Local collaboration is an important part of responsible operations

Ulla_Rehell_60x60Posted by: Ulla Rehell
3.4.2018

Local collaboration and engaging with stakeholders are integral to being a good corporate citizen. Smooth collaboration and project diversity can lead to results that benefit a community long after the project has been completed.

Since the start of our operations in India in 2012, we have supported local communities through a number of projects carried out in the local areas around our solar power plants. Collaboration with various stakeholders has played an important role already during the construction phase.

A good example of the diversity and significance of these kinds of local activities is our collaboration with an Indian NGO that lasted the entire duration of the Pavagada solar power plant construction project.

The Pavagada project was Fortum’s fourth and biggest solar power plant in India, with a total production capacity of 100 megawatts. During the plant’s construction phase, thousands of migrant workers from varying cultural backgrounds worked at the plant. They represented different religions and ethnic groups, and they spoke different languages. Their food habits and social customs also differed significantly.

The ability for employees to work together is crucial in the safe implementation of any project. Equally, a healthy work community doesn’t emerge without good collaboration and uniform ways of operating. With this in mind, we invited the Parivartan NGO to help us create a shared operating culture in the Pavagada construction project.

Throughout the construction phase, the Parivartan members lived as part of the community in the housing accommodations built for the workers. This way, they were constantly aware of the work community’s situation and were able to impact the community’s activities. The first step to ensuring wellbeing was to encourage the workers to adopt good hygiene practices. Next, the Parivartan members started sharing information about worker rights and safety.

Parivartan works closely with women because it believes that sustainability requires strong participation from women. So the NGO provided information about treating women workers with respect. At separate events arranged for women, they had an opportunity to speak about issues important specifically to them.

Safety at the foundation of everything

Excellence in safety is the foundation of our business. It is our responsibility to ensure that our employees go home healthy at the end of the work day. We believe that all work injuries are preventable when we all take responsibility for safety.

The results of our efforts in Pavagada were clearly visible. After working with the NGO, absenteeism decreased and a good safety culture prevailed within the work community. We achieved good results with the actions we took to prevent diseases that are common in the region. In addition, our well maintained housing accommodations for workers received positive feedback from health officials.

Local collaboration will continue upon completion of the plants

Last year we continued support for local communities also in areas around the Kapeli and Amrit solar power plants. Among other things, we have improved the water supply and electricity distribution, and we’ve supported local schools by building a new classroom and equipping the school with a kitchen that can provide lunch service. A community development project was started in three villages around the Bhadla solar power plant.

The Pavagada solar power plant is now operational, and the local collaboration is also continuing. Additionally, the Pavagada construction project gave us good lessons that we can apply also elsewhere in our operations.

Ulla Rehell

Ulla Rehell is Fortum’s VP, Sustainability

Social Responsibility

Paikallisyhteistyö on tärkeä osa vastuullista liiketoimintaa

Ulla_Rehell_60x60Posted by: Ulla Rehell
3.4.2018

Paikallisyhteistyö ja vuoropuhelu sidosryhmien kanssa kuuluvat keskeisesti hyvänä yrityskansalaisena toimimiseen. Toimivalla yhteistyöllä ja monipuolisilla hankkeilla voidaan saavuttaa tuloksia, joiden vaikutukset hyödyttävät yhteisöä pitkän aikaa projektien päättymisen jälkeenkin.

Siitä lähtien, kun aloitimme toimintamme Intiassa vuonna 2012, olemme tukeneet paikallisyhteisöjä useilla aurinkovoimalaitostemme lähialueilla toteutettavilla hankkeilla. Yhteistyö eri sidosryhmien kanssa on ollut tärkeässä roolissa jo rakennusvaiheen aikana.

Hyvä esimerkki tällaisen paikallisen toiminnan monipuolisuudesta ja merkityksestä on intialaisen kansalaisjärjestön kanssa tekemämme yhteistyö, joka kesti koko Pavagadan  aurinkovoimalaitoksen rakennusprojektin ajan.

Pavagadan hanke oli jo neljäs Fortumin aurinkovoimalaitos Intiassa ja samalla suurin: tuotantokapasiteetiltaan yhteensä 100 megawattia. Rakennusvaiheen aikana Pavagadan aurinkovoimalaitoksella työskenteli tuhansia siirtotyöntekijöitä, jotka tulivat erilaisista kulttuuritaustoista. He edustivat eri uskontokuntia ja etnisiä ryhmiä ja puhuivat eri kieliä. Myös ruokailutottumukset ja toimintatavat sosiaalisissa tilanteissa erosivat toisistaan merkittävästi.

