Kestävämpää sähköntuotantoa energiayhteisöjen avulla

Kuuden maatalousyrityksen muodostaman virtuaalisen energiayhteisön toimintaa simuloidaan ja lasketaan tavoitteena osoittaa hajautettujen energiayhteisöjen kannattavuus.

Hajautetulla energiayhteisöllä tarkoitetaan kiinteistörajoja ylittäviä ja maantieteellisesti erillään olevia toimijoita, jotka hyödyntävät sekä yhteistä että omaa sähköntuotantoa. Tällä hetkellä laki vielä estää hajautettujen energiayhteisöjen toiminnan, mutta lain muutostyö on vireillä. Lakimuutoksen myötä esimerkiksi maaseudulla sijaitsevat maatilat voisivat muodostaa yhteisön, johon kuuluvat osakkaat voisivat jakaa toisilleen tuottamaansa sähköä, jota ne eivät pysty itse hyödyntämään.

FarmEnergy-hankkeessa kuusi maatalousyritystä Juvalta, Haukivuorelta, Mikkelistä ja Leivonmäeltä muodostavat simulaation virtuaalisesta energiayhteisöstä. Simulaation avulla Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu, LUT-yliopisto ja Luonnonvarakeskus selvittävät tämäntyyppisen toiminnan kilpailukykyä sähkömarkkinoilla.

Kulutusjousto energiayhteisössä

Kulutusjousto tarkoittaa sähkölaitteiden käytön ajoittamista ajan hetkeen, jolloin pörssisähkön hinta on edullisinta tai jolloin sähköverkossa on vapaata kapasiteettiä (Fingrid 2023).

NordPoolin (2023) ylläpitämän yhteispohjoismaisen pörssisähkön hinta vaihtelee voimakkaasti vuorokauden sisällä. Hinnoissa on vaihtelua myös viikonpäivien ja vuodenaikojen välillä. Pääsääntöisesti sähkö on kallista silloin kun siitä on kova kysyntä ja edullista silloin kun kysyntä on vähäisempää.

Kysynnän lisäksi sähkön hintaan vaikuttavat eri sähkön tuotantomuotojen käyttöasteet. Aurinkoisella säällä edullista sähköä saadaan aurinkovoimaloista, ja vastaavasti tuulisella säällä niin ikään edullista sähköä tuotetaan tuulivoimalaitoksissa. Kalleimmat tunnit ajoittuvatkin siten hetkiin, jolloin kysyntä on kovaa, kuten talvella pakkasten aikaan ja sää on pilvinen ja tyyni.

Sähköverkko on mitoitettava aina siten että suurin mahdollinen teho saadaan siirrettyä. Kulutushuippuja tasaamalla voidaan välttää tarpeeton sähköverkon rakenteiden ylimitoittaminen. FarmEnergyssa tarkastellaan mahdollisuutta kulutusjouston toteuttamiseen maatiloilla olevien sähkölaitteiden osalta.

Havaintoja maatiloilta

Hankkeeseen valikoidut maatilat ovat tarkoituksella hieman erilaisia, ja niillä tuotetaan erityyppisiä tuotteita. Sähkölaitteiden käyttötarkoitukset vaihtelevat siten eri tilatyypeittäin. Osa laitteista liittyy eläinten hyvinvoinnin ylläpitämiseen kuten tuotantotilojen ilmanvaihto ja osa erilaisiin oheistoimintoihin kuten rehun valmistamiseen.

Esimerkki sähkölaitteistosta, joka löytyy kaikilta hankkeeseen osallistuvilta tiloilta, on tuotantotilojen valaistus. Tiloilla, joilla on tuotantoeläimiä, valaistuksen avulla ohjataan eläinten vuorokausirytmiä, joten sitä ei voida juurikaan säädellä eläinten häiriintymättä.

Farmilan maatilan pääasiallinen tuote ovat kananmunat, joten sähköä tarvitaan välttämättömiin elämää ylläpitäviin toimintoihin, kuten valaistukseen ja ilmanvaihtoon. Tämän tyyppisiä sähkölaitteita ei ole maatilan isännän Antti Laitisen mukaan mahdollista ohjata.

Jo viidentoista minuutin katkos tuotantotilojen ilmanvaihdossa riittäisi aiheuttamaan siipikarjan hyvinvoinnille vaaralliset olosuhteet. Toisaalta monia tukitoimintoja kuten rehunvalmistusta olisi mahdollista ajoittaa edullisen sähkön ajalle tai ajalle, jolloin sähköverkon kapasiteettia on vapaana.

Maitotiloilla sähkö tarvitaan lypsykoneen käyttämiseen ja maidon jäähdyttämiseen. Lehmien tulee päästä lypsylle silloin kun sen aika on, eikä lypsyjen ajoitusta voida määrittää sähkön hinnan tai sähköverkon kapasiteetin perusteella.

Kulutusjouston toteuttamiseen soveltuisivat hyvin juomaveden lämmittämiseen käytettävät vastukset. Tällaisia vastuksia käytetään esimerkiksi karjatiloilla, kuten Juvalla sijaitsevalla Taskilan tilalla, eläinten juomavesijärjestelmän sulanapitoon. Taskilan tilan isännän mukaan luomutuotantoa koskevat säädökset edellyttävät, että juomavettä on oltava saatavilla jatkuvasti, joten käytännössä säätöä ei voida toteuttaa.

Seuraavat askeleet

Tilallisten haastattelujen perusteella määritetään ne sähkölaitteet, joiden sähkönkulutusta halutaan tarkemmin seurata. Näihin laitteisiin asennetaan projektityökurssia suorittavien opiskelijoiden toimesta väliaikainen tehonmittaus.

Mittaustulokset kootaan tietokantaan, ja tietokannan avulla tarkastellaan kuormien ajoittumista energiayhteisön kesken. Tavoitteena on osoittaa hajautettujen energiayhteisöjen kannattavuus sen osakkaille ja sähkönsiirrosta vastaavalle jakeluverkko-operaattorille.

Lähteet

Fingrid. 2023. Kulutuksen ja tuotannon tasapainon ylläpito. WWW-dokumentti. Saatavilla: https://www.fingrid.fi/kantaverkko/sahkonsiirto/kulutuksen-ja-tuotannon-tasapainon-yllapito/ [viitattu 7.2.2023].

Nordpool. 2023. Market data. Saatavilla: https://www.nordpoolgroup.com/en/Market-data1/Dayahead/Area-Prices/ALL1/Hourly/?view=table [viitattu 7.2.2023].