Sähköenergiajärjestelmät

Sähkö liittyy niin oleellisena asiana jokaisen ihmisen toimintaan, joten sitä ei tule monikaan syvällisemmin ajateltua. Vasta Venäjän aloittama hyökkäyssota Ukrainaa vastaan toi huolen sähköenergian riittävyydestä ja sen hinnan huomattavasta kohoamisesta. Suomi kuuluu muiden pohjoismaiden mukana Nord Pool sähköpörssiin, joka on laajentunut useisiin Euroopan maihin. Sähköpörssin tuntihinta määräytyy kalleimman tuotantotavan mukaan. Vaikka Suomi olisi jatkuvasti täysin omavarainen sähköenergian tuotannossa, ei ongelma poistu. Sähköpörssiin liityttäessä on nimittäin sitouduttu siirtämään sähköenergiaa maiden rajojen yli.

Koska Venäjän halvat kaasutoimitukset ovat loppuneet, tuotetaan mm. Saksassa sähköenergiaa muualta tuodulla kaasulla ja nesteytetyllä maakaasulla. Kyseinen tuotantotapa on kallista, ja se nostaa koko sähköpörssin hintaa. Hinnat kohoavat erityisesti tuulettomina päivinä, jolloin tuulivoimaloiden tuotto on vähäistä. Saksa sulki viime lauantaina viimeiset ydinvoimalaitoksensa, kuten he päättivät vuonna 2021 tapahtuneen Fukushiman ydinvoimalaonnettomuuden jälkeen. Tämä nostaa myös ensi talvena sähkön pörssihintaa, ja aiheuttaa pulaa sähköenergiasta. Eli Saksan ideologinen päätös luopua ydinvoimasta nostaa myös Suomessa sähköpörssin hintaa.

Suomessa sähköenergian riittävyys nousi niin suureksi ongelmaksi viime talvena, että Fingrid varautui verkkoyhtiöiden avulla kiertäviin sähkökatkoihin eri puolella Suomea. Katkot eivät toteutuneet, koska Suomessa oli poikkeuksellisen lämmin talvi varsinkin etelässä.

Tuulivoiman voimakas rakentaminen on myös Suomessa aiheuttanut reservi- ja säätövoiman tarpeen lisääntymisen. Ongelma on korostunut, koska ko. voimalat ovat päinvastoin vähentyneet. Vähentymisen syynä on säätövoiman ylläpidon taloudellinen kannattamattomuus. Ratkaisuksi on ehdotettu säätövoimamaksua, joka kohdistuisi tuulivoimatoimijoille.

Kuva Tom Pixabaystä

Reservi- ja säätövoiman puute aiheuttaa ongelmia myös kantaverkon häiriötilanteissa. Fingrid selviää esim. yhden ydinvoimalan tuotannon äkillisestä katkosta. Mutta jos samalla tulee toinen suuri tuotannon alasajo, kaatuu koko Suomen kantaverkko. Verkon ylösajo Ruotsista tuotavalla ns. siemensähköllä voi kestää jopa viikon, koska tuotanto ja kulutus pitää olla jatkuvasti tasapainossa taajuustasapainon vuoksi.
Voimakas paikallinen tuulivoimarakentaminen on aiheuttanut myös pullonkauloja siirtolinjoihin. Fingrid rajoittaa mm. Suomen pohjoisosien tuulivoimarakentamista, kunnes uusi siirtolinja etelään on valmis. Tuulivoimalat ja suuret megawattiluokan aurinkosähkökeskittymät vaativat sähköverkkoon pyörivien koneiden tuottamaa inertiaa. Sähköverkon inertialla tarkoitetaan sähköverkossa olevaa liike-energiaa. Tämä energia on sitoutunut mm. vesi- ja ydinvoimalaitoksissa sekä tehtaissa oleviin koneisiin, jotka pyörivät sähköverkon
kanssa samalla taajuudella.

Koska sähköverkko tarvitsee inertiaa, mikään valtio ei voi toimia pelkästään tuuli- ja aurinkovoimalla. Esim. tuulivoimavaltaisen Tanskan inertian hoitaa etelässä Saksa ja pohjoisessa Ruotsi. Inertian puute Ruotsissa aiheuttaa sen, ettei se pysty siirtämään pohjoisen voimalaitostensa tuottoa kokonaan etelään. Syynä on aikoinaan etelässä suljetut ydinvoimalaitokset. Mm. siksi energiaa siirretään Ruotsista Suomeen.

Inertian vähäisyyden vuoksi Destia toteuttaa Fingridille Kalajoen Jylkän sähköasemalle Suomen ensimmäisen synkronikompensaattorin. Sen avulla parannetaan kantaverkon käyttövarmuutta länsirannikolla, jossa tuotetaan paljon tuulivoimaa. Se otetaan käyttöön vuonna 2025. Synkronikompensaattori on iso tahtikone ilman energianlähdettä, joka vakauttaa sähköverkon jännitettä ja taajuutta, jotka vaihtelevat erityisesti tuulivoimaa tuotettaessa.

Lapualla 27.10.2023 Pauli Kortesoja