Kasvava uusiutuvan energian käyttö haastaa energiavarastoinnin ja -markkinat

Uusiutuva energia tarvitsee entistä tehokkaampaa ja joustavampaa energiajärjestelmää.

Ilmastonmuutoksen hillitseminen on synnyttänyt tarpeen energia- ja sähköjärjestelmän muutokselle. Uusiutuvan energian, kuten aurinko- ja tuulivoiman, osuus kasvaa. Kun yhä suurempi osa sähkön tuotannosta riippuu säästä, tarvitaan mahdollisimman tehokasta ja joustavaa sähköjärjestelmää, joka ottaa huomioon tuotannon ja kulutuksen epätasapainon.

Epätasainen uusiutuvan energian tuotanto lisää tarvetta varastointiin. Tohtorikoulutettava Vilma Virasjokion tutkinut sähkön varastoinnin markkinavaikutuksia. Varastointi lisää markkinoiden monimutkaisuutta, minkä vuoksi energiajärjestelmän toimintaa on yhä tärkeämpää mallintaa matemaattisesti. Tästä syntyvä ymmärrys sekä energiantuotantokapasiteetin optimaalinen käyttö edesauttavat järjestelmän joustavuutta ja tehokuutta.

Virasjoki on analysoinut myös yhdistetyn lämmön- ja sähköntuottajien asemaa sähkömarkkinoilla. Analyysin mukaan yhteistuotanto voi vahvistaa tuottajien markkina-asemaa. Sähkön ja lämmön yhteistuotannossa muutoin hukkaan menevä lämpö otetaan hyötykäyttöön. Yhteistuotanto tasapainottaa sähköntarpeen kausivaihteluita ja mahdollistaa uusiutuvan energian käytön suuressa mittakaavassa mahdollisimman tehokkaasti ja luotettavasti.

Professori Sanna Syri kertoo, että Aalto-yliopistossa on tutkittu yhdistettyä sähkön- ja lämmöntuotantoa osana tulevaisuuden vähähiilistä energiajärjestelmää esimerkiksi viime vuonna päättyneessä STEEM-projektissa (Sustainable Transitions of European Energy Markets).

”Projektissa kehitettiin uusia malleja ja metodeja energiamarkkinoiden analysoimiseen. Kansalliset energiapoliittiset toimet vaikuttavat paljon myös naapurimaiden markkinoihin. Tästä syystä eri maiden kansallisissa politiikkatoimissa tulisi huomioida nykyistä enemmän naapurimaiden kehitys”, Syri sanoo. ”Aallossa tutkitaan paljon sitä, kuinka tulevaisuuden energiavarastointitarvetta voisi vähentää sekä mitä vaikutuksia laajamittaisella energiavarastoinnilla on markkinoiden kehitykseen.”

Varastointi tasaa uusiutuvan energian tuotannon epätasaisuutta

Professori Peter Lund on tutkinut uusiutuvan energian, kuten aurinkokennojen, kasvavan käytön aiheuttamaa kysynnän ja tarjonnan epätasapainoa. Vastikään Journal of Energy Storage -julkaisussa ilmestyneessä tutkimuksessa hän on analysoinut energian varastoinnin merkitystä epätasapainon korjaamisessa. Tutkimus osoittaa, että jopa pienestä energiavarastosta voi olla hyötyä aurinkokennojärjestelmälle.

“Havaitsimme että kahden kilowattitunnin varastokapasiteetti kutakin kilowattia aurinkosähkön tuotantokapasiteettia kohden riittää optimaalisesti kompensoimaan päivittäisen tuotannon ja kulutuksen epätasapainon”, Peter Lund kertoo. ”Tällä varastointikapasiteetilla aurinkosähköjärjestelmä voi saavuttaa vuosittaisella tasolla 60-70 % omavaraisuuden pohjoisessa ilmastossa ja 80-90 % eteläisessä.”

Energian varastointitarpeen vähentäminen -aamiaistilaisuudessa 31.5. pohditaan kasvavaa uusiutuvan energian käyttöä ja sitä, kuinka lisääntyvää energian varastointitarvetta voisi vähentää. Tapahtumassa käsitellään myös laajamittaisen energiavarastoinnin vaikutuksia markkinoiden kehitykseen. Seminaari on viimeinen osa Energian varastoinnin tulevaisuus –tapahtumasarjassa, ja se pidetään englanniksi. Tervetuloa kuulemaan ja keskustelemaan, mitä aiheen tutkimuksen eturintamassa tapahtuu.

V. Virasjoki, A. S. Siddiqui, B. Zakeri, A. Salo: Market Power with Combined Heat and Power Production in the Nordic Energy System, IEEE Transactions on Power Systems, Volume 33, Issue 3, 2018, https://doi.org/10.1109/TPWRS.2018.2811959

P.D. Lund: Capacity matching of storage to PV in a global frame with different loads profiles, Journal of Energy Storage, Volume 18, 2018, https://doi.org/10.1016/j.est.2018.04.030

Energian varastoinnin tulevaisuus