Akkuenergiavarastojen kuuma buumi – ”Markkina on melko villi”

Reservimarkkinat ovat avainasemassa varmistamassa, että sähköjärjestelmä toimii häiriöttä kaikissa olosuhteissa. Suomessa Fingrid vastaa sähköntuotannon ja -kulutuksen reaaliaikaisesta tasapainosta: reservimarkkinat mahdollistavat kulutuksen ja tuotannon nopean säätämisen.

Tavoitteena on, että verkko pysyy tasapainossa ja sähköntuotanto ja -kulutus vastaavat jatkuvasti toisiaan, mikä on kriittistä sähköjärjestelmän luotettavuuden ja vakauden kannalta, ja pitää sähköverkon taajuuden tavoitetasolla.

– Pohjoismaisesti on sovittu, että sähköverkon taajuuden tulee pysyä tietyllä alueella. Jos taajuus poikkeaa 50 hertsistä, se voi aiheuttaa ongelmia sähkölaitteille, kuten teollisuuden sähkömoottoreille, jotka on viritetty toimimaan tällä taajuudella. Ääritilanteessa se voi johtaa laitteiden hallitsemattomaan irtoamiseen verkosta, kertoo Fingridin erikoisasiantuntija Tuomas Mattila.

Energiamurros on suurin tekijä reservikapasiteetin kasvavassa tarpeessa. 

– Uusiutuvan energian, kuten tuuli- ja aurinkovoiman, lisääntyminen lisää tarvetta joustavuudelle sähköntuotannossa. Samalla sähköjärjestelmän koko on kasvussa, mikä myös lisää reservien tarvetta.

Lisäksi Suomen rooli energian viennissä on muuttunut. 

– Aiemmin voitiin luottaa siihen, että liikatuotannon voi myydä esimerkiksi Ruotsiin, mutta nykyisin sähkönsiirtoyhteydet voivat olla jo täynnä. Sen vuoksi meidän pitää pystyä hallitsemaan myös ylituotantotilanteita itse. 

Tarve kasvaa koko ajan 

Tällä hetkellä Fingrid hankkii reservikapasiteettia keskimäärin 1 600 megawattia jokaiselle tunnille. 

– Tämä määrä vastaa Olkiluoto 3:n maksimituotantotehoa.

Vuoteen 2030 mennessä tarve tulee ennusteen mukaan kasvamaan 2 500 megawattiin. 

– Tarkkaa lukua on vaikea ennustaa, sillä se riippuu monista tekijöistä. 

Reservikapasiteetin tarpeen arvioidaan kuitenkin kasvavan yli puolitoistakertaiseksi seuraavan viiden vuoden aikana. 

Reservimarkkinoille osallistumisen edellytyksenä on vähintään yhden megawatin säätökyky, mutta joissakin markkinoissa, kuten FCR-N-markkinoilla, riittää 100 kilowatin kapasiteetti. 

Fingridin reservimarkkinoilla osallistujat saavat kapasiteettikorvauksen jo pelkästään reservikapasiteetin ylläpitämisestä, vaikka säätöä ei käyttöhetkellä tarvittaisikaan. Lisäksi, jos reserviä aktivoidaan, maksetaan pidempiaikaisista aktivoinneista energiakorvaus. 

Todelliseen tarpeeseen

Reservikapasiteetin hankinta perustuu todelliseen tarpeeseen, eikä sitä hankita ilman perustetta, sillä reservien ylläpito ja ostaminen maksaa. 

– Sähkön käyttäjät kattavat nämä kulut, joten on tärkeää hankkia reserviä kustannustehokkaasti ja tarpeen mukaan, Mattila sanoo. 

Tarve voi syntyä esimerkiksi ennustettua kylmemmistä sääolosuhteista, tai vaikkapa tuulirintaman myöhästymisestä.  Perinteiset voimalaitokset, erityisesti vesivoimalat ovat olleet tärkeitä reservin tuottajia, sillä ne voivat lisätä tai vähentää tuotantoaan lyhyellä varoitusajalla vastatakseen sähköverkon kysynnän ja tarjonnan vaihteluihin.

– Perinteisten voimalaitosten lisäksi teollisen luokan sähkön kuluttajat ovat tärkeitä reservien lähteitä. Ne voivat säätää sähkön kulutustaan tarpeen mukaan ja siten tasapainottaa järjestelmää.

Virtuaalivoimalaitokset mukaan 

Lisäksi sähkövarastot, tuulivoima ja sähkökattilat ovat tulleet mukaan reservimarkkinoille. 

