Sähköjärjestelmän perusasioiden äärellä, osa 3: Miten kysyntäjousto toimii säätövoimana?

tatu-kulla-60x60pxPosted by: Tatu Kulla
22.3.2018

Sähköjärjestelmässä tuotanto on perinteisesti seurannut kulutuksen vaihtelua, mikä on sopinut hyvin olemassa olevalle tuotantorakenteelle. Ydinvoima ja sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitokset ovat yhdessä lauhdelaitosten kanssa vastanneet tasaisesta perusvoiman tuotannosta, kun taas vesivoimalla (ja osittain lauhdetuotannolla) on säädetty tuotanto vastaamaan kulutusta. Tilanne on kuitenkin muuttunut. Tuulivoiman rakentamisen ja samanaikaisen lauhdekapasiteetin sulkemisen seurauksena osa tuotannosta on ennustettavuudeltaan epävarmaa  ja toisaalta osa säätökyvystä on menetetty. Säätövoiman tarve on näin ollen kasvanut.

Vesivoiman rooli säätövoimana korostuu uudessakin tilanteessa. Lisäksi uudet teknologiat, kuten akut ja kysyntäjousto, tuovat sähköjärjestelmään lisää kaivattua säätökykyä. Käsittelin suoraan sähköverkkoihin kytkettyjä akkuja edellisessä blogikirjoituksessani (linkki kirjoituksen alla). Tässä blogissa valotan näkemyksiäni kysyntäjoustosta.

Kysyntäjoustossa sähkön loppukäyttäjä joustaa

Kysyntäjoustolla tarkoitetaan sitä, että sähköjärjestelmässä vähennetään tai lisätään kulutusta – ei tuotantoa – kulutuksen ja tuotannon saattamiseksi  tasapainoon. Todellisessa maailmassa näitä keinoja toki käytetään samanaikaisesti. Kysyntäjoustossa on usein kyse lämmön tai kylmän varastoinnista, jossa energian käyttö ja varastointihetki voidaan erottaa ajassa.

Perinteisintä kysyntäjoustoa Suomessa on ollut suurten teollisten toimijoiden joustavuus  erittäin korkeiden sähkönhintojen aikaan. Jos sähkönhinta on saavuttanut toimijan kannalta liian korkean tason esimerkiksi kahdeksan peräkkäisen tunnin aikana, toimijalle on ollut taloudellisempaa ajaa tuotantoprosessi alas. Korkeiden hintojen aikaan tuotanto olisi ollut tappiollista. Teollisten prosessien ajaminen ylös ja alas  on kuitenkin kallista ja kansantaloudellisesti menetetyllä tuotannollakin on arvonsa.  Sähköjärjestelmän kannalta saadaan huippukulutukset näin vältettyä esimerkiksi erittäin kylmän talvipäivän aikana.

Teollisten prosessien säätö on myös usein hidasta. Sähköjärjestelmässä säätökykyä tarvitaan järjestelmän tasapainottamiseen reaaliaikaisesti. Nykyaikaisten tietoliikenneratkaisujen ja algoritmien avulla voidaan myös sadoista tai tuhansista paljon pienemmistä kulutuskohteista, esimerkiksi lämminvesivaraajista, koota voimalaitoksen kokoluokkaan yltävä virtuaalivoimalaitos, tai oikeammin virtuaalinen akku.

Esineiden internet tekee kysyntäjoustosta mahdollista

Vaikka kysyntäjouston joustavat kohteet ovat olleet olemassa usein vuosikymmeniä, vasta viime aikoina esineiden internetin teknologia on mahdollistanut monen sovelluksen kaupallisen hyödyntämisen. Kysyntäjouston potentiaali säätövoimana on valtava, ja myös yksikkötasolla esimerkiksi yksittäisen kodin mittakaavassa kysyntäjousto on verrattavissa sähkövarastoihin. Akkuihin verrattuna kysyntäjousto on resurssitehokkaampaa ja monissa sovelluksissa halvempaa, koska uusia laitteita tarvitaan vähemmän.

Varsinkin kotitalouksien kysyntäjoustoa valjastettaessa säädettäviä kohteita tarvitaan paljon merkityksellisen säätötehon aikaansaamiseksi. Spring by Fortum tekee kysyntäjoustoa mm. kytkemällä lämminvesivaraajia virtuaaliakuksi. 1 MW säätökyvyn tuottamiseksi tarvitaan 1000 kappaletta tyypillisiä 3 kW:n lämminvesivaraajia. Jos Oulujoen optimitilanteen säätökyky on 400 megawattia, tarvittaisiin esimerkiksi kotitalouksien lämminvesivaraajia virtuaaliakkuun varovaisesti arvioiden 400 000 kappaletta. Tämä tarkoittaisi sitä, että Oulujoen säätökyvyn tuottamiseen tarvittaisiin 80% suomalaisista vesivaraajista. On myös huomattava, että tämä säätökyky olisi käytettävissä vain silloin, kun vesivaraajilla lämmitetään vettä.

