Kaupallinen yhteistyö Fortum

Akut eivät pysty ihmeisiin tulevaisuuden sähköjärjestelmässä

Akkuihin liittyy valtavia odotuksia, kun sähkön varastoinnin merkitys kasvaa siirryttäessä uusiutuvaan sähköntuotantoon. Vesivoiman korvaajiksi niistä ei ole, sillä ne painivat aivan eri liigassa.

Fortum
Fortumin Järvenpään sähkö- ja lämpövoimalamn yhteydessä toimii Pohjoismaiden suurin akku. Kuva: Fortum

Lyhyesti: Akut eivät pysty ihmeisiin tulevaisuuden sähköjärjestelmässä

  • Sähköjärjestelmä on historiallisessa mullistuksessa, jossa uusilla teknologioilla torjutaan ilmastonmuutosta.
  • Osa tätä mullistusta on sähkön varastointi, josta akkuteknologian nopea kehitys tekee koko ajan helpompaa ja halvempaa.
  • Akut ja kysyntäjousto eivät yhdessäkään riitä vastaamaan sähköjärjestelmän säätösähkön tarpeeseen.
  • Akkuihin liittyviin lainsäädännöllisiin kysymyksiin on tulossa selkeyttä vielä tällä hallituskaudella. Ongelmallista tuplaverotusta ollaan purkamassa.
  • Kehitysjohtaja Tatu Kulla Fortumista pitää tärkeänä, että akkujen omistajuuteen liittyvissä kysymyksissä noudatetaan jatkossakin jakelun ja tuotannon erottamisen perusperiaatetta.

”Minä olen sähköinsinööri, ja sähköinsinöörinä olen huolissani sähköjärjestelmästä. Akku ei ole mikään hopealuoti, joka pelastaa maailman. Se on rajallinen ratkaisu, joka ratkoo joitain kysymyksiä, mutta ei kaikkia”, sanoo  kehitysjohtaja Tatu Kulla Fortumista ja nostaa kädet pystyyn.

Tarkemmin ottaen Kulla on huolissaan siitä, ovatko akkuihin ja kysyntäjoustoon ladatut odotukset realistisia, kun uusiutuvan tuuli- ja aurinkosähkön tuotannon määrä koko ajan kasvaa. Riittävätkö ne ratkaisemaan sitä isointa kysymystä, joka sähköjärjestelmän tulevaisuuteen liittyy?

Pysyvätkö valot päällä?

”Yleinen näppituntumani on, että odotukset uuden teknologian suhteen ovat yltiöpositiivisia. Yhteiskunnassa pitää olla holistinen ymmärrys siitä, mistä puhutaan, kun puhutaan sähköjärjestelmän joustavuudesta. Se on ainoa asia, joka takaa sen, että valot pysyvät päällä älykkäässä uudessa sähköjärjestelmässä”, Kulla sanoo.

Akku on monipuolinen

Akulla voi

  • Varastoida energiaa
  • Tuottaa sähköverkkoon tehoa
  • Rakentaa varavoimajärjestelmiä
  • Tuottaa sähkölaitteeseen virtaa, esimerkiksi sähköautoon

Selvyyden vuoksi: Kulla uskoo, että akuilla on merkittävä rooli tulevaisuuden sähköjärjestelmässä. Hän suhtautuu optimistisesti siihen, että akuista tulee paitsi hyvää liiketoimintaa, myös tärkeä osa tulevaisuuden sähköjärjestelmää. Akkujen hinnat putoavat rajusti ja niiden kyvykkyys kasvaa nopeasti.

Mutta akkujen kyky tuottaa joustavuutta sähköjärjestelmään on rajallinen, kun sitä verrataan vesivoimaan. Pohjimmiltaan kyse on siitä, että akkujen suuret mahdollisuudet sumentavat mittakaavan. Niiden kyky vastata sähköjärjestelmän varavoiman tuottamisesta ei yksinkertaisesti riitä.