– Erityisesti virtuaalivoimalaitokset, jotka aggregoivat useita eri teknologioita yhdeksi kokonaisuudeksi, ovat melko uusi elementti reservimarkkinoilla. Virtuaalivoimalaitoksen hajautettu rakenne mahdollistaa pienten kohteiden yhdistämisen isommaksi kokonaisuudeksi vastaamaan kysyntään ja tarjontaan. 

Virtuaalivoimalaitos voi sisältää esimerkiksi sähkölämmitystä, ilmanvaihtoa, akkuvarastoja ja aurinkopaneeleita eri kiinteistöissä. Nämä eri elementit yhdistetään digitaalisten ratkaisujen avulla, jolloin ne voivat yhdessä reagoida sähköjärjestelmän tarpeisiin joustavasti.

– Kun markkinoilta tulee säätöpyyntö lisäteholle, virtuaalivoimalaitos ei välttämättä lisää tuotantoa perinteisessä mielessä, vaan se voi säätää kulutusta alaspäin ja hyödyntää esimerkiksi akkuvarastoja. 

– Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että jos tarvitaan yksi megawatti lisää tehoa, virtuaalivoimalaitos voi purkaa akkuja 200 kilowatin edestä, vähentää lämmitystä 500 kilowatilla ja ilmanvaihtoa 300 kilowatilla. Näin ollen kokonaisvaikutus energian kulutuksessa pienenee, mikä vastaa yhden megawatin lisäystä tuotannossa.

Virtuaalivoimalaitoksen toiminta perustuu pitkälti erilaisiin automaatiojärjestelmiin, jotka hallitsevat säätöä reaaliajassa. 

– Automaatiojärjestelmät ovat keskeisiä elementtejä virtuaalivoimalaitoksessa, sillä ne mahdollistavat joustavan reagoinnin markkinoiden tarpeisiin. Reservimarkkinoille osallistuminen edellytys on, että virtuaalivoimalaitoksen täytyy pystyä jättämään tarjouksia ja toimittamaan reaaliaikaista sekä historiatietoa tarvittaessa. Tämä tietojenvaihto hoituu automatisoidun järjestelmän kautta, joka vastaa tiedonvaihdosta Fingridin kanssa.

Tarjousten tekeminen reservimarkkinoilla tarkoittaa jatkuvaa kaupankäyntiä, jossa tarjouksia jätetään ja aktivoidaan tarpeen mukaan. 

– Lisäksi on olemassa kapasiteettimarkkinat, jossa tarjoukset jätetään kerran päivässä. 

Kotitaloudet mukaan 

Kotitaloudet voivat osallistua reservimarkkinoille esimerkiksi kotiakun avulla. 

– Se kuitenkin edellyttää, että kotitaloudella on sopimus palveluntarjoajan kanssa, joka on mukana reservimarkkinoilla. Palveluntarjoaja voi varata tietyn osuuden akusta reservimarkkinoiden käyttöön. Tämä osuus voi joustaa tarpeen mukaan markkinoilla, ja palveluntarjoaja myy tämän joustokyvyn eteenpäin. Kotitalous saa korvausta siitä, että sen akkua käytetään osana reserviä.

Fingrid on koonnut verkkosivuilleen tarkistuslistan, joka auttaa kotitalouksia arvioimaan palveluntarjoajia.

– On tärkeää ymmärtää, että Fingrid ei suoraan maksa kotitalousasiakkaille korvauksia. Yhteistyö tapahtuu palveluntarjoajien kautta, jotka hallinnoivat asiakkaidensa kotiakkuja ja myyvät näiden joustokapasiteettia reservimarkkinoille.

Yksi merkittävä tekijä, joka kotitalouksien tulee huomioida, ovat siirtokustannukset. 

– Esimerkiksi kotiakkua käytettäessä energiaa voidaan myydä sähköverkkoon ja ladata takaisin, mikä voi aiheuttaa siirtokustannuksia. Nämä kustannukset voivat olla merkittäviä, ja ne tulee ottaa huomioon, kun arvioidaan osallistumisen taloudellista kannattavuutta.

Mattila sanoo, että akut ovat yksi lupaava vaihtoehto, josta odotetaan paljon uutta reservikapasiteettia. 

– Myös tuuli- ja aurinkovoima ovat tärkeitä, sillä niiden säätökykyä voidaan hyödyntää reservimarkkinoilla. 

