Hiilineutraaliustavoitteet ohjaavat teollisuutta, liikennettä ja muutakin yhteiskuntaa käyttämään puhtaasti tuotettua sähköä. Energiamurros lisää uusiutuvien energiamuotojen tarvetta, sillä fossiiliset polttoaineet pitää korvata kustannustehokkaasti.
Katseet on käännetty tuuli- ja aurinkovoimaan, koska niissä on vielä paljon kasvupotentiaalia. Tällä hetkellä Suomessa kulutettavasta sähköstä 20 prosenttia saadaan tuulivoimasta, ja aurinkovoiman osuus on vain 1 prosentti. Vuoden 2030 tavoitteissa Suomen sähköstä jo puolet tuotetaan tuulella ja 5–10 prosenttia auringolla.
Voimaloita, voimajohtoja, sähköasemia ja liittymiä rakennetaan nyt ahkerasti. Fingrid investoi kantaverkkoon seuraavan kymmenen vuoden aikana peräti neljä miljardia euroa.
Siirtoyhteyksiä tarvitaan etenkin pohjois–eteläsuunnassa, jotta sähköä saadaan vietyä tuotantopaikoista kulutuskeskuksiin: valtaosa sähköstä kulutetaan Etelä-Suomessa, kun taas eniten uusia sähköntuontantolaitoksia rakennetaan Länsi-, Keski- ja Pohjois-Suomeen.
Energiamurroksesta seuraa myös tarpeita uusiutuvien ja sääriippuvaisten energialähteiden joustolle ja säätökyvylle. Tuulen ja auringon tuotantokapasiteetti on täysin sidoksissa säähän, johon ei voi vaikuttaa. Tuuli- ja aurinkovoima kuitenkin täydentävät toisiaan, koska silloin kun on tyyntä, paistaa usein aurinko, ja pilvisellä säällä taas tuulee enemmän.
”Tällä hetkellä kehitteillä on voimalaitoksia, joissa aurinko- ja tuulivoima sijaitsevat vierekkäin ja jotka voivat hyödyntää samaa verkkoliityntää.”
”Tällä hetkellä kehitteillä on sellaisia voimalaitoksia, joissa aurinko- ja tuulivoima sijaitsevat vierekkäin ja jotka voivat hyödyntää samaa verkkoliityntää. Hybridivoimalassa voi jatkossa olla myös sähkövarasto eli akku, jolloin liitynnän käyttöaste nousee entisestään”, kertoo vanhempi asiantuntija Risto Kuusi Fingridistä.
Liityntäkyselyt sähköiseen palveluun
Eteläisessä Suomessa on tällä hetkellä valtava määrä sekä liityntäkyselyitä että investointeja muun muassa sähkökattiloihin, palvelinkeskuksiin ja sähkövarastoihin.
Useat toimijat korvaavat nyt yhtä aikaa fossiilisia energiamuotoja sähköllä, mikä kasvattaa alueellista sähkönkulutusta. Samaan aikaan suurten kaupunkien lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksia eli CHP-voimaloita lakkautetaan ja aiempi tuotantoteho korvautuu sähkön kulutuksella.
”Monet asiat tapahtuvat yhtä aikaa, nopealla aikataululla ja valtavan suuressa mittakaavassa, mikä luo painetta kantaverkon kehittämiseen tiheästi asutuilla alueilla”, kertoo asiakaspäällikkö
Markus Talka Fingridistä.
”Pystymme kyllä vastaamaan asiakkaidemme liittymätarpeisiin pidemmällä aikavälillä, mutta emme ehkä huomenna tai vuoden päästä. Verkkovahvistusten tekeminen vie viidestä kymmeneen vuotta”, hän lisää.
Liityntätarpeiden ennakointia edistäisi Talkan mukaan se, että kaikki mahdolliset asiakkaat tekisivät matalalla kynnyksellä liityntäkyselyt Fingridin sähköisen palvelun kautta. Siten jo suunnitteluvaiheessa oleva hanke kirjautuu kartalle oikeaan kohtaan ja Fingrid voi seurata sen elinkaarta sekä arvioida, missä vaiheessa uudet asiakashankeet edellyttäisivät kantaverkon kehittämistä ja miten.
”Meille tulleet liityntäkyselyt ovat olennainen osa kantaverkon kehittämisen suunnittelua.”
”Kantaverkon kehittäminen perustuu asiakastarpeiden, sähkömarkkinoiden, kantaverkon kunnon ja siirtotarpeiden mukaan laadittuihin verkkosuunnitelmiin. Meille tulleet liityntäkyselyt ovat siis olennainen osa kantaverkon kehittämisen suunnittelua”, Talka toteaa.
Kun tiedot on kerran syötetty järjestelmään, niitä on Fingridissä helppo analysoida isona kokonaisuutena. Myös kaikki Fingridin antamat vastaukset pysyvät järjestelmässä jokaisen osapuolen nähtävillä, eivätkä esimerkiksi jää puhelinkeskustelun varaan.
