Energiatalouden professori Sanna Syri: Ilmastonmuutoksen lieventäminen vaatii energiajärjestelmien joustoa

Kun Aalto-yliopiston energiatekniikan ja energiatalouden professori Sanna Syri puhuu energiajärjestelmistä, kyse ei ole yksittäisen omakotitalon sähköistämisestä. Syrin tutkimustausta on ison mittakaavan energiajärjestelmissä – näillä hän viittaa energiajärjestelmiin, jotka kattavat kokonaisia kaupunkeja, taajamia, maita ja maanosia. Jopa koko maapalloa voidaan tarkastella globaalina energiajärjestelmänä.

- Kun energian käyttöä tarkastellaan mahdollisimman laajasta perspektiivistä, kokonaisuutena, löydetään kiinnostavia lainalaisuuksia ja mahdollisuuksia tasoittaa energian epätasaista kysyntää ja tarjontaa ja siten tehostaa koko järjestelmän toimintaa merkittävästi. Ajatus suuren energiajärjestelmän älykkäästä joustosta on minulle erittäin kiinnostava, Syri kertoo.

Syrin tämänhetkisiä tutkimusaiheita ovat ilmastonmuutoksen vaikutusten lieventäminen suurten energiajärjestelmien tasolla, sähkömarkkinat ja sähkön varastoinnin taloudellisuus, sekä edellisiin erityisesti Suomessa vahvasti liittyvä kaukolämmön tulevaisuus.

Sähkön tuotantoa tasataan kulutuksen tasaamisella

Euroopassa ja koko maailmassa siirrytään entistä nopeammin ekologisten sähköntuotantomuotojen, kuten aurinkosähkön ja tuulivoiman käyttöön.

Muuhun ei ole varaa: Pariisin ilmastosopimus ja EU:n ympäristötavoitteet vaativat jokaiselta sektorilta neutraalia tai negatiivista päästöjalanjälkeä - muutoin ilmastonmuutosta ei saada hidastettua.

Tulevaisuudessa sähkön tuotantotahti vaihtelee entistä vahvemmin vuorokaudenaikojen, säiden ja luonnonilmiöiden mukaan. Näin ollen myös sähkön hinta saattaa vaihdella päivän aikana merkittävästi.

- Öisin, kun Ruotsissa tai Tanskassa on tuulista, tuulivoimalat jauhavat sähköä verkkoon sellaisella vauhdilla, että sähkön hinta on käytännöllisesti katsoen nollissa. Päivällä hinta taas nousee vilkkaamman kulutuksen myötä, ja seuraavan yönä ollaan taas matalalla, Sanna Syri kuvailee.

Sähkön tuotannon sääntely on entistä enemmän luonnonvoimien eikä ihmisen toiminnan varassa. Koska emme enää kontrolloi sähkön tuotantovauhtia, tuotantopiikkien tasaamiseen on vastattava jatkossa kulutuksen tasaamisella.

Suomen kattava kaukolämpöverkko tarjoaa mahdollisuuksia joustoon

Älykäs jousto on nyt Syrin mukaan kiinnostava aihe joka puolella Eurooppaa, ja trendi voimistuu koko ajan. Suomessa erityisesti kaupunkien kaukolämpöverkot tarjoavat erinomaisia mahdollisuuksia suuren mittakaavan joustoihin.

Professori Syri uskoo, että kaukolämpöjärjestelmät pystyisivät mukautumaan käynnissä olevaan kehitykseen riittävän suurien lämpövarastojen avulla. Sanna Syri ryhmineen tutkii parhaillaan ratkaisua, jossa vettä lämmitetään joko suoraan sähkövastuksella tai lämpöpumpulla. Lämpöä voisi tuottaa, kun sähkö on edullisempaa, ja varastoida sitä veteen suurissa lämminvesisäiliöissä.

- Tämä on erittäin kiinnostava kehityskulku. Kaupungit voisivat hyödyntää lämpöpumppuja, kun sähkö on erityisen edullista. Vuorokausivaihtelujen tasaaminen varastojen avulla on jo tätä päivää, ja alustavia selvityksiä tehdään jopa koko talvikautta auttavien varastojen suhteen.

Lämmön varastointi veteen on myös energiataloudellisesti erittäin tehokas ratkaisu, verrattuna esimerkiksi Teslan kehittämiin akkuihin.

- On paljon helpompaa ja tehokkaampaa hyödyntää energia kuumana vetenä. Sähköenergian varastointi akkuihin on noin 100 kertaa kalliimpaa kuin sen lämmöksi muuttaminen. Tästä näkökulmasta Suomen kaukolämpöverkosto on erinomainen ja edullinen mahdollisuus jouston toteuttamiseen, Syri painottaa.

Energiatehokkuutta energiajärjestelmien vahvemmalla integraatiolla

Yhteiskunnallisella tasolla esimerkiksi pienemmillä paikkakunnilla tulisi Syrin mukaan tarkastella eri tarpeita alueellisesti, jotta päästäisiin parempaan energiatehokkuuteen.

- Esimerkiksi pienten paikkakuntien energialaitosten kannattaisi pohtia, riittäisikö tuotannosta jaettavaksi kylmää tai lämpöä naapuriin, hän pohtii. Suomen teollisuuspaikkakunnilla tähän onkin usein jo pitkät perinteet.

Advenin useat teollisuuslaitoksia palvelevat lämpölaitokset tuottavat jo nyt lämpöä tai kuumaa vettä paikallisiin kaukolämpöverkkoihin. Advenin kokonaisvaltainen lähestymistapa yrityksen energiaratkaisun konseptoinnissa tarkoittaa, että asiantuntija huomioi myös asiakkaan omaa laitosta laajemmat, paikalliset energiaekosysteemit.

Recovery-konseptien avulla teollisuuden prosesseista tehdään entistä energiatehokkaampia, jolloin esimerkiksi hukkalämpöä voi tulevaisuudessa riittää yhä enemmän paikallisesti jaettavaksi.

Uusiutuvaan energiaan siirtyminen vaatii muutoksia joka tasolla

Vaikka muutos kohti uusiutuvaa energiaa on väistämätöntä ja uusia vaihtoehtoja ja ratkaisuja syntyy tiheään tahtiin, isoissa kaupungeissa täytyy todennäköisesti hyödyntää perinteisempiäkin energiantuotannon menetelmiä ja polttoaineita vielä jonkin aikaa.

- Menee vielä vuosikymmen tai kaksi ennen kuin metropolien fossiilisia polttoaineita käyttävät laitokset voidaan kokonaan korvata ekologisemmilla energianlähteillä, Syri arvioi.

- Uskon, että aidon vaikuttavuuden aikaansaamiseksi tarvitaan paitsi ison mittakaavan muutoksia ja joustoja, myös muutoksia yksityiskuluttajien käyttäytymiseen.

 

Jaa