Suomeen odotetaan kymmeniä tuuli- ja aurinkovoiman sekä sähkövaraston yhdistelmiä ja yhdistelmien muunnoksia lähivuosina. Hybridivoimalat ovat uusinta uutta energiantuotannossa. Lipsahdus energialain tekstissä hidasti kehitystä. T&T selvitti, mistä ilmiössä on kyse.
Uusiutuvassa energiassa ei ole vielä nähty läheskään kaikkea.
Uusin trendi ovat hybridivoimalaitokset. Niissä yhdistyvät tuulivoima, aurinkovoima ja sähkövarastot tai niistä osa, kuten aurinkovoimala ja sähkövarasto.
Suomessa on toiminnassa vasta vain kymmenkunta hybridi- eli yhdistelmävoimalaa. Energiayhtiöillä on suunnitteluputkessa kuitenkin peräti 170 hybridiä eri puolille Suomea vuoteen 2032 mennessä.
Tämä käy ilmi Tekniikka&Talouden näkemistä Suomen Uusiutuvat ry:n hanketaulukoista.
Useimmissa hankkeissa lisätään akkujärjestelmä olemassa olevan tuuli- tai aurinkovoimalan yhteyteen, mutta kymmenissä hankkeissa rakennetaan sekä tuuli- että aurinkovoimaa tai kaikkea kolmea samaan paikkaan.
Hybridit kiinnostavat, koska niissä energiantuotanto on tehokkaampaa ja kannattavampaa kuin yksittäisissä voimaloissa.
Yksi yllättävä hidaste hybridien rakentamiselle on ollut kirjoitusvirheen tapainen lipsahdus vuoden 2023 sähkömarkkinalakiin.
Laissa liittymisjohdon määritelmä oli kirjoitettu niin, että eri kiinteistöillä sijaitsevia tuotantoyksiköitä ja sähkövarastoja ei saa liittää samaan sähköverkon liittymisjohtoon.
Tuulivoimalat ja aurinkovoimalat vaativat kuitenkin paljon tilaa ja ovat lähes aina eri kiinteistöillä.
”Ainakin meillä tuo lipsahdus on hidastanut investointipäätöksiä hybridivoimalaitoksiin”, kertoo teknologiajohtaja Mika Jantunen Ilmattaresta.
Lakimuutos saatiin aikaiseksi vapun alla. Uusi versio tulee voimaan heinäkuun alusta. Hybridihankkeet käynnistyvät Suomessa rytinällä.
Markkina vasta alkamassa
Energia-alalla Ilmatarta pidetään hybridien edelläkävijänä. Se alkoi kehittää hybridihankkeita kaksi–kolme vuotta sitten.
Yhtiö on rakentanut Pyhännälle tuulivoimalan ja akun yhdistelmän, joka on nyt testivaiheessa. Tuulivoimalan teho on 211 megawattia, akun 30 megawattia. Akun kapasiteetti on 41 megawattituntia.
”Aurinkovoima täydentäisi hyvin, ja sellaisiakin on kehitteillä. Meilläkin on yksi isompi hanke, jota on kehitetty tuulen, auringon ja akun hybridinä, mutta tuli tuo lain kirjoitusvirheen tyylinen hidaste”, Jantunen kertoo.
Ilmatar suunnittelee hybridihankkeita projektirahoituksella. Mukana on usein eurooppalaisia pankkeja ja pääomarahastoja, Pyhännällä lontoolainen Nuveen Infrastructure.
Lakilipsahduksesta Jantusta jää harmittamaan sekin, että monella hankkeella olisi ollut saatavilla rrf-tukea, mutta nyt niiden käyttö on epävarmaa. Rrf-tuet ovat koronakauden elpymistukea EU:lta.
Hybridiliiketoiminta on vielä aika nuorta. Esimerkiksi pitkäaikaisiin sähkönostosopimuksiin liittyvä ppa-markkina tuuli- ja aurinkohybridille on vasta kehittymässä, saatikka jos mukana on vielä akku.
Paras on tehdä kaikki alusta asti
Etenkin Suomessa aurinkovoima ja tuulivoima sopivat hyvin samaan voimalaitokseen, koska niiden tuotanto ei ole juuri samanaikaista. Kun ei tuule, usein paistaa ja toisin päin.
Infran käyttö on tietenkin tehokkaampaa. Etenkin verkkoliityntää voidaan käyttää tehokkaasti, kun kaksi eri tuotantomuotoa laitetaan saman verkkoliitynnän taakse.
”Jos sähkövarastokin on mukana, tulee vielä parempi”, kuvaa Jantunen.
Kaikkein parhaat hyödyt hybridistä saadaan irti kokonaisoptimoinnilla, siis kun kokonaisuutta katsotaan yhtenä laitoksena sähkömarkkinan kannalta.
”Nyt markkina on kehittynyt ehkä siitä suunnasta, että on lisätty olemassa oleviin. Siinä voi olla joitain rajoitteita, eikä kokonaisoptimointia pysty tekemään.”
