Tulevaisuuden energiahaasteita ratkotaan tänään

Energia-ala käy parhaillaan läpi voimakasta murrosta. Sähköjärjestelmien älykkyys lisääntyy, ja sitoumukset ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi sekä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi vaativat strategista pitkän tähtäimen suunnittelua. Samalla julkinen sääntely asettaa tarkempia vaatimuksia toiminnalle, ja tietoturvan merkitys älykkäiden järjestelmien turvaamisessa korostuu. Käynnissä oleva energiakriisi haastaa niin energia- ja verkkoyhtiöt kuin kuluttajatkin.

Kokonaisuus on monimutkainen, eikä välitöntä helpotusta ole luvassa. Puhutaan, että energiamarkkinat ovat rikki, mutta samalla tulisi kyetä kulkemaan kestävän kehityksen polkua markkinariskejä halliten. Miten yritykset pystyvät vastaamaan näihin haasteisiin?

Tulevaisuus on jo arkipäivää

Hitachi Energyn asiantuntijoille energia-alan murros on jo täyttä totta ja työn arkea. Solution Manager Björn Nyberg Hitachi Energystä on työskennellyt alan haasteiden ratkaisemiseksi yli vuosikymmenen. Hänen kehittää uusia projekteja ja ratkaisuja yhdessä asiakkaiden kanssa.

"Energiamurros näkyy vahvasti päivittäisessä työssämme", Nyberg kertoo. "Keskustelemme jatkuvasti asiakkaidemme kanssa siitä, mikä olisi järkevin tapa tehdä jokin aivan uusi asia, tai miten eri tulevaisuuden skenaarioihin reagoidaan. Opiskeluaikoinani kymmenen vuotta sitten puhuttiin, että tulevaisuudessa esimerkiksi energiantuotanto muuttuu entistä hajautetummaksi. Asia tuntui silloin kovin kaukaiselta, mutta nyt olemme eläneet tässä todellisuudessa jo pitkään."

Perinteiset sähköverkot on rakennettu korkean inertian periaatteelle, mikä tarkoittaa, että voimalaitoksissa on suuri määrä verkon kanssa samalla taajuudella toimivia koneita, joiden pyörivään massaan on sitoutunut paljon liike-energiaa. Tämä hidastaa sähkönkulutuksen ja -tuotannon heilahteluista johtuvia muutoksia sähköverkon taajuudessa. Tuulivoima ja aurinkosähkö kytkeytyvät sähköverkkoon ilman merkittävää pyörivää massaa ja vähentävät näin sähköverkon inertiaa, mikä puolestaan voi aiheuttaa haasteita kantaverkon taajuuden säilyttämiselle.    

"Kehityksen suunta on ollut näkyvissä jo vuosia. Sähköverkkoon kytketään koko ajan lisää uusiutuvaa tuotantoa, ja myös kulutuspuolella on entistä enemmän käyttöä, joka ei perustu perinteisiin korkean inertian laitteisiin, kuten sähkömoottoreihin. Teollisuus ja energia-ala investoivat voimakkaasti vihreämpään tulevaisuuteen, mutta samalla joudumme kohtaamaan sähkön laatuun liittyviä ilmiöitä, välillä sellaisia, joita ei olisi osattu ennustaa muutama vuosi sitten. Näiden haasteiden ratkomisessa tarvitaan asiantuntijoiden tukea", Nyberg toteaa.

Omavaraisuutta kohti

Maailmaa kohdanneet kriisit ovat vaikuttaneet voimakkaasti myös energiasektoriin.

"Koronapandemia näkyi lähinnä komponenttien ja materiaalien hinnoissa ja toimitusajoissa, mutta suunta on edelleen vahvasti kohti uusiutuvan tuotannon määrän kasvattamista", Björn Nyberg toteaa. "Tämänhetkinen energiakriisi – Venäjän hyökkäyssota Ukrainassa ja energian hinnan nousu – ovat luonnollisesti tuoneet lisää haasteita. Toisaalta moni toimija on myös havahtunut siihen, että nyt voikin olla oikea hetki rakentaa uutta uusiutuvaa tuotantoa, koska energiaomavaraisuuden merkitys on korostunut."

