“On tapahtunut todella suuri muutos sähköjärjestelmän ja sen käytön näkökulmasta”, Fingridin johtava asiantuntija Jyrki Uusitalo toteaa, kun häneltä kysyy viimeaikaisesta kehityksestä sähköjärjestelmässä.
Uusitalo viittaa vaihtelevien tuotantomuotojen, erityisesti tuulivoiman kasvuun. Aurinkovoiman kasvu on niin ikään alkamassa, vaikka se ei kantaverkkotasolla vielä suuresti näykään.
Samaan aikaan perinteinen, fossiilisiin polttoaineisiin perustuva erillistuotanto on poistunut käytännössä kokonaan. Sähkön kulutuksen ennakoidaan kasvavan tulevaisuudessa.
“Energiamurroksesta on puhuttu jo parikymmentä vuotta ja voi sanoa, että nyt se on oikeasti tapahtumassa”, toteaa energiahuollon johtava varautumisasiantuntija Anssi Paalanen Huoltovarmuuskeskuksesta.
Tuleeko tuuli vai ei?
Sähkön tuotannon ja kulutuksen on oltava jatkuvasti, hetki hetkeltä ja sekunti sekunnilta tasapainossa. Fingrid vastaa tästä valtakunnan tasolla. Uusitalon mukaan ennustamisen merkitys on kasvanut.
“Meillä on entistä enemmän epävarmuutta lähitulevaisuuden tilanteesta, jopa tuntien tasolla. Paljon riippuu siitä, tuleeko ennustettu tuulirintama ajallaan vai ei. Tunninkin myöhästymisellä on merkitystä.”
”Meillä on entistä enemmän epävarmuutta lähitulevaisuuden tilanteesta, jopa tuntien tasolla.”
Vaihtelu heijastuu myös siirtoyhteyksiin. Sähköä siirretään entistä enemmän rajojen yli. Siirtolinjojen kuormitus sekä siirtosuunnat vaihtelevat enemmän kuin aikaisemmin.
“Sähköverkkoa käytetään rajojen yli entistä enemmän.”
Tuulen tai auringon ajoittain toistuva vaje on jollakin tavoin katettava, jotta kulutuksen ja tuotannon tasapaino säilyy.
Niukkuutta säädöstä, tarve kasvussa
Perinteisen fossiilisen sähköntuotannon poistuminen heijastuu sekin säädön eli sähköjärjestelmän tasapainottamisen tarpeeseen.
“Tämä näkyy meille käytössämme olevan säätävän resurssin tarjonnassa. Koko ajan taistelemme niukkuuden kanssa”, Fingridin Uusitalo kertoo.
Hän havainnollistaa tilannetta tuulivoiman kautta. Parhaimmillaan tuulivoimatuotanto voi Suomessa olla jo yli 6000 MW.
“Yhtenä päivänä tuotantoa voi olla yli neljä kertaa Olkiluoto 3:n verran ja seuraavana se voi olla nollassa. Järjestelmästä pitää tällöin löytyä tuo 6000 MW säätönä tai kulutuksen joustoina.”
Vesivoimalla verrattomat kyvyt
Vesivoimalla on vuosikymmenet ollut merkittävä rooli suomalaisessa sähköntuotannossa ja myöhemmin etenkin säätökapasiteetin tarjoajana.
“Kantaverkkoyhtiön näkökulmasta vesivoima on erinomainen säätömuoto. Se tarjoaa luotettavuutta ja varmaa saatavuutta.”
Vesivoiman valtti on myös monipuolisuus. Se tarjoaa nopeaa säätökykyä sekuntien, minuuttien ja tuntien tasolla, mutta toisaalta tuotantoa voidaan säädellä myös vuositasolla.
“Tuotantoa voidaan lisätä tai vähentää nopeasti, se on sääriippumatonta ja käytössä ympäri vuoden.”
Vesivoiman tehon säätäminen on ajoittain välttämätöntä sähköjärjestelmän toiminnan kannalta. Käytännössä tämä tarkoittaa veden virtaaman muutoksia voimalaitosten läpi.
Energian huoltovarmuus uuden edessä
Luotettava sähköjärjestelmä on nyky-yhteiskunnan peruspilari.
”Jo nyt sähköjärjestelmällä on huoltovarmuuden näkökulmasta täysin kriittinen rooli.”
“Jo nyt sähköjärjestelmällä on huoltovarmuuden näkökulmasta täysin kriittinen rooli. Yhteiskunnan sähköistymisen edetessä sen merkitys korostuu vain lisää”, Huoltovarmuuskeskuksen Anssi Paalanen arvioi.
