Sähköntuotanto

Sähköntuotanto on energiantuotantoa, jossa erilaisia primäärienergian muotoja muunnetaan sähköksi. Jossakin määrin sähköverkon kuormantasauksessa käytetään myös sekundaarisia energialähteitä kuten on kyse pumppuvoimaloiden suhteen.
Valtaosa ihmiskunnan käyttämästä sähköstä tuotetaan voimalaitoksissa muuntamalla mekaanista energiaa generaattorilla sähköksi. Mekaaninen energia saadaan joko suoraan luonnosta (esimerkiksi vesivoima ja tuulivoima) tai lämpövoimakoneella jostakin lämpöä tuottavasta prosessista (esimerkiksi ydinvoima, erilaisten polttoaineiden polttaminen ja geoterminen energia). Voimalaitoksista sähkö johdetaan sähköverkkoa pitkin kuluttajille.
Pieniä määriä sähköä tuotetaan ilman generaattoria ydinparistoilla, kemiallisilla paristoilla, aurinkokennoilla ja polttokennoilla, näiden tuotantotapojen ollessa kuitenkin yleensä julkisen sähköverkon ulkopuolella.
Samassa voimalaitoksessa voidaan tuottaa sekä sähköä että lämpöenergiaa lämmitykseen. Tätä kutsutaan sähkön ja lämmön yhteistuotannoksi.

Sähköntuotannon reunaehtoja

Sähköntuotannon täytyy vastata tarkasti joka hetki kulutustilannetta. Valtakunnanverkon tasolla hetkelliset kulutusvaihtelut ovat pieniä suhteessa koko tuotantoon. Vakaana pysyvää tuotannon osaa sanotaan perusvoimaksi. Koska suuri osa voimalaitoksista on hitaasti säädettäviä ja tuottavat perusvoimaa, niin tuotannossa tarvitaan lisäksi nopeasti säädettävää säätövoimaa. Lisäksi tuotannossa täytyy varautua jonkin suuremman voimalaitoksen rikkoontumiseen. Tätä varten joudutaan pitämään reservissä voimalaitoksia varavoimana. Myös sähkönsiirtokapasiteetti on rajoite. Voimalaitokset on pyritty rakentamaan lähelle kuluttajia, jotta ei tarvittaisi suurta sähkönsiirtoverkkoa, joka myös hukkaisi osan sähköstä. Sähköverkon siirtokapasiteetin rajoitukset ovat ongelma tuulivoiman laajemmalle käytölle.

Sähköntuotanto henkeä kohti

Ruotsin energiaviranomaisten taulukon mukaan sähkönkulutus kasvoi henkeä kohti vuodessa 2004-2005 EU-15-maissa 0,7 % ja OECD-maissa 1,9 %. Kasvu tuotettiin fossiilisilla polttoaineilla.
Islanti ja Norja kuluttavat paljon sähköä asukasta kohti, mutta ne pystyvät luonnonolosuhteiden vuoksi tuottamaan sähkön lähes kokonaan uusiutuvalla energialla, Norjassa jopa vientiin.

Tuonnin asema Suomen sähköntuotannossa

Suomi on poikkeuksellisen riippuvainen sähkön tuonnista: jopa 15–20 % kulutuksesta joudutaan kattamaan tuontisähköllä. Voimakas tuontiriippuvuus on riski huoltovarmuudelle.
Euroopassa ei juuri missään sähkön tuontiosuus nouse niin suureksi kuin Suomessa. Venäjältä sähköä tuodaan Suomeen nykyisin yli 11 TWh vuodessa.
Koko EU:ssa Venäjältä tuodun sähkön osuus on noin 2 %.
Eduskunnan hyväksymän ilmasto- ja energiastrategian mukaan Suomen oman tuotantokapasiteetin tulee pystyä kattamaan huipun aikainen sähkönkulutus kaikissa kysyntätilanteissa. Vuonna 2010 tämä ei toteudu, vaan huippukulutustilanteessa tuonnilla katettava tuotantokyvyn ja kulutuksen välinen aukko on 1 300 MW. Yllättävät ongelmat tuotannossa tai tuonnissa voivat mutkistaa tilannetta.. Sekä Venäjä että Ruotsi ovat ajoittain rajoittaneet sähkön vientiä Suomeen. Venäjän rajoitukset ovat toisinaan tulleet yllätyksenä ja lyhyellä varoitusajalla.