Simulointi: Pääosin uusiutuva sähköjärjestelmä mahdollinen kaikkialla
Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa (Lappeenranta University of Technology, LUT) kehitetty uusi simulointimalli osoittaa, kuinka pääosin aurinkoon ja tuuleen perustuva sähköjärjestelmä voi toimia kaikkialla maailmassa. Se havainnollistaa, miten Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteet täyttävä sähköjärjestelmä toimii hyödyntämällä ainoastaan uusiutuvia energialähteitä.
Maailmanlaajuinen energian internetin malli visualisoi täysin uusiutuvan sähköenergiajärjestelmän vuodelle 2030. Visualisointi kattaa koko maapallon, joka on mallissa jaettu 145 alueeseen. Alueet puolestaan on ryhmitelty yhdeksään laajempaan vyöhykkeeseen.
”Simuloinnin avulla kuka tahansa voi tutkia, kuinka uusiutuva sähköjärjestelmä toimisi. Tutkijat ovat nyt ensi kertaa pystyneet siihen globaalissa mittakaavassa”, Christian Breyer, LUT:n aurinkotalouden professori ja johtava tutkija mallin takana sanoo.
Malli on suunniteltu löytämään taloudellisin ratkaisu uusiutuvalle sähköjärjestelmälle. Malli osoittaa myös, kuinka sähköntuotanto voidaan suunnitella kattamaan vuoden jokainen tunti. Toisin sanoen malli löytää sähköntarpeeseen parhaiten vastaava uusiutuvan energiantuotannon, varastoinnin ja sähkönsiirron yhdistelmän. Järjestelmän tuottaman sähkön kustannus on noin 55–70 euroa megawattitunnilta kaikilla yhdeksällä maapallon vyöhykkeellä.
Tarina ei kuitenkaan pääty tähän. Tutkijoiden kunnianhimoisena tavoitteena on kehittää mallia edelleen. Päivitysten jälkeen sillä voi tarkastella pelkän sähköjärjestelmän lisäksi koko energiajärjestelmää, mukaan lukien lämmitys- ja liikennesektorit. Mallilla voi jatkossa tarkastella myös kuinka nykyisestä energiajärjestelmästä kannattaa siirtyä täysin uusiutuvaan.
Tutkijoiden mukaan malli kumoaa myyttejä uusiutuvan energian mahdollisuuksista ja rajoitteista. Yksi harhaluulo on, että täysin uusiutuva energiajärjestelmä ei pysty toimimaan vakaasti tunnista toiseen tuuli- ja aurinkovoiman vaihtelevuuden vuoksi. Toinen uskomus on, että sähköjärjestelmä ei pystyisi toimimaan ilman suurta perusvoimakapasiteettia, kuten hiili- tai ydinvoimaloita. Tutkijoiden mukaan molemmat käsitykset ovat virheellisiä, ja malli paljastaa sen.
”Toivon, että väittely näistä uskomuksista voitaisiin päättää. Visualisointi näyttää tarkalleen, kuinka täysin uusiutuva sähköjärjestelmä toimii. Joten ei muuta kuin rakentamaan sitä”, johtava tutkija Pasi Vainikka VTT:ltä sanoo.
Tutkimuksen ja sen datan läpinäkyvyys on tutkijoille hyvin tärkeää. Kuka tahansa voi ladata mallin tulosaineiston tarkasteltavaksi. Tutkimukseen liittyvät julkaisut ovat saatavilla verkossa.
”Haluamme mallin tarjoavan kaikille kansalaisille mahdollisuuden tutustua uusiutuvaan energiajärjestelmään. Tiedonsaanti yleensä vähentää muutosvastarintaa”, Vainikka kertoo.
Tutkijat toivovat, että tämä edistää faktoihin perustuvaa keskustelua maailmanlaajuisesta energiamurroksesta.
”Kaikkien maiden täytyy löytää polku Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden saavuttamiseksi ja välttää turhia investointeja. Mallimme voi auttaa poliittisia ja teollisuuden päättäjiä sekä yhteiskunnallisia sidosryhmiä tässä tehtävässä”, Breyer sanoo.
Professori Breyer esitteli simulointimallin ensi kertaa perjantaina 4.11.2016 YK:n World Clean Energy Conferencessa (WCEC) Genevessä.
Malli laadittiin osana Tekesin rahoittamaa Neo-Carbon Energy -tutkimushanketta, joka toteutetaan Lappeenrannan teknillisen yliopiston, Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n ja Turun yliopiston Tulevaisuuden tutkimuskeskuksen yhteistyönä.
