa pian sähköä yli 20 000 kotitalouden tarpeisiin – video näyttää paneelimeren laajuuden (yle.fi, 15.10.2024)
[2] Laajennamme Suomen suurinta aurinkopuistoa Atrian Aurinkoa lähes kaksinkertaiseksi (solarigo.fi, 6.7.2021)
[3] Päätös ympäristövaikutusten arviointimenettelyn soveltamisesta, Aurinkovoima, Laihia (PDF, ymparisto.fi, 13.7.2023)
[4] Käynnissä olevat hankkeet: Heininevan aurinkopuisto Lapua (suvic.fi, 9.1.2024)
[5] Merkittävä, 40 GWh vuosituotannon aurinkopuisto suunnitteilla Pöytyälle (ilmatar.com, 14.2.2023)
[6] Hankkeet: Harjunpään aurinkovoimala (sajm.fi)
[7] Ulvilaan suunnitellaan suurta aurinkovoimalaa – voisi parhaimmillaan tuottaa sähköä 15 000 omakotitalon tarpeisiin (yle.fi, 16.6.2022)
[8] Uusi aurinkovoimala suunnitteilla Nurmijärvelle – koko 118 hehtaaria (nurmijarvenuutiset.fi, 16.1.2024)
[9] Pieneen Simon kuntaan 120 000 paneelin aurinkovoimala: ”Saman kokoluokan voimalaa ei ole Suomessa vielä rakennettu” (yle.fi, 1.2.2024)
[10] Simoon on muodostumassa aurinkovoimapuistojen keskittymä – kaksi uutta tulokasta ilmaantui (lapinkansa.fi, 22.1.2025)
[11] Hankkeet: Utajärvi, Isosuo (skartaenergy.fi)
[12] Utajärvi solar power project first to sign agreement with CINEA (tem.fi, 26.3.2024)
[13] Lehtonen A. ym., Forest Ecology and Management 188, s. 211–224, 2004.
[14] Fingridin sähköjärjestelmävisio vuodelle 2040, Skenaarioluonnosraportti (PDF, fingrid.fi, 3/2025)
[15] Suomi lukuina: Maa-, metsä- ja kalatalous (tilastokeskus.fi, 24.1.2025)