”Kun on alusta asti suunniteltu kahden tai kolmen osan hybridivoimalaksi, liiketoimintamalli, rahoitus ja tekninen toteutus ovat huomattavasti helpompaa kuin lisätä jälkikäteen laitokseen uusia osioita”, Jantunen sanoo.
Hän arvioi, että hybridivoimala parantaa pääoman tuottoa joitakin prosenttiyksikköjä verrattuna yksittäisiin laitoksiin.
”Se on aika tapauskohtaista. Kuitenkin jos meillä on yksi hyvä vaikka tuulivoimala, joka on hyvin tuottava, emme tietenkään halua laittaa rinnalle sellaista, mikä huonontaa tuulivoimalan kannattavuutta.”
Ilmattaren tuulivoimaloiden pääomatuottoa hän ei halua kertoa kilpailusyistä.
”Lukujen antaminen on vähän hankalaa.”
Ei hybridiä väkisellä
Sähkönhinnan keskimääräinen hinta ja sen kehitys vaikuttavat myös hybridivoimaloiden suunnitteluun, samoin sähkön hinnan vaihtelun suuruus.
”Nythän sähkön hintavaihtelut tuntuvat suurilta Suomessa. Silti ne eivät ole vielä niin isoja, että pelkästään niiden varaan voisi liiketoimintaa laskea.”
Hybridilaitoksien, joissa on myös sähkövarasto, tuottopotentiaali on Fingridin reservimarkkinoilla. Sähkön hintavaihtelu ei siis vielä tuo kannattavuutta edes hybridivoimalalle.
”Mutta uskomme, että pitkällä tähtäimellä aurinkovoima lisää hintavaihtelua etenkin kesäaikaan, kun aurinkovoiman tuotantoa on paljon verkossa.”
Jos datakeskuksia, sähkökattiloita ja vetylaitoksia alkaa tulla enemmän, ne lisäävät sähkön kulutusta ja sähkön hinta nousee.
Ilmattaren laskelmien mukaan hybridivoimalan ihannekoon peukalosääntö on, että tuulivoiman ja sähkövaraston yhdistelmässä akun teho on 20 prosenttia tuulivoiman tehosta.
”Jos on aurinkovoima plus sähkövarasto, niin varasto voi olla huomattavasti isompi. Silloin jopa 1:1-suhde voisi olla järkevä. Jos on kaikki kolme, järkevä suhde voisi olla saman kuin tuulivoiman kanssa.”
Suomessa kuitenkin yleistyvät ensin varsinkin aurinkovoimaloiden ja akkujen yhdistelmät lähivuosina.
”Voimalaitoksen omistajilla on iso rooli hybridien integraation onnistumisessa, siinä että saa eri osapuolet juttelemaan keskenään ja toimittamaan hyvää projektia yhdessä.”
Yllättäviä hidasteita
Hybridien yleistyminen riippuu siitäkin, miten sähkönostajat suhtautuvat niihin. Ppa-sopimukset kestävät 10–20 vuotta ja ostajille hybridi-ppa:t ovat vielä uutta.
”Ne hieman rajoittavat mitä voi tehdä. Kun käytetään samoja järjestelmiä, samaa sähköliittymää tai samaa sähköasemaa ja samoja muuntajia, se tuo monimutkaisuutta, kuten mikä sähkö on ppa-sähköä ja mikä sähkö on uutta sähköä, joka tulee varastosta.”
Vetytuotantoa tavoittelevat ostajat kiinnostunevat tuuli-aurinkovoiman yhdistelmistä, koska uusiutuvaa on saatavilla tasaisemmin.
Näköpiirissä on sekin, että pieniä akkuja aletaan asentaa myös nykyisten tuulivoimaloiden yhteyteen.
”Vaatii tiivistä yhteistyötä tuulivoimalaitostoimittajan kanssa, että se onnistuu.”
Käy maalaisjärkeenkin, että useamman uusiutuvan yhdistelmävoimala on tehokkaampi kuin yksittäiset uusiutuvan voimalat. Mieleen tulee, olisiko kannattanut odottaa, että hybridit ovat mahdollisia eikä rakentaa sinne tänne pelkkiä tuulivoimaloita.
”Onhan vihreällä sähköllä kuitenkin kysyntää on ollut koko ajan. Ei sellaista voi odottaa.”
Kantaverkkoyhtiön toivelistalla
Kantaverkkoyhtiö Fingridissä hybridivoimalaitoksia oikein odotetaan Suomeen.
”Näemme ne erittäin hyvänä kehityssuuntana”, kertoo verkonrakentamisen yksikön päällikkö Petri Parviainen Fingridistä.
Hybridit ratkaisisivat nykyisiä sähköjärjestelmän kriittisiä ongelmia.
Ongelmaksi on tullut, että verkkoa pitää rakentaa kiivaasti, koska Suomen sähköntuotanto kasvaa nopeasti ja sen rakenne hajautuu. Yhteiskunta vieläpä käyttää yhä enemmän sähköä.