Kysyntäjousto mahdollistaa huomattavan hajautettuja sovelluksia, jotka siten voivat hyödyttää  pienimpiäkin sähkönkuluttajia ja toisaalta vastata myös jakeluverkon paikallisiin joustotarpeisiin. Suomessa tehotariffit sekä myrskyvahinkojen minimointi vievät myös tähän suuntaan. Kysyntäjousto pienillä sähkövarastoilla lisättynä pystyy tulevaisuudessa yksin tasapainottamaan asumissektorin sähkönkäytön maissa, joissa on paljon aurinkovoimaa.  Suomen kaltaiset tuulivoimaa lisäävät maat tulevat aina tarvitsemaan pidemmän aikavälin säätökykyä, mutta meilläkin kysyntäjouston potentiaali on merkittävä.

Viimeiset 12 vuotta, jotka olen toiminut energia-alalla, älyverkot ovat olleet varsinkin alan sisällä olleet jatkuvan kiinnostuksen. Koska kysyntäjoustopalvelut mahdollistavat myös jakeluverkon paikalliset palvelut, saadaan valtaosa älyverkon lupauksista lunastettua kysyntäjoustolla. Tähän ei tarvita keskusjohtoista älyverkkojärjestelmää, vaan älyverkkona toimii internet ja sen päälle rakennetut palvelut.

Kysyntäjoustot ja akut ovat siis teknisesti oivallisia lyhytaikaisia säätövoiman lähteitä. Ne toimivat myös hyvin yhdessä osana suurempaa virtuaalista akkua. Tänä päivänä vesivoimaa käytetään käytännössä säätöön sekuntitasolta aina vuodenaikojen väliseen säätöön. Tulevaisuuden voimajärjestelmässä, jossa  tuotanto on heikommin ohjattavaa kuin ennen, akuilla, kysyntäjoustoilla ja vesivoimalla tulee olemaan oma tärkeä roolinsa. Kysyntäjousto ja akut pitävät huolta lyhytaikaisesta säädöstä (sekuntitasolta tuntien väliseen säätöön) vesivoiman huolehtiessa tätä pidempiaikaisesta säädöstä.

Tatu Kulla

Kirjoittaja toimii Fortumissa kehitysjohtajana vastaten muun muassa kysyntäjousto- ja akkuliiketoiminnan kehittämisestä. Aiemmin hän on vastannut vuosia Fortumin Suomen ja Ruotsin vesivoimaa (4 650 MW) ohjaavan vesivoimavalvomon toiminnasta.

Lue lisää:
Sähköjärjestelmän perusasioiden äärellä, osa 1: Miksi säätövoimalla on väliä?

Sähköjärjestelmän perusasioiden äärellä, osa 2: Voiko akuilla korvata vesivoimaa säätövoimana?

kysyntajousto

Tutkimus ja kehitys Vesivoima

Sähköjärjestelmän perusasioiden äärellä, osa 2: Voiko akuilla korvata vesivoimaa säätövoimana?

tatu-kulla-60x60pxPosted by: Tatu Kulla
14.2.2018

Kuten edellisessä blogikirjoituksessani totesin, kääntyy keskustelu tuuli- ja aurinkoenergian lisäämisestä usein säätövoiman tarpeeseen. Pohjoismaissa vesivoima on ollut perinteinen säätövoiman lähde, mutta sähkövarastot – etenkin akut – ovat nousseet keskusteluissa vaihtoehtoiseksi säätövoiman lähteeksi. Kerron tässä blogissani kokemuksistamme sähkövarastoista ja kuvaan niiden roolia tulevaisuuden sähköjärjestelmässä. Keskityn tällä kertaa akkuihin ja jätän käsittelemättä esimerkiksi liike-energian varastointiin perustuvat teknologiat, kuten vauhtipyörät.

Litiumioni-akku on nykyisen akkuteknologian aatelia

Tällä hetkellä kaupallisesti mielenkiintoisin akkuteknologia on Litiumioni. Sen etuna on hyvä latausten ja purkausten kesto. Tyypillisesti Litiumioni-akun voi ladata ja purkaa (lataus + purku = sykli) noin 5 000 kertaa. Luku vaihtelee akkukemiasta toiseen. Vertailun vuoksi: perinteinen, esimerkiksi autoista yleisesti löytyvä lyijyakku kestää muutamia satoja lataussyklejä.

Litiumioni-akkujen etuna on myös varsin hyvä hyötysuhde, tyypillisesti noin 90 %. Tämä tarkoittaa sitä, että akustosta ja siihen liitetystä energiasta voidaan palauttaa käyttöön 90 % siihen alun perin varastoidusta energiasta. Litiumioni-akkujen tekninen kehitys ja valmistusmäärien kasvu ovat johtaneet myös samanaikaiseen teknisen suorituskyvyn paranemiseen ja hintojen (€/kWh) laskuun. Hintojen laskun myötä litiumioni-akuille onkin löytynyt laajasti käyttöä niin sähköautojen akkuina, kulutuselektroniikassa kuin sähköjärjestelmän sovelluksissa.

Montako akkua tarvitaan korvaamaan Oulujärven varastokapasiteetti säätövoimana?

Olisiko akuista korvaajaksi esimerkiksi vesivoimalle säätövoiman lähteenä? Vastaus on kyllä ja ei. Tehdään sitä varten pieni ajatusleikki ja tutkitaan esimerkkinä, mitä Oulujärven ja siitä vetensä saavien Oulujoen vesivoimaloiden korvaaminen akuilla käytännössä tarkoittaisi. Teen tässä ajatusleikissä tosielämästä poikkeavan rajauksen ja tarkastelen Oulujärveä suljettuna varastona. Toisin sanoen, sinne ei virtaa yhtään lisää vettä.

