Energiamurros mullistaa sähköverkon – miten taataan joustavuus ja huoltovarmuus?
Sähkön siirron kantaverkkoon liitetään asiakkaita entistä enemmän ja nopeammin. Uusiutuvan energian osuuden kasvaessa joustoa on luotava energian varastoinnilla ja uusilla teknisillä ratkaisuilla. Vaikeasti ennustettavat pitkän aikavälin muutokset edellyttävät varautumista yllättäviin tilanteisiin, jotta yhteiskunnan toimivuus ja huoltovarmuus voidaan taata kaikissa olosuhteissa.
Meneillään oleva energiamurros mullistaa sähkön tuotannon ja jakelun. Uusiutuva tuuli- ja aurinkovoima ovat vahvassa kasvussa ja samaan aikaan myös kotitalouksien omatuotanto ja sähköverkkoon liittäminen on yleistymässä. Sähkön kysyntää puolestaan lisäävät teollisuuden uudet vihreän siirtymän vetytalousinvestoinnit, kasvava sähköistyminen ja sähköautojen latausinfran laajentuminen. Nämä valtavat investoinnit ja muutokset haastavat olemassa olevan sähköverkon toiminnan ja muokkaavat merkittävästi kokonaisjärjestelmää.
Kaikessa tässä kehityksessä on pidettävä maltti mielessä. Suomen kantaverkkoon ei pystytä liittämään kaikkea tavoiteltua uutta päästötöntä tuotantoa, vaikka suunnitelmat kantaverkon investointeihin ovatkin massiiviset, yli 2 miljardia euroa vuoteen 2031 mennessä. Kantaverkon toimivuus ja joustavuus on taattava kaikissa tilanteissa; tuotannon ja kulutuksen on oltava tasapainossa. Tuotannon siirtyminen keskitetystä energiantuotannosta hajautettuun uusiutuvaan tuotantoon edellyttää myös uusia innovatiivisia digitaalisia ratkaisuja ja kehittynyttä sähköverkon hallintaa.
Uusiutuva sähkö, uudet haasteet
Tuuli- ja aurinkovoiman ajoittaisuus perinteiseen energiantuotantoon verrattuna vaikuttaa sekä sähköverkon suunnitteluun että sähkön tuotannon ja käytön optimointiin. Perinteisesti generaattoreiden tuottama pyörimisenergia (inertia) on pystytty hyödyntämään vikatilanteissa; inertian luoma hetkellinen energia on antanut aikaa verkon palauttamiseen normaalitilanteeseen. Uudet tekniset ratkaisut ovat tarpeen vikatilanteisiin ja tuotantovaihteluihin varautumisessa tuuli- ja aurinkovoiman kasvaessa.
Tuulivoimalat kytketään sähköverkkoon taajuusmuuttajien eli suuntaajien välityksellä. Ne eivät kuitenkaan reagoi verkon taajuuden tai jännitteen muutoksiin samalla tavalla kuin perinteiset voimalaitokset ja siksi sähköjärjestelmä on alttiimpi häiriöille. Häiriöiden hallintaan yksi ratkaisu on synkronikompensaattori, jolla siis parannetaan sähköverkon käyttövarmuutta. Laite on isokokoinen tahtikone, joka vakauttaa sähköverkon jännitettä ja taajuutta, jotka vaihtelevat erityisesti tuulivoimaa tuotettaessa. Suomen ensimmäinen sähköverkon synkronikompensaattori rakennetaan Kalajoen Jylkän sähköasemalle, ja sen on määrä valmistua vuonna 2025.
Ei kaikkea yhden kortin varaan
Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid on visioinut Suomen sähköjärjestelmän tulevaisuutta. Vahva ja luotettavasti toimiva sähkön kantaverkko mahdollistaa investoinnit sähköä käyttävälle teollisuudelle, yhteiskunnalle ja yksityisille kuluttajille. Pitkän tähtäimen kasvua suunnitellessa tulee varautua sekä korkeaan sähkön tuotannon ja kulutuksen toteutumiseen että erilaisiin yllättäviinkin epävarmuuksiin.[i]
Geopoliittinen epävakaus on entisestään nostanut varautumisen merkitystä. Fingridin hallituksen puheenjohtaja Hannu Linna esitti maaliskuussa Energiaviikolla Vaasassa mielenkiintoisen näkökulman; ”Ajatelkaa, jos Ukrainassa kaikki olisi rakennettu yhden kortin varaan”. Tämä pohdinta aiheutti paljon keskustelua ja korosti konkreettisella tavalla varautumisen tärkeyttä. Meidän on kyettävä takaamaan yhteiskunnan toimivuus ja huoltovarmuus kaikissa olosuhteissa, kun siirrymme kohti päästötöntä energiantuotantoa.
Sähköstä kilpailuetu
Suomella on merkittävä kilpailuetu vihreässä siirtymässä: vähähiilinen sähkön tuotanto, suuri puhtaan sähkön tuotantopotentiaali, Eurooppalaisittain edullinen sähkö ja vakaa sähköverkko. Näiden vahvuuksien lisäksi Suomessa on laaja-alaista energia-alan osaamista ja teollisia edelläkävijöitä, jotka ovat jo rohkeasti tarttuneet vähäpäästöisiin teknologioihin ja ratkaisuihin – erinomaiset eväät energiamurroksen haasteiden taklaamiseen!
***
Blogi on julkaistu aiemmin Tuulivoimalehdessä 17.5.2023.
***
[i] https://www.fingrid.fi/globalassets/dokumentit/fi/tiedotteet/sahkomarkkinat/2023/fingrid_sahkojarjestelmavisio_2023.pdf
***
Seuraa meitä
