Aurinkoenergia yleistyy, mutta yksi energialähde ei riitä

Aurinkoenergia yleistyy yhtä kiivaasti kuin sen hinnat laskevat. Esimerkiksi kansainvälisen energiajärjestö IEA:n mukaan suurten, teollisen kokoluokan aurinkoenergiajärjestelmien hinta on laskenut 70 prosenttia vuodesta 2010. Yleistymisen myötä on herännyt huoli, miten aurinkosähköllä voidaan kattaa sähköntarve myös pilvisinä päivinä.

1.2.2019

Aalto-yliopiston energian varastoinnin apulaisprofessori Annukka Santasalo-Aarnio pitää huolta aiheellisena, mutta näkökulmaa täysin vääränä.

– Ainakaan alkuun yksi energialähde ei korvaa täysin vanhoja energialähteitä.

Syynä on, että energiaa on hyvin kallista varastoida. Siksi esimerkiksi tehtaiden katoille asennettujen aurinkopaneelien tuottama energia käytetään vain silloin, kun aurinko paistaa.

Asiantuntijoiden mielestä ei ole järkeä pyrkiä vielä tässä vaiheessa energiajärjestelmään, joka toimii pelkästään uusiutuvilla energioilla.

– Jos päästään 90–95 prosenttiin, se on jo hyvä, kertoo Lappeenrannan teknillisen yliopiston sähkötekniikan professori Jarmo Partanen.

Partanen kertoo esimerkiksi Wärtsilän kehittäneen teollisuusasiakkailleen energiaratkaisuja, jotka koostuvat uusiutuvista energialähteistä, akuista ja diesel-generaattoreista. Näissä ratkaisuissa diesel on viimeinen energialähde.

Ainakaan alkuun yksi energialähde ei korvaa täysin vanhoja energialähteitä.

Aurinkoenergiaa varastoidaan erityisesti pienimuotoisessa tuotannossa. Mökeillä vuorokausivaihtelusta johtuvaa energiavajetta voidaan tasoittaa esimerkiksi akuilla ja lämmittämällä vesivaraajaa aurinkoisina päivinä.

Suureen varastointiin akut ovat auttamattomasti liian kallis ratkaisu. Siksi aurinkoenergiaa varastoidaan isossa mittakaavassa tyypillisesti pumppaamalla sitä vesivoimalaitoksen yläpuolella olevaan vesialtaaseen. Tätä tapaa käytetään erityisesti vaihtelevien korkeuserojen maissa kuten Sveitsissä. Energia otetaan käyttöön, kun vesi juoksutetaan voimalan kautta.

Toinen tapa hyödyntää vettä energian varastoinnissa on varata lämpöä isoon määrään vettä.

– Varastointitavan pitää olla helppo ja halpa. Vesivarastot täyttävät nämä ehdot, Santasalo-Aarnio sanoo.

Kaikkialla vesi ei välttämättä ole paras tapa varastointiin, sillä se vie paljon tilaa. Siksi varastointiratkaisujen kehitys jatkuu kiivaana.

SÄHKÖAUTOT VARASTOIKSI

Tasaisen sähkönsaannin varmistaminen kuluttajille on entistä haastavampaa uusiutuvien energioiden yleistyessä. Tavallisesti kulutuspiikit on hoidettu säätövoimalla, joka on tuotettu esimerkiksi hiilellä tai kaasulla.

Sähköautojen yleistyessä voidaan autojen akkuja käyttää energiavarastoina. Tosin sähköautojen omistajien pitää antaa tähän suostumus, ja automaattinen säätö vaatii vielä järjestelmien kehittämistä.

Kaupallinen toiminta on jo aloitettu. Esimerkiksi Fortumilla on Spring-konsepti, jossa Fortum tuottaa säätövoimaa ohjaamalla kotitalouksien lämminvesivaraajien toimintaa.

EKSOOTTISIAKIN EHDOTUKSIA

Energian varastointiin on kehitteillä monenlaisia ratkaisuja.

Suomalainen Teraloop kehittää ratkaisua, jossa auringon tai tuulen energia varastoitaisiin liike-energiaksi. Suuren munkkirinkilän muotoisessa putkessa kulkisi 250 kiloa painava kappale, joka leijuisi magneettien varassa.

Sveitsissä puolestaan on koekäytössä järjestelmä, jossa energia käytetään tiilien nostamiseen. Kun tiilenkappaleet pudotetaan, saadaan energia taas käyttöön.

Erilaisissa koelaitoksissa testataan, miten suolaan voisi varastoida suuria määriä aurinkoenergialla saatua lämpöä. Suomessakin toimii alan startup-yritys.

SYNTEETTISET POLTTOAINEET

Synteettiset eli keinotekoisesti ilman raakaöljyä valmistetut polttoaineet voivat tarjota jo tulevina vuosina helpotusta energian varastointiongelmaan.

Professori Jarmo Partanen sanoo, että synteettiset polttoaineet ovat lähitulevaisuudessa kaupallisesti kannattavia.

Jo nyt hiilidioksidista ja vedystä voidaan Partasen mukaan valmistaa kannattavasti polttoaineita sellaisten tuotantolaitosten yhteydessä, jotka tuottavat sivutuotteena vetyä ja hiilidioksidia.

Ideana on, että prosessi ottaa käyttövoimansa auringosta tai tuulesta. Näin saadaan uusiutuvalla energialla tuotettua polttoainetta.

TEKSTI PEKKA LEIVISKÄ / UP