Suomessa on maailman älykkäin sähköverkko

Suomalaiset sähköyhtiöt ovat edelläkävijöitä tulevaisuuden älykkään energiajärjestelmän kehityksessä. Uudenlaiset tekniikat ovat kuitenkin välttämättömiä.

Megatrendit
3.10.2018

Viime syksynä Saksassa törmättiin – jälleen kerran – erikoiseen ilmiöön. Lauantaina 28. syyskuuta sähkön hinta laski Saksassa negatiiviseksi. Hinta pyöri nollan tuntumassa koko päivän, kunnes yöllä hinta romahti vielä alemmas.

Suurimman osan sunnuntaita sähköyhtiöt maksoivat asiakkailleen noin 80 euroa megawattitunnilta sähkön käytöstä. Mitä enemmän sähköenergiaa asiakas käytti, sitä enemmän hänelle siitä hyvitettiin.

Tilanne ei ollut poikkeuksellinen. Viime vuonna sähkön hinta laski Saksassa nollan alapuolelle yli sata kertaa. Negatiivisia hintoja on nähty myös esimerkiksi Ranskassa, Britanniassa, Belgiassa, Hollannissa ja Sveitsissä.

Uusiutuva energia haastaa sähköverkot

Mikä Saksassa oikein meni vikaan? Maassa oli tuulinen sää, joten tuulivoimalat tuottivat reilusti sähköä. Samalla sähkön käyttö hiljeni viikonlopuksi.

– Saksassa ollaan sitouduttu siihen, että tuulivoimasta maksetaan tietty hinta, joten tuulivoimaloiden ei kannattanut vähentää tuotantoa. Suuret kivihiilellä ja ydinvoimalla toimivat voimalaitokset eivät toisaalta pystyneet laskemaan tuotantoaan, joten verkkoon tuli ylikapasiteettitilanne, selittää Pekka Salomaa, joka toimii johtajana Energiateollisuus ry:n Energiamarkkinat-yksikössä.

Sähköntuotannon suuri haaste on se, että kysynnän ja tarjonnan täytyy olla joka hetki tasapainossa. Jos sähköä on liikaa tai liian vähän, sähköverkon vakaus vaarantuu ja koko verkko voi kaatua. Saksassa on helpompi lisätä kulutusta maksamalla sähkön käytöstä kovaa hintaa kuin ajaa isoja voimalaitoksia alas.

Suomessa ollaan aivan samantyyppisten haasteiden äärellä. Kun aurinko- ja tuulivoiman osuus energiantuotannosta kasvaa, sähköntuotannon vakautta on paljon vaikeampi ylläpitää. Pelkkä aurinkovoimalan eteen tuleva pilvi voi romahduttaa hetkeksi tuotantolukemat, eikä tällaisia nopeita muutoksia ole helppo kompensoida muussa sähköntuotannossa. Älykkäässä energiajärjestelmässä huomio täytyykin kiinnittää kulutuspuolelle.

Älykäs energiajärjestelmä säätää kulutusta

Termi älykäs sähköverkko on yleistynyt viime vuosina, ja sillä viitataan koko energiajärjestelmän älykkyyden ja joustavuuden kasvattamiseen. Suomalaiset sähköyhtiöt ovat kehitystyön eturintamassa, ja Suomen sähköverkko on tietyssä mielessä jo maailman älykkäin.

– Suomi on Euroopan ja todennäköisesti koko maailman ensimmäinen maa, jossa kaikilla kuluttajilla on etäluettava sähkömittari. Niistä luetaan päivittäin tuntikohtaiset kulutuslukemat, kertoo energiamarkkinoiden apulaisprofessori Samuli Honkapuro Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta.

Suomessa käytetään yleisesti esimerkiksi tuntihintaisia sähkösopimuksia, jotka ovat maailmalla hyvin harvinaisia. Tulevaisuuden älykkäällä energiajärjestelmällä viitataan kuitenkin vielä pidemmälle menevään älykkyyteen. Siihen liittyy kaksi avaintekijää, joista ensimmäinen on kysyntäjousto.

Kysyntäjoustossa laitteita ohjataan käyttämään sähköä silloin kun sitä runsaasti. Jos sähköstä on taas pulaa, laitteita voidaan sammuttaa. Tällaisia hankkeita on jo käynnissä.

– Esimerkiksi Fortum on rakentanut niin kutsutun virtuaaliakun, joka koostuu suuresta määrästä omakotitaloja ja niiden lämminvesivaraajia. Varaajiin on asennettu ohjausjärjestelmä, jolla sähköyhtiö voi katkaista veden lämmityksen pieneksi hetkeksi, kertoo Honkapuro.

Jos lämminvesivaraaja, tai vaikkapa kodin sähkölämmitys, sammutetaan kymmeneksi minuutiksi, asukkaat eivät todennäköisesti huomaa koko asiaa. Sähköverkkoon saadaan näin kuitenkin merkittävää säätövaraa.

