Sähkövarastot syntyvät mittatilaustyönä

2.4.2020

ABB:n Viron tehtaalla jokainen sähkövarasto valmistetaan mittatilaustyönä. Asiakkaan tarpeista riippuen varastojen energiakapasiteetti on 100 kW:sta 100 MWh:hen.

Akkujen halpeneminen tuo sähkövarastojen hinnat tasolle, joka kiinnostaa yhä useampia asiakkaita. ABB:n Viron-tehtaalla, Tallinnan ulkopuolella Jürissa, on valmistettu viime vuoden aikana kaksi pilottia ja tänä vuonna sähkövarastoja on tarkoitus tehdä jo kymmeniä.

Puistomuuntamot ja energiavarastot käsittävän tulosyksikön johtaja Michal Skaroupka kertoo, että heidän päätuotteensa ovat sähköasemat, ja niistä saatu oppi auttaa myös sähkövarastojen rakentamisessa.

Uusia aluevaltauksia onkin haettava, sillä tällä hetkellä jopa lähes kolme neljäsosaa sähköasemien myyntitavoitteista kohdistuu Suomeen, jossa asiakkaat ovat pääosin jakeluverkkoyhtiöitä. Kiihtyvän maakaapeloinnin saavuttaessa joskus päätepisteensä, sähköasemien kysyntä väistämättä pienenee, joskaan ei välittömästi eikä radikaalisti. Siten Virossakin on kehiteltävä uusia aluevaltauksia.

Toki sähkövarastojen tuottamiseen ohjaavat monet muutkin ilmiöt. Kaikki haluavat olla uuden teknologian kehittämisessä mukana. Suomen-markkinoille pyrkivät useat eri sähkövarastoja valmistavat toimijat, eikä kenelläkään ole toistaiseksi hallitsevaa markkina-asemaa.

Sähköautot ja uusiutuvat lisäävät varastoinnin tarvetta

Jürin-tehdas on saanut tällä hetkellä yhden ennakkotilauksen Suomesta. Kaikki varastot valmistetaan mittatilaustyönä kulloisenkin asiakkaan tarpeisiin; varastossa niitä ei seiso.

– Tämä on meille aivan uusi segmentti, joka on aukeamassa nyt, kun akkujen hinnat ovat tulleet rytinällä alas ja laskevat jatkossa edelleen. Sähkön varastoinnista on tullut investointina kannattavaa, kun uusiutuvien energianlähteiden vaihteluiden tasaamisessa ne alkavat olla taloudellisesti järkevä keino. Verkkoa voidaan optimoida: osittain otetaan sähköä verkosta ja osittain sähkövarastoista, kertoo puistomuuntamoista ja energiavarastoista globaalisti vastaava liiketoimintajohtaja Mika Kuusisto.

– Jos ajatellaan Suomen-markkinaa ja sähköasemia, niin automatisoitujen ja aiempaa pienempien asemien tarve kasvaa. Sähkövarastot ja sähköautojen lataus nostavat päätään ja investoinnit tuulivoimaan jatkuvat, samoin tekoälyn kehitys, vahvistaa puistomuuntamoiden myyntipäällikkö Enn Karin.

Tasaa sekä tuotannon että kysynnän heilahteluita

Sähkövarastojen valmistaminen on Virossa luonteva laajennus, sillä keski- ja pienjännitekojeistot, automaatio, muuntajat, komponentit ja kaapeloinnit ovat täysin samoja kuin sähköasemissa. Vain akut tulevat ulkopuolelta useilta eri toimittajilta ja ne lisätään sähkövarastoihin tehtaalla.

– Toistaiseksi Jürissä valmistettavat sähkövarastot hyödyntävät litiumioniakustoja. Muut vaihtoehdot ovat harkinnassa, sanoo tuoteryhmän globaali teknologiajohtaja Carlos Nieto.