Oulujärven varastokapasiteetti lupaehtojen rajoissa on varovaisesti arvioituna noin 300 gigawattituntia (GWh, 1GWh = 1 000 MWh). Oulujoen laitosten säätökyky puolestaan on parhaimmillaan ja optimitilanteessa noin 400 MW (minimituotannosta maksimituotantoon). Tässä vertailussa otan pienen etukenon tulevaisuuden hintatasoon ja oletan, että markkinoilta voisi hankkia asennettuna 1MW/1MWh akuston tarvittavine oheislaitteineen 500 000 eurolla. (1MW/1MWh tarkoittaa, että akkua voidaan ladata ja purkaa 1 MW teholla enintään tunnin ajan).

Jos siis haluaisimme korvata Oulujoen yhden tunnin säätökyvyn litiumioni-akuilla, tarvitsisimme niitä 400 kappaletta. Yhden akun maksaessa puoli miljoonaa euroa tarkoittaisi tämä 200 miljoonan euron investointia. Mikäli haluaisimme korvata koko Oulujärven varastokapasiteetin akuilla, niitä tarvittaisiin 300 000 kappaletta. Tämän investoinnin arvo olisikin sitten jo 150 miljardia euroa. Summaa voi verrata vaikkapa Suomen valtion budjettiin, joka kuluvalle vuodelle on 55,7 miljardia euroa. Uskallan siis väittää, että vesivoima on edelleen merkittävästi akkuja kustannustehokkaampi ratkaisu sähkövarastona.

Oulujärven korvaaminen energiavarastona akuilla veisi myös merkittävän määrän aikaa. Bloomberg New Energy Finance on ennustanut, että vuonna 2030 globaalin akkumarkkinan koko olisi 305 GWh. Tämä tarkoittaa sitä, että Oulujärven korvaamiseen tarvittavien akkujen valmistamiseen kuluisi vuoden 2030 vuotuinen globaali akkutuotanto. Toinen huomionarvoinen seikka on se, että tällainen akkujärjestelmä vaatisi melkoisesti tilaa. Jos 1MW/1MWh akkujärjestelmä mahtuu 40-jalkaiseen merikonttiin, varovaisesti arvioiden 300 GWh:n akkujärjestelmä vaatisi tilaa varoalueineen vähintään noin 30 neliökilometriä eli Keravan kokoisen kaupungin pinta-alan verran.

Kannattaako tuulivoimaa varastoida akkuihin nykyteknologialla?

Toinen esimerkki akkujen käytöstä sähkön varastointiin voisi olla tuulivoiman varastointi tuulisilta tunneilta käytettäväksi tunneilla, jolloin ei tuule. Oletetaan edelleen, että 1MW/1MWh akku maksaa puoli miljoonaa euroa asennettuna ja toisaalta oletetaan, että akku kestää 5 000 sykliä. Näillä oletuksilla voidaan helposti laskea, että akun on saatava 500 000 € / 5000 = 100 € tuottoa jokaisesta lataus-purku -syklistä, jotta akku maksaisi itsensä takaisin. Tämä laskelma ei ota huomioon pääomakustannuksia eikä myöskään investoijan tuottovaatimuksia. Tähän tuottotasoon olisi kuitenkin hankala päästä. Esimerkiksi vuoden 2017 aikana oli vain yksi vuorokausi (11.10.2017), jolloin vuorokauden halvimman ja kalleimman sähkön tuntihinnan ero Suomessa ylitti 100 euroa.

Akkujen etuna sähäkkä ja tarkka säädettävyys

Vaikka suurimittainen sähkön varastointi akuilla ei olekaan vielä kannattavaa, on akuilla lukuisia potentiaalisia käyttökohteita sähköjärjestelmässä. Akkujen etuna vaikkapa vesivoimaan verrattuna on erittäin nopea ja tarkka säädettävyys. Esimerkiksi Fortumin akku Järvenpäässä (kuvassa ylhäällä) pystyy vaihtamaan tilansa täydeltä lataukselta täydelle purulle alle sekunnissa. Oulujoella puolestaan pystytään nostamaan tuotanto optimioloissa minimitasolta maksimiin noin viidessä minuutissa.

Kantaverkon taajuuden ylläpitoa varten on olemassa taajuussäätömarkkinat, insinöörikielellä FCR-N ja FCR-D. Siellä markkinatoimijat myyvät kantaverkolle nopeasti verkon taajuuden muutoksiin reagoivaa tuotantokapasiteettia, siis kykyä säätää tuotantoa tai kulutusta muutaman sekunnin kuluessa. Koska näillä markkinoilla maksetaan kyvystä, sopivat akut niiden tarpeisiin erittäin hyvin.

Alkuperäiseen kysymykseen palatakseni: Olisiko akuista siis säätövoiman lähteeksi? Ainakaan nykyteknologian valossa akkuja ei kannata käyttää sähkön varastointiin halvoilta tunneilta kalliille. Sen sijaan niille voi löytyä käyttöä siellä, missä on hyötyä akkujen kyvystä säätää erittäin tarkasti ja nopeasti. Uskonkin, että akut voivat ajan mittaan ottaa paikkansa osana sähköjärjestelmää osallistumalla nopeimpaan säätöön ja vapauttamalla näin muuta säätövoimaa energiaintensiivisempään säätötoimintaan.

