Energiamarkkinat
Energian tuotanto, jakelu ja varastointi (Akkuvoimalaitokset, akkuvarastot, Aurinkovoimalat)
Tuulivoima

Uusilla energiavarastoilla on paljon käyttökohteita

Kuva: Shutterstrock

Maailmalla energian varastointikapasiteetin odotetaan kasvavan vuosittain 31 prosenttia tämän vuosikymmenen aikana. Nykyaikaiset energiavarastot tuovat aivan uusia mahdollisuuksia energian varastointiin ja sähkön lataukseen. Ne myös helpottavat uusiutuvan energiantuotannon kytkemistä valtakunnalliseen sähköverkkoon. Innovatiivisia sähkövarastoja on jo suunniteltu ja kehitetty Suomessakin.

ENERGIAVARASTOILLA ON olennaista merkitystä nykytilanteessa, jossa aurinko- ja tuulivoimahankkeet nopeasti yleistyvät.

Varastojen energiareservin avulla voidaan muun muassa tasata uusiutuvan energian tuotantomäärien vaihtelua. Energiavarasto voi muutenkin varmistaa sähköjärjestelmien toimintaa.

Esimerkiksi OX2-yhtiö suunnittelee parhaillaan Suomeen sähkövarastoa Nivalassa sijaitsevan Uusnivalan sähköaseman yhteyteen.

Sähkövarasto akkumoduuleista

Nivalaan tuleva sähkövarasto koostuu valmistuttuaan litiumionitekniikkaa hyödyntävistä akuista, joiden yhteenlaskettu arvioitu kapasiteetti on noin 50 MW. Hankkeen on arvioitu tulevan käyttöön vuonna 2025.

Varasto on kehitetty ensisijaisesti Fingridin reservi- ja säätösähkömarkkinoille lisäämään niiden toimintavarmuutta.

”Näillä näkymin Uusnivalan sähkövaraston litiumioniakkujen moduulit sijoitetaan asennuspaikalla joko kontteihin tai vaihtoehtoisesti säänkestäviin kaappeihin noin 1,5–2 hehtaarin tontille. Tämäntyyppinen sähkövarasto mahtuu melko pienelle alueelle”, toteaa uusiutuvan energian yhtiön OX2:n liiketoimintajohtaja Saku-Matti Mäki.

”Varastosta tulee miehittämätön laitos, joka toimii automaattisesti ja jota valvotaan etäyhteydellä.”

Uusnivalan sähkövarasto sijoittuu Fingridin sähköaseman läheisyyteen. Suhteellisen lähellä on myös useita Pohjanmaan tuulipuistoalueita, tosin ei aivan sähkövaraston vieressä.

”Energiavarasto voisi olla nopean vasteajan yksikkö, josta saadaan nopeasti lisäenergiaa.

Tuulivoimalan asennus käynnissä.
KUVA: JOAKIM LAGERKRANTZ

Nopeaa lisäenergiaa

Akut ja muut varastointitekniikat edistävät monentyyppisten sähkönjakeluverkkojen huolto- ja toimintavarmuutta.

”Energiavarasto voisi olla nopean vasteajan yksikkö, josta saadaan nopeasti lisäenergiaa, jos valtakunnanverkosta äkillisesti putoaa pois isoja yksiköitä. Akuistahan saadaan sähköä nopeammin kuin käynnistämällä varavoimalaitoksia”, Mäki korostaa.

Ensimmäinen OX2:n eurooppalainen energiavarasto rakennettiin Ruotsin Bredhällaan. Se on tulossa käyttöön 2024.

”Bredhällassa asennetaan puolen jalkapallokentän kokoiselle alueelle 21 akustoa, joiden yhteisteho on 43 MW (megawattia). Osin asennustyö on vielä käynnissä, mutta varasto tulee käyttöön vuoden 2024 lopulla.”

”Kyseessä on OX2:n oma investointihanke. Se valmistuu E-On-yhtiön sähköaseman viereen ja toimittaa energian säätöpalveluja Svenska Kraftnätille”, Mäki mainitsee.

Energiavarastoja voimalaitoksille

Kuten Uusnivalan hankkeessa, Bredhällan sähkövarastossa varastointi perustuu litium-ioniakkuihin. Niiden avulla pystytään tasaamaan sähkönkäytön kulutuspiikkejä.

Molemmat sähkövarastot ovat itsenäisesti toimivia, mutta OX2 kehittelee vastaavantyyppisiä akkuratkaisuja myös aurinko- ja tuulivoimapuistojen yhteyteen.

