Joustavasta kulutuksesta ratkaisu Suomen sähkömarkkinoita vaivaaviin ongelmiin

Timo Heikkilä kirjoitti Sijoittaja.fi:ssä 19. tammikuuta ilmestyneessä kirjoituksessaan, että sähkön hintaheilunta on lisääntynyt Suomessa. Keskeinen syy tälle on sähköntuotannon siirtyminen kohti tuotannoltaan ennakoimattomasti vaihtelevia ja vaikeasti ennustettavia energiantuotantomuotoja. Varsinkin tuulivoimasta on tullut keskeinen tuotantomuoto ja hinnanasettaja. Tämä on johtanut mielivaltaisilta tuntuvaan hintaheiluntaan ja vaikuttanut suoraan tavallisten ihmisten ja yritysten arkeen.

Tarve kasvattaa kotimaista sähköntuotantoa

Yksi ratkaisu ongelmaan on Heikkilän mukaan kasvattaa kotimaista sähköntuotantoa. Sähköntuotannon kasvattamista on äärimmäisen vaikeaa toteuttaa päätösperusteisesti ja lisätuotantoa on myös hyvin haastavaa houkutella, jos tilanteeseen sopivaa kulutusta ei yksinkertaisesti löydy mistään. Esimerkiksi LUT-yliopiston energiatekniikan professori Esa Vakkilainen esitti 15. tammikuuta Helsingin Sanomissa ilmestyneessä artikkelissa, että Suomeen ei välttämättä ole mielekästä nykykulutuksella rakentaa uutta ydinvoimalaa, koska se törmäisi nyt monen muun energiantuotantomuodon tavoin kannattavuusongelmiin.

Lukuisat eri tahot ovat jo vuosien ajan huhuilleet Suomeen lisää vihreää energiaa kuluttavia investointeja, mutta mitään merkittävää kulutusinvestointien ryntäystä ei ole toistaiseksi nähty.

Haasteet epätasaisessa tuotannossa ja kysyntäjoustossa Suomessa

Jokaisen on tärkeää pitää mielessä, että hyvin harva sähkön käyttäjä kykenee joustamaan sääolosuhteiden aiheuttaman vaihtelevan sähkön tuotannon tahdissa. Nämä epätasalaatuiset kysyntäjoustot ovat lähes poikkeuksetta kotitalouksille ja yrityksille haastavia, sillä kulutusta ei kyetä merkittävästi lisäämään sähkön ollessa edullista, mutta toisaalta sähköpulassa hintasignaali itsessään ohjaa siirtämään tai leikkaamaan kulutusta.

On myös hyvä pitää mielessä, että Energiaviraston vuonna 2022 julkaiseman selvityksen mukaan suurten energiankäyttäjien mahdollisuudet toteuttaa lisää kysyntäjoustoja vaikuttavat olevan varsin rajalliset.

Suomi tarvitsee lisää sekä vakaata perustuotantoa että joustavaa kulutusta. Vakaan perustuotannon kasvattaminen edellyttää kuitenkin sitä, että myös vastaavaa kulutusta on olemassa. Toisaalta joustava kulutus on välttämätöntä jo sen takia, että hintaheilunta kannustaa kehittämään ja rakentamaan tätä heiluntaa hyödyntävää teknologiaa ja liiketoimintaa.

Energiavarastot ratkaisuna sähkönkulutuksen tasapainottamiseen

Yhtenä joustavana kuluttajana voisivat toki olla erilaiset energiavarastot. Idea energiavarastoissa on säilöä edullista sähköenergiaa esimerkiksi kemiallisiin akkuihin tai muuttaa se potentiaalienergiaksi pumppuvoimalaitoksissa. Nämä ovat tietysti hyvin kulutusta ja tuotantoa tasaavaa toimintaa, jonka vuoksi ne ovat luonnollinen osa myös kokonaisratkaisuja.

Energiavarastoissa ongelmaksi saattavat kuitenkin muodostua merkittävät aloituskustannukset, aikataulu, riippuvuus Suomen sähkön hinnoista varastoa purettaessa ja mahdolliset fysikaalis-teknologiset rajoitteet energian varastoinnissa.

Joustavat datakeskukset energiakulutuksen uudistajina

Yksi lisäratkaisu energiavarastojen lisäksi sähköongelman ratkaisun rinnalle löytyy joustavista datakeskuksista. Joustavat datakeskukset ovat joustavan kuluttajan ihanneprofiilin valossa crème de la crème. Niiden suorittaman tilattoman laskennan ansiosta ne voivat joustaa portaattomasti kulutuksessaan ylös- ja alaspäin sekunneissa, jonka vuoksi kuormitus ohjautuu luontaisesti tehohuippujen ulkopuolelle (engl. valley filling).