Kuluttajien kysyntäjoustossa on otettu vasta ensiaskelia. Kehitteillä on esimerkiksi järjestelmiä, joilla jouston piiriin voitaisiin lisätä useampia erilaisia laitteita, kuten pakastimia, ilmalämpöpumppuja tai sähköautoja.

– Kysyntäjoustoon kehitetään todennäköisesti uudenlaisia malleja, joita ei osata vielä ennakoidakaan, arvioi Salomaa.

Sähkön varastointi tulee arkipäivään

Toinen älykkään energiajärjestelmän avaintekniikka on sähkön varastointi. Tähän asti se on ollut harvinaista, mutta akkujen hintojen lasku muuttaa tilannetta.

Markkinoiden tunnetuin sähkövarastotuote on sähköautovalmistaja Teslan Powerwall. Se on tarkoitettu tavallisiin koteihin toimimaan erityisesti aurinkopaneelien yhteydessä. Sähkövaraston avulla aurinkosähköä voidaan kerätä talteen päiväsaikaan, kun tuotto on suurin, ja sähköä voidaan sitten käyttää illalla, kun kodin sähköntarve on korkeimmillaan.

Vastaavia ratkaisuja löytyy myös muilta valmistajilta, ja kotien sähkövarastot ovat alkaneet yleistyä myös Suomessa. Kyse ei kuitenkaan ole vain yksittäisistä kodeista vaan sähkövarastot voivat auttaa koko sähköverkkoa. Esimerkiksi Helen suunnittelee Helsinkiin järjestelmää, jossa sähköyhtiö voisi kulutuspiikkien aikaan lainata sähköä kotien sähkövarastoista, ja palauttaa sitä myöhemmin takaisin.

Sähköyhtiöt hankkivat myös omia sähkövarastoja, mutta niiden käyttö on varsin erityyppistä kuin kotien akkujärjestelmissä.

– Energiayhtiöiden suuria sähkövarastoja käytetään pääasiassa sähköverkon tasapainottamiseen. Tyypillisesti sähkövarastoa ladataan ylituotannon uhatessa ehkä vain muutaman sekunnin ajan mahdollisimman tehokkaasti, ja sähköä palautetaan sitten takaisin verkkoon kysynnän ollessa hetkellisesti tarjontaa isompaa, kertoo Salomaa.

Sähköyhtiöt ovat kehittäneet myös innovatiivisia ratkaisuja, joissa sähkön välivarastoinnissa hyödynnetään aivan muihin tarkoituksiin tarkoitettuja akkujärjestelmiä.

– Esimerkiksi datakeskusten varavirtajärjestelmissä on suuri määrä akkuja, jotka ovat suurimman osan ajasta tekemättä mitään. Niiden avulla voidaan tuottaa joustoa sähköverkolle, kertoo Honkapuro.

Vielä suurempia odotuksia on sähköautojen käyttämisestä sähköverkon heilahtelujen tasoittamiseen. Kun sähköautot yleistyvät, sähköverkkoon voi syntyä melkoisen suuri akkuresurssi, johon voidaan joko syöttää ylimääräistä sähköä tai josta voidaan hetkellisesti lainata sähköä.

Älykkään energiajärjestelmän kehitys on vielä melko varhaisessa vaiheessa. Näyttää kuitenkin siltä, että tavallisten kuluttajien osa tulee olemaan merkittävä.

– Älykkäässä energiajärjestelmässä sähkön käyttäjästä tulee hyvin aktiivinen markkinaosapuoli, toteaa Samuli Honkapuro.

Lue lisää
Avoimuus on avain vastuulliseen sijoittamiseen

Avoimuus on avain vastuulliseen sijoittamiseen

Vastuullinen sijoittaminen on yleistynyt viime vuosina rytinällä. Vahvimmat kirittäjät ovat ilmastonmuutos ja kuluttajien vaatimukset.

Petteri Orpo: ”Osakesäästötilien hyödyt korvaavat verotulojen menetykset”

Petteri Orpo: ”Osakesäästötilien hyödyt korvaavat verotulojen menetykset”

Valtiovarainministeri Petteri Orpo arvioi, että osakesäästötilien vaikutukset kansantalouteen korvaavat moninkertaisesti valtion menettämät verotulot.

Arktinen alue kuumenee - Suomi on matkalla seudun solmukohdaksi

Arktinen alue kuumenee - Suomi on matkalla seudun solmukohdaksi

Maailman vauraimpien valtioiden kiinnostus maapallon pohjoisinta kolkkaa kohtaan kiihtyy. Kehitys on yksi kaikkien aikojen mahdollisuuksista Suomelle. Mutta onko arktisen alueen herkän luonnon ja...

Tuoreimmat

OP sosiaalisessa mediassa