Tatu Kulla

Kirjoittaja toimii Fortumissa kehitysjohtajana vastaten muun muassa kysyntäjousto- ja akkuliiketoiminnan kehittämisestä. Aiemmin hän on vastannut vuosia Fortumin Suomen ja Ruotsin vesivoimaa (4 650 MW) ohjaavan vesivoimavalvomon toiminnasta.

Lue lisää:
Sähköjärjestelmän perusasioiden äärellä, osa 1: Miksi säätövoimalla on väliä?

kysyntajousto

Tutkimus ja kehitys Vesivoima

Sähköjärjestelmän perusasioiden äärellä, osa 1: Miksi säätövoimalla on väliä?

tatu-kulla-60x60pxPosted by: Tatu Kulla
6.2.2018

 

Kysyntäjoustosta, akuista ja esimerkiksi sähköautoista sähkövarastoina on tullut energiakeskustelun arkea. Samalla, kun käsitteet ovat arkipäiväistyneet, on niiden takana olevien ratkaisujen nykypotentiaali ja tulevaisuus ajoittain sotkeutuneet toisiinsa. Välillä kuulee heittoja, että jokin sähkön tuotantomuoto olisi kohta korvattavissa kotitalouksien kysyntäjoustolla. Esimerkiksi vesivoimaa on tällä perusteella vähätelty. Sähköntuotantoyhtiöt taas ovat korostaneet samaan aikaan vesivoiman tärkeyttä sähköjärjestelmämme säätövoimana.

Mitä säätövoima on ja mikä sen tehtävä on sähköjärjestelmässä? Entä mikä rooli on kysyntäjoustolla ja akuilla nyt ja lähitulevaisuudessa? Paljonko akuilla tai kysyntäjoustolla voidaan korvata sähköntuotantoa nykyisin? Ja mikä on kustannus?

Olen työssäni Fortumissa perehtynyt vuosia vesivoimaan ja sen säätömahdollisuuksiin. Viimeiset pari vuotta olen ollut rakentamassa muun muassa kysyntäjousto- ja akkuliiketoimintaamme. Kuvaan tällä taustalla omia näkemyksiäni sähköjärjestelmän joustavuudesta blogi-kirjoitusten sarjalla. Tässä ensimmäisessä osassa pureudun säätövoimaan. Tulevat osat käsittelevät akkujen ja kysyntäjoustojen roolia osana tulevaisuuden energiajärjestelmää.

Tuotannon on vastattava aina kulutusta

Jotta energia-alan aiheista voi faktapohjaisesti keskustella, on hyvä ymmärtää peruskäsitteet.

Lähdenkin liikkeelle sähköjärjestelmästä. Sillä tarkoitetaan sähköverkoilla yhteen kytkettyjen kulutusten ja sähköä tuottavien voimalaitosten kokonaisuutta. Sähköjärjestelmässä on jokaisena hetkenä oltava yhtä paljon kulutusta ja tuotantoa. Hetkellisen kulutuksen ja tuotannon suure on teho ja mittayksikkönä käytetään tyypillisesti megawattia (MW).

Mikäli tasapaino järkkyy ja tuotantoa on liikaa suhteessa kulutukseen, sähköverkon jännite ja taajuus nousevat yli hyväksyttyjen rajojen. Tällöin sähköverkon, voimalaitosten ja kulutuspisteiden suojaukset kytkevät irti verkossa olevat laitokset, jotta vältettäisiin laitteistojen hajoaminen. Suojausten aktivoitumiseen päädytään myös silloin, kun kulutusta on enemmän kuin tuotantoa. Tällöin jännite ja sähköverkon taajuus laskevat alle sovittujen rajojen.

Säätövoima pitää sähköjärjestelmän tasapainossa

Jotta kulutus ja tuotanto saadaan pidettyä tasapainossa, tarvitaan säätövoimaa. Se on sähköntuotantoa, jota voidaan säätää kulutuksen mukaan. Eri tuotantomuodoilla on erilaiset säätöominaisuudet. Suomessa ydinvoimalat eivät käytännössä säädä tuotantoaan lainkaan ja ovat siksi tasaisesti tuottavaa perusvoimaa. Sähköä tuottavat lauhdelaitokset sekä sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitokset pystyvät säätämään tuotantoaan tuntien ja vuorokauden sisällä riippuen laitoksen ominaisuuksista.

Nykyisin käytössämme olevista tuotantomuodoista säätöominaisuuksiltaan ehdottomasti paras on vesivoima. Sen säätökyky ulottuu sekuntitasolta jopa vuodenaikojen väliseen säätöön. Säätövoimaa saadaan Suomeen myös naapurimaiden sähköverkkoihin kytkettyjen siirtojohtojen avulla. Näiden kautta Ruotsista ja Norjasta saatava säätövoima tuotetaan pääasiassa vesivoimalla.

Mitä enemmän sähköjärjestelmään lisätään sään mukaan hyvin vaihtelevasti tuottavaa uusiutuvaa energiaa kuten tuuli- ja aurinkovoimaa, sitä enemmän järjestelmän pitäminen tasapainossa vaatii joustoa. Vesivoima onkin ketteränä säätövoimana avainroolissa, mutta kysyntäjousto ja akut ovat tulossa pienin askelein avuksi. Niiden osalta on kuitenkin huomattava, että vain vesivoima tuottaa energiaa, kysyntäjousto ja akut siirtävät kulutusta hetkestä toiseen.

