Sähköenergian kehittäminen merialueella toimivilla tuuliturbiineilla on varsin uusi toimiala, jonka ripeä kasvu on kuitenkin välttämättömyys yhä enemmän sähköstä riippuville yhteiskunnille kuten meille. Suomessa sattuu olemaan poikkeuksellisen hyvät olosuhteet merituulivoimahankkeille ja alan nopea kasvu onkin meillä odotettavissa ja itse asiassa väistämätöntä. Toiminnan tueksi tarvitaan huomattavasti erilaisia meriteollisuuden siis telakka-alan tuotteita. Lukuun ottamatta joitakin komponenttitoimittajia Suomen meriteollisuus ei ole vielä oivaltanut alan tuomia mahdollisuuksia.
Merituulivoiman hyödyntäminen käynnistyi suuremmassa mittakaavassa noin vuonna 2008. Tämä tapahtui ensimmäisenä Iso-Britanniassa. Kuluneen noin 15 vuoden aikana kasvu on kiihtynyt ja tulevaisuudelle ennustetaan valtavia kasvulukuja. Käytännöt ja normistot ovat pikku hiljaa vahvistumassa alalle ja myös luonnollisesti media-yritykset ovat asemoineet itsensä hyödyntämään tätä kehitystä. Navigatorilla oli tilaisuus osallistua Lontoossa helmikuun alussa Riviera Maritime Median järjestämään yksipäiväiseen tapahtumaan Offshore Wind Journal Conference, joka oli järjestetty saman yrityksen vuosittain organisoiman Offshore Support Journal – tapahtuman yhteyteen. Riviera on Lontoosta käsin toimiva merisektoriin keskittyvä mediayhtiö, jonka tuotteisiin kuuluvat konferenssit, näyttelyt, seminaarit, lehtijulkaisut, analyysit, konsultointi ym. Koko tapahtumapakettiin osallistui noin 450 henkilöä, joista 150 itse merituulivoimaosioon. Tämän kirjoittajan lisäksi Suomesta ei ollut muita edustajia. Ainoastaan yksi suomalainen järjestelmätoimittaja oli edustettuna mutta tämäkin vain ei-suomalaisten tytäryhtiöidensä kautta. Melko selkeä näyttö siitä, että Suomessa ei merituulialaa vielä noteerata meriteollisessa teollisuudessa.
Voimakas ja pikainen pyrkimys hiilineutraalisuuteen kiihdyttää sekä aurinkoenergian että tuulienergian hyödyntämistä. Molempiin liittyy tuotannon sääriippuvuudesta liittyvät ongelmat, jotka vaativat täydennysjärjestelyjä, mutta näistä huolimatta kasvu tulee olemaan valtava. Suomen vuosittainen koko sähköenergian tarve on tänään n. 88 TWh (terawattituntia):
aurinkoenergialla tämä vaatisi n. 100 km2 paneeleita = 10 km x 10 km (oletettu tuotto 1000 kWh/m2, 100 miljoonaa 1 m2:n paneelia)
tuulienergialla tämä vaatisi n. 2000 turbiinia, joiden nimellisteho olisi 10 MW (keskimääräinen tuotto 5 MW, jos hyötykertoimeksi oletetaan 50 %)
Tämä pitkälle yksinkertaistettu vertailu viittaisi selkeästi siihen, että aurinkoenergian hyödyntäminen on paikallista ja tulee pysymään luonteeltaan paikallisena kun taas tuulienergialla on merkittävästi laaja-alaisemmat mahdollisuudet.
Maatuulivoimaa on kehitetty maailmalla huomattavasti pitempään kuin merituulivoimaa, koska maatuulivoiman kehittäminen on ollut paljon halvempaa. Merituulihankkeilla on kuitenkin huomattavat edut maatuulivoimaan verrattuna:
-merellä tuulet ovat voimakkaampia
-merellä tuulen voimakkuus on vakaampaa
-lupaprosessit ovat merihankkeisissa yleensä yksinkertaisempia (vähemmän erilaisia viranomaisia)
-merihankkeet aiheuttavat vähemmän ristiriitoja ja häiriöitä yhteiskunnassa
-merihankkeissa on yleisesti vähemmän rajoituksia
-merihankkeisiin ei yleensä liity maanomistuskysymyksiä
Edellisen perusteella on ilmiselvää, että Suomi tulee hyödyntämään Pohjanlahden aluetta tuulivoimalähteenä merkittävästi. Uivan kalusto lisäksi tarvitaan toiminnan tueksi maatukikohtia eli oikeastaan erillisiä satama-alueita, joihin perustetaan toiminnalle tuki-, huolto- ja varastointikeskuksia.