Kuvio 3. Kuormituksen hallinnan jaottelu kysyntäjoustoon, strategiseen kuormituksen kasvuun ja energiatehokkuuteen. Joustavat datakeskukset ovat joustavana kuormana keskeisiä kuormituksen ennustettavassa, tasalaatuisessa, portaattomassa ja hallittavassa lisäämisessä tehohuippujen ulkopuolella (95 % ajasta). Lähde: Siiri Lapila (2022) & Timo Rinne (2023)

Näitä modulaarisia ja helposti liikuteltavia datakeskuksia voi tarkastella energiavarastojen tavoin kuluttajina: ne ostavat erityisen mielellään ylituotantotilanteissa, mutta varastoinnin sijaan sähkö kulutetaan heti ja tästä kulutuksesta syntyvä markkinaehtoinen tulo syntyy joustavan datakeskuksen tilattoman laskennan palvelusuoritteista maailmanlaajuisilta laskentapalvelumarkkinoilta.

Laskenta turvaa sähkön pohjahinnan

Laskennasta saatava tulovirta turvaa pohjahinnan sähkölle ja samalla vahvistaa uusien energiantuotantoinvestointien kannustimia Suomessa. Tilatonta laskentaa suorittavat joustavat datakeskukset voivat keskeyttää kulutuksensa ennalta määräämättömäksi ajaksi, kun sähkön hinta nousee tuotannon vähentyessä tai muun kulutuksen lisääntyessä. Tällöin ne vapauttavat aiemmin kuluttamansa sähkön muille käyttäjille, jonka ansiosta hintapiikit tasoittuisivat nykyisestä.

Joustavissa datakeskuksissa sähköenergia muuttuu tietokonelaskennaksi ja laskentaprosessin oheistuotteena syntyy vain lämpöä. Joustavien datakeskuksien tuottama lämpö on puolestaan hyödynnettävissä esimerkiksi kaukolämpöverkoissa tai kasvihuoneissa. Esimerkiksi polttamisen ja lähipäästöjen vähentämisen kannalta sektorikytkettyjen joustavien datakeskusten synnyttämä hukkalämpö sopisi erittäin hyvin hiilineutraaliksi lämmöntuotantomuodoksi.

Aika tarttua toimeen

Olemme Heikkilän kanssa samaa mieltä siitä, että on aika tarttua toimiin. Joustavat datakeskukset ovat joustavana kuluttajana verrattain uusi työkalu Suomen sähkömarkkinoita vaivaavien kroonistuneiden epätasapainotilojen korjaamiseksi, jonka vuoksi niistä ei myöskään ole julkisuudessa sen suuremmin keskusteltu.

Ratkaisuna joustavat datakeskukset ovat lähes mihin tahansa vertailukelpoiseen suurkuluttajaan verrattuna ylivoimaisen nopea ja helppo toteuttaa, sillä joustavat datakeskukset kykenevät tarvittaessa satojen tai tuhansien megawattien joustavaan kulutukseen.

Jatkuvassa valmiudessa oleva kaiken sähkön ensi tai viime käden ostaja tekee uusista energiantuotantoinvestoinneista markkinaehtoisesti kannattavampia ja vie meidät toivottavasti kohti kotimaisen sähköntuotannon lisäämistä, teollisia puhtaan siirtymän kulutusinvestointeja ja aitoa energiaomavaraisuutta. Joustavien datakeskusten avulla sähkön hinta asettuisi kohtuullisempaan vaihteluväliin ja sähköverkon kuormitus tasaantuisi.

Joustavien datakeskusten houkutteleminen Suomeen

Onko maallamme rohkeutta houkutella joustavia suurkuluttajia? Käytännössä joustavat datakeskukset voidaan helposti sijoittaa missä tahansa kokoluokassa, minne päin Suomea tahansa, kunhan saatavilla on edullista sähköä ja tietoliikenneyhteydet. Uskommekin, että meillä on monista takapakeista ja pettymyksistä huolimatta vielä kaikki eväät onnistua puhtaan siirtymän edelläkävijänä. Meidän pitää houkutella Suomeen nopeasti ja päämäärätietoisesti paljon uutta joustavaa kulutusta, mutta aikaa ei ole rajattomasti. Päätösten ja toimenpiteiden aika on nyt.

Artikkelin on kirjoittanut Thomas Brand, Coinmotion Oy:n tutkimusjohtaja ja Jaakko Kaijala, Nordblock Oy:n hallituksen puheenjohtaja.