”Muutos on ollut erittäin nopeaa”, Parviainen sanoo.
Iso määrä hybridejä helpottaa verkonrakentamisen ongelmaa.
”Kun samaan sähköverkon liittymispisteeseen liitetään eri tuotantomuotoja ja sähkövarasto, saadaan parannettua voimalaitoskokonaisuuden huipunkäyttöaikaa.”
Huipunkäyttötilanne voi tulla, kun sähkön hinta on korkealla ja kaikista voimaloista halutaan tuupata sähköä verkkoon yhtä aikaa.
Myös verkkoon liittäminen ja verkon rakentaminen ovat helpompaa, kun on yksi hybridilaitoksen teho eikä jokainen laitos tule erikseen liitettäväksi.
”Nyt kun se tehdään hybridinä, niin kokonaisuudelle sovitaan teho. Se ajaa ja optimoi tuotantoaan liittymispisteen sovitun tehorajan sisällä.”
Hybridivoimalassa on bisnesjärkeäkin.
Kun mukana on sähkövarasto, tuulettomana hetkenä vaikkapa yöllä akusta voidaan purkaa sähköä verkkoon myytäväksi tai muuten akku voi osallistua reservimarkkinoille.
Hybridivoimalaitokseen tarvitaan vain yksi liityntä, yhdet muuntajat ja sähköasemat sekä infra, mutta vain yhden tuotantolajin stand alone -voimaloihin pitää kuhunkin rakentaa omansa.
Kaksi hybridiä vierekkäin
Energiayhtiö ATP Palloneva suunnittelee ensimmäistä tuuli- ja aurinkovoimalan yhdistelmäänsä Kauhajoelle. Yhtiön hallituksen puheenjohtajalla Jaakko Leppisellä on yksi vastaus siihen, miksi hybridivoimalat tulevat vasta nyt.
Aurinkovoima tuotantokustannus on vasta nyt saavuttanut tason, että sitä ylipäänsä kannattaa tehdä.
”Teknologian hinta on tullut merkittävästi alaspäin. Se mahdollistaa hankkeiden rakentamista myöskin vähemmän aurinkoiselle alueelle täällä Pohjolassa.”
Tuulivoiman tuotantokustannus on kuitenkin yhä halvempi.
”Mutta aurinkovoima saa sitä hyvin kiinni.”
Tuulivoiman tuottajia aurinkovoiman yhdistäminen alkaa kiinnostaa.
”Jos on mahdollisuus lisätä aurinkovoimaa tuulivoimahankkeeseen nimenomaan tässä järjestyksessä, ilman muuta siitä on merkittävää hyötyä”, Leppinen sanoo.
Pallonevan hybridivoimalasta tulee yksi Suomen suurimmista.
Peräti kaksi yhtiötä kehittää hybridivoimalaansa kahdelle vierekkäiselle alueelle. ATP Pallonevan hanke sijaitsee alueen pohjoisosassa, Vapo Terran tuuli- ja aurinkovoimapuisto Palloneva Kauhajoki taas eteläisellä alueella.
Ne ovat yva-vaiheessa, joten kaavoitus on vielä käynnissä. Kokonaisuuteen tulee aurinkovoimaa noin 350 megawatin verran, tuulivoimaloita yhdeksän noin 60 megawatin yhteisellä nimellisteholla. Energiapuistot saattaisivat olla valmiita vuonna 2028.
Vielä Leppinen ei voi kertoa julkisuuteen, kenelle hankkeen sähkö myydään.
ATP Palloneva Oy on hankeyhtiö. Se toimii hankkeessa koko elinkaaren ajan hankekehityksestä sähköntuotantoon ja toimintojen alasajoon saakka.
Energiamuodin huipulla
Leppinen pitää hybridi-sanaa muoti-ilmauksena. Kauhajoelle nousee tuulivoimalan ja aurinkovoimalan yhdistelmä.
Ideana on rakentaa aurinkovoimala ja tuulivoimala välittömästi toistensa läheisyyteen.
”Kunhan aurinkovoima saadaan samoille alueille missä on tuulivoimaa, sanotaan turvallisen matkan päähän, etteivät paneelit ole heti siinä voimalasiiven alla.”
Aurinkovoima vie enemmän tilaa. Alue on laita-aluetta. Lähimpään asutukseen on yli kaksi kilometriä.
Alueen läpi kulkee jo Fingridin 400 kilovoltin suurjännitejohto. Kunhan hankkeen osayleiskaava on lainvoimainen, voi alkaa verkkoliitynnän suunnittelu Fingridin kanssa.
Pallonevalle ei tule akkua ei ainakaan vielä.
”Kun saadaan perustuotanto eli aurinkovoima ja tuulivoima maaliin asti, sen jälkeen aletaan katsoa, että on sähkönostajan tarve. Siihen lähdetään sovittamaan perinteisiä akkuvaihtoehtoja tai jotain muuta.”
Akun vaihtoehto on vedyntuotanto.
”Ne sitten tasaavat ja yhdistävät sähköntuotantoa ja kulutusta.”