Maailmalla on tänään asennettuna tuulivoimaa 830 GW (2021) josta merituulivoimaa melkein 60 GW (nimellisteholukuja, ”nameplate values”), eli siis vain 7 % kokonaisvolyymistä tulee merellä tapahtuvasta tuotannosta. Vertailun kohteena yhden tyypillisen ydinvoimalan teho on esim. 1 GW, joten tuulivoiman (meri+maa) kokonaisvolyymi vastaa jo nyt 350:n isohkon ydinvoimalan tuotantoa, kun tuulivoiman keskimääräiseksi hyötykertoimeksi oletetaan 40 %.
Merituulivoiman tuotanto maailmalla jakautuu seuraavasti (2022 lukuja):
Kiina 47 %
Eurooppa 51,5 %
Muu maailma 1,5 %
Maailman 17:sta suurimmasta tuulipuistoista 11 on Iso-Britannian hallitsemilla merialueilla. Eurooppa ja nimenomaan Pohjois-Eurooppa hallitsevat tänään merituulivoiman teknologista kehitystä. Johtavia maita ovat Saksa, Iso-Britannia, Hollanti, Belgia ja Tanska. Kiinassa tukeudutaan paljolti eurooppalaiseen teknologiaan, joka on helposti saatavilla eurooppalaisten teknologiayhtiöiden, suunnitteluyhtiöiden ja toimittajien kautta. Suurin yksittäinen toiminnassa oleva tuulipuisto Hornsea 2 on Englannin itäpuolella. Se koostuu 165:stä tuuliturbiinista, joiden nimellisteho on yhteensä 1,4 GW (yksikköteho 8,4 MW). Yhdysvalloissa on kehitys kiihtynyt merkittävästi viimeisen parin vuoden aikana, mitä selittää erityisesti se, että merituulipuistot ovat tulossa ja osittain jo tulleet aidosti kustannuskilpailukykyisiksi. Subventiojärjestelmiä ollaan nopeasti poistamassa lähes kaikissa maissa. Niin kuin hyvin tiedetään USA:ssa ollaan erittäin dynaamisia. Kun aito rahanteko näyttää tulevan mahdolliseksi, yksityinen sektori ryntää alalle ilman viiveitä.
Suomen kielessä käytetään yleisesti termiä tuulipuisto, mutta englanninkielisessä tekstissä vakiintunut termi on wind farm eli ”tuulitila”. Jälkimmäinen termi viittaa enemmän liiketoimintaan kun taas Suomessa käytetty viittaa ehkäpä luontoviihteeseen. Myös termi tuulimylly (wind mill) näyttää jäävän pois käytöstä ja tilalle on tullut käsite tuuliturbiini, jolla tarkoitetaan yleensä tuuliturbiiniyksikköä, siis itse turbiinia, sen koneistoa ja koko rakennelmaa. Maailman ylivoimaisesti merkittävimmät tuuliturbiinien toimittajia ovat saksalais-espanjalainen Siemens-Gamesa ja tanskalainen Vestas.
Yksittäisten tuuliturbiinien koko on kasvanut ripeästi viime vuosina. Vuonna 2000 tyypillinen maksimikoko oli 2 MW ja tänään puhutaan jo yli 15 MW:n yksiköistä. Tällaisen ison yksikön roottorin halkaisija on noin 240 m, lavan pituus 110 m ja lavan korkein kohta maasta/merestä yli 300 m. Vertailun vuoksi Helsingissä Stadionin tornin korkeus on 72 m.