Teho ja energia iloisesti sekaisin?

Sähköjärjestelmästä keskusteltaessa on hyvä muistaa, että teho ja energia ovat kaksi eri asiaa. Mikäli tarkastellaan pelkkää asennettua tehoa ja sotketaan se vuotuisen energiatuotannon kanssa, päädytään virheellisiin johtopäätöksiin. Tätä voisi verrata siihen että vuokraisin auton matkaa Espoosta Tampereelle varten vain sillä perusteella, että autolla pääsee 200 km/h, enkä tarkistaisi lainkaan, onko tankissa polttoainetta.

Energiamaailman esimerkiksi voi ottaa vaikkapa tuulivoiman ennätyksellisen tuotannon Suomessa vuonna 2017. Viime vuonna Suomessa kulutettiin sähköä 85,5 terawattituntia (siis 85,5 miljoonaa megawattituntia) ja vuoden suurin hetkellinen sähkönkulutuksen tuntikeskiarvo oli 14 374 MW. Asennettua tuulivoimakapasiteettia meillä oli noin 2 000 MW ja energiaa tuulivoimalla tuotettiin noin 4,8 terawattituntia. Tuulivoiman osuus Suomen energiankulutuksesta oli noin 5,6 % ja asennetun tuulivoimakapasiteetin osuus suhteessa Suomen huipputehoon oli noin 14 %. Luvut kertovat, että tuulivoima ei ole ollut käytössä vuoden jokaisena tuntina täysimääräisesti.

Esimerkkini yllä ei millään muotoa ole sääriippuvaista uusiutuvaa energiaa vastaan, vaan se vain kertoo tehotasapainon ylläpidon haasteista jo nyt. Tulevina vuosina nämä haasteet saavat lisäkertoimia sääriippuvaisen tuotannon määrän kasvaessa. Jouston ja näppärästi säädettävän tuotannon ratkaisuille onkin kysyntää ja niiden kehittämiseksi teemme myös Fortumissa töitä.

Niin pitkään kun uusilla ratkaisuilla ei voi tuottaa kaikkea tarvittavaa säätövoimaa taloudellisesti kannattavasti, on tärkeää huolehtia, että tuttujen ja erinomaisesti toimivien säätövoimaratkaisujen – kuten vesivoiman – toimintaedellytykset on turvattu. Silloin voimme parhaiten luoda edellytykset siirtymiselle kohti päästötöntä energiajärjestelmää ja hillitä ilmastonmuutosta.

Tatu Kulla

Kirjoittaja toimii Fortumissa kehitysjohtajana vastaten muun muassa kysyntäjousto- ja akkuliiketoiminnan kehittämisestä. Aiemmin hän on vastannut vuosia Fortumin Suomen ja Ruotsin vesivoimaa (4 650 MW) ohjaavan vesivoimavalvomon toiminnasta.

Vuoden 2017 energiatilastot: Energiateollisuus ry

 

kysyntajousto

Tutkimus ja kehitys Vesivoima

Oulujoella tuumasta toimeen: lohi ja taimen kutemaan tai kalastettavaksi

 

marja savolainen 60x60Posted by: Marja Savolainen
11.9.2017

Oulujoen vaelluskalahanke otti näkyvän harppauksen eteenpäin, kun vastavalmistunut nykyaikainen kalojen ylisiirtolaite otettiin käyttöön Muhoksen Montassa elokuun lopussa. Uusi laite tuntuu kiinnostavan – meitä oli laitteen vihkiäisissä runsaat 200 henkilöä.

Ylisiirto on Fortumin, Muhoksen, Vaalan ja Utajärven kuntien sekä Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskuksen ja maa- ja metsätalousministeriön yhteinen hanke Oulujoen vaelluskalakantojen elvyttämiseksi ja vapaa-ajan kalastusmahdollisuuksien kehittämiseksi. Uskon vahvasti, että kalojen ylisiirto on kaivattu vaihtoehto, kun pohditaan keinoja vesivoiman ja vaelluskalojen rinnakkaiselolle perusteellisesti vesivoimantuotantoon valjastetuissa vesistöissä.

Viime aikoina Suomessa on keskusteltu keinoista, joilla vaelluskalojen liikkumista vesistöissä voisi helpottaa. Keskon ja WWF:n ponnistus turhien vaellusesteiden poistamiseksi on erinomainen esimerkki järkevistä ympäristötöistä. Nämä esteet voivat olla esimerkiksi huonosti perustettuja tie- ja siltarumpuja pienissä joissa ja puroissa. Vaellusyhteys korjautuu lapiovoimin, ja kuten tarkoitus on, kala pääsee jälleen kutemaan.

Vesivoimaa varten valjastetuissa joissamme vaellusyhteys padon ohi ei yksin auta.

Voimalaitospadon tarkoitus on padota vettä – muuten veden energiaa ei saada talteen. Patoamisen yhteydessä joen elinympäristöt ovat muuttuneet, sillä kosket ovat jääneet patoaltaiden alle. Esimerkiksi kokonaan rakennetussa Oulujoessa ei ole enää lainkaan niitä virtapaikkoja, joissa kalojen kutualueet ovat sijainneet.