Kulla on laskenut, että koko Oulunjärven varastointikyvyn korvaaminen akuilla maksaisi 150 miljardia euroa. Se on melkein kolme kertaa Suomen valtion budjetti. Yhtälö ei toimi, vaikka sen muuttujia vääntelisi millaiseen asentoon.

Akut säätävät taajuutta

Kulla näkee akkujen roolin merkittävimpänä sähköverkon taajuussäädössä. Yksinkertaistaen taajuussäädössä on kyse siitä, että verkosta tulee lopulta oikeanlaista sähköä. Euroopassa on sovittu, että sähkön taajuuden pitää olla 50 hertsiä. Jos taajuus poikkea siitä merkittävästi, sähkölaitteet pirstoutuvat ja voimalaitokset putoavat verkosta. Tätä taajuussäätöä sähköverkossa tehdään koko ajan.

”Me olemme testanneet akkuja nyt puolitoista vuotta, ja alamme tietää, mihin ne pystyvät. Tiedämme että akut säätävät taajuusmuutoksia erittäin tarkasti ja niillä pystytään reagoimaan muutoksiin nopeammin kuin vesivoimalla”, Kulla sanoo.

Kehitysjohtaja Tatu Kullan mukaan akut toimivat parhaiten sähköverkon taajuussäädössä.

Testihankkeista suurin on ollut Järvenpäässä sijaitseva  akku, joka toimii Fortumin Järvenpään sähköä ja kaukolämpöä tuottavalla voimalaitoksella. Kyseessä on Pohjoismaiden suuri akku.

Sen sijaan tilanteessa, jossa Olkiluodon voimala putoaisi verkosta ja tarvittaisiin säätösähköä pitämään sähköjärjestelmää yllä, akuista ei ole apua. Esimerkiksi Fortumin Järvenpään akun kapasiteetti on kaksi megawattia, kun Olkiluodon tuotanto on tuhat.

Kapasiteettieron takia akkujen ja kysyntäjouston lisäksi säätövoimaksi tarvitaan yhä säädettävää sähköntuotantoa. Siinä ainoa nopeasti säädettävä, uusiutuva tuotantomuoto on vesivoima.

Verotuskysymykseen ratkaisu

Akut ovat sähköjärjestelmässä niin uusi tulokas, että niille ei ole laissa vielä edes määritelmää. Tästä on ollut seurauksena verotuksellisesti kummallinen tilanne, jossa sähköä on verotettu kahteen kertaan, sekä silloin kun se ladataan verkosta akkuun, että silloin kun loppukäyttäjä on laittanut töpselin seinään.

Valtiovarainministeriö ilmoitti keväällä, että kaksinkertainen verotus puretaan jo ensi vuoden alkuun mennessä. Akun lataamisesta tulee verotonta ja vero peritään normaaliin tapaan lopullisen kulutuksen yhteydessä.

”Poliittinen tahtotila on tässä kohdassa ihan oikea”, Kulla sanoo.

Verokysymys monimutkaistuu, kun kuluttajat tulevat mukaan sähkömarkkinoille omilla akuillaan ja aurinkopaneeleillaan tuotetulla sähköllä.

”Miten silloin todennetaan, mikä osa akun sisältämästä energiasta on ladattu kodin katolla olevilla omilla aurinkopaneeleilla tuotetulla verottomalla sähköllä ja mikä osa sähköverkosta tulleella verollisella sähköllä? Se on haaste, koska verotuksen tulee olla tasapuolista.”

Sähköjärjestelmän kannalta kotitalouksien akkujen mukaan tuominen on tärkeää, koska myös ne voivat omalta osaltaan toimia verkon tasapainottajina. Sama ongelma koskee teoriassa myös sähköautoja. Jos auto on ladattu kotona  aurinkopaneelilla tuotetulla sähköllä ja jos se osallistuu kauppakeskuksen laturissa verkon tasapainottamiseen, voiko auton omistaja myydä sähköä järjestelmään samalla hinnalla kuin naapurinsa, joka on ladannut autonsa akun sähköverkosta?