Työntekijöiden kyky toimia yhdessä on keskeisessä asemassa minkä tahansa rakennusprojektin turvallisessa toteuttamisessa. Yhtä lailla hyvinvoivaa työyhteisöä ei synny ilman hyvää yhteistyötä ja yhtenäisiä toimintatapoja. Siksi kutsuimme Parivartan-kansalaisjärjestön auttamaan meitä yhteisen toimintakulttuurin luomisessa Pavagadan rakennusprojektissa.

Parivartanin jäsenet asuivat koko rakennusajan työntekijöille rakennetussa parakkikylässä osana yhteisöä. Näin he tiesivät jatkuvasti työyhteisön tilanteen ja pystyivät vaikuttamaan yhteisön toimintaan. Ensimmäinen askel hyvinvoinnin takaamiseksi oli kannustaa työntekijöitä omaksumaan hyvät hygieniakäytännöt. Seuraavaksi Parivartanin jäsenet ryhtyivät jakamaan tietoa työntekijöiden oikeuksista ja turvallisuudesta.

Parivartan tekee tiivisti työtä naisten parissa uskoen, että kestävä kehitys vaatii naisten vahvaa osallistumista. Niinpä kansalaisjärjestö jakoi työntekijöille tietoa naisten kunnioittavasta kohtelusta työyhteisössä. Naisille järjestettiin lisäksi omia tilaisuuksia, joissa he pystyivät puhumaan juuri heille tärkeistä asioista.

Kaiken perustana on turvallisuudesta huolehtiminen

Liiketoimintamme perustana on turvallisuusasioiden erinomainen hoitaminen. Meidän vastuullamme on taata, että työntekijämme pääsevät työpäivän päätyttyä terveinä kotiin. Uskomme, että kaikki työtapaturmat ovat ehkäistävissä, kun me kaikki otamme vastuun turvallisuudesta.

Pavagadassa tekemämme työn tulokset olivat konkreettisesti nähtävissä. Kansalaisjärjestöyhteistyön alettua poissaolot vähenivät ja työyhteisössä vallitsi hyvä turvallisuuskulttuuri. Saavutimme toimillamme hyviä tuloksia alueelle tyypillisten tautien estämisessä. Tämän lisäksi myös hyvin ylläpidetty työntekijöiden parakkikylämme sai positiivista palautetta terveysviranomaisilta.

Paikallisyhteistyö jatkuu voimalaitosten valmistuttua

Jatkoimme viime vuonna paikallisyhteisöjen tukemista myös Kapelin ja Amritin aurinkovoimalaitosten läheisyydessä. Olemme parantaneet muun muassa vesihuoltoa ja sähkönjakelua sekä tukeneet paikallisia kouluja rakentamalla uuden luokkahuoneen ja varustamalla keittiön lounasjakelua varten. Bhadlan aurinkovoimalaitoksen läheisyydessä puolestaan aloitettiin kolmessa kylässä yhteisöjen kehityshanke.

Paikallisyhteistyö jatkuu Pavagadankin aurinkovoimalaitoksen lähialueilla nyt, kun voimalaitos on toiminnassa. Lisäksi otamme Pavagadan rakennusprojektista mukaamme parhaat opit, joita voimme varmasti hyödyntää myös muussa toiminnassamme.

Ulla Rehell

Kirjoittaja on Fortumin kestävästä kehityksestä vastaava johtaja

Sosiaalinen vastuu

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

Avoin kaukolämpöverkko on osa älykästä kaupunkia

mikael lemström_pieniPosted by: Mikael Lemström
12.3.2018

Tarvitaan joustavia ja rohkeita uusia malleja, jotta Suomi on tulevina vuosikymmeninä edelläkävijä ympäristö- ja energiasektorilla. Yksi keskeinen uudistus on suurten kaupunkien kaukolämpöverkkojen avaaminen uusille, puhtaan energian tuottajille ja hukkaenergian käyttäminen lämmitykseen. Yhteistyö edistää älykkäiden, energiatehokkaiden kaupunkien kehittämistä ja hiilettömän energian tuotantoa.