Lisäksi sähkökattilat ovat myös merkittävä reservikapasiteetin lähde tulevaisuudessa. Erilaiset teknologiat tarjoavat joustavuutta ja varmuutta reservikapasiteetin hankintaan. 

– Monipuoliset teknologiat varmistavat, että järjestelmä ei ole herkkä yksittäisten teknologioiden mahdollisille ongelmille.

Markkinassa on vielä tilaa 

Talotekniikan tukkukauppa Onninen oy on maahantuonut ja toimittanut akkuja sekä kotitalouksiin että kaupallisiin rakennuksiin noin kymmenen vuoden ajan. 

–  Akkumarkkina on ollut jo pitkään kasvava: me olemme tuoneet akkuja maahan jo vuodesta 2016. Myynti kiihtyi selkeästi vuoden 2019 paikkeilla ja uuden ulottuvuuden kotitalouksille on nyt tuonut mahdollisuus liittyä reservimarkkinaan ja ansaita rahaa sen avulla, kertoo Onnisen uusiutuvan energian tuotteiden hankinnasta ja liiketoiminnasta vastaava johtaja Arto Koivisto.

– Reservimarkkinahan ei ole uusi asia, sitä tarvitaan entistä enemmän tasaamaan uusiutuvien energiamuotojen tuotannon vaihteluja. 

Fingridin mukaan tuulivoiman kasvuennuste vuoteen 2030 mennessä on tuotetun sähkön osalta noin 75 terawattituntia ja aurinkovoiman noin 7,5 terawattituntia. Vuonna 2024 lukemat olivat noin 22 TWh ja 1 TWh. Globaalissa mittakaavassa aurinkovoiman odotetaan kasvavan suurimmaksi energianlähteeksi vuoden 2035 paikkeilla. 

Yksittäinen kotitalous ei kuitenkaan voi itse liittyä reservimarkkinaan, väliin tarvitaan aina Fingridin hyväksymä palveluntarjoaja. 

– Onnisen myymien laitteiden yhteydessä ns. välikätenä toimii tällä hetkellä ruotsalainen Checkwatt, jonka ohjausyksikkö liitetään invertteriin. Markkinoille on tulossa muitakin samankaltaisia toimijoita hyvinkin pian. 

Checkwatt liittyi Fingridin reservimarkkinatoimijaksi helmikuussa. 

– Käytännössä Checkwatt kokoaa virtuaalisen voimalaitoksen useasta eri kohteesta ja osallistuu siten reservimarkkinaan. 

Ruotsalainen Checkwatt kertoo esitteessään, että yrityksellä on kertynyt kokemusta 10 000 akkujärjestelmän ohjauksesta, valvonnasta ja lisäpalvelujen toimittamisesta. 

– Ruotsissa ollaan selkeästi askeleen edellä. Siellä uusiutuvan energian tuotanto lisääntyi nopeammalla tahdilla jo vuosia sitten ja sitä kautta myös reservien tarve lisääntyi. 

Vuoden 2024 huhtikuun ja vuoden 2025 maaliskuun välisenä aikana 100 kilowattitunnin akulla on voinut ansaita reservimarkkinakorvausta 36 200 euroa taajuusohjatulla käyttöreservillä FCR-N. Fingrid suorittaa reservimarkkinakorvauksen aina palveluntarjoajalle, joka ottaa korvauksesta oman osansa. 

– Suurin osa menee kuitenkin investoinnin tehneelle taholle eli akun omistajalle. Niin kauan, kun reserviä on niukemmin tarjolla, hinnat varmasti pysyvät korkealla, mutta esimerkiksi Ruotsissa hinnat ovat tulleet jo reippaasti alaspäin. Eli taetta tulevaisuudessa maksettavista korvauksista ei ole. 

Myös yrityksille on avautunut myös uusia mahdollisuuksia. 

– Liikekiinteistöissä on valtavat mahdollisuudet. Omakotitalossa usein sähköliittymä rajoittaa akun kokoa, liikekiinteistöissä liittymät ovat suurempia, siten myös energiavarasto voi olla suurempi. 

Koivisto kertoo, että tämän hetkisellä reservimarkkinoiden hintatasolla akusto maksaa itsensä muutamassa vuodessa.

– Omakotitaloon hankitaan tyypillisesti noin 10 kilowattitunnin energiavarasto. Akut ovat moduuleja, joita voi latoa päällekkäin. Moduulit kytkeytyvät sarjaan pohjassa olevien liittimien avulla päällekkäin ladottaessa. Asentamisen ja invertteriin liittämisen tekee kuitenkin aina sähköalan ammattilainen. 

