Tuuli- ja aurinkosähkön tuotannon kasvaessa Suomessa on kiinnitetty yhä enemmän huomiota sähköjärjestelmän tasapainoon, eli siihen, miten järjestelmä pidetään tasapainossa tuulettomina tai pilvisinä päivinä. Tätä varten on kehitteillä paljon erilaisia ratkaisuja, kuten pumppuvoimalaitoksia, lämpövarastoja sekä enenevissä määrin myös sähkövarastoja. Yksinkertaistettuna sähkövarasto varastoi sähköä, kun sähköstä on ylituotantoa, ja purkaa sitä sähköverkkoon hetkinä, jolloin sähköä tarvitaan enemmän.

”Suomen sähköverkkoa tarkastellessa tarve sähkövarastoille on ilmeinen, kun vaihtelevaa tuotantoa on enemmän. Itsenäisiä sähkövarastoja on tähän mennessä rakennettu jonkun verran, ja kehitteillä on vielä enemmän. Diplomityössäni tutkin varastoratkaisujen kannattavuutta ja siihen vaikuttavia seikkoja. Hankekehittäjän ja sijoittajan näkökulmasta diplomityöstä saatua tietoa voi hyödyntää, kun arvioidaan yksittäisen akkuvarastohankkeen arvoa tai hybridihankkeessa akkuvaraston vaikutusta tuulivoimapuiston arvoon”, projekti-insinööri Juho Laine-Ylijoki avaa.

Diplomityö perustui kahteen mallinnukseen. Ensimmäisessä mallinnettiin 30 megawatin tehoisen sähkövaraston toimintaa osana tuulivoimahanketta, jossa sen roolina oli tasapainottaa tuulivoiman tuotantoa ja siten vähentää tuulivoimapuiston tasekustannuksia.

”Tasekustannuksella tarkoitetaan kustannusta, joka syntyy, kun sähkön myyjä – esimerkiksi siis tuulivoimapuiston omistaja – joutuu ostamaan markkinoilta sähköä tasapainottaakseen ennustevirhettä, eli eroa ennustetun ja toteutuneen sähköntuotannon välillä. Tämä täytyy tehdä, koska sähkön tuotannon ja kulutuksen on oltava sähköverkossa jatkuvasti tasapainossa”, Laine-Ylijoki kertoo.

Toisessa mallinnettiin puolestaan 20 megawatin tehoista itsenäistä sähkövarastoa, joka osallistui sähkön reservimarkkinoille, jossa se osti ja myi sähköä. Kumpikin mallinnus perustui muun muassa pohjoismaisten sähkömarkkinoiden ja eri reservimarkkinoiden hintatietoihin vuodelta 2023, johon perustuen ratkaisujen kannattavuutta tarkasteltiin vuoden ajalta.

Akkuvarasto ei kannata osana hybridihanketta, mutta kannattaa itsenäisenä

Mallinnuksen perusteella osana tuulivoimapuistoa toimivan sähkövaraston käyttäminen tasekustannusten vähentämiseen ei ole kannattavaa, vaikka varasto pystyykin vähentämään ennustevirhettä ja sitä kautta tuulivoimapuiston kustannuksia.

”Tasehallinnasta saadut tuotot eivät vuositasolla kuitenkaan riitä kattamaan varaston vaatimaa alkuinvestointia, kun takaisinmaksuaika on 20 vuotta. Sähkövaraston korkeat käyttökustannukset ja arvon lasku vuosien mittaan tekevät sen käytöstä kannattamatonta, ellei varastoa pystytä käyttämään vielä huomattavasti tehokkaammin tasekustannusten vähentämiseen”, Laine-Ylijoki kertoo.

Itsenäinen sähkövarasto osoittautui puolestaan kannattavaksi. Mallinnuksessa käytetyllä menetelmällä sähkövaraston osallistuminen reservimarkkinoille olisi tuottanut 2,4 miljoonaa euroa vuonna 2023.

”80 % voitoista koostui kapasiteettimaksuista FCR-N-markkinalla, kun taas FFR-markkinalta ja energiansiirrosta saatiin melko vähän tuloja. Tulojen jakautuminen korostaa FCR-N-markkinan kehityksen merkitystä pidemmän aikavälin kannattavuuden kannalta. FFR-markkinan alhainen osuus kertoo puolestaan lähinnä kyseisen markkinan pienuudesta”, Laine-Ylijoki kertoo.

Entä millaisia ratkaisuja Laine-Ylijoki näkee eri sähkövarastoratkaisujen kannattavuuden tehostamiseksi?

”Jos varasto on osana tuulivoimapuistoa, voisi sitä käyttää tuulivoimatuotannon tasapainotuksen ohella myös päivän sisäisessä sähkökaupassa. Tällöin sähkövarastoa ladattaisiin ostamalla sähköä markkinoilta sen sijaan, että sitä ladattaisiin tuulivoimapuiston ylituotannolla. Tällöin se ei vähennä ylituotannon myynnistä saatavia tuottoja, ja myös varastosta voitaisiin myydä sähköä markkinoille ylituotannon aikana”, Laine-Ylijoki kertoo.

Itsenäisen sähkövaraston kohdalla kannattavuutta voisi puolestaan vahvistaa myymällä sähköä myös muilla reservimarkkinoilla.

”Tulevina vuosina on syytä tarkastella myös itsenäisten varastojen kannattavuuden kehittymistä, kun markkinalla siirrytään tunneittain käytävästä sähkökaupasta 15 minuutin välein käytävään kauppaan”, Laine-Ylijoki sanoo.

Juho Laine-Ylijoen diplomityön voi lukea verkossa: “Techno-Economic Analysis of Battery Energy Storage Systems in Wind Power Plants and Reserve Markets”

Lisätietoja

Juho Laine-Ylijoki
Projekti-insinööri
juho.laine-ylijoki@eolus.com
+358 40 687 3633

Eero Tuorila
Viestintäasiantuntija
eero.tuorila@eolus.com
+358 40 186 0874