Energiantuotannossa ja -käytössä on meneillään teknologian aiheuttama globaali murros. Hiilijalanjäljeltään raskaiden fossiilisten polttoaineiden käytöstä siirrytään kohti kestäviä vaihtoehtoja. Suomi voi hyötyä murroksesta olemalla aktiivisesti mukana teknologia- ja markkinakehityksessä.

Suomessa noin neljäsosa käyttämästämme energiasta kuluu lämmitykseen. Kaukolämpö on yleisin lämmitysmuotomme: jopa kolme neljästä uudesta rakennuksesta kytketään kaukolämpöverkkoon. Huoletonta ja varmaa lämmitystä arvostetaan.

Kuluvalla vuosikymmenellä Suomen kaukolämmön hiilidioksidipäästöjä on laskettu kaikkiaan 26 %. Riittävien päästövähennysten saavuttaminen edellyttää merkittäviä rakenteellisia muutoksia ja uudenlaista ajattelua sekä energiantuotantoon että energian käyttämiseen. Tämä vaatii älykkäitä ratkaisuja ja yhä järkevämmin suunniteltuja kaupunkeja. Joustavuus on avaintekijä. Totutut, vanhat toimintamallit on hyvä kyseenalaistaa.

Aalto-yliopiston ja Sitran Smart Energy Transition -tutkimushankkeessa esitetään, miten Suomi voisi menestyä käynnissä olevassa teknologioiden aiheuttamassa globaalissa energiamurroksessa, joka vaikuttaa meihin väistämättä. Viime vuoden lopulla joukko asiantuntijoita kiteytti Murrosareenan raportissaan kymmenen teesiä, joilla parannettaisiin Suomen kilpailukykyä energia-alalla. Yksi keskeisiä uudistuksia heidän mukaansa on suurten kaupunkien kaukolämpöverkkojen avaaminen eri toimijoille.

Lämpöverkkojen avoimuus on Suomessa toistaiseksi vielä vähän käytetty mahdollisuus. Fortum ottaa tässä ison askeleen avaamalla kaukolämpöverkkonsa julkisin ostohinnoin puhtaan energian tuottajille Espoossa, Joensuussa ja Keski-Uudellamaalla.

Aiemmin kaukolämpöverkkoihin on jo kytketty muun muassa palvelinkeskuksia ja sairaaloita, joiden ylijäämälämpö johdetaan lämmitykseen. Nyt esimerkiksi teollisten toimijoiden, isojen kiinteistöjen ja taloyhtiöiden on mahdollista liittyä verkkoon ja myydä hukkalämpönsä läpinäkyvin sekä kilpailukykyisin hinnoin.

Muutos tekee energiankuluttajista aiempaa aktiivisempia toimijoita ja mahdollistaa nyt hukattavan lämmön hyödyntämisen.

Nykyisessä markkinamallissa kaukolämpöä kehitetään aktiivisesti, ja alalla on nähtävissä uusia ratkaisuja. Fortum on sitoutunut tuottamaan kaiken kaukolämpönsä hiilineutraalisti 2020-luvun loppuun mennessä. Tätä tavoitetta ei saavuteta yksinään korvaamalla fossiilisia polttoaineita biopolttoaineilla. Tavoite vaatii lisäksi uutta teknologiaa ja uusia palveluja sekä yhteistyötä. Tässä onnistutaan, kun energian loppukäyttäjille, kuten taloyhtiöille ja yrityksille, tehdään osallistumisesta riittävän helppoa.

Puhtailla ja älykkäillä energiaratkaisuilla on valtavat vientimarkkinat, joilla riittää kysyntää suomalaiselle osaamiselle – mutta referenssejä pitää olla. Yhdessä teemme Suomesta edelläkävijän älykkäiden energiaratkaisujen saralla.


Mikael Lemström

Kirjoittaja on Fortumin kaukolämpöliiketoiminnasta vastaava johtaja

Fortum_Avoin_Kaukolampo_1200x800_blog

Lämmön tuotanto

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

Päästöjen hinnoittelu on kaiken A ja O

Arto_Räty-60x60Posted by: Arto Räty
7.2.2018

On ollut ilo huomata, kuinka valtiovaltamme ylin johto on viime aikoina korostanut laajalla rintamalla päättäväisiä toimia ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Tasavallan presidentti piti virkaanastujaispuheessaan ilmastonmuutoksen hillintää lähivuosien tärkeimpänä asiana. Eduskunnan puhemies  totesi vastauspuheessaan, ettemme osaa tarkalleen ennakoida, kuinka poliittiset toimenpiteet ilmastonmuutosta hidastavat. Valtiovarainministeri ehdotti (HS 2.2.2018) ilmastonmuutoksen ehkäisyä ohjaavaksi tavoitteeksi budjetissa.

