EL-TRAN-hankkeen tutkijat esittelivät tutkimustuloksia ”Energiajärjestelmän haasteet ja mahdollisuudet”-webinaarissa, jonka järjestivät EL-TRAN, BCDC Energia ja Smart Energy Transition -energiahankkeet. Hankkeita rahoittaa Akatemian yhteydessä toimiva Strategisen tutkimuksen neuvosto.

EL-TRAN selvittää, kuinka sähköjärjestelmästä voidaan tehdä ilmastoneutraalimpi. Hanketta johtaa professori Pami Aalto Tampereen yliopistosta.

Alla on tiivistelmät EL-TRAN-hankkeesta tutkijapuheenvuoroista:

Kansalaisten energiayhteisöt tuottamaan joustopalveluita, professori Pertti Järventausta, Tampereen yliopisto

Lämpöpumppujen lisääntyminen aiheuttaa suuren sähkötehon tarpeen kylminä aikoina, yliopettaja Pirkko Harsia, TAMK

Sähköautojen latauksen älykkäällä ohjaamisella estetään Suomen sähköjärjestelmän vakavat kuormitushäiriöt, projektipäällikkö Yrjö Majanne, Tampereen yliopisto

Professori Pertti Järventausta, Tampereen yliopisto

Kansalaisten energiayhteisöt joustopalveluiden tuottajina

Maailmanlaajuisesti meneillään oleva uusiutuvaan energiantuotantoon pohjautuva energiajärjestelmien murros edellyttää järjestelmän joustavuutta lisääviä ratkaisuja. ”Joustomarkkinoiden käytännön toteutus riippuu ympäröivän markkinan rakenteesta, mutta teknologiset ratkaisut ja palvelumallit ovat räätälöitävissä paikallisten tarpeiden mukaan, mikä luo joustoa tukeville ratkaisuille globaalin ja suuren taloudellisen potentiaalin sisältävän markkinanäkymän”, toteaa professori Pertti Järventausta Tampereen yliopistosta.

Uudessa Sähkömarkkinadirektiivissä (EU) 2019/944 yhtenä keskeisenä ajatuksena on asiakkaan roolin korostaminen. Direktiivin määrittelemän ”aktiivisen asiakkaan” lisäksi direktiivi määrittelee energiajärjestelmän osalta uutena toimijana ”kansalaisten energiayhteisöt”.

Direktiivissä energiayhteisöillä tarkoitetaan ”oikeushenkilöä, joka voi harjoittaa tuotantoa, mukaan lukien uusiutuvista lähteistä peräisin olevaa tuotantoa, jakelua, toimitusta, kulutusta, aggregointia, energian varastointia, energiatehokkuuspalveluja tai sähköajoneuvojen latauspalveluja tai voi tarjota muita energiapalveluja jäsenilleen tai osakkailleen.”

Tyypillinen energiayhteisö voisi olla vaikka kerrostalo, kauppakeskus tai yhden muuntopiirin alueella oleva omakotitaloalue, professori Järventausta havainnollistaa.

Lisäksi direktiivi edellyttää kansallisen sääntelyn muuttamista niin, että se mahdollistaa jakeluverkonhaltijalle joustopalveluiden hankinnan hajautettua tuotantoa, energian varastointia ja kulutusjoustoa harjoittavilta toimijoilta, joita juuri energiayhteisöt voisivat olla.  

Yhteiskunnan näkökulmasta keskeisen infrastruktuurin, sähköenergiajärjestelmän, toimintaan liittyvän liiketoiminnan tulee olla kaikkien toimijoiden osalta kestävällä pohjalla. Asiakkaat ja energiayhteisöt tulee integroida osaksi koko energiajärjestelmää siten, että siinä huomioidaan:

  • täysimääräisesti uusiutuvan energian mahdollistuminen sisältäen myös paikalliset aktiivisten asiakkaiden ratkaisut
  • energiajärjestelmän tarvitsemat joustot sisältäenyksittäisiä laitteita suuremmat ja todennettavat joustokokonaisuudet tehon hallintaan
  • kokonaisjärjestelmän resurssitehokkuus sisältäen tuotantoresurssien ja sähkön käytön optimoinnin sekä sähköverkon investoinnit ja käyttövarmuuden hallinnan
  • asiakkaat (kansalaiset ja yritykset) energiajärjestelmän keskeisinä toimijoina
  • sektori-integraation mahdollistamisen sisältäen ”energian kiertotalouden”
  • vientiliiketoiminnan vaatiman teknologiakehityksen uudelle globaalille markkinasegmentille

Tämä vaatii myös lainsäädännöltä uudenlaista joustavuutta uusien innovaatioiden mahdollistamiseksi.