”Jos uusiutuvan energian voimalaitoksen yhteydessä on omaa energian varastointia, voidaan saada synergiaetuja. Tässä on yksi merkittävä mahdollisuus tulevia laitoksia suunniteltaessa.”

”Kaikkiaan OX2:lla on vireillä energianvarastointihankkeita 856 MW:n edestä. Pohjoismaiden lisäksi energianvarastoinnilla on markkinoita Puolassa, Romaniassa, Italiassa ja Australiassa”, sanoo Mäki.

Energian varastointijärjestelmien ohella OX2:lla keskitytään aurinko- tai tuulivoimahankkeisiin yhdistettyjen järjestelmien kehittämiseen. Lisäksi yhtiö tarjoaa energiavarastojen hallinnointipalveluita asiakkaille ja sijoittajille.

Parhaillaan OX2 muun muassa suunnittelee teollisen mittakaavan aurinkovoimapuistoja Kauhajoelle Etelä-Pohjanmaalle sekä Loimaalle Varsinais-Suomeen. Valmistuessaan puistojen yhteenlaskettu energiantuotanto vastaa enimmillään yli 100 000 kotitalouden vuotuista sähkönkulutusta.

Kauhajoelle suunnitteilla oleva Aurinkonevat-hanke on teholtaan noin 500 MW ja vuosittainen energiantuotanto noin 460 gigawattituntia, joten kyseessä on yksi Suomen suurimpia aurinkovoimahankkeita.

Loimaalle kaavaillun Keinusuo-hankkeen teho on noin 60 MW ja vuosittainen energiantuotanto noin 59 GWh. Tavoite on, että kummankin hankkeen rakentaminen päästäisiin aloittamaan 2–4 vuoden kuluessa.

”Aurinkovoimapuistoja edistetään hyvässä yhteistyössä maanomistajien ja kuntien kanssa”, vakuuttaa Mäki.

Alalle osaamista ja investointeja

Energianvarastoinnin sektorilla OX2 on juuri vahvistanut energianvarastointitiimiä, joka suunnittelee, toteuttaa ja hallinnoi varastointihankkeita.

”Tällaisissa varastointiprojekteissa OX2 toimii tyypillisesti paitsi toteuttajana, myös hankkeiden teknisessä ja kaupallisessa hallinnoinnissa – mukaan lukien kunnossapito ja valvonta. Tilanteen mukaan osa kokonaisratkaisusta voidaan hankkia ostopalveluna OX2:n kumppaneilta”, Mäki selvittää.

Monikin toimija Suomessa on Mäen arvion mukaan kiinnostunut energian varastointihankkeista ja tulossa mukaan liiketoimintaan.

”Investointejakin on jo tehty. Alalla kuitenkin tarvitaan kokemusta uusiutuvasta energiasta ja sähkön varastoinnista.”

Siirrettäviä sähkövarastoja

Tamperelainen Enico on kehittänyt uudenlaisen, mobiilin energiavaraston. Se mahdollistaa fossiilivapaan sähköenergian hyödyntämisen paikoissa, joissa se on ollut aiemmin mahdotonta esimerkiksi sijainnista riippuen.

”Enico perustettiin vuonna 2019 ja se on kehittänyt erilaisia energiavarastoja. Syksyllä 2022 markkinoille tuli uudentyyppinen siirrettävä energiavarasto”, toimitusjohtaja Marko Lähteenmäki toteaa.

Enico Oy:n toimitusjohtaja Marko Lähteenmäki sanoo, että energiavarasto on eräänlainen monitoimityökalu, joka soveltuu energiantuotannon optimointiin ja sähköverkon taajuustuentaan. Lisäksi niiden avulla voidaan myös toteuttaa siirrettävä suuritehoinen sähköautojen latausasemaratkaisu.
KUVA: ENICO OY

”Laitteisto perustuu litium-ioniakustoon, joka on tehty mobiilikäyttöön. Tällaista energiavarastoa on mahdollista käyttää samaan tapaan kuin perinteistä dieselmoottori-varavoimageneraattoria vaikkapa huippukuorman tarpeen aikana.”

”Kyseessä on ison dieselgeneraattorin kokoinen laitteisto, joka painaa yli 10 tonnia. Sitä voidaan kuljettaa trailerilla ja nostaa asennuspaikoille autonosturilla.”

Kehitystyö alkoi vuoden 2021 alkupuolella, jolloin Enico lähti mukaan norjalaisten sähkö- ja koneyhtiöiden käynnistämään tuotekehityshankkeeseen.

