Lähes kaikille alkaa olla selvää, että yhteiskuntamme täytyy tehdä enemmän ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Energia-alalla vastuu on erityisen suuri, koska puhtaan sähkön avulla voimme mahdollistaa muiden alojen siirtymisen hiilineutraaliuteen. Hiilineutraali sähkö nähdään lupaavimpana keinona asumisen, liikenteen ja teollisuuden päästöjen vähentämiseen. Auringon ja tuulen avulla tehdyllä puhtaalla sähköllä on kuitenkin yksi hankala puoli – sitä ei saada tasaisesti: välillä tuotantoa on yli tarpeen, välillä liian vähän. On hyvä muistaa, että sähköjärjestelmä vaatii tuotannon ja kulutuksen täsmällistä tasapainoa joka sekunti.
Mitä tehdä silloin kun ei tuule, eikä paista?
Energia-alan kuuma kysymys on, millä luodaan joustoa ja tasapainoa tällaiselle sähköjärjestelmälle. Monella kansalaisella ensimmäisenä mieleen nousee akkuteknologia: eikö ylituotannon aikaan voisi varastoida ja niukkuuden hetkellä purkaa? Valitettavasti olemme sähköakkujen osalta hyvin kaukana järjestelmätason varastointikapasiteetista. Jo nyt kuluttajille myydään sähköakkuja, jonne periaatteessa voisi varastoida sähkölämmitteisen omakotitalon vuorokauden sähköntarpeen, mutta hintaa tällaiselle kertyisi nykyhinnoilla noin 70 000 euroa. Fortumin Järvenpään voimalaitoksella olevan teollisen mittaluokan akku on suunniteltu sähköverkon taajuuden tasapainottamiseen. Sen energiakapasiteetti on 1 MWh, joten sellainen sähkömäärä riittäisi noin 20 vuorokaudeksi tällaisen talon sähköntarpeeseen. Akulla oli hintaa noin 1,6 miljoonaa euroa.
Täytyy siis miettiä, kuinka energiaa voitaisiin tehokkaasti muuntaa varastoitavaan muotoon. Kaukolämpö tarjoaa tähän yhden vastauksen. Tulevaisuudessa pohjoismainen tuulivoima tuottaa tuulisena hetkenä sähköä niin paljon, että sen hinta saattaa pudota hyvinkin alhaiseksi. Sähköisillä lämpöpumpuilla voitaisiin muuttaa tätä halpaa sähköä lämmöksi ja varastoida se korkean lämpötilan lämpövarastoihin. Näistä voitaisiin purkaa lämpöä kaukolämpöverkkoon silloin kun on vastaavasti kalliin sähkön aika. Samalla sähköä runsaasti kuluttavat lämpöpumput voitaisiin kytkeä pois päältä kulutuspiikin tasoittamiseksi.
Lämpövarastovisiot vaihtelevat kokoluokaltaan kotien lämminvesivaraajista valtaviin kausivarastoihin, joissa esimerkiksi kallioon poratuilla rei'illä voitaisiin lämmittää kesällä koko kallio lämpimäksi ja purkaa kaukolämpöön talven kylmempinä aikoina. Näiden kokoluokkien välissä ovat suuret vesitankit, jollaista Fortum jo hyödyntää Suomenojan lämpöpumppulaitoksen yhteydessä. Tekoäly tulee apuun, kun arvioidaan sekunti sekunnilta, miten kannattaa toimia ottaen huomioon sähkön hinta, sää ja muut vaikuttimet.
Hiilineutraali yhteiskunta vaatii sähkö- ja lämpösektorin yhteispeliä
Tulevaisuuden energiajärjestelmässä sähkö- ja lämpösektorin on pelattava saumattomasti yhteen. Sähkön muuttaminen varastoitavaksi lämmöksi on tästä hyvä esimerkki. Eräänlaisena siltana kahden sektorin välillä ovat lämpöpumput, joiden avulla esimerkiksi datakeskusten tai jäteveden hukkalämpö voidaan nostaa kaukolämpöverkon vaatimaan lämpötilaan ja ajaa joko verkkoon tai lämpövarastoon. Monille tekniikka on tuttua omassa huoneistossa olevasta ilmalämpöpumpusta, mutta energiajärjestelmän ja yhteiskunnan kokonaishyötyjen kannalta avainasemassa ovat teollisen mittaluokan kaukolämpöverkkoon liitetyt lämpöpumppulaitokset. Näitä päälle ja pois kytkemällä saataisiin aikaan myös merkittävää joustoa sähköjärjestelmän tasapainottamiseen. Samoilla lämpöpumpuilla voidaan tuottaa myös kaukolämmön vastakohtaa: kaukokylmää.
Tällaisten kaukolämpöverkkoon kytkettyjen lämpöpumppujen yleistymistä auttaisi, jos niiden sähköveroluokkaa tarkistettaisiin. Nyt teollisen mittaluokan lämpöpumppuja verotetaan samalla tavalla kuin kuluttajia veroluokassa I, kun taas monet teollisuuden alat nauttivat II veroluokan alhaisemmasta sähköverosta. Ero veroluokkien välillä on yli kolminkertainen.
Lämpövarastoteknologia on vielä kehitysvaiheessa ja vaatii tutkimusta ja pilotointia yleistyäkseen. Näitä investointeja tukemalla voisimme kiihdyttää Suomen ilmastojohtajuutta ja tavoitella johtavaa asemaa tulevaisuuden energiajärjestelmien rakentajana.
Juha Luomala