ABB:llä uskotaan, että sähköverkon älykkyyden ja digitaalisuuden sekä sähkövarastojen avulla uusiutuvien energianlähteiden osuutta voidaan kasvattaa huomattavasti.

– Sähkövarasto tasaa tuotannon vaihteluita: jos iltapäivällä paistaa aurinko, sen tuottaman energian voi tavallisesti joko käyttää tai haaskata. Mutta varaston ansiosta akut ladataan aurinkoiseen aikaan ja niiden energia on käytettävissä illalla, kun ei enää paista, toteaa Nieto.

– Sähköautojen lataamiseen se tuo joustavuutta; entistä useampia autoja pystytään lataamaan kerralla. Esimerkiksi latausta tarjoavalle huoltoasemalle sähkövarasto on myös varmistava tekijä, ei pelkkä kustannuskysymys, hän jatkaa.

Lisäksi varasto mahdollistaa sähkön siirtämisen sieltä silloin, kun sähkön hinta on huipussaan eli siten se tasaa myös kysyntää.

Paljonko sähkövarasto oikein maksaa?

Tavallisin tapa varastoida sähköenergiaa on akkupohjainen ratkaisu. Akkupohjaisissa varastoissa on korkea hyötysuhde, suuri energiatiheys ja nopea vasteaika. Energiavarastoja on kuitenkin useita erilaisia, joista osa on vasta kehittelyvaiheessa.

Akkuteknologian lisäksi on suprajohtavia magneettisia energiavarastoja, mekaanisia vauhtipyöriä, veden potentiaalienergiaa hyödyntäviä pumppuvoimalaitoksia, paineilmavarastoja sekä lämpövarastoja, joita ovat esimerkiksi vetyenergiaa hyödyntävät varastot.

Tulosyksikön johtaja Michal Skaroupka Jürin-tehtaalta kertoo pienen sähkövaraston valmistamisen vievän 3-4 kuukautta, isommassa voi vierähtää vuosikin. Sähkövarastojen energiakapasiteetti vaihtelee 100 kWh:sta 100 MWh:hen. Periaatteessa hinta on sama kaikille, markkina-alueesta riippumatta.

– Pienen varaston hinta on karkeasti arvioiden 600–1000 euroa ja ison 500–600 euroa per kilowattitunti riippuen sen varustuksesta, spesifikaatioista ja muista mahdollisuuksista, Nieto listaa.

Tällöin sähkövarastojen hinnat asettuvat suunnilleen 60 000 euron ja 60 miljoonan euron välille.

Kierrätys on ostajan vastuulla

Sähkövaraston elinkaari on 15–20 vuotta, joten niiden kierrätys ja mahdollisen loppukäytön pohdinta jää asiakkaan vastuulle. Sähkön varastointiin liittyy vielä monia muitakin haasteita, joista Carlos Nieto mainitsee muun muassa EU-tason säätelyn, lisääntyvän digitaalisuuden vaatimukset, sähköautojen lataamisen myötä keskijännitetasolle kasvavat jännitteet kuluttajia lähellä sekä huippuihin varautumisen silloin, kun ihmiset lataavat sähköautoja samoihin aikoihin aamulla ja illalla.

– Turvallisuus ja testaus ovat etusijalla sähkövarastojen valmistamisessa ja se on varmistettu standardeilla. Mutta paloturvallisuutta ajatellen on tärkeää, että myös käyttäjien täytyy ymmärtää varastojen oikea käyttö ja niiden rajat, jotta varastojen kapasiteettia ei ylitetä, Nieto toteaa.

Ajallisesti sähkön varastointi on tänä päivänä mahdollista sekunneista useisiin tunteihin.

– Normaalisti puhutaan 6–10 tunnin varastointiajasta. Pidemmätkin ajat ovat teknisesti mahdollisia, mutta ne eivät ole taloudellisesti kannattavia.


Juttu on tiivistelmä Sähköala-lehden numerossa 4/2020 julkaistusta pidemmästä artikkelista.