”Norja on juuri kieltämässä fossiilisten polttoaineiden käytön rakennustoiminnassa. Esimerkiksi nosturit ja muut rakennuskoneet joudutaan sähköistämään, ja tätä varten tarvitaan siirrettäviä energiavarastointiratkaisuja”, Lähteenmäki selittää.

Hänen mukaansa vastaava tilanne on ESG-lainsäädännön mukana tulossa todennäköisesti myös Suomeen.

“Ratkaisumme tukee yrityksiä vihreässä siirtymässä ja on aito vaihtoehto fossiilisia polttoaineita käyttäville aggregaateille. Näin sähköistetyt työkoneet voivat hyödyntää puhdasta energiaa missä vain.”

Työmaita varten kehitetyt siirrettävät energiavarastot ovat standardikooltaan 300 kW.

”Energiavarasto on eräänlainen monitoimityökalu.

Tuotantoa tasapainoon

Lähteenmäen mukaan vastaavanlaiset energiavarastot soveltuvat yhtä lailla vaikkapa uusiutuvan energian tuotantolaitoksille, joskin silloin useimmiten tarvitaan suurempia varastointikapasiteetteja.

”Energiavarasto on eräänlainen monitoimityökalu, joka soveltuu energiantuotannon optimointiin ja sähköverkon taajuustuentaan. Lisäksi niiden avulla voidaan myös toteuttaa siirrettävä suuritehoinen sähköautojen latausasemaratkaisu”, Lähteenmäki luettelee mahdollisia käyttökohteita.

”Työmaallakaan pelkkä sähkövarasto ei välttämättä riitä, koska töihin tulevilla rakentajilla on yhä enemmän sähköautoja, jotka pitäisi ladata työpäivän aikana. Energiavarastoon voidaan tällöin integroida sähköautojen teholatausinfrastruktuuri.”

Enicon siirreltävä energiavarasto MobileESS on mahdollistanut tänä kesänä sähköautojen latauksen Särkänniemessä.
KUVA: ENICO OY

”Energiavarastoratkaisut mahdollistavat uusiutuvan energian tuotannon ja kysynnän kohtaamisen. Sähköverkon mitoituksen ja toiminnan sekä sähkön laadun kannalta on tärkeää, että sähkön kysyntä ja tarjonta ovat tasapainossa”, muistuttaa Lähteenmäki.

”Varasto voisi näin ollen mahdollistaa niin sanotut virtuaalivoimalaitokset eli järjestelmät, joiden avulla mm. kaupan tai teollisuuden kiinteistöt voidaan valjastaa aktiiviseksi markkinaosapuoleksi tuottoisille kysyntäjoustomarkkinoille.”

Monenlaisia sovelluksia

Mobiilin energiavaraston, etu on siinä, että se toimii myös kausiluonteisessa käytössä. Silloin ei vaadita mittavia maanrakennustöitä, vaan laitteisto voidaan liittää perinteisen pienjänniteliitäntään (vähintään 400VAC / 32 A).

”Mittavia liittymämuutoksia ei tarvitse tehdä, koska varastoon on mahdollista ladata sähköä hitaasti pienestä liittymästä ja sen voi sitten purkaa suurempaa tehoa vaativiin käyttökohteisiin.”

”Erilaisia sovellusvaihtoehtoja on paljon, ja parhaimmillaan energiavarastolla voidaan sähkön käytön optimoinnin lisäksi luoda suoraan säästöjä.”

Energiavarastot pystyvät varastoimaan sähköä silloin, kun sähkön hinta on edullisimmillaan, minkä jälkeen huokeaa energiaa voidaan käyttää kalliimpien hintojen aikoina. Samaten energiavarastolla voidaan turvata energian saanti mahdollisten katkojen aikana, esimerkiksi radiolinkkiaseman toiminta jopa viikon ajaksi.

Siirrettävä energiavarasto mahdollistaa nopeasti kuljetettavan ja jopa muutamassa tunnissa paikan päälle käyttökuntoon saatavan sähköakkujen latausaseman.

Tampereen Särkänniemen pysäköintialueella Enicon toimittamaan laitteistoon onkin juuri yhdistetty kymmenen sähköautojen latauspistettä, jollaisia alueella ei ollut entuudestaan. Vastaavanlaista tekniikkaa on jo ollut käytössä myös Keravan monitoimihallin rakennustyömaalla.

”Tämäntyyppisille laitteistoille on paljon tarvetta, mutta tekniikan tuomat mahdollisuudet eivät vielä ole kaikille käyttäjille tuttuja. Energiavarastoille on monenlaisia käyttökohteita”, Lähteenmäki sanoo.

Teksti: Ari Mononen