Hajautetut energiajärjestelmät muuttavat suhtautumisemme sähköön

Aurinkosähkön osuus sitä vastoin on melko vähäinen, toistaiseksi alle 0,1 prosenttia, mutta tilanne muuttuu nopeasti. Vuodesta 2016 lähtien aurinkosähkön verkkoon kytketty kapasiteetti Suomessa on liki kaksinkertaistunut vuosittain.

Jos kasvu jatkuu yhtä voimakkaana, voi 2030 Suomen sähköverkkoon olla kytkettynä jopa 5 gigawatin edestä aurinkosähköä, joka vastaa noin 4 % ennustetusta kulutuksesta. Vertailun vuoksi Saksassa aurinkosähkön tuotanto vuonna 2017 vastasi noin 7 % koko kulutuksesta.

Arvaamaton tuotanto aiheuttaa arvaamattomia hintoja

Tuulivoiman osuus energiantuotannossamme on siis lähivuosina suhteellisen tärkeä. Perusvoimaa tuottavat ydinvoimalat, joiden tuotanto on vakio eikä sitä pysty nopeasti säätämään. Koska sähkön kulutuksen ja tuotannon on vastattava koko ajan toisiaan, kulutuksen vaihtelut on tasattava muilla keinoilla, kuten vesivoimalla tai fossiilisten polttoaineiden voimalaitoksilla.

Sähköntuotannossa vesivoiman osuus Suomessa on vaihdellut viime vuosina 12–16 prosentin välillä vesiolosuhteista riippuen. Tämä ja muu saatavilla oleva säätövoima ei kuitenkaan riitä yksin, minkä vuoksi osa säätösähköstä tulee yhteispohjoismaisilta markkinoilta. Tämä toimii ainakin nykyisin, kun merkittävä osa Ruotsin ja Norjan säätösähköstä ei vielä karkaa Saksan ja Ison-Britannian parempikatteisille markkinoille.

Energiamarkkinoiden kannalta kasvavan tuulivoiman ongelma on energiantuotannon huono ennustettavuus ja vaihtelu tuuliolosuhteiden mukaan. Kun tuulee paljon, sähkön hinta laskee; jos tuulta on vähän, hinta nousee. Kun perinteisesti sähköyhtiöt tekevät pitkiä kiinteähintaisia asiakassopimuksia, niiden on luotettava tuotanto- ja kulutusarvioihin, mikä luo riskiä myyjälle. Loppuasiakas taas saa sähkönsä sovittuun hintaan, joten hintariskin kantaa sähköyhtiö yrittäessään pysytellä ennustetaseessa.

Yhä enemmän voidaankin tulevaisuudessa nähdä siirtymää spottihintoihin eli loppuasiakas maksaa sähköstään tuntihintaa. Näin hintariski jakautuu uudelleen, ja ainakin päivän tarkkuudella voidaan myös ennustaa hintakehitystä.

Näin on erityisesti silloin kun kiinteistön kulutusta voidaan ohjata älykkäästi kohti edullisia tunteja ja vähentää kalliiden tuntien aikana. Jollei tuotantoa ja kulutusta kuitenkaan pystytä ohjaamaan mitenkään, hintavaihtelut tuntien ja päivien välillä voivat olla todella rajuja.

Miten täyttää omavaraisuusvaje?

Vuonna 2018 Suomen sähköenergian omavaraisuusaste oli vain noin 77 prosenttia ja sähköenergiaa tuotiin noin 20 TWh edestä, josta pääosa tuli Ruotsista. Yhteispohjoismainen sähkömarkkina on yksi vaihtoehto tasapainon hakemiseen, mutta tuontisähkö voi olla kallista, erityisesti jos oma tase ylittyy. Sähkömarkkinoiden käytettävissä oleva kapasiteetti voi myös nousta ongelmaksi, kun pohjoismaisilta markkinoilta aletaan myydä säätövoimaa myös muualle Eurooppaan. On siis myös mietittävä uusia keinoja tuotannon ja kulutuksen yhteensovittamiseksi.

Sähköyhtiöt ovat vastuussa sähkötaseistaan, joten niiden on huolehdittava mahdollisen “aukon” täyttämisestä itse.
Lumme Energian, Etelä-Savon Energian ja Tiedon yhteisprojektilla pilotoidaan paraikaa uutta, kulutusjoustoon perustuvaa, nykyaikaista ja älykästä tapaa ottaa enemmän irti käytettävissä olevista resursseista.

Älykkäästi ohjatulla virtuaaliverkolla säätökapasiteettia

Kun riittävä määrä sähkönkuluttajia yhdistetään yhdeksi dynaamisesti hallittavaksi massaksi ja sitä ohjaamalla voidaan säädellä resursseja eli kulutusta, syntyy ns. kulutusjousto, jota voidaan käyttää säätövoiman puutteen kompensointiin.

Suomessa on noin 1,2 miljoonaa omakotikiinteistöä ja kymmeniä tuhansia liike- ja teollisuuskiinteistöjä. Jos nämä kaikki virtualisoidaan, lopputuloksena on valtava mahdollisuus säädellä kulutusta älykkäästi.

