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