Lisätietoja:

Professori Pertti Järventausta, pertti.jarventausta@tuni.fi, +358 40 5492384

Yliopettaja Pirkko Harsia, TAMK

Lämpöpumppujen lisääntyminen aiheuttaa suuren sähkötehon tarpeen kylminä aikoina

Erilaiset lämpöpumput ovat yleistyneet Suomen asuntokannassa. Lämpöpumppujen voittokulun ennustetaan jatkuvan tulevinakin vuosina niin yksittäisissä kiinteistöissä kuin kaukolämmön tuotannossa lämmityksen sähköistyessä. Yhdessä energiatehokkuusvaatimusten ja mittaus-, ohjaus- ja automaatioratkaisujen kanssa lämpöpumput ovat vähentäneet vuosienergiakulutusta.

Suomen energiajärjestelmän tasolla pumppujen yleistyminen aiheuttaa kuitenkin ongelman, koska yksittäisten rakennusten pumppuratkaisut valitaan ja mitoitetaan niin, että ne aiheuttavat suuren sähkötehon tarpeen kylmimpiin aikoihin vuodesta, huomauttaa yliopettaja Pirkko Harsia Tampereen ammattikorkeakoulusta. Juuri kylminä vuoden aikoina on haasteellisinta tuottaa tuuli- tai aurinkovoimaa ja sähkön kulutus on suurinta. Sääriippuvan tuotannon lisääntyminen edellyttää nykyistä laajempaa kulutuksen tehohallintaa eli kysyntäjoustoa.

Yksi- ja kaksikerroksiset rakennukset muodostavat yhteensä 95 % Suomen rakennuskannasta. Niissä asuu 66 % väestöstä. Lisäksi Suomessa on puoli miljoonaa loma-asuntoa. Pienkiinteistöjen lämmitysratkaisut ja lämmitystapamuutokset ovat siis hyvin merkittävä osa energiamuutosta. 

Ratkaisuna (järjestelmätason sähkötehon hallintaan) Harsia esittää nykyisen sähkön hinnoittelun ja säädöksien muuttamista niin, että ne kannustavat (taloudellisesti) toteuttamaan tehohallintaa lämpöpumppujärjestelmissä ja hyödyntämään monissa järjestelmissä valmiina olevia ohjaustoimintoja.

Lisätietoja:

Yliopettaja Pirkko Harsia, pirkko.harsia@tuni.fi, +358 50 5553111

Projektipäällikkö Yrjö Majanne, Tampereen yliopisto

Sähköautojen latauksen älykkäällä ohjaamisella estetään Suomen sähköjärjestelmän vakavat kuormitushäiriöt

Liikenteen sähköistyessä sähköautojen akkujen lataus vaikuttaa Suomen sähköjärjestelmän toimintaan. ”Sähköautojen määrän voimakaskaan kasvu ei aiheuta dramaattista kasvua vuositasolla maassamme kulutettavan sähköenergian määrään, mutta latauksen aiheuttamat hetkelliset tehopiikit voivat aiheuttaa ongelmia sähköverkon tuotannon ja kulutuksen tasapainoon”, toteaa projektipäällikkö Yrjö Majanne Tampereen yliopistosta.

Lataustehon älykäs hallinta sähköjärjestelmän tilan näkökulmasta on sitä tärkeämpää, mitä suuremmaksi ladattavien autojen määrä kasvaa.  Ilman latauksen älykästä ohjausta sähköautojen latauksen käynnistyminen aiheuttaa suuren kuormitushäiriön, jos lataus alkaa saman aikaisesti työpäivän päätteeksi, jolloin sähkönkulutuksessa on muutoinkin kulutuspiikki. Keskimääräistä päivittäistä ajomatkaa vastaava sähkömäärä saadaan ladattua sähköauton akkuun muutamassa tunnissa.

Projektipäällikkö Majanne ehdottaa, että sähköautojen lataus tulisi ajoittaa älykkäällä ohjaamisella ja taloudellisilla kannustimilla aamuyön tunteihin, jolloin sähkön kulutus on minimissään. Tällöin sähköautot hyödyntäisivät järjestelmän tilaa ja tasaisivat vuorokauden sisäisiä sähkönkulutusvaihteluita.

Suomen sähköjärjestelmän kuormitushäiriöiden poistamiseksi tarvitaan sähköautojen latausasemiin älykästä ohjausta, joka hyödyntää tietoa lähituntien ennustetusta sähköjärjestelmän tilasta huomioiden muun muassa tulevan kulutuksen, tuulivoimalla tuotetun energian määrän ja sähkön hinnan. Näillä toimilla sähköautojen latausta voidaan hyödyntää sähköverkon toiminnan tasaamisessa sen sijaan että tuotetaan verkkoon vaikeasti hallittavia kuormitushäiriöitä.

Lisätietoja:

Projektipäällikkö Yrjö Majanne, yrjo.majanne@tuni.fi , +358 40 1981168

http://www.el-tran.fi; @Eltranteam