Monttaan rakennetun ylisiirtolaitteen avulla kalaa voidaan siirtää vapaissa sivujoissa neljän ja viiden padon takana sijaitseville virtapaikoille. Viiden kalatien rakentamiseen verrattuna ylisiirto on sekä tehokkaampaa että halvempaa. Populaatiomallinnusten perusteella kalateiden kautta lisääntymisalueet voisi saavuttaa vain murto-osa siitä kalamäärästä, joka ylisiirtämällä saadaan perille asti.


Julkisessa keskustelussa arvostelijoita aina riittää. ”Eihän tuosta mitään tule, lisääntymisalueet ovat liian pienet, seuraavaksi kalat ovat ongelmissa vaelluksellaan takaisin merta kohti, ei kannata edes yrittää, pitäisi suunnata varat ihan muille joille, purkaa koko voimalaitokset…”

Itse olen kuitenkin hyvin iloinen siitä, että me olemme ensinnäkin löytäneet ratkaisun, joka itse asiassa toteuttaa todella joustavasti täysin ristiriitaisia toiveita ja vielä kehittyy ajan ja kokemuksen karttuessa. Ja toisekseen – olemme myös toteuttaneet sen vaikka ei olisi ollut mikään pakko! Se kertoo asenteestamme.

Yhtä lailla se kertoo tietenkin myös paikallisten yhteistyökumppaniemme asenteesta. Ilman yhteistyötä ei kala-asiassa voida päästä eteenpäin. Kaloihin liittyy niin monenlaisia erilaisia intressejä, että voimayhtiö ei voi olla muiden puolesta päättämässä niistä. Siksi Oulujoella ylisiirtolaitteen käytöstä päättää yhteinen ohjausryhmä. Se saa päättää, miten laitetta käytetään ja minne kalat viedään. Lisääntymisalueille siirtämisen asemesta ne voidaan vapauttaa voimalaitosten välisille alueille kalastettaviksi tai niistä voidaan ottaa mätitäydennystä kalanviljelyslaitoksellemme lohi- ja meritaimenistukkaidemme laadun kehittämiseksi. Koko Oulujoen kalanhoitoa on nyt mahdollista kehittää aivan uudenlaiseksi kokonaisuudeksi. Nähtäväksi jää, millaisen kokonaisuuden saamme aikaiseksi, kun tietomme ja kokemuksemme uusista mahdollisuuksista alkaa karttua.

Katso myös:
Video kalojen ylisiirrosta Oulujoella
Animaatio ylisiirtolaitteen toiminnasta

Ylisiirtolaite-1000x800px

Energiantuotanto Uncategorized Vesivoima

Energiantuotantoa vaihtelevassa säässä

fortum-suomiareena-blog11.7.2017
Tiistaina Fortumin älykodilla SuomiAreenassa puhuttiin energiantuotannosta.

Siirtyminen kohti aurinkotaloutta, tulevaisuuden energiajärjestelmää, on käynnissä, mutta se kestää vuosikymmeniä. Tänä aikana perinteisiä tuotantomuotoja kehitetään edelleen, ja niitä käytetään uusiutuvan energiantuotannon rinnalla.

Energiajärjestelmän lisääntyvää vaihtelua tasoittavat tuotantomuodot, kuten vesivoima, ovat entistä tärkeämpiä siirtymän aikana.

Tiesitkö, että Fortumin vuotuisesta sähköntuotannosta noin 1/3 tuotetaan vesivoimalla? Vesivoima onkin tärkein uusiutuvan energian tuotantomuoto Pohjoismaissa. Päästöttömyytensä ansiosta vesivoima hillitsee ilmastonmuutosta.

SuomiAreenalla keskusteltiin tiistaina myös ydinvoimasta. Fortumin Loviisan voimalaitos on tuottanut puhdasta sähköä jo neljä vuosikymmentä. Ydinvoima on keskeinen tuotantomuoto energian huolto- ja toimitusvarmuuden kannalta. Päästöttömällä ydinvoimalla on myös edelleen tärkeä rooli Suomen ilmastotavoitteiden saavuttamisessa.

Vaihteleva sää vaikuttaa energian eri tuotantomuotoihin, mutta ei energiaan SuomiAreenalla. Fortumin älykodilla käytiin vilkasta keskustelua eri tuotantomuodoista niin päivän aurinkoisina kuin sateisinakin hetkinä. SuomiAreena-vieraat olivat kahdessa paikassa yhtä aikaa vieraillessaan virtuaalisesti Imatralla kosken upeissa maisemissa ja Espoon Kivenlahdessa katsomassa, kuinka pellettejä käytetään kaukolämmön tuotannossa. Virtuaalivierailut innostivatkin kaiken ikäisiä pohtimaan eri tuotantomuotoja. Näitä pääsee kokeilemaan vielä huomennakin!

Kun energia meinaa omista jaloista loppua, on hyvä hypätä sähköpyörän selkään. Sähköpyörät nousivatkin päivän aikana suursuosikeiksi. “Kivointa on nopeus!” totesivat energiset nuoret testailtuaan, kuinka kätevästi sähköpyörä kiitää.

Tuulisen tiistain jälkeen käännämme jo innolla katseen kohti huomista. Tiedätkö kuinka digitalisaatiota hyödynnetään energia-alalla? Siitä keskustellaan Porissa keskiviikkona!

