PW kirjoitti: ↑12 Helmi 2023, 12:45
Sitä oon miettiny, ett ku meillä kolmen vuoden päästä on tuplasti nykyiseen tuulivoimakapasiteettia, ni miten pörssi alkaa toimia kun tuulisina päivinä tuulisähköstä saatas kaikki oma sähkönkulutus? Laitetaanko ydinvoimalat kiinni tuulisina päivinä vai saadaanko myytyä naapurimaihin nykyistä enemmän? Entä kuinka säätö tapahtuu jos vesivoima ei enään riitä? Vai kerkeekö vetyteknologia mukaan ja sitä tiputellaan kun tuulta on ylimäärin?
Olen kirjoitellut tästä aiheesta näköjään ainakin vuodesta 2015 asti. Löydät tekstit haulla "Tuurivoima*".
VTT tutki säätövoima-asiaa viimeeksi vuonna 2018 ja tuli siihen tulokseen, että verkko sietää huomattavasti enemmän tuulivoimaa, kuin aiemmin luultiin. Aiemmin luultiin, että 10% olisi yläraja ennen kuin tarvitaan lisää säätövoimaa. Nyt tuulivoimaa on kohta 20% Lisäksi tämän, uudemmankin tutkimusajankohdan, jälkeen on tullut pari tärkeää säätövoimaa säästävää muutosta energia-alalle.
Tuulivoimaloiden suunnittelukriteeri on vaihtunut tuotantomäärän (kWh) maksimoinnista tuotetun tulovirran (kWh x sen hetkinen hinta €/kWh) maksimointiin. Lisäksi juuri nyt ollaan ottamassa käyttöön kaukolämpöverkkojen sähkölämmityksiä halvan sähkön hintajakson aikaan, sekä erityisiä lämpövarastoja kaukolämpöverkkojen käyttöön (hiekka-akut).
Nuo molemmat teknologiat ovat mahdollistuneet tuulivoiman voimakkaasti vaihtelevan tehon takia. Tuotantotehojen vaihtelu aiheuttaa voimakkaita muutoksia sähkön hintaan ja kovatuulisina aikoina sähkön hinta laskee olemattoman pieneksi. Ylihalpa hinta mahdollistaa sähkön käyttämisen esim. kaukolämpöveden lämmittämiseen ja lämmön varastointiin hiekka-akkuihin.
Toisaalta sama, sähkön erityisen alhainen hinta kovatuulisina aikoina, kannustaa muuttamaan tuulivoimaloiden mitoitusta paremmin tuottaviksi nimenomaan heikkotuulisina, korkeamman sähkön hinnan aikoina.
Tuulivoimalat sopeutettiin tuulisuuden aiheuttamiin sähkön hinnan muutoksiin pienentämällä kalliiden ja painavien generaattorikomponenttien mitoitusta. Pienemmät ja halvemmat generaattorit toimivat myös pienemmillä, kevyemmillä ja halvemmilla vaihteistoilla. Kun generaattorit ja vaihteet muuttuivat pienemmiksi ja kevyemmiksi, koko konehuone voitiin tehdä pienemmäksi ja kevyemmäksi, mikä taas mahdollisti korkeamman tornin. Samalla nosturilla oli nyt mahdollista nostaa aiempaa kevyempi konehuone entistä korkeamman tornin huipulle. Tornia saattoi siis korottaa.
Kun nyt torni oli korkeampi ja tehoalue rajattu pienemmäksi, oli mahdollista käyttää pidempiä ja kevytrakenteisempia turbiininlapoja ja kerätä tuulienergiaa laajemmalta pyyhkäisyalalta. Korkeampi torni nosti turbiinin nopeamman tuulen alueelle. Ja kun pyyhkäisyalakin samalla kasvoi, saatiin aikaan voimala, joka tuottaa entiseen nähden paljon paremmin yleisimmin esiintyvien, hiljaisten tuulten aikaan, kun sähkön hinta on korkea.
Kevytrakenteisuutensa takia tällainen tuulivoimala täytyy pysäyttää kaikkein kovimmilla tuulilla, jotka toisaalta ovat harvinaisia. Kovimmat tehopiikit tietysti menetetään, mutta saavutetaan yleisimpien, hiljaisten tuulien aikaan menetetyn tuotannon korvaava määrä sähköä ja ennen kaikkea hiljaisten tuulten aikaisen kalliimman hintajakson takia selvästi enemmän euroja.
