Kodin lämpimästä vedestä tulee akku

Energiajärjestelmien toimintatavat ovat menossa kokonaan uusiksi.

Kuva: LUT / Elina Orpana

– Käynnissä on iso muutos. Aiemmin oli lähinnä isoja keskitettyjä voimalaitoksia ja suuria sähkövoimajohtoja. Näin tultiin reilu sata vuotta, kertoo sähkötekniikan professori Jarmo Partanen Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta (LUT).

Nyt uusiutuvat energiamuodot – pääasiassa aurinko- ja tuulivoima – yleistyvät ympäri maailmaa vauhdilla, jota juuri kukaan ei olisi muutama vuosi sitten uskonut.

– Tuotantoa on miljoonissa ja miljoonissa paikoissa.

Tämä on myös välttämätöntä. Päästöjä pitää vähentää, sillä muuten ilmastonmuutos tappaa kasveja, eläimiä ja ihmisiä.

Hyvä uutinen on se, että tuulivoiman ja aurinkovoiman hinnat ovat laskeneet merkittävästi. Partanen kertoo, että esimerkiksi Lähi-idässä ja Chilessä on toteutettu ilman tukia aurinkovoimaloita, joiden sähköntuotanto on selvästi halvempaa kuin fossiilisilla polttoaineilla.

LUT:n syyskuussa julkaistun tutkimuksen mukaan tuulivoima on Suomessa ilman tuulitukiakin ydinvoiman jälkeen halvinta, kun otetaan huomioon myös tuulettomia aikoja varten tarvittavat investoinnit. Tässä vertailussa päästökauppa oli huomioitu hiilivoimalan tuotantohinnassa.

Tasapainoilu on sekuntipeliä

Sähköverkossa sähköntuotanto ja sähkönkulutus pitää olla tasapainossa joka sekunti. Nykyisin tasapainotus hoidetaan pääasiassa isoilla hiili-, vesi- tai kaasuvoimaloilla. Tätä kutsutaan säätövoimaksi.

Koska aurinko- ja tuulivoimaloita rakennetaan lisää, mutta aina ei paista tai tuule, uusia ratkaisuja täytyy kehittää. Muuten vaarana ovat sähkökatkot, jotka esimerkiksi Suomessa keskellä kylmimpiä talvipakkasia voisivat ovat vaarallisia.

Tasapainoon haetaan nyt ratkaisua kotitalouksista. Partanen kertoo, että LUT:n ja Järvi-Suomen Energian pilottihankkeessa testataan erilaisia ratkaisuja neljän kotitalouden avulla.

Pääasiallinen tutkimuskohde on lämminvesivaraaja. Tällä hetkellä niitä lämmitetään pääsääntöisesti öisin, mutta kokeiluun valituissa kotitalouksissa sähköyhtiö ohjaa niiden lämmittämistä yhtenä joukkona. Koska sähköyhtiö pystyy tiettyjen reunaehtojen sisällä säätämään lämmityksen ajankohtaa, muodostuu sähköyhtiölle säätövoimaa.

Ketään ei esimerkiksi haittaa, jos jääkaappi tai pakastin on kolme sekuntia pois päältä.

Fortumilla valmis konsepti

Virtuaalivoimalaitokset eivät ole vain tutkijoiden pöydillä. Energiayhtiö Fortumilla on jo konsepti ‘Spring’, jossa kotitaloudet saavat sähkölaskustaan alennusta, jos ne antavat Fortumin ohjailla lämminvesivaraajien toimintaa.

Fortum Springin vetäjä Janne Happonen kertoo, että virtuaalivoimalaitosten ansiosta kenenkään ei tarvitse ostaa isoja akkujärjestelmiä pellon reunalle.

– Asiakkailla on jo ratkaisu kotonaan.

Happonen ja LUT:n Partanen muistuttavat, että kotitalouksissa on muitakin laitteita, joita voidaan hyödyntää säätövoimana.

– Ketään ei esimerkiksi haittaa, jos jääkaappi tai pakastin on kolme sekuntia pois päältä, Partanen toteaa.

Lähtökohta kaikessa on, ettei asiakkaan tarvitse muuttaa käyttäytymistään. Säätämisen hoitaa älykäs automaatio.

Sähköautot osaksi sähköverkkoja

Kuva: Fortum

Uusia säätövoimaksi sopivia laitteita tulee koko ajan lisää.

– Näemme sähköautojen roolin tässä tosi suurena. Akkujen määrä on merkittävä, Happonen sanoo.

Ensimmäisessä vaiheessa sähköautojen lataamista tullaan kontrolloimaan Happosen mukaan lämminvesivaraajien tapaan. Fortumilla on jo Norjassa yksi iso parkkihalli, jossa sähköautojen lataamista tehdään suunnitellusti.

Seuraavassa vaiheessa sähköautojen akkuvarausta voidaan purkaa ja täydentää näin kotitalouksien sähköntarvetta kulutuspiikkien aikaan.

– Esimerkiksi Ruotsissa energiankäytön strategiassa sähköautoilla on keskeinen rooli 2030-luvulla, Partanen kertoo.

Juttua varten on haastateltu myös Vaasan yliopiston sähkötekniikan professori Kimmo Kauhaniemeä.

Näemme sähköautojen roolin tässä tosi suurena.

Teksti: Pekka Leiviskä, pääkuva: 123rf.com