Käyttö ja kunnossapito
Tiedonhallinta, tietojärjestelmät, digitalisaatio
Pohjoismainen tutkimus auttaa varautumaan tulevaisuuden energiajärjestelmien uhkiin
KUVA: UNSPLASH
Vaasan yliopisto on mukana pohjoismaisessa tutkimuksessa, jossa kantaverkkoyhtiöt, puolustusvoimat, tutkimuslaitokset ja laboratoriot tuottavat kyber-teknis-sosiaalista ymmärrystä tulevaisuuden energiajärjestelmistä ja niiden haavoittuvuuksista. Tällaista tieteidenvälistä yhteistyötä ei ole ennen tehty, ja hankkeen ajoitus on jopa yllättävän täydellinen.
Vaasan yliopiston VEBIC-tutkimus- ja innovaatioalusta on mukana pohjoismaisten kantaverkkoyhtiöiden (TSO) ja Nordic Energy Research -alustan yhteistyönä kehittämän Nordgrid-ohjelman aloitteesta syntyneessä Resilient Digital Sustainable Energy Transition -tutkimushankkeessa, joka tuottaa ymmärrystä pohjoismaisen energiajärjestelmän muuttujista ja uhkista kantaverkkoyhtiöiden päätöksenteon tueksi. Hanke painottuu energiaan, mutta sen perusta on vahvasti kokonaisturvallisuudessa.
Sähköistyminen, digitalisaatio ja verkottuminen vyöryvät yhteiskuntaan hyökyaallon lailla lisäten energiajärjestelmän monimutkaisuutta ja haavoittuvuuksia. Niin utopistiselta kuin se kuulostaakin, pohjoismaisen energiahuollon haavoittuvuudeksi voi nousta yhtä lailla sosiaalisessa mediassa kiihotettu, verkkoon liittyvä kansalaisten mielenilmaus kuin mummon digitaalinen kahvinkeitin.
Petra Berg toimii projektipäällikkönä ja Vaasan yliopiston VEBICtutkimusalustan
yhteyshenkilönä REDISET-konsortiossa.
KUVA: VAASAN YLIOPISTO
Pohjoismaiden kokonaisturvallisuus ei ole enää vain trollausten, manipuloinnin ja muiden teknisten uhkien torjuntaa, vaan se edellyttää niin teknisen kuin sosiaalisen ja kyberulottuvuuden hallintaa. Energiahuollossa se tarkoittaa Pohjoismaiden kantaverkkoyhtiöiden, sähkönjakeluyhtiöiden (DSO) ja puolustusvoimien yhteistyötä.
”Kyberturvallisuudesta on tullut energiajärjestelmään uusi taso, joka muuttaa radikaalisti pelikenttää. Mukaan tulee uudenlaisia riskejä, joista ei ole ennen tarvinnut välittää ja jotka eivät ole meille tuttuja”, VEBIC-tutkimusalustassa REDISET-hankkeen projektipäällikkönä toimiva Petra Berg kertoo.
REDISET-hankkeen konsortio ja tutkimus ovat uudenlaisia. ”Vastaavantyyppistä konsortiota ei ole tiettävästi tehty ennen. Tällaista tutkimusta on mahdollista tehdä nyt, kun energiaverkkojen digitalisoitumisen myötä ilmaantuu myös haavoittuvuuksia. Tutkimuksen avulla on mahdollista ennakoida haavoittuvuuksia ja niiden seurauksia sekä parantaa tulevaisuuden digitaalisten energiaverkkojen resilienssiä”, VEBIC-tutkimusalustan johtaja, hanketyöryhmän erityisasiantuntija Suvi Karirinne sanoo.
Pohjoismaat ovat sopiva ympäristö uudenlaiselle tutkimukselle
REDISET-tutkimushankkeen alullepanijoita ja yhteistyökumppaneita ovat kantaverkkoyhtiöt Fingrid, Svenska Kraftnät ja Statnett. Ne vastaavat yhdessä uusien, sähköistymistä, tiiviimpää yhteistyötä ja digitalisointia painottavien energiastrategioiden toteutumisesta.