Kullan mukaan verotuskysymykset kannattaisi ratkaista siten kiireellisyysjärjestyksessä.

”Kaksinkertaisen verotuksen purkaminen on yksinkertaista. Kaksisuuntaisuuden nostattamien kysymysten ei saa antaa pysäyttää nyt helposti tehtävissä olevia ratkaisuita. Ratkaistaan ensin se, mitä voidaan, niin saadaan lainsäädäntöä oikeaan suuntaan ja kehitetään sitä tarpeen mukaan”, Kulla sanoo.

Tällä hetkellä suomalaisista kotitalouksista ei akkuja vielä juuri löydy.

”Mutta ne tulevat jossain vaiheessa”, Kulla sanoo.

Kuka omistaa akut?

Nykyisin Ylöjärveen kuuluvassa Kurussa alkavat kohta rakennustyöt. Pirkanmaalle nousee Suomen ensimmäinen sähkönjakeluverkkoon yhdistetty akku. Kyseessä on Fortumin ja sähköverkkoyhtiö Elenian yhteinen pilottihanke, jossa Fortum toimittaa akun toiminnan Elenialle palveluna. Kyseessä on kokeilu, jossa selvitetään tällaisen yhteishankkeen toimivuutta.

Kokeilun taustalla on EU:n linjaus siitä, että sähkön tuotanto ja jakelu on pidettävä erillään. Verkkoyhtiö ei saa omistaa akkuja. Perusperiaatetta noudatetaan myös EU:n puhtaan energian paketin luonnoksessa. Siinä kuitenkin todetaan, että niillä alueilla, joilla markkinatoimijat eivät tarjoa akkupalveluita, verkkoyhtiöt voisivat omistaa ja operoida  omia akkuja.

Elenian teknologiapäällikkö Jouni Pylvänäinen sanoo, että verkkoyhtiöillä on huoli siitä, tarjoavatko markkinatoimijat niille sellaisia akkupalveluita, joita ne haluaisivat.

”Markkinatoimija haluaisi sijoittaa akun mahdollisimman lähelle sähköasemaa, toimitusvarmalle alueelle. Me taas haluamme akkuja toimintavarmojen alueiden ulkopuolelle, niin sanottuihin häntäverkkoihin. Meidän huoli on, saammeko markkinatoimijoita tulemaan häntäverkkoihin, joissa keskeytykset voivat rajoittaa akun käyttöä markkinoilla. Jos tällaisia toimijoita ei löydy, me haluaisimme kuitenkin hyödyntää uutta teknologiaa, mikä tarkoittaa akkujen omistamista”, Pylvänäinen sanoo.

Verkkojen häntäalueilla on ilmajohtoja ja sähköntoimitusmatkat ovat tyypillisesti pitkiä. Katkoja aiheuttavat kaatuneet puut. Sähkömarkkinalaissa verkkoyhtiöille asetetun toimintavarmuustavoitteen mukaan sähkökatko saa vuoteen 2028 ulottuvan siirtymäajan jälkeen kestää haja-asutusalueella enintään 36 tuntia.

”Verkkoa on maakaapeloitu laajasti, mutta katsomme totta kai muitakin vaihtoehtoja. Akut ovat yksi tätä kokonaisuutta tukeva keino rakentaa säävarmaa verkkoa”, Pylvänäinen sanoo.

Kurun kokeilua Pylvänäinen pitää uraauurtavana.

”Tämä on Suomessa ja maailmassa ensimmäisiä hankkeita, jossa verkkoyhtiön partneri pystyy tällaista palvelua tarjoamaan. Suhtaudumme tähän erittäin positiivisesti”, Pylvänäinen sanoo.

Samalla kun akku lisää Elenian sähkön toimitusvarmuutta, Fortum tukee sillä kantaverkon taajuutta. Akkua tullaan operoimaan yhdessä kotitalouksien lämminvesivaraajien kanssa Fortumin Spring -virtuaaliakussa, joka yhdistää kysyntäjouston ja sähkövarastojen parhaat puolet.

