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