On hienoa, että Suomi on aktivoitumassa ilmastopolitiikassa. Fortum tukee tätä suuntaa täysillä. Ilmastonmuutoksen hillintä on strategiamme ytimessä ja missionamme on edistää yhdessä asiakkaidemme ja yhteiskunnan kanssa muutosta kohti puhtaampaa maailmaa ja energiantuotantoa.

Muutos ei kuitenkaan tapahdu riittävän nopeasti ilman markkinoita. Päättelyketju on yksinkertainen. Ilmastonmuutoksen hillintä on niin valtava urakka, ettei sitä tehdä valtioiden budjettirahoituksella, vaan siihen tarvitaan yksityistä rahaa. Yrityksille toimenpiteiden on puolestaan oltava taloudellisesti kannattavia. Ja ilmastonmuutoksen hillintään tähtäävät toimet saadaan kannattaviksi vain riittävän korkealla päästöjen hinnalla.

Petteri Orpo osui asian ytimeen todetessaan, että päästöjen vähentämisen tulee tapahtua ennakoitavasti ja kustannustehokkaasti. Tämä on meille yrityksille kaiken a ja o. Sääntelyn tulee olla ennakoitavaa ja mahdollistaa markkinaehtoiset ratkaisut.

Fortumin mielestä EU:n päästökauppajärjestelmä on päästöjen vähentämisen keskeisin työkalu.

Päästökauppaa on vastikään uudistettu – mielestämme onnistuneesti – vuoteen 2030 saakka. Nyt pitää antaa sen toimia ja uskoa siihen. Kansallinen päällekkäinen ohjaus – kuten kivihiilen kielto – vesittää pahasti päästökauppaa. Mikäli kansallisia toimia kuitenkin toteutetaan, olisi vaikutusta päästökauppaan neutraloitava mitätöimällä päästöoikeuksia markkinoilta.

Päästökaupan ulkopuolella hiilidioksidipäästöihin perustuva verotus on tarkoituksenmukainen keino ohjata kuluttajien ja yritysten päätöksiä kohti vähäpäästöisempää yhteiskuntaa.

EU:n ilmastosääntelyä on päästökaupan uudistuksen jälkeenkin tarpeen edelleen kehittää. Ennakoitavuuden parantamiseksi EU:n ilmastotavoite tulisi asettaa Pariisin sopimuksen tavoitteen mukaiseksi mahdollisimman pian ja samalla luoda ennakoitava ja kustannustehokas päästövähennyspolku vuoteen 2050 saakka. Useat jäsenmaat (mm. Hollanti sekä naapurimme Ruotsi ja Tanska) ovat jo ehdottaneet EU:n kunnianhimon nostoa ja Suomi voisi liittyä tähän joukkoon.

Kannustamme ministeri Orpoa täysillä hänen pyrkimyksissään toimia yhdessä muiden Pohjoismaiden kanssa päästöjen hinnoittelun vahvistamiseksi. Suomalaisen elinkeinoelämän ja tutkimusorganisaatioiden järjestö Climate Leadership Coalition (CLC) teki kesäkuussa 2017 Maailmanpankille ehdotuksen hankkeesta globaalin päästöjen hinnoittelun kehittämisestä. Toivomme ministeri Orpon ja muiden Pohjoismaiden ministereiden tukevan tätä hanketta.

Suomi – kenties yhdessä Ruotsin ja muiden Pohjoismaiden kanssa – voisi laajemminkin ottaa EU:n ilmastojohtajan roolin nyt, kun se Brexitin myötä on vapautumassa. Suomen EU-puheenjohtajuus ensi vuonna tarjoaa mahdollisuuden profiloitua suunnannäyttäjäksi – meillä on siihen kaikki edellytykset.

Arto Räty
Johtaja, viestintä ja yhteiskuntasuhteet

Energiapolitiikka EU Päästökauppa Suomen energiapolitiikka

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