REDISET-hanketta toteuttaa pohjoismainen konsortio, johon kuuluu VEBIC-tutkimusalustan ohella kolme muuta tutkimuslaitosta: Pääkoordinoija on Tukholman Kungliga tekniska högskolan (KTH), jossa Sonja Berlijn johtaa koko hanketta. Norwegian Defense Research Establishment (FFI), jossa projektipäällikkönä toimii Karina Barnholt Klepper, tuottaa puolustusvoimien erikoisalaan kuuluvia mallinnuksia ja The Norwegian SmartGrid Centre osallistuu mallintamalla älyverkkoja. Hankkeen yrityskumppaneihin kuuluu vaasalainen Gambit Oy, joka on mukana ohjausryhmässä.
Vaasan yliopisto kehittää ja testaa skenaarioita sosioteknillisestä näkökulmasta, johon liittyy niin energiakäyttäytyminen, digitaalisuus kuin älyverkko-osaaminen. Projektissa luodaan kuluttaja- ja makromarkkinoinnin työkaluja käyttäen ymmärrystä siitä, millaisia muotoja niin kutsuttu sosiaalinen manipulaatio voi saada kyber-teknis-sosiaalisissa systeemeissä, jos järjestelmää pyritään vahingoittamaan tai sabotoimaan. Digital Economy -tutkimusalustan tutkijat vastaavat projektissa paikkatietojärjestelmien ja -teknologioiden turvallisuuden kehittämisestä, ja tätä tutkimusta tarvitaan digitaalisten hajautettujen energiaverkkojen hallintaan ja ohjaukseen. Sähkötekniikan tutkijat vastaavat sähköverkkojen reaaliaikasimulaatiotutkimuksesta, johon liittyy esimerkiksi mahdollisten kyberhyökkäysten vaikutusten simulointi sähköverkkoympäristössä.
Tulevia skenaarioita testataan FREESI-älyverkkolaboratoriossa, joka on keskittynyt muun muassa suojausjärjestelmien testaukseen ja älykkäiden sähköverkkojen simulointiin. Mittaustietoa saadaan reaaliaikaisesti Sundom Smart Grid living lab -testialueelta.
Pohjoismaat tarjoavat ainutlaatuisen ympäristön tutkimukselle, joka koskee kokonaisturvallisuuden kriittisiä, usein tarkoin varjeltuja osa-alueita, kuten energiaa ja maanpuolustusta. ”Suomen, Ruotsin ja Norjan välillä on keskinäinen luottamus. Konsortio mahdollistaa vuoropuhelun ja toimintatavat, jotka eivät olisi mahdollisia muualla Euroopassa”, Berg sanoo.
Hankkeen kokonaisbudjetti on 1,6 miljoonaa euroa. Rahoitus tulee Nordgrid-ohjelman kautta Nordic Energy Research (NER) -konsortiolta, joka myös hallinnoi projektia kokonaisuutena. Maakohtainen koordinaatio toteutuu Suomessa Business Finlandin kautta, ja projekti on myös osa sen Smart Energy -ohjelmaa. Ruotsissa ohjaava taho on Energimyndigheten.
Vaasan yliopiston VEBIC-tutkimusalustan johtaja Suvi Karirinne on
REDISET-tutkimusryhmän erityisasiantuntija.
KUVA: VAASAN YLIOPISTO
Nappiajoituksesta täyteen vauhtiin vuonna 2022
REDISET-hankkeen hakuaika oli vuoden 2021 kesällä, jonka jälkeen maailma on muuttunut merkittävästi. ”Geopoliittinen kehitys on kärjistynyt viimeisen puolen vuoden aikana, ja sen näkökulmasta tutkimuksen ajoitus ei voisi olla täydellisempi”, Karirinne toteaa.
Hankkeen aloitustapaaminen pidetään maaliskuussa 2022. Koska kyseessä on uudenlainen tutkimus, konsortion osapuolten on tärkeää löytää aluksi yhteiset toimintatavat. Se tapahtuu energiajärjestelmien nykytila-analyysin ja tulevaisuusskenaarioiden kuvaamisen kautta.
Berg ei halua vielä arvailla skenaariovaihtoehtoja. ”Emme ole vielä päässeet vauhtiin koko konsortion voimin. On tärkeää, että saamme aikaan tieteidenvälisen tutkimusnäkökulman, ja se edellyttää asiantuntijoiden tiivistä yhteistyötä”.
