Syrjäseuduilta kaupunkeihin – mikroverkot mahdollistavat vähähiilisen energiantuotannon yleistymisen

Mikroverkot ovat kantaverkkoa pienempiä paikallisia sähköverkkoja. Ne voivat toimia kantaverkon yhteydessä tai irrallisina saarekkeina, jotka ovat sähkön tuotannon ja siirron suhteen omavaraisia.

Perinteisesti sähköverkossa sähkö johdetaan tuotantolaitoksesta kuluttajille yhdensuuntaisesti, ja toiminta perustuu historialliseen tietoon markkinoista. Mikroverkoissa taas energia voi virrata kumpaankin suuntaan ja niissä voi olla sekä keskitettyä että hajautettua energiantuotantoa.

Mikroverkot voivat olla yhteydessä suurempaan sähköverkkoon tai toimia erillisinä saarekkeina.

Mikroverkkoja käytetään tyypillisimmin paikoissa, joissa yhteydet kantaverkkoon puuttuvat tai ne ovat heikot. Saaret, syrjäiset kylät tai yksittäiset kaukana sijaitsevat kohteet, kuten kaivokset, ovat esimerkkejä paikoista, joissa paikallisia verkkoja on rakennettu.

Paikallisia verkkoja hyödynnetään myös muun muassa kauppakeskuksissa ja teollisuudessa. Lisäksi energiayhtiöt voivat hallinnoida niiden avulla uusiutuvaa ja hajautettua energiantuotantoaan.

Vaativaa säätöä

ABB on toteuttanut yli 40 mikroverkkoratkaisua eri puolille maailmaa. ABB Power Grids Finland Oy:n toimitusjohtajan Matti Vaattovaaran mukaan mikroverkot ovat alkaneet yleistyä viime vuosina myös tiheästi asutuilla alueilla. Sähköverkoissa on yhä enemmän mukana uusiutuvaa tuotantoa, mikä edellyttää edistyksellistä teknologiaa ja automaatiota.

– Mikroverkkoteknologioilla uusiutuvat energianlähteet voidaan integroida luotettavasti mukaan sähköverkkoon ja laskea samalla hiilidioksidipäästöjä. Paikallisia verkkoja käytetään myös esimerkiksi varmistamaan kriittinen sähkönjakelu, jos yhteys valtakunnan verkkoon menetetään. Tällöin saatetaan tarvita myös akuista koostuvia energiavarastoja ohjelmistoineen tai kulutuksen ohjausta, Vaattovaara kertoo.

Matti Vaattovaara

Nopeasti reagoiva energiavarasto auttaa muun muassa vakauttamaan verkon taajuuden hetkellisen tehopulan aikana.

– Verkon säätö on vaativaa, koska sähkön tuotannon ja kulutuksen on oltava tasapainossa koko ajan, jokainen sekunti. Energiavaraston lataaminen, purkaminen, kulutuksen ohjaus tai varaenergianlähteiden käynnistäminen pitää suunnitella tarkasti.

Älykkään verkon toiminta perustuu reaaliaikaiseen dataan, jota hyödynnetään analysoitaessa verkon ja energiantuotannon tilaa sekä suunniteltaessa huoltoja.

Ilmastofiksua teknologiaa

Paikallisten verkkojen suuri etu on vaihtelevan ja uusiutuvan energiantuotannon käytön mahdollistaminen. Vaattovaaran mukaan esimerkiksi Australiassa on alueita, joissa sähkö on aikaisemmin tuotettu kokonaan dieselkoneilla. Edullisen aurinkovoiman ja mikroverkkoteknologian avulla uusiutuvan energian määrää on voitu huomattavasti lisätä vaarantamatta kuitenkaan jatkuvaa sähkönsaantia. Samalla päästöt ovat vähentyneet merkittävästi.

Paikallisiin verkkoihin voidaan liittää mukaan myös sähkön pientuottajia, esimerkiksi taloyhtiöitä, maatiloja tai kotitalouksia, jotka toimivat sekä sähkön tuottajina että kuluttajina. Pientuottajat voivat myydä sen osan tuottamastaan sähköstä verkkoon, jota eivät itse kuluta. Sähkön hinnan kehitystä ja omaa tuotannon ja kulutuksen määrää tarkkailemalla pientuottaja voi optimoida omat myynti- ja kulutusajankohtansa.

Mikroverkkojen markkinat ovat maailmalla kovassa kasvussa. Suomessa hallituksen tavoitteena on Suomen hiilineutraalius vuonna 2035 ja sääntelyä ja verotusta aiotaan kehittää siten, että energian pientuotannon hyödyntäminen helpottuu. Samalla kasvaa tarve mikroverkoille ja energiavarastoille. Perinteisestä sähkönjakelusta ollaan siirtymässä kohti tulevaisuuden älykästä sähköverkkoa ja vähähiilistä energiantuotantoa.

Teksti: Antton Lounasheimo
@alounash
Kuvat: ABB

Lisää aiheesta:

Teknologiateollisuuden vähähiilitiekartta: Ratkaisuja ilmastohaasteeseen

Teksti on mukana huhtikuun uutiskirjeessä.