Energiantuotanto SuomiAreena Uusiutuvat energianlähteet Vesivoima Ydinvoima

Yhteistyö on vaelluskala-asioissa välttämätön hyvä

marja savolainen 60x60Posted by: Marja Savolainen
16.3.2017

Kevät on tuloillaan ja Oulujoen Montassakin aurinko alkaa lämmittää. Jäät työmaapadon takana haurastuvat. Meille se tarkoittaa sitä, että kohta päästään jatkamaan kalojen ylisiirtolaitteen rakennustöitä.

Oulujoella valmistellaan systemaattista vaelluskalakantojen elvytystyötä. Muhoksen, Utajärven ja Vaalan kunnat, Fortum ja Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus ovat yhteistuumin päättäneet kokeilla niin kutsuttua ylisiirtoa, jossa Oulujokeen nousevia lohia siirretään järjestelmällisesti sivujokien lisääntymisalueille. Oulujoen Montta on myös yksi Suomen hallituksen vaelluskaloja koskevan kärkihankkeen pilottikohteista ja se tulee palvelemaan alan tutkimus- ja kehitystyötä valtakunnallisesti.

Yhteistyö on vaelluskala-asioissa välttämätöntä. On pystyttävä keskustelemaan ja sopimaan yhdessä tavoitteista. Ollaanko elvyttämässä luonnonkalakantoja vai tulossa kalastamaan? Tarvitaanko kalastusrajoituksia ja valvontaa salakalastuksen varalta, vai jotain ihan muuta? Oulujoella meillä on hyvät yhteistyökumppanit. Kumppanit, joiden kanssa tulee tunne, että katsomme samaan suuntaan. Ja nimenomaan eteenpäin.

Ylisiirrosta ratkaisu Oulujoelle

Kalojen ylisiirtoa on kokeiltu Suomessa aikaisemminkin, myös Oulujoella. Montassa toimintaa halutaan nyt kehittää eteenpäin. Runsaan kahden miljoonan arvoinen investointi kertoo pitkäjänteisen työn tarpeesta vaelluskalakysymyksen ratkaisemiseksi. Ylisiirtolaite luo vaelluskalatutkimukselle aivan uudenlaisen koealueen. Tietoa nousevan kalan käyttäytymisestä, laitteista ja rakenteista tarvitaan kaikkialla, niin kansallisesti kuin kansainvälisestikin.

Uuden kokeilussa alku ei välttämättä ole kovin ruusuinen. Tarvitaankin malttia, kun lasketaan ensimmäisinä vuosina Monttaan nousevia kaloja. Montassa yhdistyy kalannousun lisäksi toinen, Oulujoella äärimmäisen tärkeä asia: istukkaan laadun kehittämistyö. Jos kalaa riittää, meillä on mahdollisuus ottaa luonnon nousukaloista mätitäydennystä viereiselle, velvoiteistukkaat tuottavalle Montan kalanviljelylaitokselle.

Ylisiirtolaite luo perustan Oulujoen kalakantojen hoidolle yhdessä Fortumin kalanviljelylaitoksella tehtyjen parannusten kanssa. Istutustoimintaa kehitetään samaan aikaan, kun luonnonkalakantojen elvyttämiseksi tehdään se, minkä uskotaan tuovan tehokkaimmin tuloksia.

Ylisiirtämällä saadaan enemmän kalaa lisääntymisalueille kuin monen kalatien kautta.

Ratkaisut on haettava jokikohtaisesti

Moni on kysynyt, miksi Oulujoella kokeillaan ylisiirtoa? Miksi ei rakenneta kalateitä?

Siksi, että ratkaisut vaelluskalakantojen palauttamiseen on haettava jokikohtaisesti paikalliset olosuhteet huomioiden. Oulujoella ylisiirto on looginen ensimmäinen askel, sillä meren ja ensimmäisten lisääntymisalueiden välillä on Merikosken kalatien jälkeen neljä patoa. Ylisiirtämällä saadaan enemmän kalaa lisääntymisalueille kuin monen kalatien kautta.

Joskus ylisiirto voi olla pitkälläkin aikavälillä paras keino kalojen saamiseksi lisääntymisalueille. Fortumin voimalaitoksilla Ruotsin Klarälvenilla Vänernin järvilohta on siirretty järjestelmällisesti kahdeksan padon yli 1930-luvulta alkaen. Siellä luonnonlohikanta on saatu säilymään. Viime syksynä jokeen nousi ennätysmäärä luonnossa syntynyttä lohta ja taimenta – enemmän kuin ennen voimalaitosten rakentamista. Mittavan istutustoiminnan ansiosta kalastajien saaliit ovat samaan aikaan kasvaneet.

Ja vielä yksi kysymysmerkki rakennetuilla joilla: joesta mereen matkaavien poikasten alasvaellus. Toimivia teknisiä ratkaisuja etsitään isojen jokien padoille maailmanlaajuisesti. Miksei ylisiirtoa kokeiltaisi ensimmäisenä ratkaisuna myös alavirtaan mennessä, jos vaelluspoikasten pitää ohittaa monta patoa ja petoja vilisevää patoallasta?

Vaelluskalakantojen vahvistaminen on meille Fortumissa tärkeää. Tavoitteenamme on löytää aina kalojen kannalta toimivimmat ratkaisut yhteistyössä paikallisten sidosryhmien kanssa. Työmme jatkuu nyt kevään edetessä Oulujoella ja valmista pitäisi olla elokuussa. Toivotaan, että voimme tulevina vuosina kertoa Oulujoelta yhtä hyviä kokemuksia kuin vaikkapa Ruotsin Klarälveniltä.