Ennusteet kertovat, että maailman merituulivoimakapasiteetti tulisi olemaan 400 GW vuonna 2035, mikä vastaisi siis noin 200 tyypillisen ydinvoimalan tehoa. Tämä jakautuisi seuraavasti: Eurooppa 170 GW, Kiina 110 GW, USA 50 GW ja muu maailma 70 GW. Luvut näyttävät selvästi painopisteen olevan korkean tulotason maissa ja Kiinassa myös aika pitkällä tähtäimellä. Kuva 2 esittää ennusteen maailman tuuliturbiiniyksiköiden määrän kehityksestä (mukaan lukien Kiina). Tämän mukaan maailmassa olisi toiminnassa reilun 10 vuoden kuluttua jo yli 30.000 tuulivoimaturbiinia merialueilla.

Merituulivoiman osalta eri valtiot ovat luonnollisesti hyvin erilaisessa asemassa riippuen maan sijainnista. On valtioita, joilla on kokoonsa ja väestöönsä nähden suuret merialueet, sellaisia, joilla on vähäisemmät alueet ja tietenkin sisämaavaltioita, joilla ei ole pääsyä merituulivoiman hyödyntämiseen. Suomi on tässä suhteessa erinomaisen hyvässä asemassa. Meillä on erittäin pitkä länsirannikko, jossa on edulliset tuuliolosuhteet ja suhteellisen matalat vedet. Oletettavasti Suomessa merituuliaktiviteettien painopiste tulee olemaan Pohjanlahdella ja Suomenlahtea tullaan hyödyntämään vähemmän. Tehdään suuruusluokkavertailu Suomen ja Saksan välillä (”karkea” rantaviivalinjaus):
rantaviivaa on Suomessa 130 mm/asukas
rantaviivaa on Saksassa 8 mm/asukas
Eli Suomessa on Saksaan verrattuna valtava merituulipuistopotentiaali. Meillä on tietenkin omat merijäähän liittyvät haasteemme, joita muualla maailmassa ei ainakaan vielä ole merituulivoimasektorilla. Pohjanlahti lienee ainoa alue maailmassa, jossa on merijäätä ja johon merituulipuistoja vakavasti suunnitellaan. Ongelmat tuskin ovat ylivoimaisia, koska jään ominaisuudet ja käyttäytyminen tunnetaan nykyään erittäin hyvin. Jäissä tapahtuvalle meriliikenteelle tuulipuistoista mahdollisesti tulee jonkinlainen häiriötekijä, mutta liikenteen volyymi on varsin niukkaa.
Valtaosa nykyisistä meritulipuistoista Euroopassa ja Kiinassa on rakennettu melko matalille vesialueille. Tuulipuistojen toteutusteknologian osalta on kaksi erillistä ratkaisua: pohjaan kiinnitetyt tai tukeutuvat turbiiniyksiköt tyypillisesti alle 50 m:n syvyisiin vesiin ja kelluvat ratkaisut tätä syvemmille vesialueille. Valtaosa kaikista tähän mennessä toteutetuista tuulipuistoista on alle 50 m:n syvyydessä.
Meriteollisuuden kannalta tietenkin erityinen kiinnostuskohde ovat laivat ja muu uiva kalusto, jota tarvitaan merituulipuistojen rakentamiseen, ylläpitoon ja huoltoon. On luontevaa tehdä vertailu offshore öljy- ja kaasusektoriin, joka on antanut valtavasti työtä meriteollisuuden yrityksille ympäri maailmaa melkein 60:n vuoden ajan. Tähän sektoriin Suomikin ehti mukaan, joskin hiukan jälkijunassa. Fossiilisista polttoaineista luopuminen tulee vähitellen näivettämään
tämän sektorin, mutta näivettyminen tapahtunee hitaasti ja tullee kestämään ainakin pari vuosikymmentä. Aiemmin otaksuttiin, että oljy- ja kaasusektorille tarkoitettua kalustoa voitaisiin sellaisenaan käyttää merituulivoimatoiminnan tukena, mutta viimeaikainen kehitys on osoittanut, että on tarkoituksenmukaista käyttää tuulivoimatoiminnassa lähinnä vain tähän kehitettyä ja rakennettua erityskalustoa.
