ForTheDoers-blogi

Maailman vanhin ja uusin energiavarasto rinnakkain: akut ja vesivoima

27 helmikuu 2017

Vesivoima on ketterää, mutta ketteryydellä on oma hintansa. Litium-ioni-akut astuvat tässä vaiheessa kuvaan.

Energy battery

Akut paistattelevat tällä hetkellä median valokeilassa ja ovat tämän hetken suurimpia ”hypejä” energiamarkkinalla kysyntäjouston ja sähköautojen rinnalla. Myös Fortum on lähtenyt akkuleikkiin mukaan: Pohjoismaiden suurin litium-ioni-akku Batcave otetaan käyttöön tämän viikon keskiviikkona 1.3. Fortumin Järvenpään voimalaitoksella.

Mutta mistä tässä akkumaniassa on oikein kyse: tarvitsemmeko Suomessa merikontillisen verran kännykän akkuja kytkettäväksi sähköverkkoon? Ja mitä niillä oikein on tarkoitus tehdä?

Akkuhype pähkinänkuoressa

Energiamarkkinoilla on vallinnut jo pitkään ”akkuhype” eli suuri kiinnostus energiavarastoja kohtaan. Ja tälle hypelle on erittäin hyvä syy: aurinkopaneelien lisääntyessä katukuvassa ja tuulimyllyjen pyöriessä tuulisella säällä, halutaan uusiutuvaa energiaa pystyä varastoimaan myös pimeille ja tuulettomille tunneille.

Näiden useita tunteja siirtävien energiavarastojen lisäksi tarvitaan myös nopeasti sekunti- ja minuuttitasolla reagoivia energiavarastoja. Sähköverkossa tapahtuu päivittäin äkillisiä ennustamattomia sähkönkulutus- ja tuotantopiikkejä, jotka pahimmillaan voivat aiheuttaa sähköverkkoon katkoksia ja häiriöitä. Tulevaisuus saattaa tuoda tullessaan lisää mahdollisia sähköpiikkejä ja siten jopa lisätarvetta nopeasti reagoiville energiavarastoille. Äkillinen auringon pilkahdus pilvien lomasta nostaa aurinkopaneelien tuotannon nollasta sataan prosenttiin ja satojen sähköautojen kytkeytyessä latauspisteisiin samaan aikaan saattaa sähköverkon tuotannon ja sähkönkulutuksen tasapaino heilahtaa rajusti.

Tarvitsemmeko siis tähän akkuja? Kyllä ja ei.

Meillä on asiat täällä Suomessa jo suhteellisen hyvin energiavarastojen suhteen. Meillä on nimittäin paljon vesivoimaa.

Vesivoima, tuo uusiutuvien mediabileiden seinäruusu

Vesivoima unohtuu usein uusiutuvien energiamuotojen hypetyksestä, ehkä sen pitkän historian takia: vesivoima on yksi vanhimpia energian tuotantomuotoja ja ehkä sen takia hieman tylsä lisäys mediaseksikkäiden aurinko- ja tuulivoiman rinnalle.

Vesivoima sattuu myös olemaan paras energiavarastomme. Vesivoima pystyy ratkaisemaan kummankin energiavarasto-ongelman: vettä pystytään varastoimaan järvissä useita tunteja ja toisaalta vesivoimaloilla pysytään lisäämään tai vähentämään tuotantoa nopeasti alle minuutissa. Vesivoima vanhasta iästään huolimatta pystyy rauhalliseen varastointiin ja samalla reagoimaan ketterästi tarvittaviin muutoksiin.

Mutta mihin sitten akkuja tarvitaan?

Vesivoima on ketterää, mutta ketteryydellä on oma hintansa. Nopeat muutokset vesivoimalaitoksilla kuluttavat niiden mekaanisten koneistojen osia lyhentäen niiden käyttöikää. Vesivoimalaitoksilla on jouduttu tekemään isoja huoltoprojekteja monia vuosia oletettua aikaisemmin muun muassa Kaplan-turbiinien turbiinisiipien laakeroinnin ja tiivisteiden kulumisen takia.

Litium-ioni-akut astuvat tässä vaiheessa kuvaan.

Akkuteknologioista litium-ioni-akut ovat kehityksensä kannalta valmiit kaupalliseen käyttöön: litium-ioni-akkujen hinnat ovat tippuneet huimaa vauhtia viime vuosina, ja hinnan uskotaan jatkavan laskuaan lisääntyvän kysynnän vuoksi. Litium-ioni-akut pystyvät reagoimaan sekunneissa, ja siksi ne soveltuvat loistavasti nopeiksi energiavarastoiksi tukemaan aurinko- ja tuulienergian kasvua energiantuotannossa.

Litium-ioni-akut voivat tarjota Pohjoismaissa vesivoimalle ”breikin”. Kun akut tekevät nopean säädön vesivoiman sijasta, vältytään vesivoimalaitosten koneistojen liian nopealta kulumiselta ja vesivoiman joustavuus saadaan käyttöön pidempiaikaiseen energiavarastointiin.

Batcave-akku ja tulevaisuuden näkymät

Pohjoismaiden suurin akkuvarasto Batcave otetaan käyttöön tämän viikon keskiviikkona 1.3.2017 Fortumin Järvenpään voimalaitoksella. Nopeasti reagoiva 2MW/1MWh litium-ioni-akku tulee tarjoamaan sekunti- ja minuuttitasoista nopeaa joustoa sähköverkolle taajuussäädössä. Batcave-projekti käynnistyi tarjouskilpailun jälkeen huhtikuussa 2016 ja oli käyttövalmis helmikuussa 2017.

Batcave-akkua tullaan käyttämään vesivoiman rinnalla. Akku ottaa ensisijaisesti roolin nopean säädön toteuttajana, ja sen rajojen tullessa vastaan vesivoima hyppää kehiin auttamaan. Paras lopputulos saadaan optimoimalla akun ja vesivoiman käyttö yhdessä.

Fortum ajattelee myös Järvenpään Batcave-akkua pidemmälle. Aurinko- ja tuulienergian käytön kasvu ei energiamarkkinoilla rajoitu vain Suomen rajojen sisäpuolelle: akkuja tarvitaan myös muualla maailmassa, etenkin paikoissa, joissa vesivoimaa ei ole saatavilla.

Voisiko siis suomalaista akkujen optimaalisen käytön osaamista viedä myös muualle maailmaan? Hyvä tapa aloittaa maailmanvalloitus on aloittaa oppiminen. Batcave-akku on ennen kaikkea oppimisprojekti kohti tulevaisuuden energiamarkkinaa ja uusia mahdollisuuksia.

Roosa Nieminen
Projektipäällikkö, Batcave

Fortum Batcave PDF