Nybergin mukaan nykyaikaisessa energiajärjestelmässä korostuvat toisaalta älykkyyden ja kompleksisuuden lisääntyminen, toisaalta kansainväliset keskinäisriippuvuudet. "Suomen sähkömarkkina avattiin kilpailulle vain muutama vuosikymmen sitten. Tänä päivänä, jos ranskalaisessa voimalaitoksessa tapahtuu jotakin, se näkyy meidän sähkönhinnassamme. Olemme Suomessa pian varsin omavaraisia energiatuotannon suhteen, mutta yhteydet muualle Eurooppaan heijastuvat voimakkaasti meidänkin markkinaamme."

Tieto antaa tukea

Hitachi Energy tarjoaa asiakkailleen laajan valikoiman palveluita, jotka auttavat vastaamaan tämän päivän ja tulevaisuuden haasteisiin. Esimerkiksi investointipäätösten tueksi on saatavilla kattavia markkina-analyysejä, jotka auttavat varmistamaan, että investoinnit ovat kannattavia. Myös energiamurrokseen liittyvät tekniset asiat vaativat tarkkaa ennakkotutkimusta ja taustatyötä.

"Työhömme kuuluvat esimerkiksi erilaiset simuloinnit ja verkkomallinnukset, joiden avulla selvitetään, miten asiakkaan hanke vaikuttaa olemassa olevaan järjestelmään. Näissä analyyseissä huomioidaan muun muassa verkon omistajan tekniset vaatimukset sekä asiakkaan omat tulevaisuuden suunnitelmat", Nyberg kertoo. "Älykkäissä sähköverkoissa tietoturvan tärkeys korostuu ja me osaamme auttaa asiakkaita varmistamaan, että tietoturva-asiat heidän laitoksissaan ovat ajan tasalla."

Uusiutuva tuotanto kasvussa

Tuuli- ja aurinkovoiman merkitys sähköntuotannossa lisääntyy jatkuvasti, ja kehitys heijastuu myös Hitachi Energyn asiantuntijoiden työhön. Kuluvan vuoden aikana energian hinnan nousu on vauhdittanut erityisesti uusien aurinkovoimalaitosten rakentamista. Uusiutuva tuotanto aiheuttaa kuitenkin haasteita, sillä sähköntuotannon määrä ei ole tarkasti ennustettavissa, ja energian varastointiin tarvitaan uusia ratkaisuja.

"Käytännössä kyse on siitä, mitä tehdään niinä hetkinä, kun tuuli- tai aurinkovoimalaitos ei tuota energiaa. Sähköenergian varastointiprojekteja tulee asiakaskunnassamme vastaan jatkuvasti yhä enemmän. Vesivarastoihin tai akustoihin perustuvat energiavarastot avaavat myös kiinnostavia uusia liiketoimintamalleja energiamarkkinoilla. Verkkoon myytävän reservisähkön lisäksi niitä voidaan hyödyntää muun muassa tuotantolaitosten kulutuspiikkien tasaamisessa tai varavoimana", Nyberg kertoo.

Näidenkin mahdollisuuksien hyödyntämisessä tarvitaan toisaalta älykkäitä ohjelmistoratkaisuja, toisaalta tarkkoja analyysejä markkinatilanteesta.

”Maailma muuttuu niin nopeasti, että on vaikea arvioida, miltä ala näyttää vaikkapa kymmenen vuoden kuluttua. Varmaa on, että murros jatkuu, ja että energiasektorilla riittää haasteita ratkottavaksemme lähivuosinakin. Olemme Hitachi Energyllä vahvasti mahdollistamassa siirtymää uusiin, energiaturvallisempiin, edullisempiin ja puhtaampiin järjestelmiin. Keinoja, työkaluja ja ratkaisuja muutokseen on monia, ja meidän työtämme on hyödyntää niitä parhaalla mahdollisella tavalla asiakkaidemme eduksi."