Mitä ovat energiavarastot eli BESS:it?

Energiamurros etenee vauhdilla. Tuuli- ja aurinkovoiman osuus sähköntuotannosta kasvaa jatkuvasti, ja samalla keskusteluun nousee myös tärkeä kysymys siitä, mitä tehdään sähkölle silloin, kun sitä tuotetaan enemmän kuin kulutetaan? Tai mistä sähköä saadaan, kun tuotanto hetkellisesti notkahtaa mutta kulutus ei?

Tähän kysymykseen yksi vastaus voivat olla akkuenergiavarastot eli BESS-järjestelmät (Battery Energy Storage Systems).

Perusidea energiavaraston taustalla

BESS on pohjimmiltaan suuri akusto, joka varastoi sähköä silloin, kun sitä on tarjolla runsaasti, ja luovuttaa sen takaisin verkkoon silloin, kun sitä tarvitaan. Kooltaan järjestelmät vaihtelevat paljon: pienimmät palvelevat yksittäistä kiinteistöä, suurimmat varastoivat satoja megawattitunteja sähköä ja syöttävät sen suoraan siirtoverkkoon.

Järjestelmän ydin on akkukennostot. Tänä päivänä yleisimmin käytetään litiumioniakkuja, erityisesti LFP-tekniikkaan (litiumrautafosfaatti) perustuvia ratkaisuja, joita arvostetaan niiden turvallisuuden ja pitkän elinkaaren vuoksi. Markkinoille on tulossa myös uudempia teknologioita, kuten natrium-ioniakkuja ja vanadiumredox-virtausakkuja, joille ennustetaan kasvavaa roolia tulevaisuudessa. Kennoston rinnalla keskeisiä komponentteja ovat invertteri, joka muuntaa akun tasavirran verkon vaihtovirtaan ja päinvastoin, sekä energianhallintajärjestelmä, joka ohjaa latausta ja purkua optimaalisen käytön varmistamiseksi.

Teollisuuden ja energiamarkkinoiden näkökulma

Teollisuudelle BESS tarjoaa ensinnäkin mahdollisuuden hallita huipputehomaksuja. Monessa verkkoliittymässä sähkölasku muodostuu osin sen mukaan, kuinka suurta tehoa käytetään lyhyen mittausjakson aikana. BESS voi tasoittaa nämä piikit merkittävästi ja pienentää liittymäkustannuksia pitkällä aikavälillä.

Suuremmassa mittakaavassa itsenäiset, verkkoon kytketyt BESS-laitokset ovat nousseet keskeisiksi toimijoiksi sähkömarkkinoilla. Ne voivat osallistua energia-arbitraasiin ostamalla sähköä halvalla ja myymällä sen kalliimmalla, mutta ennen kaikkea ne tarjoavat kantaverkolle tukipalveluja reservimarkkinoilla. Suomessa Fingrid ostaa näitä palveluja useilta eri markkinapaikoilta: taajuusohjattu normaalitilanteen reservi (FCR-N), taajuusohjattu häiriöreservi (FCR-D) sekä automaattinen ja manuaalinen taajuuden palautusreservi (aFRR ja mFRR). BESS pystyy reagoimaan taajuuden muutoksiin millisekunteissa, mikä tekee siitä ylivoimaisen perinteisiin voimalaitoksiin verrattuna juuri näillä markkinoilla.

Erityisen kiinnostava malli on niin kutsuttu hybridijärjestely, jossa BESS rakennetaan olemassa olevan tuulivoima- tai aurinkovoimalan yhteyteen samaan liittymään. Tämä parantaa liittymän käyttöastetta, helpottaa liittymisjonon hallintaa ja tekee kokonaisuudesta kaupallisesti tehokkaamman. Markkinoilla on myös kotitalouksille suunnattuja palveluja, joiden kautta omakotitalon akustolla voi osallistua reservimarkkinoille – palveluntarjoaja kokoaa useiden asiakkaiden akustot yhteen ja hallinnoi niitä markkinapaikalla yhtenä kokonaisuutena.

Luvitus on suhteellisen kevyttä

Yksi BESS:n merkittävistä eduista on sen suhteellisen kevyt luvitustaakka verrattuna muihin energia-alan investointeihin. Tuulivoimalat edellyttävät usein ympäristövaikutusten arviointia, kaavaprosesseja ja useita rinnakkaisia lupia. BESS-hanke ei lähtökohtaisesti edellytä erillistä ympäristölupaa, ja tyypillisesti riittää rakentamislupa sekä liittymissopimus verkkoyhtiön kanssa. Sähkömarkkinalainsäädäntö tunnistaa energiavarastot täysimääräisesti osana sähköalan liiketoimintaa, ja verkkoyhtiöllä on lakisääteinen velvollisuus liittää tekniset vaatimukset täyttävä energiavarasto verkkoonsa.

Uusiutuvan energian tuotantolaitoksen yhteyteen rakennettava BESS hyötyy lisäksi yksinkertaistetusta lupamenettelystä: lainsäädäntö ulottaa uusiutuvan energian lupamenettelyjen määräajat koskemaan myös samalla paikalla sijaitsevia energiavarastoja ja verkkoon liittämiseksi tarvittavia rakenteita. Hybridijärjestelyjen osalta lainsäädäntöä on hiljattain tarkennettu niin, että useampaa voimalaitosta ja niihin kytkeytyviä energiavarastoja varten voi rakentaa yhteisen liittymisjohdon ilman, että toiminta muuttuu luvanvaraiseksi sähköverkkotoiminnaksi. Tämä on ollut käytännössä merkittävä este monille hybridihankkeille, ja muutos poistaa sen.

Miksi BESS on ajankohtainen juuri nyt?

Vielä kymmenen vuotta sitten BESS oli kallis erikoisratkaisu. Litiumioniakkujen hinnat ovat laskeneet dramaattisesti vuodesta 2010 lähtien, ja lasku jatkuu edelleen. Samalla akkujen energiatiheys on parantunut ja käyttöikä pidentynyt. Tämän kehityksen myötä BESS on siirtynyt marginaalista valtavirtaan, ja Suomessakin hankkeita on käynnistetty kiihtyvään tahtiin viime vuosina.

Uusiutuvan energian nopea kasvu on muuttanut sähköjärjestelmän luonnetta perustavanlaatuisella tavalla. Perinteinen sähköjärjestelmä perustui voimalaitoksiin, joiden tuotantoa voitiin säätää kysynnän mukaan. Tuuli ja aurinko toimivat toisin: ne tuottavat silloin kuin luonnonolosuhteet sallivat, eivät silloin kuin kuluttaja tarvitsee sähköä. Tämä epäsuhta on yksi aikamme sähköjärjestelmän keskeisimmistä haasteista, ja BESS on yksi tärkeimmistä välineistä sen ratkaisemisessa. Seuraavassa artikkelissa käymme läpi tarkemmin, mitä konkreettisia hyötyjä akkuvarastot tuovat mukanaan eri näkökulmista katsottuna. 

Energiajuristi.fi-sivustolla haluamme tuoda esiin energiakentän tulevaisuutta rakentavia näkökulmia ja asiantuntijoiden ajatuksia. Jos sinulla on aihe, jota haluaisit käsiteltävän tai haluat kommentoida tätä artikkelia, ota yhteyttä osoitteeseen info@skylinelegal.fi.

Teksti: Tomi Rantasaari (Linkedin)