Tuohon muutokseen ryhdyttiin vuonna 2017, kun syöttötariffituet päättyivät. Designfilosofian muutoksen vaikutus yllätti lopulta tekijänsäkin, kun suunnittelutavoitteen vaihtamisen tuloksena tuulivoimaloiden omakustannushinta putosi puoleen.
Vuonna 2018 päättynyt syöttötariffituki piti tietenkin korvata, joten tuulivoimalle luotiin uusi tukijärjestelmä . Tätä ei kuitenkaan käytännössä enää tarvittu, sillä edellä kuvailtu designmuutos oli parantanut kannattavuutta ja muuttanut tuulivoiman ylivoimaisen tuottavaksi energia-alan investoinniksi. Nykyään tuulivoimayrittäjät eivät yleensä enää edes hae tukia. Tuulivoima on nyt joka tapauksessa halvin tapa tehdä sähköä.
Säätövoimaongelma hoitui itsestään kaukolämpötekiikassa käyttöön otettujen kulutusjoustojen ja tuulivoimaloiden kapasiteettikertoimen nousun avulla. Tuulisten päivien, erittäin halpa sähkön hinta, mahdollisti kaukolämpöteknologian muutokset ja toisaalta pakotti nostamaan tuulivoimaloiden kapasiteettikerrointa nimenomaan hiljaisten tuulten osalta. Win Win.
Vaikka sähkön hinta laskee dramaattisen alas, ei ydinvoimaloita kannata sammuttaa tuulisina päivinä. Ydinvoimaloiden paksuseinäiset paineastiat eivät siedä toistuvia tehon muutoksien aiheuttamia lämpötilanvaihteluita. Lämpötilanmuutokset aiheuttavat lämpöjännityksiä, jotka aiheuttavat rakenteiden ennenaikaista väsymisvaurioitumista. Käyttöikä laskee jokaisesta tehonmuutoksesta.
Ydinvoimamiesten täytyy siis vain purra hampaansa yhteen ja pitää tuotanto täysillä myös halvan sähkön aikaan. Halvan sähkön hinnan jaksot tietysti heikentävät ydinvoimaloiden kannattavuutta, joten ne pakottavat nostamaan ydinsähkön myyntihintaa hiljaisten tuulten aikana. Kokonaiskannattavuus laskee ja ydinvoiman markkina-arvo pienenee mm. biokaasuvoimaloihin verrattuna.
Osa halvasta sähköstä voidaan tietenkin myydä ulkomaille, varsinkin kun korkeajännitelinjoja rakennetaan lisää. Mikään hätä tällä ei kuitenkaan ole, jollei uusien ydinvoimaloiden rakentamisen kannattavuuden putoamista lasketa ongelmaksi.
Vetyteknologia on mielestäni hypetystä. Jossain Perämeren pohjukassa voisin kuvitella paikallisen vetyverkon rakentamisen kannattavaksi, koska tuolla alueella on paljon tuulivoimaa ja vedyn käyttöön muutettavissa olevaa teollisuutta. Muualle Suomeen en vetyputkistoa vetelisi. Vety kun ei oikein pysy putkistossa, vaan tihkuu ulos kovin helposti.
Minä näkisin fiksummaksi tehdä mieluummin ylimääräisen tuulivoiman avulla tuotetusta vedystä hiilidioksidin avulla metaania ja syöttää tuo jo valmiina olevaan metaaninjakeluverkostoon, joka meillä täällä eteläsuomessa jo on. Maakaasuputkisto.
Sähköautojen akustot tulevat nekin autokäytöstä vapauduttuaan toimimaan sähkön hinnan tasaajina. Niitähän kannattaa tietenkin latailla öisin ja kovan tuulen aikaan ja purkaa korkean sähkönhinnan aikaan, jolloin varmasti maksavat paikkansa esimerkiksi autotallin seinässä.
Pikalatausasematkin kannattanee toteuttaa akkuihin perustuvasti, kunhan autokäytössä nuupahtaneita akkuja alkaa saada riittävissä määrin. Akusta saadaan nopeasti koviakin tehoja kiireisen Teslakuskin tarpeisiin. Kun tuo sähkö on ladattu akkuun edellisenä yönä kahden sentin hintaan ja myydään sähköauton lataukseen vaikkapa 20 sentin hintaan, ovat varmasti kaikki osapuolet tyytyväisiä, eikä edes tarvita paksumpia kaapeleita huoltoasemalle vedellä. Tuollaisen hitaasti öisin ladattavan ja päivällä akkusähköä hyödyntävän AdHoc-latausaseman voi sitten perustaa tulevaisuuden esiteini, joka tähän saakka on myynyt tien varressa mehua ja keksejä.