Liikenne on sähköistymässä, teollisuuden prosesseja sähköistetään ja lämmön tuotantoon käytetään entistä enemmän sähkökattiloita ja lämpöpumppuja.
“Sähköistymisen seurauksena yhteiskunnan toleranssi häiriöiden vaikutuksille pienenee.”
Energian huoltovarmuus on perustunut pitkälti polttoaineiden varastoimiseen. Nyt fossiilisten polttoaineiden käyttö on vähentynyt merkittävästi.
Vesivoima huoltovarmuuden osana
Vesivoimalla on myös huoltovarmuuden näkökulmasta paljon annettavaa.
“Ymmärrän hyvin, että vesivoimassa on omat haasteensa ympäristöarvojen kannalta, mutta puhtaasti huoltovarmuuden näkökulmasta vesivoima on aika lailla täydellinen ratkaisu”, Paalanen toteaa.
Vesivoima on kotimaista, sääriippumatonta, se ei käytä polttoainetta ja on hyvin säätökykyistä.
“Vesivoiman säätökyky kytkeytyy vahvasti myös varastointikapasiteettiin”, Paalanen lisää.
Vesivoimakaan ei yksin riitä
Tulevaisuudessa siis sääriippumattoman ja säädettävissä olevan tuotannon tarve kasvaa, kun vaihtelu lisääntyy. Vesivoimaa on Suomessa saatavilla rajallinen määrä.
“Vesivoiman lisäämistä ei ole näköpiirissä, eipä tänne yhtäkkiä lisää jokia saada”, Fingridin Uusitalo toteaa.
Ratkaisuja voi löytyä pumppuvoimaloista, joissa vettä pumpataan sähkön avulla varastosta ylös, kun sähköstä on tarjontaa yllin kyllin ja lasketaan jälleen turbiinien läpi, kun tuotantoa tarvitaan lisää.
Myös energian varastointia tarvitaan eri muodoissa, kuten akuissa. Niiden kapasiteetti ja merkitys koko sähköjärjestelmän osalta on vielä varsin pieni.
Mikäli tuotannon säätökyky loppuu, joustoja täytyy etsiä myös kulutuksesta. Teollisuuden prosesseja on mahdollista muokata joustavammaksi sähkön saatavuuden ja hinnan mukaan, ja joustoihin voivat osallistua myös kotitaloudet.
Vetyyn perustuvat teollisuus-, polttoaine- ja varastointiratkaisut voivat jatkossa olla suuressakin roolissa, mutta aikaperspektiivi on pitkä.
“Vetyratkaisut voivat hyvin pitkällä aikavälillä vähentää muun säätövoiman tarvetta, mutta näkisin, että puhumme jopa 20–30 vuoden aikajänteestä”, Huoltovarmuuskeskuksen Paalanen arvioi.
Vesivoimalle ei näy korvaajaa
Vesivoiman paikalle sähköjärjestelmässä ei ole näköpiirissä päteviä korvaajia, vaan sen kapasiteettia ja ominaisuuksia tarvitaan vielä pitkään. Anssi Paalanen arvioi, että sen merkitys vain korostuu murrosajassa, jossa säätävää kapasiteettia poistuu.
”Huoltovarmuusnäkökulmasta kaikki vesivoima, jota meillä on käytössämme, tulisi pyrkiä säilyttämään.”
“On tietenkin erittäin hyvä, että saamme käyttöömme paljon uusiutuvaa energiaa tuuli- ja aurinkovoiman muodossa, mutta huoltovarmuuden näkökulmasta ne eivät valitettavasti riitä. Huoltovarmuusnäkökulmasta kaikki vesivoima, jota meillä on käytössämme, tulisi pyrkiä säilyttämään. Vesivoima on äärimmäisen tärkeää verkonhallinnan ja huoltovarmuuden kokonaisuuden kannalta”, Paalanen arvioi.
Koko sähköjärjestelmän käyttöön liittyvissä ennusteissa vesivoima lasketaan edelleen kriittiseksi osaksi.
“Kun laadimme skenaarioita 10–15 vuodeksi eteenpäin, kyllä niissä oletetaan, että vesivoimatuotanto ja sen säätökyky säilyvät. Vesivoiman avulla mahdollistetaan käytännössä siirtyminen uuteen, puhtaaseen sähköjärjestelmään ja sitä kautta hiilineutraali Suomi”, Fingridin Uusitalo päättää.