Loppuvuodesta tutkimusryhmä valitsee vaihtoehtoisista järjestelmäkuvauksista relevanteimmat jatkotutkimukseen. Tieteidenvälisyys korostuu myös valintamenetelmän päättämisessä, sillä relevanttiuden tunnistamiseksi on tärkeää ottaa huomioon eri näkökulmat.
Vuodenvaihteen tienoilla ohjelmassa ovat työpajat valittujen skenaarioiden heikkouksien kartoittamiseen. Keskeisimpien heikkouksien ja uhkien on määrä olla nimetty ja kuvattu toisen hankevuoden alkaessa maaliskuussa 2023.
Tutkijat tekevät REDISET-hankkeen ohella myös rinnakkaistutkimusta ja artikkeleita liittyen kokonaisturvallisuuteen ja tulevaisuuden energiajärjestelmiin. ”Artikkeleissa selvitetään Pohjoismaiden energiaturvallisuuden nykytilaa ja siihen liittyviä tulevaisuudenkuvia monitieteellisesti. Kriisinhallintaan liittyen opetetaan, että yhteiskunnan kriittisissä prosesseissa on 72 tunnin varoaika, jonka ylittyessä yhteiskunnan kriisialttius kasvaa. Tätä olemme käyttäneet tutkimuksen johtoajatuksena”, Berg kertoo.
KUVA: SHUTTERSTOCK
Sosiotekninen ulottuvuus uutuutena
REDISET-hankkeessa teknillispainotteiseen tutkimukseen tuodaan uudenlainen sosiokulttuurinen ja sosiotekninen näkökulma. Tavoitteena on tuottaa ymmärrystä monimuotoisuuden vaikutuksista ihmisiin ja ympäristöön. Ajattelu liittyy konsortion taustalla olevaan NEEN – Nordic Energy Equality Network -verkostoon, joka edistää energia-alan monimuotoisuutta Pohjoismaissa.
Sosiaalisten ja kulttuuristen vaikutusten ymmärtäminen korostuu tulevaisuudessa, kun energiajärjestelmät muuttuvat Pohjoismaissa muun Euroopan tavoin yhä hajautetummiksi ja energiajärjestelmiä koskeva systeemitason päätöksenteko siirtyy kansalliselta tasolta alueille ja kunnille.
Demokratian perusajatukseen kuuluu, että hyvin erilaiset ihmiset pääsevät päättämään tärkeistä asioista. Karirinne kuitenkin pohtii, ymmärtävätkö kuntapäättäjät riittävästi energiajärjestelmiä koskevien päätösten suoria ja seurannaisvaikutuksia.
”Energiajärjestelmät ovat kokonaisturvallisuudelle kriittisiä. On tärkeää ymmärtää, keiden pitää olla pöydän ääressä päättämässä systeemitason asioista. On toivottavaa, että kuntapäättäjät ovat kiinnostuneita perehtymään energia-asioihin ja kypsiä tekemään systeemitason päätöksiä”, Karirinne toteaa.
Hyötyä kansainvälisellä, alueellisella ja kuntatasolla
REDISET-hanke vastaa eri sidosryhmien tarpeisiin sekä lisää ymmärrystä energiajärjestelmään liittyvistä muuttujista ja uhkista. Tutkimuksen tuloksena syntyy tarkastuslista, joka antaa päätöksentekijöille tietoa energiajärjestelmän vaaroista, niihin viittaavista hiljaisista signaaleista ja paikoista, joissa signaaleja voi tunnistaa.
Tutkimusryhmä toivoo tutkimukseen pohjautuvan keskustelun laajenevan kantaverkkoyhtiöiden kautta Euroopan tasolle ja edelleen eurooppalaisen kantaverkkoyhtiöiden yhteistyöjärjestön ENTSO-E:n kautta globaalille tasolle.
Tutkimuksen löydöksiä tuodaan julki ja keskustelu avataan myös alueella ja kuntalaisille päin. Kanavina toimivat esimerkiksi pian avautuva hankkeen verkkosivusto ja myöhemmin podcastit.
Teksti: Riitta Autio
