Helen rakentaa tulevaisuuden energia-alustaa ja kehittää kaukolämpöverkosta digitaalisen kaksosen Gradyentin kanssa
Reaaliaikaisen tiedon lisääminen lämpöverkon toiminnasta on yksi osa siirtymistä hajautettuun energiantuotantoon.
Helen tehostaa tiedon keräämistä ja ymmärryksen syventämistä kaukolämpöverkkonsa toiminnasta rakentamalla verkosta ns. digitaalisen kaksosen. Helen valitsi alkuvaiheen kumppaniksi hollantilaisen tekoäly-yrityksen Gradyentin. Verkon mallinnus on yksi osa määrätietoista siirtymää, jossa Helen luopuu kivihiilen polttamisesta kevääseen 2024 mennessä ja siirtyy kohti hajautettua energiantuotantoa.
Ensi vaiheessa mallinnetaan digitaalisesti kaikki kaukolämpöputket, kaikki laitokset, käyttökohteet, lämmönsyötöt ja erilaiset solmukohdat – tavoitteena on saada aiempaa enemmän ja tarkempaa tietoa, jotta ymmärretään verkon jatkuva toiminta erilaisissa tilanteissa. Ensimmäisen vaiheen jälkeen siirrytään seuraavaan vaiheeseen, jossa digitaaliseen kaksoseen syötetään jatkuvaa dataa automaattisesti ja sitä päästään hyödyntämään verkon ohjaamisessa ja optimoinnissa – ja samalla voidaan ennustaa lämmönkulutusta.
- Mitä tarkemmin tiedämme esimerkiksi sen, millaisia lämpötiloja tai paineenvaihteluita lämpöverkossa esiintyy, sitä selkeämmin voimme optimoida lämmön tuottamisen ja varmistaa lämmön kulkemisen kaikille asiakkaille, kun isojen laitostemme tuotanto lopetetaan. Näin varaudumme ja olemme valmiita kivihiilen polton loppumiseen Hanasaaressa vuonna 2023 ja Salmisaaressa vuonna 2024, Helenin tuotannosta ja omaisuudesta vastaava johtaja Timo Aaltonen kertoo.
Verkon digitaalisella ohjauksella Helen pyrkii siihen, että toimintavarmuus säilyy erinomaisena, vaikka kaikkea hiilikattiloiden mukana poistuvaa tuotantoa ei korvatakaan uudella.
- Asiakkaiden suuntaan Helenin toimintavarmuus paranee entisestään, kun mahdolliset pullonkaulat tai vikaantumiset saadaan selville mahdollisimman varhaisessa vaiheessa. Samoin lämmöntoimittamiseen kuuluvaa reservikapasiteettia voidaan pienentää, kun jatkossa tiedetään tarkasti se, miten kaukolämpöverkko toimii ääriolosuhteissa kuten kovilla pakkasilla ja miten lämmöntuotanto voidaan optimoida useilla eri tekniikoilla myös normaalioloissa, Aaltonen jatkaa.
Jatkossa lämpöä tuotetaan Helsingissä hajautetusti eli suuret laitokset korvataan useilla eri tekniikoilla ja moninkertaisella määrällä pienempiä energianlähteitä. Tulevaisuuden kokonaisuus on laajempi ja monimutkaisempi kuin nykyään, koska dataa ja erilaisia mahdollisuuksia on paljon enemmän.
Digitaalisen kaksosen rakentaminen on ensimmäinen vaihe kohti järjestelmää, jossa tekoäly pystyy optimoimaan tuotannon, jakelun ja kulutuksen niin, että päästöt voidaan minimoida, hukkalämpöjä voidaan hyödyntää ja esimerkiksi lämpöpumppuja käyttää mahdollisimman tehokkaasti sähkönhinnan muuttuessa. Ohjauksen ja optimoinnin avulla kaikille asiakkaille varmistetaan juuri tarvetta vastaava tarjonta. Helenin tavoitteena on olla hiilineutraali vuonna 2030.
Digitaalinen kaksonen Gradyentin alustalle
Helenin lämmöntuotannosta ja asiakkaiden kulutuksesta kerättävällä tietomassalla ns. opetetaan nyt rakennettavaa digitaalista mallia, jotta se vastaa mahdollisimman hyvin todellista lämpöverkkoa. Dataa kerätään jopa 13 000 mittauspisteestä. Kerättävän tiedon määrä on mittava, sillä jokaisesta kohteesta kerätään dataa jokaiselta tunnilta useasta eri mitattavasta suureesta kolmen viime vuoden ajalta – se tarkoittaa yli miljardia havaintoa, joten on selvää, että kokonaisuuden hallinta vaatii oppivaa tekoälyä.
- Olemme hyvin ylpeitä saadessamme kehittää yhdessä Helenin kanssa Helsingin alueen kaukolämpöverkkoa. Tavoitteenamme on saavuttaa kestävämpi ja tehokkaampi tapa tuottaa energiaa, Gradyentin toimitusjohtaja Herve Huisman kertoo. Kaukolämpöverkon digitaalinen kaksonen mahdollistaa sen, että voimme analysoida konkreettisia skenaarioita, tunnistaa pullonkaulat, optimoida kysynnän ja tarjonnan, sekä tutkia uusia, mallinnettuja verkon osia, Huisman jatkaa.
Lämmön riittäminen turvataan monilla eri tavoilla
Helenin kunnianhimoisten ilmastotavoitteiden ohella nykyisillä vihreillä teknologioilla ja innovaatioilla varmistetaan se, että lämpöä riittää asiakkaillemme turvallisesti ja kustannustehokkaasti.
Tulevaisuudessa lämmöntuotannon keskiössä ovat monet erilaiset ympäristölämmöt, teollisuuden ja konesalien hukkalämmöt sekä kestävästi tuotettu bioenergia.