Sähkön varastointi

Sähkön varastointi on sitkeä haaste

Suomen uusiutuvasta sähköntuotannosta lähes neljäsosa on peräisin tuuli- ja aurinkovoimaloista, joiden tehokkuus on riippuvainen sääolosuhteista. Tämän vuoksi sähkön varastoinnilla on entistä suurempi merkitys. Sähköä varastoidaan kemiallisena energiana akkuihin ja paristoihin, jotka ovat arkisia laitteita. Sähköntuotannon ja -kulutuksen vaihteluiden tasoittamiseksi ne ovat kuitenkin riittämättömiä.

Sähkön varastointi sähkönä on vielä niin kallista, että esimerkiksi tuulivoiman kohdalla on kannattavampaa rakentaa ylisuuri tuotantokapasiteetti ja päästää ylijäämäsähkö hukkaan. Ylimääräisen sähkön muuntaminen lämmöksi on investointikustannuksiltaan noin 100 kertaa edullisempaa kuin varastointi sähkönä. Laajamittaiset ratkaisut piilevätkin sähkön muuntamisessa muihin energiamuotoihin.

Vesipumppu on maailman paras sähkövarasto

Sähköä on kannattavinta varastoida energian muissa muodoissa, kuten kineettisenä energiana vauhtipyörässä tai potentiaalienergiana pumppuvoimalaitoksissa. Espoossa onkin kehitetty maailman ensimmäinen akseliton kineettinen akku. Siinä pyörään johdettu sähkö muuntuu liike-energiaksi, joka voidaan tarvittaessa muuntaa takaisin sähköksi. Vauhtipyörän liike saa sen myös levitoimaan eli nousemaan ilmaan, mikä minimoi kitkan vaikutuksen ja maksimoi akun kapasiteetin.

Toistaiseksi kannattavin suuren mittaluokan menetelmä on kuitenkin varastoida sähköä potentiaalienergiana pumppuvoimalaitoksessa. Laitokseen johdetulla sähköllä pumpataan vettä korkeaan altaaseen, jolloin sähköenergia vaihtuu veden potentiaalienergiaksi. Sellaisena se voidaan muuntaa vesivoimalan toimintaperiaatteella jälleen sähköksi. Pumppuvoimalaitokset kattavat 99 % koko Euroopan sähköverkon varastointikapasiteetista.

"Pääsimme kuvausryhmän kanssa syvälle Helsingin tunneleihin ja olimme erikoisessa paikassa, jossa kallion sisältä löytyi allas. Paikka oli kaunis, vähän pelottava ja ennen kaikkea mieleenpainuva."

Mihin energiaa voidaan varastoida?

1 Energiaa voidaan varastoida esimerkiksi maanalaisiin vesialtaisiin. Vettä lämmitetään lämpöpumpulla ja ottamalla lämpöä talteen jätevedestä.

2 Altaisiin voidaan varastoida myös kylmää vettä, jota voidaan hyödyntää esimerkiksi asuntojen ja kauppakeskuksien viilentämiseen helteillä.

3 Energiaa voidaan varastoida liikkeeseen. Painava kiekko saadaan pyörimään sähkömoottoreilla ja näin sähköenergia muuttuu liike-energiaksi.

4 Kun energiaa taas halutaan ottaa käyttöön, generaattori muuttaa liike-energian takaisin sähköksi.

Suomalainen suola-akku pelastaa maailman

Suomessa ei ole merkittävää ongelmaa sähkön kausikohtaisessa varastoinnissa. Esimerkiksi Kemijoen vesivoimalan altaassa on niin paljon potentiaalienergiaa, että se vastaa noin 200 000 merikontin kokoista sähköakkua. Sen sijaan vuorokausikohtaiseen varastointiin kaivataan ratkaisuja, etenkin kuluttajatasolla.

Suomessa kehitettävät natriumakut ovat nykyisiä litiumioniakkuja litiumioniakkujaekologisempia ja edullisempia. Lisäksi ne latautuvat nopeammin, kuumenevat vähemmän ja säilyttävät kapasiteettinsa pidempään. Niillä pyritään ennen pitkää korvaamaan litiumakkujen lisäksi myös ajoneuvojen lyijyakut, joille ei vielä 150 vuoden aikana ole löydetty vaihtoehtoa.