Miten energia saadaan riittämään kesät ja talvet?

Energian tuotanto ja kulutus vaihtelee vuodenaikojen mukaan. Ihmiset käyttävät enemmän energiaa talvella, kun koteja on lämmitettävä – erityisesti Pohjoismaissa, joissa talvet voivat olla todella kylmiä. Lämpimämmissä maissa on toisin päin: sähkönkulutuksen korkeimmat piikit voivat osua kuumiin kesäpäiviin, jolloin ilmastointia käytetään paljon. Vaihtelevat energianlähteet, kuten tuuli ja aurinkovoima, kaipaavat tasapainotusta, sillä ne eivät tuota sähköä aina silloin, kun sitä tarvitaan.

Solar and wind power parks

Energian kulutus vaihtelee vuodenaikojen, viikonpäivien ja jopa kellonaikojen mukaan ihmisten käynnistäessä laitteita ja käyttäessä keittiökoneita yhtä aikaa aamuisin. Energiajärjestelmän pitää pystyä vastaamaan näihin muutoksiin ja toimittamaan riittävästi energiaa kaikkina aikoina. Tämä tarkoittaa sitä, että tuotantomääriä on mukautettava tai energian varastointiratkaisuja käytettävä tasapainon ylläpitämiseksi. Kesällä tuotetaan enemmän aurinkovoimaa ja talvella tuulivoimaa. Niille on yhteistä se, että tuotanto vaihtelee huomattavasti ja sitä voidaan ennustaa vain, jos sääennusteet ovat luotettavia.

Vesivoima luo mahdollisuuksia tuuli- ja aurinkovoiman lisäämiselle Pohjoismaissa

Pohjoismaat erottuvat muusta maailmasta suurella joustavan vesivoiman osuudellaan, joka on korkeiden vuorien, jokien ja järvien ansiota. Tekojärviin on mahdollista varastoida valtavia määriä energiaa myöhempää käyttöä varten. Keväällä ja kesällä lumi sulaa ja tekojärvet täyttyvät. Talvella, pilvisenä tai tuulettomana päivänä tekojärveen varastoitunut energia voidaan ottaa käyttöön kysynnän kattamiseksi. Pohjoismaiden vuotuinen sähkönkulutus on lähes 400 TWh, ja siitä yli puolet tuotetaan vesivoimalla (220 TWh). Tekojärvet toimivat jättimäisinä akkuina ja niihin voidaan varastoida 125 TWh energiaa.

Kaasuvoima on tärkein joustavan energian lähde Keski-Euroopassa

Keski-Euroopassa maakaasu on tällä hetkellä tärkein energiamuoto kysynnän ja tarjonnan tasapainottamisessa. Vesivoiman tavoin kaasuvarastoja täytetään kesällä ja tyhjennetään talvella. Kaasua käytetään energiantuotannon lisäksi myös teollisuuden tarpeisiin ja lämmöntuotantoon. Uusiutuvien osuus jatkaa tasaista kasvuaan Keski-Euroopassa, mutta fossiilisia polttoaineita käyttävät voimalat silti käynnistyvät silloin, kun tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto on heikkoa.

Uudet maiden väliset yhdysputket edesauttavat Euroopan energiamarkkinoiden integroitumista. Tämä mahdollistaa sähkön siirron pitkien välimatkojen päähän. Pohjoismaat ovat yhteydessä Saksaan, Puolaan, Viroon, Venäjälle, Alankomaihin, Liettuaan ja pian myös Isoon-Britanniaan. Tarpeesta ja saatavuudesta riippuen energiaa joko tuodaan tai viedään. Jos esimerkiksi Saksassa on tuulinen päivä, energiaa viedään Ruotsiin ja Norjaan, mutta kun tuuli laantuu, virtaus vaihtaa suuntaa ja kysynnän kattamiseksi käytetään pohjoismaisiin tekojärviin varastoitua vesivoimaa .

Katse tulevaisuuteen

Voimalaitokset hyödyntävät malleja, joilla sähkön ja lämmön kysyntää voidaan ennustaa. Lyhyellä aikavälillä sää on suurin epävarmuustekijä. Pidemmällä tähtäimellä sähkön kysynnän odotetaan kasvavan huomattavasti kuljetussektorin ja useiden teollisuusalojen sähköistymisen sekä väestönkasvun myötä. Samaan aikaan uusiutuvien osuus energiajärjestelmässä – eli vaikeasti ennustettava osuus – jatkaa kasvuaan. Vesivoima tulee jatkossakin olemaan pohjoismaisen energiajärjestelmän tuki ja turva, mutta Keski-Euroopassa haaste on paljon suurempi. Pohjoismaissa vesivoima mahdollistaa jatkossakin epäsäännöllisen uusiutuvan energian lisäämisen uuteen kysyntään vastaamiseksi.

Hiilestä irtautumisen edistyessä Keski-Euroopan on korvattava maakaasu ja hiili uusiutuvilla. Vedyn tuottaminen elektrolyysillä tulee todennäköisesti olemaan osa ratkaisua. Tuuli- ja aurinkovoiman ylituotanto käytetään tuolloin vedyn tuottamiseen. Vetyä voidaan käyttää monin tavoin, esimerkiksi maakaasun korvaajana. Se voidaan myös muuntaa takaisin sähköksi, vaikka prosessin joka vaiheessa syntyykin hukkaenergiaa. Kun prosesseja kehitetään edelleen ja teknologian kustannukset laskevat, saatamme nähdä vedyn nousevan avainasemaan energiapaletissa.

Sähköverkon kehittäminen siten, että esimerkiksi tuulisemmat alueet voivat tukea alueita, joilla tuulivoima on vähemmän tuottoisaa, olisi myös askel kohti parempaa energiaturvallisuutta. Uudet tietotekniset ratkaisut, kuten sähköautojen älykäs lataaminen, vievät sähkön kysyntäpuolta joustavampaan suuntaan vaikuttamatta mitenkään loppukäyttäjiin. Energian varastointiratkaisut, esimerkiksi akut, tulevat todennäköisesti pysymään hintavina. Loppujen lopuksi tärkeintä on kuitenkin se, että meillä on järjestelmän perustana riittävästi suunniteltavissa olevaa energiantuotantoa, jotta koko järjestelmä ei muutu liian vaikeasti ennakoitavaksi. Kotitalouksien, tehtaiden ja yritysten on voitava luottaa siihen, että energiaa riittää kaikille jokaisena vuodenaikana, säästä riippumatta.

New contract

Lue lisää joustavasta energiajärjestelmästä