Energiaverkkojen pyörteissä
Energiaverkoista on moneksi. Sähköverkot ja kaukolämpöverkot siirtävät energiaa voimaloista asiakkaille. Mutta mitä eroja niillä on? Ja mikä tekee energiaverkoista älykkäitä?
Teksti: Tuomas Ojanperä
Kainuun tykkylumet toivat elintärkeän energian toimitusvarmuuden tänä talvena taas uutisiin. Saimme hyvän muistutuksen siitä, että ilman energiaa olemme hyvin haavoittuvia. Energiayhtiöillä on iso vastuu pitää niin sähkö- kuin lämpöverkoista hyvää huolta.
Meillä Helsingissä energian toimitusvarmuus on huippuluokkaa mm. maakaapeloinnin, sähköasemainvestointien ja pitkäjänteisen kehitystyön ansiosta. Helsinkiläinen kokee sähkökatkon keskimäärin vain kerran kymmenessä vuodessa. Yleisesti Suomessa sähköverkon toimitusvarmuutta pyritään parantamaan juuri muun muassa maakaapeloinneilla. Kaukolämmössä putket on rakennettu pääasiassa maan alle, sillä siellä ne ovat paremmin turvassa ympäristön muutoksilta.
Energiaverkot ovat erilaisia
Sähkö- ja kaukolämpöverkkojen tehtävänä on siirtää energia tuotantolaitoksilta asiakkaille. Sähkö ja lämpö ovat luonteeltaan erilaisia, joten verkoissa on eroja.
Sähköä on helpompi siirtää pitkiäkin matkoja. Suomen alueelliset sähköverkot yhdistyvät Fingridin kantaverkon avulla Pohjoismaiden, Baltian ja Venäjän laajuiseen verkkoon, mikä mahdollistaa sähkön tuomisen Suomeen yli rajojen. Sen sijaan kaukolämpöverkot ovat paikallisia, sillä lämmön siirtäminen pitkiä matkoja lisäisi merkittävästi häviöitä ja näin heikentäisi energiatehokkuutta.
Muitakin eroavaisuuksia löytyy: kaukolämmössä on meno- ja paluuputki, kun taas sähkön siirtoon riittää yksi johto. Kaukolämmön menoputkessa kulkeva kuuma vesi luovuttaa lämmön asiakkaan tarpeisiin lämmönvaihtimen avulla. Tämän jälkeen jäähtynyt vesi palaa voimalaitokselle uudelleen lämmitettäväksi.
Lämpö toimitetaan asiakkaille kuumana vetenä, vuodenajan mukaan vaihdellen 70–100 asteen välillä. Lämpötila asettuu hygieniavaatimusten mukaan; tietyssä lämpötilassa bakteerit kuolevat. Tulevaisuudessa rakennukseen menevän veden lämpötilaa on suunniteltu alennettavan, mutta muutos vaatii rakennusten lämmitysjärjestelmien nykyaikaistamista. Jos veden lämpötilaa alennetaan, tarvitaan isommat kaukolämpöputket saman lämmitystehon siirron mahdollistamiseksi.
Älykkäät energiaverkot tuovat mahdollisuuksia
Yhtäläisyyksiäkin löytyy. Sekä lämpö- että sähköverkot on Helsingissä rakennettu rengasmaisiksi, eli jos jakelu keskeytyy jostain suunnasta, häiriö voidaan minimoida asiakkaille ja toimittaa energia jotain vaihtoehtoista reittiä.
Niin sähköverkot kuin lämpöverkotkin ovat energialähteestä riippumattomia. Ne myös mahdollistavat yhä tehokkaamman ja monipuolisemman energialähteiden hyödyntämisen.
Älykkään sähköverkon avulla voidaan hyödyntää tehokkaammin pientuotantoa, kuten aurinkosähköä. Jos aurinkopaneelin omistaja tuottaa sähköä enemmän kuin itse tarvitsee, hän voi myydä ylijäämän valitsemalleen energiayhtiölle. Pientuotanto onkin selvässä kasvussa ympäri maailmaa, niin myös Helsingissä: pientuottajien määrä lähes tuplaantui vuonna 2017 edelliseen vuoteen verrattuna.
Hukkalämmöt riittäisivät Kotkan kokoisen kaupungin lämmittämiseen
Myös kaukolämpöverkossa hyödynnetään asiakkaiden tuottamia ylimääräisiä energiavirtoja. Kätevimmin tämä tapahtuu kaukojäähdytyksen avulla: asiakkaan kiinteistössä oleva ylimääräinen lämpö siirretään kaukojäähdytyksen paluuveteen, ja se kuljetetaan lämpöpumppulaitokselle jalostettavaksi. Lämpöpumppulaitoksella veden lämpötilaa nostetaan niin, että hukkalämpöä voidaan käyttää kaukolämpönä.
Kierrätämme esimerkiksi asuntojen, kauppakeskusten, toimistorakennusten ja liikekiinteistöjen hukkalämmöt hyötykäyttöön. Jopa jäteveden sisältämä lämpö tulee hyödynnettyä. Helen hyödyntää hukkalämpöjä jo Kotkan kokoisen kaupungin lämmöntarpeen verran.
Helsingin kaukolämpöverkosta vastaa Helen Oy, joka varmistaa, että asiakkaille toimitetaan kaikkina vuodenaikoina oikean lämpöinen ja laatuinen vesi. Helsingissä sähköverkkoa operoi Helen Sähköverkko Oy, joka vastaa sähkön laadusta ja toimitusvarmuudesta. Verkkojen operaattoreilla on tärkeä rooli energiansaannin turvaamisessa nyt ja tulevaisuudessa.
Sähkön merkitys korostuu yhteiskunnassa yhä enemmän. Myös kaukolämpöverkkoja tarvitaan, sillä niiden rooli tulee kasvamaan kiertotalousajattelun ansiosta. Vaikka sähkö ja lämpö ovat lähtökohtaisesti eri asia, niillä on yllättävän paljon myös yhtäläisyyksiä. Tulevaisuuden energiajärjestelmässä molemmat täydentävät toisiaan.