Fingridissä on analysoitu otollisia sijainteja teollisen kokoluokan sähkövarastoille Suomessa. Siksi hankkeita selvitellessä kannattaa olla hyvissä ajoin yhteydessä kantaverkkoyhtiöön ja sillä tavalla mahdollisesti välttää suuret haasteet tai viivästykset hankkeessa.
”Meiltä kannattaa kysyä, missä nämä parhaat sijainnit esimerkiksi teollisen kokoluokan sähkövarastoille voisivat olla, jotta niistä saisi parhaan hyödyn asiakkaalle ja samalla ratkaisu palvelisi myös koko sähköjärjestelmän tarpeita”, Talka suosittelee.
Joustot torjuvat hintapiikkejä
Sääriippuvaisten energiamuotojen haasteena on, että energiankulutus ja sääolot eivät läheskään aina kohtaa.
Kylmän pakkasen aikaan tarvitaan paljon sähköä, mutta silloin ei välttämättä tuule tai paista. Sellaisina päivinä voimalaitosten ja siirtoyhteyksien vikaantuminen voi aiheuttaa sähkön niukkuutta, joka näkyy kuluttajille hintapiikkeinä.
Vuoden 2023 elokuussa esimerkiksi sähkön hinta kävi yllättäen hyvin korkealla, kun kantaverkkoon tehtiin suunniteltuja keskeytyksiä Ruotsin rajalla ja samaan aikaan sattui vikaantumisia rinnakkaisissa linjoissa ja myös Ruotsissa. Olkiluodon ydinvoimalan jäähdytysjärjestelmä vikaantui ja Loviisan ydinvoimayksikössä tehtiin suunniteltu vuosihuolto. Kaiken lisäksi oli tyyntä.
Aurinkovoima sentään auttoi keskipäivän ja iltapäivän tunneilla, mutta sitä ei pystytty varastoimaan niille tunneille, kun sähköä käytettiin paljon, eli alkuiltaan ja arkiaamuun.
Sääriippuvaisten energiamuotojen haasteena onkin joustamattomuus. Esimerkiksi kivihiilivoimalassa energiavarastona ja tuotannon joustona toimi valtava hiilikasa. Nyt energiajärjestelmään tarvitaan uudenlaisia energiavarastoja, kuten akkuja, vettä hyödyntäviä pumppuvoimaloita, lämpöenergiavarastoja sekä vedyn ja sähköpolttoaineiden varastointia.
Vetyä voidaan tulevaisuudessa mahdollisesti varastoida kallioluoliin samankaltaisesti kuin maakaasua nykyään. Vedyn hyötyjä uusiutuvien energiamuotojen varastoinnissa havitellaankin tulevaisuudessa yhä enemmän teknologian kehittyessä.
Sääriippuvaisten energiamuotojen hallitsemassa sähköjärjestelmässä tarvitaan myös yhä enemmän joustoa sähkön kulutuksessa, niin kuin teollisuudessa jo tehdäänkin. Kulutusjoustoa tapahtuu luontevasti myös sähkön hinnan mukaan: kun sähkö on kallista, sitä käytetään säästeliäästi ja sitä kuluu vähemmän.
Kaikki joustot ja varastot, joita tehdään, torjuvat hintapiikkejä. Suuret tuotantolaitokset voivat myös tienata kulutusjoustolla osallistumalla reservimarkkinoille. Reservien avulla Fingrid tasapainottaa sähköjärjestelmää käyttötunnin aikana kulutuksen ja tarjonnan poiketessa toisistaan.
Sääriippuvaisten energiamuotojen on mahdollista itsekin joustaa. Nykyään teknologia mahdollistaa entistä paremmin sen, että myös tuuli- ja aurinkovoima voivat osallistua reservimarkkinoille.
Aurinko- ja tuulivoima muuttavat verkkoa
Kun uusi voimalaitos liittyy kantaverkkoon, se käy lävitse monivaiheisen liittymisprosessin Fingridin järjestelmäteknisten vaatimusten mukaisesti.
Suuntaajakytketyn aurinko- ja tuulivoiman määrän nopea lisääntyminen on tuonut monenlaisia teknisiä haasteita, joihin nykyiset vaatimukset, käytetty teknologia ja vakiintuneet toimintamallit eivät enää vastaa.
Tästä syystä voimalaitosten sekä sähkövarastojen järjestelmätekniset vaatimukset, VJV ja SJV, päivitetään tämän vuoden aikana. Päivityksessä huomioidaan entistä paremmin tuulivoiman, aurinkovoiman ja sähkövarastojen osuuden kasvusta aiheutuvia teknisiä tarpeita.
”Tavoitteena on, että sähköjärjestelmämme toimisi mahdollisimman vakaasti myös tulevaisuudessa, kun suuntaajakytkettyjen laitteiden määrä lisääntyy ja teknologia sekä toimintamallit muuttuvat”, Talka mainitsee.
Uudet tekniset vaatimukset luovat edellytyksiä sille, että voimalaitokset toimivat stabiilisti kaikissa käyttötilanteissa ja häiriöissä. Se edellyttää uusilta voimalaitoksilta korkeaa teknistä suorituskykyä, ohjattavuutta, näkyvyyttä ja kykyä ennakoida tulevaa.