Yksi merkittävä ero öljy- ja kaasusektorin välillä on meriteollisuuden kannalta se, että öljy- ja kaasutoimintaan etsintä- ja tuotantorakenteet toteutettiin pääosin perinteisillä laivatelkoilla tai telakoilla, jotka muunnettiin sopiviksi rakenteiden tuotantoon. Nämä rakenteet toivat huomattavan volyymin telakoille. Merituulivoimasektorilla tilanne on toinen. Tuotantorakenteet eli tuuliturbiiniyksiköt nähtävästi rakennettavan erillisissä tätä toiminta varten perustetuissa laitoksissa eikä perinteisillä laivatelakoilla. Tämä viittaa siihen, että merituulisektorista ei tule samanlaista pelastavaa boananzaa laivatelakoille kuin tuli aikoinaan öljy- ja kaasusektorista.
Eri tyyppisiä erikoisaluksia tarvitaan merituulisektorille kuitenkin runsaasti. Kuvassa 3 on esitetty katsaus niihin laivatyyppeihin, joita toiminta vaatii joko kenttien rakennusvaiheessa tai energiatuotantotoiminnan aikana. Lyhenteitä on monenlaisia ja ne ovat vasta pikku hiljaa vakiintumassa yleiseen käyttöön.

Osa kalustosta on sellaista, jonka tulee olla erityisesti ja yksinomaan merituulitoimintaan kehitettyä ja jolla ei ole käyttöarvoa muussa merellisessä toiminnassa. Tällaisia ovat:
Wind Turbine Installation Vessel (WTIV)
Service Operation Vessel (SOV, myös CSOV)
Crew Transfer Vessel (CTV)
Foundation Installation Vessel (FFIV)
Muut kuvassa esitetyt kuten Survey Vessel, Cable Lay Vessel (CLV), Heavy Lift Vessel (HLV) ja Operations and Maintenance Jackup Vessel (O&M JU) ovat sellaisia, jotka rakennetaan laajempaa käyttöön ja joita voidaan hyödyntää merituulihankkeiden lisäksi muiden merellisten toimintojen tukemisessa.
Kuva 4 Esittää yhteenvedon kuvassa 3 mainittujen laivatyyppien tarpeesta vuoteen 2030 mennessä (lyhennysten selitykset kuvassa 3). On huomattava, että määriin eivät sisälly Kiinan toimintaan tarkoitetut Kiinassa rakennettavat alukset. Ne tahot, jotka ylläpitävät tilastoja ja laativat ennusteita tonniston kehittymisestä maailmalla valitettavasti jättävät yleensä Kiina pois arvioista siksi, että offshore wind – sektori Kiinassa katsotaan erilliseksi suljetuksi markkinaksi, mikä ei kiinnosta länsimaisia toimijoita.

Karkeasti voidaan todeta, että kuvan 4 luvut voi kertoa kahdella, jotta saa kuvan koko maailman volyymeistä (siis ml. Kiina). Totta on, että Kiinan toiminta ei tietenkään edusta minkäänlaista potentiaalia Suomen telakkateollisuudelle ja on siten tämän tarkastelun kannalta epärelevantti. Kuvan mukaan SOV – laivoja tarvitaan tulevan seitsemän vuoden aikana vuosittain lisää noin 20 kpl. Viime vuosien kehitys osoittaa, että WTIV – alukset valmistetaan kaikkialle maailmaan lähinnä Kiinassa. CTV – tyyppi on jätetty tarkastelun ulkopuolelle luultavasti siksi, että laivat ovat pienikokoisia ja niiden hankinta tullee tapahtumaan pääasiassa paikallisilta laivatelakoilta tai jopa venevalmistajilta, jos yksiköt jäävät pieniksi.
Merituulivoimasektori on maailmalla voimakkaassa kasvussa. Teknologia on pitkälti hanskassa. Ekonomia kehittyy positiivisesti yksikkökokojen kasvaessa. Meriteollisuudelta tarvitaan monenlaisia uusia tuotteita. Suomesta tulee merkittävä merituulivoiman hyödyntäjä. Kuinka paljon Suomen meriteollisuus tulee tätä sektoria hyödyntämään, on tänään täysi kysymysmerkki.
Teksti Eero Mäkinen