Tehotasapaino

Yhteiskunnan digitalisoituessa kulutamme yhä enemmän energiaa. Sähköntuotanto ei aina riitä kattamaan sähkönkulutusta. Sähköpula pystytään usein korvaamaan tuontisähkön avulla. Koska sähköpulan seuraukset ovat vakavia, niitä voidaan ehkäistä ja lieventää useilla toimenpiteillä.

On olemassa erilaisia ​​tukipalveluja, jotka auttavat ylläpitämään sähköjärjestelmän tasapainoa energiavarastojen ja tehoreservien avulla. Sähköntuottajat ja yritykset, joilla on joustava sähkönkulutus, voivat toimia tehoreservinä ja saada sitten taloudellista korvausta samalla kun ne edistävät kestävää energiamuutosta.

Tehoreservin avulla turvataan sähkön toimintavarmuus Suomessa tilanteissa, joissa suunniteltu sähkön hankinta ei riitä kattamaan ennakoitua sähkön kulutusta. Tehotasapainosta vastaava Fingrid on solminut sopimuksen markkinatoimijoiden kanssa tasapainon säilyttämiseksi. Jotkut näistä ovat sähköntuottajia, jotka voivat lisätä järjestelmään tuotavan sähkön määrää. Toiset ovat toimijoita, jotka kuluttavat sähköä joustavasti ja voivat vähentää tai lisätä sähkönkulutustaan lyhyeksi ajaksi.

Yritykset, jotka kuuluvat tehoreserviin ja ovat valmiita vähentämään sähkönkulutustaan, saavat korvauksen tasevastaavalta yritykseltä. 

Sähköverkon suojaamiseen häiriöltä on olemassa useita eri toimintoja. FCR (Frequency Containment Reserve) eli taajuuden vakautusreservi tarkoittaa, että sähkömarkkinoiden toimijoille maksetaan kulutuksen säätelystä sähköverkon taajuuden säilyttämiseksi.

Taajuusohjattu häiriöreservi (FCR-D) aktivoituu automaattisesti, kun verkon taajuus on laskenut 49,9 Hz taajuusalueen alapuolelle. Suojaus tarkoittaa, että joustavuudesta vastaavat toimijat katkaisevat kulutuksensa muutamaksi minuutiksi.

Taajuusohjattu käyttöreservi (FCR-N) käsittelee automaattisesti ja jatkuvasti pienempiä häiriöitä ja pyrkii pitämään taajuuden normaalitaajuusalueella 49,9 - 50,1 Hz.

Nopeaa taajuusreserviä FFR (Fast Frequency Reserve) hankitaan pienen inertian tilanteiden hallintaa varten. Inertia tarkoittaa sähköjärjestelmän pyöriviin massoihin varastoituneen liike-energian tuomaa kykyä vastustaa muutoksia taajuudessa. Nopea taajuusreservi on otettu Pohjoismaissa käyttöön toukokuussa 2020. Fingrid hankkii reserviä kansallisilta markkinoilta.

Automaattinen taajuudenhallintareservi, aFRR, palauttaa taajuuden 50 Hz:iin.

Manuaalinen taajuuden palautusreservi (mFRR) voidaan aktivoida manuaalisesti, mikäli sähköjärjestelmä on epätasapainossa. Se vähentää automaattisten tukipalvelujen kuormitusta, kun sähköverkon taajuus palautetaan tasapainoon 50 Hz:iin.

Ydinvoiman vähentyessä ja tuuli- ja aurinkovoiman lisääntyessä sähköntuotannon suunnittelu on vaikeampaa, koska se on riippuvaisempi säästä. Tämä lisää energiavarastojen tarvetta.

Toinen seuraus on, että sähköverkkoa on laajennettava sähkön siirtokapasiteetin lisäämiseksi eri alueiden välillä. Suurkaupungeissa on pulaa sähköstä, ja sähkönkulutus kasvaa edelleen. Rakentamisessa on otettava huomioon myös luonnon monimuotoisuus.

Tehotariffi tarkoittaa, että asiakas maksaa sähköstä tietyn ajankohdan huipputehon perusteella. Jos siis sähköä kuluu paljon tiettynä vuorokauden aikana, kustannukset ovat suuremmat. Kustannuksia voidaan pienentää tasaamalla huipputehoja esimerkiksi akuilla ja näin pienentää tehomaksuja. Tämä tapahtuu lataamalla akkuun sähkö esimerkiksi omista aurinkopaneeleista tai myös sähköverkosta, kun sähkö on edullista ja tehoa on vähän käytössä. Huipputehoja voidaan näin pienentää käyttämällä varastoitua energiaa tarpeen ollessa suurimmillaan.

Sähköä ei voida tänä päivänä varastoida suuria määriä. Siksi on tärkeää, että sähkön tuotannon ja kulutuksen välillä on oltava tasapaino joka hetki. Tätä kutsutaan tehotasapainoksi.

Kun tasapaino vallitsee, sähkönjakeluverkko on vakaa. Tällöin sähköverkon taajuus on 50,0 hertsiä. Jos sähköstä on pulaa, taajuus laskee, ja jos on ylijäämää, se nousee.

Suomessa Fingrid vastaa sähköverkon tasapainosta ja häiriöiden ehkäisemisestä. Sähköntuottajat ovat kuitenkin vastuussa siitä, että sähköä tuotetaan ja kulutetaan sama määrä. Lue lisää eri toimijoista sähkömarkkinoilla. 

Jos sähköä kuluu enemmän kuin mitä järjestelmässä on käytettävissä, syntyy teho- tai sähköpula. Jos mitään ei tehdä, seurauksena on sähkökatko, ja yhteiskunnan kannalta tärkeät toiminnot voivat lakata toimimasta.