UPM Energy kehittää uusia ratkaisuja päästöttömään energiantuotantoon ja sähkömarkkinoiden muuttuviin tarpeisiin. Parhaillaan yritys pilotoi energian varastointia ultrakondensaattorilla kahden vesivoimalan järjestelmässä Kuhmon Ontojoella. Voimalat ovat Katerma Kuhmossa ja Kallioinen Sotkamossa.
”Hanke on vesivoiman ja ultrakondensaattorin yhdistelmä, jolla on saatu aikaan uniikit ominaisuudet. Ultrakondensaattorit ovat sähköstaattisia laitteita, joista saadaan nopeasti purettua tai ladattua energiaa. Yhdistettynä vesivoimaan ultrakondensaattori pystyy reagoimaan millisekuntitason nopeudella ja samaan aikaan tuottamaan energiaa päivien, viikkojen, kuukausienkin ajan, aina tarpeen mukaan”, kertoo kehityspäällikkö Juha Haromo UPM Energystä.
Hankkeen taustalla on sähköjärjestelmän muuttuminen säästä riippuvien tuotantomuotojen, ennen kaikkea tuulivoiman, lisääntyessä. Nämä uudet tuotantomuodot vaativat uudenlaisia säätökyvykkyyksiä, joilla sähköverkossa olevaa sähkön kulutusta ja tuotantoa voidaan tarpeen vaatiessa nopeasti tasapainottaa.
”Pohjoismaiset kantaverkkoyhtiöt ovat muuttamassa sähkön reservituotteiden sääntöjä, joilla kantaverkkoa pidetään pystyssä. Tuotantorakenteen muuttumisen myötä on myös järjestelmän dynamiikka muuttunut, ja siihen hankkeemme vastaa. Siinä on potentiaalia uudentyyppiseksi työkaluksi sähkön reservimarkkinoille”, kertoo Haromo.
”Näiden reservituotteiden tarve ja tarkoitus on pitää kantaverkko hallinnassa. Jos sähkön kantaverkon taajuus muuttuu hyvin nopeasti, esimerkiksi iso siirtojohto kytkeytyy irti sähköjärjestelmästä, reagoi kondensaattorilaitos siihen välittömästi ja vastaa kantaverkon tarpeeseen. Mitä tahansa ominaisuuksia tulevaisuuden sähköverkko tarvitseekin, niin käytännössä tällainen vesivoiman ja ultrakondensaattorin yhdistelmä pystyy niihin vastaamaan.”
Järjestelmän testaus
Järjestelmän rakentaminen aloitettiin viime vuoden syksyllä, ja ultrakondensaattori kytkettiin Katerman ja Kallioisen voimalaitoksiin kesäkuun puolessa välissä.
”Nyt meneillään on tekniikan ja konseptin testaaminen, toimiiko järjestelmä ja vastaako se niitä odotuksia, joita investointia tehtäessä on ollut. Pilotoinnilla haemme kokemuksia myös siitä, mikä teknistaloudellisesti on kannattavaa isommassa mittakaavassa”, kertoo Haromo.
Tähänastiset kokemukset ovat myönteisiä, konsepti ja valittu tekniikka ovat toimineet halutulla tavalla.
”Pidemmällä aikavälillä on mielenkiintoista nähdä, toimiiko järjestelmä kaikissa tilanteissa niin kuin sen on suunniteltu toimivan.”
Pilottihankkeella haetaan tukea myös käsitykselle, jonka mukaan kondensaattori on akkua parempi valinta vesivoiman yhteyteen.
”Kondensaattorin merkittävä etu on energian lataaminen ja purkaminen erittäin nopeasti suurella teholla. Vastaavanlaisessa käytössä akkujen käyttöikä on olennaisesti lyhyempi. Ultrakondensaattorit ovat myös suhteellisen huoltovapaita. Toki yhä edelleen tulevaisuuden sähköjärjestelmä vaatinee lisäksi muita varastointiratkaisuja, eikä kondensaattoritekniikka poissulje esimerkiksi akkuinvestointeja sähköjärjestelmään.”
Vaikka järjestelmä ei suoranaisesti lisää uusiutuvan energian tuotantoa, tukee se uusiutuvan energian lisäämistä sähköverkkoon ja fossiilisista polttoaineista irti pääsemistä.
”Mitä enemmän lisätään säästä riippuvaa tuotantoa, sitä enemmän pitää olla kapasiteettia, joka tasapainottaa niitä hetkiä, kun tarvetta on. Teknisiä ratkaisuja täytyy kehittää, jotta on mahdollista siirtyä hiilidioksittomaan sähköjärjestelmään”, Haromo toteaa.
Hankkeen hyödyt
Hankkeen keskeisimpänä hyötynä kehityspäällikkö Juha Haromo kertoo konseptista saatavan sellaisen vasteen sähköjärjestelmään, mitä se kulloinkin tarvitsee.
”Se on hankkeen ykkösasia. Toinen asia on, että vesivoimalaitokset kestävät edelleen käyttöä, koska järjestelmä vähentää niiden mekaanista kulumista.”
Kolmantena asiana Haromo mainitsee, ettei hanke vaikuta vesistön käyttöön, vesiympäristöön tai patoturvallisuuteen.
Teksti Minna Saano
Kuva UPM Energy