Marja Savolainen
Ympäristöpäällikkö, vesivoima, Fortum

Lisätietoja kalojen ylisiirrosta

Uusiutuvat energianlähteet Vesivoima

Vesivoimalla on ratkaiseva rooli tulevaisuuden energiajärjestelmässä

Posted by Risto Andsten

11.1.2016

Energiasektori on keskeisessä asemassa ilmastonmuutoksen hillitsemisessä, sillä kaksi kolmasosaa maapallon kasvihuonepäästöistä syntyy energian tuotannosta tai kulutuksesta. Alan tehokkaimpia vaikutuskeinoja on fossiilisten polttoaineiden korvaaminen hiilidioksidipäästöttömillä tuotantomuodoilla. Tuuli- ja aurinkovoima ovatkin kasvattaneet viime vuosina eniten osuuttaan sähköntuotannossa globaalisti. Olosuhteista riippuvaisina tuotantomuotoina ne eivät kuitenkaan takaa sähkönsaantia jokaisen vuorokauden kaikkina tunteina. Yöllä ei aurinko paista, eikä kylmillä keleillä aina tuule. Koska tuuli- ja aurinkovoima eivät yksin tai yhdessä pysty pitämään sähköjärjestelmää vakaassa tilassa, tarvitaan niiden tueksi säätövoimaa eli tuotantoa, jolla varmistetaan häiriötön sähkönsaanti kaikissa olosuhteissa. Tähän tehtävään vesivoima on sopiva, sillä se on joustavaa, uusiutuvaa ja hiilidioksidipäästötöntä.

Tuuli- ja aurinkovoima ovat olleet viime vuodet myös Euroopassa kovassa nosteessa. Niiden kasvua ovat vauhdittaneet runsaskätiset investointi- ja tuotantotuet. Ilmaston kannalta kehitys on ollut hyvä, mutta samalla energiajärjestelmästä on tullut entistä epävakaampi. Ja eipä kehitys aina ole ollut ilmastonkaan kannalta toivottu. Saksassa tuuli- ja aurinkovoiman nopea kasvu ja samaan aikaan toteutettu ydinvoiman alasajo ovatkin lisänneet – eivät vähentäneet – kasvihuonepäästöjä, kun säätövoimana on parempien vaihtoehtojen puuttuessa käytetty hiilivoimaa.

Pohjoismaissa tilanne on parempi, kun yli puolet sähköntuotannostamme perustuu vesivoimaan. Tuuli- ja aurinkovoiman kaverina vesivoima toimii erittäin hyvin. Vettä on helppo varastoida suuria määriä järviin ja altaisiin ja käyttää sähköjärjestelmän säätöön nopeasti ja joustavasti. Näistä ominaisuuksista hyötyy viime kädessä jokainen sähkönkäyttäjä, kun voimme luottaa siihen, että sähköverkko toimii ja hinnat pysyvät vakaina. Mitä enemmän uutta tuuli- ja aurinkovoimaa tulee Pohjoismaihin, sitä enemmän tarvitsemme säätövoimaa. Luvuilla kuvaten: kilowatti vesivoimaa mahdollistaa 1,1 kilowattia vaihtelevaa uusiutuvaa energiaa järjestelmään.

Näkemyksemme on, että vesivoimaa tarvitaan ehdottomasti lisää tulevaisuuden energiajärjestelmässä. Siksi sen rooli tulee tunnustaa ja sen tulevaisuudesta on voitava keskustella nykyistä laajemmin. Kyse on siitä, kuinka voimme parhaiten parantaa olemassa olevan vesivoimatuotannon joustavuutta ja tehokkuutta – ja mahdollisesti jopa rakentaa uutta vesivoimaa. Nykymenolla energiajärjestelmällemme arvokkaan vesivoiman potentiaalia ei saada täysimääräisesti hyödynnettyä. Sitä estävät erilaiset tulkinnat ympäristölainsäädännöstä, pitkät lupaprosessit ja raskas verotus. Esimerkiksi Suomessa vesivoimaa verotetaan euromääräisesti muita tuotantomuotoja ankarammin. Korkeat verot yhdessä historiallisen matalien sähkön tuottajahintojen kanssa vievät pohjan vesivoiman kilpailukyvyltä. Sitä kautta vesivoimayhtiöiltä menevät mahdollisuudet investoida voimalaitosten perusparannuksiin ja muuhun toiminnan kehittämiseen.

Luonto on antanut meille Pohjoismaissa valttikortin – vesivoiman – jonka tuella voimme rakentaa energiajärjestelmän, jossa suurin osa energiasta tuotetaan hiilidioksidipäästöttömästi. Käytetään tuo kortti jatkossakin järkevästi ja luodaan sen avulla meille järjestelmä, jossa eri tuotantomuodot pelaavat tasavertaisina yhteen, luontaisiin vahvuuksiinsa nojaten.

Risto Andsten, VP, Renewable Energy

Lue lisää Fortumin näkemyksistä vesivoimasta sekä ratkaisuista vesivoiman kehittämiseksi tuotantomuotona.

http://www.fortum.com/fi/media/Pages/Verkkotiedote-18.11.2015.aspx

Climate change Energiantuotanto Energiapolitiikka Ilmastonmuutos Renewable energy sources Sähköntuotanto Solar Economy Suomen energiapolitiikka Uncategorized Uusiutuvat energianlähteet Vesivoima