Energiatekniikka, Tuulivoima, Toimitusvarmuus, Energiahuolto
Julkaistu: 2021-06-14 Päivitetty: 2023-12-14 kl. 10:50
Tuuli- ja aurinkoenergian osuuden kasvattaminen edellyttää uusia ratkaisuja toimitusvarmuuden ylläpitämiseksi. Tekniset ratkaisut ovat jo olemassa, sanoo Chalmers-yliopiston tutkija Lisa Göransson, joka näkee sen sijaan haasteena saada monet eri toimijat toimimaan yhdessä.
Energiasektorilla on ratkaiseva merkitys sille, miten voimme muuttaa hiilidioksidipäästöt kestävän kehityksen mukaisiksi tulevina vuosikymmeninä. Kestävä energia on kuitenkin yhä suuremmassa määrin riippuvaista säästä. Tällä hetkellä sektorilla pyritään ratkaisemaan se, miten dramaattinen muutos voidaan toteuttaa toimitusvarmuus säilyttäen.
Kyse on järjestelmien uudistamisesta ja siitä, että monet toimijat saadaan toimimaan yhdessä.
Lisa Göransson Chalmersin yliopiston avaruus-, geo- ja ympäristötieteen laitokselta tutkii uusiutuvan sähköntuotannon integrointia ja sähköntuotannon vaihtelun hallintaa. Hänen mukaansa muutos ei teknisesti ole suuri haaste.
– Toimenpiteet ovat käytettävissä, ja taloudellisesti se on myös täysin mahdollista. Kyse on kuitenkin järjestelmien uudistamisesta ja siitä, että monet toimijat saadaan toimimaan yhdessä, hän sanoo.
Vaikka sähköntuotanto on yhä riippuvaisempaa säästä, voimme suurelta osin, pidemmällä aika-asteikolla, ennakoida ja suunnitella sitä, Lisa Göransson sanoo. Silloin on sen sijaan luotava järjestelmiä muutoksille, jotta energiaa voidaan varastoida ja tuottaa juuri silloin, kun sitä tarvitaan.
Hän mainitsee esimerkkinä vetykaasun tuotannon terästeollisuudessa. Kun tuulivoima tuottaa vähemmän energiaa, vetykaasun tuotanto voidaan keskeyttää ja sen sijaan täyttää teolliset tarpeet varastoitujen lähteiden kautta. Ja kun saatavuus lisääntyy, lähteet latautuvat uudelleen. Samaa mallia voi käyttää myös lämmityspuolella. Lämpöä varastoidaan suotuisan energiantuotannon aikana, jotta sitä voidaan käyttää matalan tuotannon kausina.
Vuorokausivaihtelun kannalta erityisesti Pohjois-Euroopassa tuulivoimalla on suurin vaikutus tulevaisuuden järjestelmien rakentamiseen.
Kaiken kaikkiaan kyse on erillisten strategioiden laatimisesta energiahuollon ratkaisemiseksi eri aika-asteikoille, Lisa Göransson selittää. Vuorokausivaihtelun kannalta erityisesti Pohjois-Euroopassa tuulivoimalla on suurin vaikutus tulevaisuuden järjestelmien rakentamiseen. Tämän lisäksi on ratkaistava energiahuolto myös vuorokausi- ja tuntijaksoiksi.
– Se edellyttää erilaisia strategioita eri sykleille. Akuilla on oma roolinsa kuten myös kaasuturbiineilla. Palapelissä on erilaisia osia.
Sähköjärjestelmän vuorokauden vaihtelevuutta ohjaa sähkön vaihteleva kysyntä vuorokauden ympäri. Aurinkoenergian tuotanto vaihtelee myös voimakkaasti vuorokauden ympäri, joten akkuja pidetään osana vuorokausivaihteluratkaisua. Ne voivat olla kiinteitä akkuja tai sähköautojen akkuja, jotka ladataan strategisesti. Suuressa osassa sähkölämmitteisiä omakotitaloja varastointi rakennukseen voi olla yksi ratkaisu.
– Rakennusta voidaan siis käyttää varastona. Lämmitys voidaan kytkeä pois päältä noin kolmesta kuuteen tunniksi muuttamatta sisäilmaa epämiellyttäväksi, sillä runsaasti lämpöä varastoidaan seiniin, kattoon ja lattiaan.
Tuotetun ja kulutetun energian välinen tasapaino on pidettävä tasapainossa myös lyhyemmällä aika-asteikolla. Erittäin lyhyillä aika-asteikoilla, joilla ylläpidetään sähköjärjestelmän taajuus suurelta osin aurinkosähköllä ja tuulivoimalla, tuulivoimalan tehon tai akkujen nopeat mukautukset voivat aiheuttaa niin sanottua synteettistä pyörivää massaa.
Synteettiset pyörivät massat ovat olleet kuuma puheenaihe, ja Ruotsissa Svenska kraftnät on avannut mahdollisuuden käyttää niitä sähköverkon vakauttamiseen tulevaisuudessa.
Koska vaihtelunhallinnan strategiat vaihtelevat kustannustehokkaasti eri aika-asteikoilla, on tärkeää luoda hyvät edellytykset lukuisille strategioille, Lisa Göransson sanoo.
Jos sähköistäminen onnistuu hyvin, käytettävissä on paljon joustavuutta.
Lisa Göransson ei näe suoranaisena ongelmana kuljetus- ja teollisuudenalojen sähköistämistä ja suurempien energiatarpeiden luomista.
– Voimme suurentaa sähköjärjestelmää lisäämättä järjestelmän tehontarvetta. Jos sähköistäminen onnistuu hyvin, käytettävissä on paljon joustavuutta.
Muutoksen suurena haasteena on tasapaino nopean tekemisen ja oikean tekemisen välillä, hän sanoo.
– Meillä on kiire, mutta samalla meidän on tehtävä tämä muutos harkiten, jotta voimme välttää monia esteitä.
Kiinnostaako joustava sähkönkulutus? Mietitkö, sopisiko se yrityksellesi? Lataa oppaamme, niin tiedät. Tai ota meihin yhteyttä.