Fortumin Tatu Kulla pitää hyvänä asiana, että jakelun ja tuotannon eriyttämisestä pidetään kiinni. Kullan mukaan Euroopassa käydään tällä hetkellä reipasta keskustelua siitä, voisivatko verkkoyhtiöt omistaa akkuja. Verkkoyhtiöitä omistamiseen kannustaa myös regulaatiomalli, jossa niiden on edullisempaa tehdä investointi akkuun itse kuin ostaa se palveluna.

”Akkujen omistaminen on tuottajien tai muiden markkinatoimijoiden tehtävä. Kun sähkömarkkina on Euroopassa aikoinaan rakennettu, on tehty hyvin fundamentaalinen päätös siitä, että jakeluverkot ovat paikallisia monopoleja, jotka eivät saa osallistua kilpailluille sähkömarkkinoille. Tästä periaatteesta on hyvä pitää kiinni. Kaikki tietävät missä toimitaan ja intressit pysyvät puhtaina.”

 

”Kymmenessä vuodessa tapahtuu paljon”

Lokakuun lopussa raporttinsa julkaisevalla älyverkkotyöryhmällä oli kaksi tehtävää, joihin siltä haluttiin konkreettisia ratkaisuita. Ensimmäinen on esittää konkreettisia toimia, jotka lisäävät kuluttajien mahdollisuuksia osallistua sähkömarkkinoille ja toinen sähkön toimitusvarmuuden parantaminen.

Akut, älyverkkotyöryhmän kielenkäytössä sähkövarastot, liittyvät kumpaankin. Tulevaisuudessa sähkövarastoja löytyy kuluttajien kodeista ja paljon sähköä käyttävistä teollisuuslaitoksista. Kummatkin voivat osallistua sähkön toimitusvarmuuden parantamiseen.

Älyverkkotyöryhmän puheenjohtaja, TEM:n ylitarkastaja Tatu Pahkala ei uskalla sanoa, milloin sähkövarastot arkipäiväistyvät.

”Se on tuhannen taalan kysymys. Sen verran uskaltaa sanoa, että kymmenessä vuodessa tapahtuu paljon”, Pahkala sanoo.

Sähkövarastomarkkinan syntyminen on vielä alkutekijöissään. Tällä hetkellä akut ovat kalliita ja toimintaa on haastavaa saada kannattavaksi. Sähkövarastolle täytyisi löytää useita eri markkinapaikkoja ja sille pitäisi olla käyttöä myös esimerkiksi oman sähkötaseen hallinnassa, että investointi kannattaisi.

Sähköyhtiöiden lisäksi markkinalle tulee todennäköisesti myös suuria sähkönkäyttäjiä, jotka sähkövarastoilla pystyvät optimoimaan omaa sähkönkäyttöään. Kuluttaja-asiakkaat taas optimoivat akuilla sähkölaskuaan.

”Sähkövarastot pystyvät monenlaiseen optimointiin, mutta yleistyminen riippuu paljon teknologian kuluista”, Pahkala sanoo.

Pahkala huomauttaa, että sähkövarastot ovat Suomessa tärkeämpiä kuin esimerkiksi Norjassa tai Ruotsissa, joissa on paremmat mahdollisuudet varastoida vettä järviin kuin Suomessa.

”Alueilla, joissa varastointikykyä ei ole, tarvitaan muita ratkaisuja. Varastointi on ihan keskeistä, kun uusiutuvaa on verkossa paljon.”

Pahkala toteaa, että sähkövarastoista ei ole korvaamaan vesivoiman energiantuotantoa, mutta joustoa niillä saadaan luotua.

”Loppu viimeksi markkinat päättävät sen, kuka tehokkaimmin joustavuuden tarjoaa.”

Artikkelin on kirjoittanut MustReadin kaupallinen johtaja Merja Mähkä

Piditkö artikkelista?

Rekisteröidy ja kokeile MustReadia 14 päivää maksutta