Buumi kuumenee

Sähkötieto ry julkaisi äskettäin ST-käsikirja 42 Akkuenergiavarastot -kirjan, jonka tarkoituksena on vastata akkujen yleistymisen myötä kasvaneeseen tiedontarpeeseen. Akkujen hinnat ovat laskeneet ja teknologia kehittynyt nopeasti, mikä on tehnyt akkuratkaisuista kilpailukykyisen vaihtoehdon muuttuneeseen sähköenergiamarkkinaan. 

– Koko yhteiskunta sähköistyy, ja kuumin buumi on nyt akkuenergiavarastoissa. Haasteena on se, että akkualalla ei ole vielä soveltuvia standardeja. Markkina on melko villi tällä hetkellä, kertoo opuksen päätoimittanut, Sähköinfon tekninen johtaja Esa Tiainen.

Kirjan esittelytekstissä huomautetaan, että akkuenergiavarastot ovat yksi merkittävä jouston mahdollistaja, mutta akustojen käytön lisääntyminen on samalla lisännyt niihin liittyviä haasteita. 

– Esimerkiksi litiumioniakkuihin liittyy paloturvallisuuden kannalta riskejä. Erilaiset teknologiat kuitenkin kehittyvät nopeasti. Litium-rauta-fosfaattiakut yleistyvät pikkuhiljaa, ne eivät ole yhtä alttiita ylikuumenemiselle tai tulipalolle kuin muut litiumioniakut, sanoo Tiainen. 

Jos kotiinsa aikoo hankkia akun, asiasta kannattaa keskustella oman vakuutusyhtiönsä kanssa. 

– Esimerkiksi joissain Baltian maissa on herännyt keskustelu siitä, pitäisikö akulle rakentaa palosuojattu tila. Toisaalta, näissä akuissa on ihan sama teknologia kuin sähköautoissa, joita säilytetään tavallisissa autotalleissa. Riittävä ilmanvaihto on kaiken a ja o, sanoo Koivisto. 

Onnisen valikoimassa on muun muassa kiinalaisen Dynessin valmistamia akkuja. Dyness tarjoaa akkuja kapasiteetiltaan 7,1 kilowattitunnista noin 255 kilowattituntiin. 

Koivisto kertoo, että iso osa akkuteknologiasta tulee tällä hetkellä Kiinasta.

– Tilanne on samankaltainen kuin aurinkopaneeleissa: eurooppalainen tuotanto ei kata kuin murto-osan ja hinnat ovat ihan eri tasolla. Me pyrimme aina varmistumaan siitä, että toimimme vain vastuullisten toimijoiden kanssa, ja selvitämme hankintaketjun mahdollisimman pitkälle. Vaadimme tavarantoimittajilta kolmannen osapuolen tekemät auditoinnit ennen kuin ryhdymme yhteistyöhön, Koivisto päättää. 

FAKTA

Reservit jaetaan kapasiteetti- ja energiatuotteisiin. Kapasiteetista maksetaan valmiudesta ja energiasta aktivoitumisen perusteella.

• Nopea taajuusreservi (FFR) – Aktivoituu sekunneissa suurissa taajuuspoikkeamissa.

• Taajuusohjatut reservit (FCR-N, FCR-D) – Käytössä jatkuvasti sähköverkon tasapainon ylläpitämiseen.

• Automaattinen ja manuaalinen taajuuden palautusreservi (aFRR, mFRR) – Nopeaan taajuuden säätöön ja tasehallintaan.

Reservien hinnat vaihtelevat markkinatilanteen mukaan ja määräytyvät kilpailullisesti:

• Kapasiteettimaksut: Maksetaan reservin ylläpitämisestä.

• Energiamaksut: Maksetaan aktivoidusta sähköstä, yleensä tasesähköhinnan mukaan.

• Marginaalihinnoittelu: Korkein hyväksytty tarjous määrittää kapasiteettimarkkinoiden hinnan.

Ajankohtaiset hintatiedot löytyvät Fingridin Avoin Data -palvelusta.

Lähde: Fingrid 

Artikkeli on julkaistu ensimmäisen kerran Talotekniikka-lehdessä 4/25.

Lue myös:

Sinebrychoffin sähkövarasto tuottaa kulutusjoustoa kantaverkkoon

Älykkäät Aurora Pyramidit reservimarkkinoilla – ”Myös pienempiä kohteita tarvitaan”