Kuluttajalle säätö voi näkyä esimerkiksi lämminvesivaraajan tai lattialämmityksen käyttämisenä edullisemman tuntihinnan aikana vaikka muutamaa tuntia myöhemmin tai aikaisemmin kuin tavallisesti. Liike- ja teollisuuskiinteistöissä voidaan vastaavasti säädellä lämmitystä, ilmanvaihtoa, valaistusta tai teollisuudessa jopa osia prosesseista.

Sähköajoneuvot tuovat tulevaisuudessa lisääntyessään merkittävän lisän käytettävissä olevaan kapasiteettiin. Koska ne ovat suurimman osan ajasta kiinni latauspisteessä, niiden akkuja voidaan käyttää virtuaalisena voimalaitoksena. Varausta aggregoidaan vain vähän ajoneuvoa kohden eikä määrä vaikuta ajoneuvojen takuisiin eikä toimintamatkaan.

Samalla tavoin voidaan hyödyntää kiinteistöakustoja, kunhan akustojen hinnat laskevat tasolle, jolla ne alkavat yleistyä. Lisäksi ne toimivat myös tarpeellisena puskurina sähköautojen latausenergian tuottamisessa ilman kiinteistöjen merkittäviä liittymäkapasiteetin kasvattamisia.

Riittävän laajassa verkostossa sähkön kuluttaja ei edes huomaa säätöä, mutta sähköyhtiö voi hyödyntää volyymiresursseja ja niiden joustoa kulutuksen tasaamiseen sähkömarkkinoilla.

Ensi vaiheessa älykkäällä ohjauksella syntyvää säätökapasiteettia voidaan automaattisten algoritmien avulla myydä Fingridin reservimarkkinoilla. Myöhemmin voivat kuvaan tulla lisäksi keinoäly ja koneoppiminen, joiden avulla säätöä ja markkinoilla toimintaa on mahdollista automatisoida ja optimoida yhä edelleen sähkömarkkinoita laajemmin hyödyntäväksi assetiksi ja kokonaisuudeksi.

Sähkön käyttäjäkin hyötyy

Kun sähkönhankinta muualta pienenee, sillä on merkittävä vaikutus kansantalouteen ja sähkö- ja kauppataseeseen.

Kuluttajille tarjoutuu mahdollisuus käyttää yhä enemmän uusiutuvia energiamuotoja. Kiinnostus ekologisesti tuotettua sähköä kohtaan on suurta, mutta yksi määräävimmistä tekijöistä kotitalouksille on ymmärrettävästi hinta. Kun asiakas liittyy Lumme Energian järjestelmän kautta joustomarkkinoille, hän ei edes huomaa joustoa, mutta hyötyy joustosta maksettavasta kompensaatiosta.

Tarjolle voi tulla myös muita lisäarvopalveluita, joilla on vaikutusta siihen, että kuluttaja voi yhdestä paikasta hankkia palvelut, jotka ennen ovat vaatineet yhteydenottoa useaan tahoon.

Sähköstä avoin digitaalinen resurssi

Tulevaisuus avaa mielenkiintoisia näkymiä siihen, miten suhtautuminen energiaan tulee muuttumaan. Tekoäly, lohkoketjut sekä digitaalinen valuutta voivat mahdollistaa sen, että sähköstä voi tulla avoimesti ja automaattisesti käytettävä hyödyke erilaisille markkinoille.

Lohkoketjun avulla aurinkopaneelin tai tuuligeneraattorin omistaja voi mahdollisesti myydä vaikka naapurilleen sähköä ilman välikäsiä tai ladata sähköautonsa työpaikalla kotiakustostaan. Kulutusjousto edesauttaa valtakunnan tasolla sähköomavaraisuutta ja hyödyttää sähköyhtiöitä, jotka voivat entistä laajemmin resurssein ja palveluin toimia sähkömarkkinoilla. Lumme Energia tuotteistaa ja esittelee digitalisaatioon perustuvia uusia palveluita vuoden 2019 aikana.

Lue tästä miten Tiedon, Lumme Energian ja Etelä-Savon Energian energiaratkaisu pienentää päästöjä ja energialaskua - ensimmäisenä Suomessa.

Miko Huomo, johtaja, liiketoiminnan kehitys, Lumme Energia

Kirjoittaja vastaa Lumme Energialla uusien liiketoimintojen kehittämisestä ja digitalisaatiosta. Huomolla on vahva tausta teknologia- ja liiketoiminnan kehityksessä kansainvälisessä liiketoimintaympäristössä. Huomo on toiminut viimeksi Green Energy Finlandin pääomistajana ja liiketoiminnan kehittäjänä, toimitusjohtajana sekä yrittäjänä Etec Automation Oy:ssä. Ennen yrittäjyyttään Huomo on toiminut mm. Beneqillä nanoteknologian ja Siemensillä teollisuusautomaation kehitys-, myynti- ja markkinointitehtävissä.