Mistä ydinvoimalle säätövoimaa

Onneksi on ydinvoimaa säätövoimaksi ja vettä.

Löysin Energiateollisuuden sivuilta /1/ asiantuntevan vastauksen, suunnilleen näin:

- tarvetta on, ei ihan selvää vielä mistä, mutta kysynnän joustoa tarvitaan. Pumppuvoimalasta vihjaistiin.

Tuossa vastauksessa ei ollut kysymys vuoden 2050 tilanteesta vaan tästä päivästä. Hyvässä lykyssähän Suomessa on ydinvoimaloita vähemmän kuin nyt, joten tilanne voi olla helpompi silloin! :)


Oletuksena kysymyksessäni on, että mm. kaikki EU:n asettamat uusiutuvien energioiden tavoitteet täytetään - siis että ydinvoiman, tai sähköverkon jossa on vuonna 2050 olevat ydinvoimalat, tarvitsema säätövoima ei niiden tavoitteiden täyttymistä estä.


Tällä hetkellä Fingrid kertoo Suomen sähkönhankinnasta, että lauhdevoimaa tuotetaan 334MW teholla. En tiedä onko se kaikki hiililauhdevoimaa, enkä vaivaudu selvittämään:
http://www.fingrid.fi/fi/sahkomarkkinat/voimajarjestelman-tila/Sivut/default.aspx


/1/ http://energia.fi/energia-ja-ymparisto/sahkontuotanto/saatovoima

"Tuossa vastauksessa ei ollut kysymys vuoden 2050 tilanteesta vaan tästä päivästä. Hyvässä lykyssähän Suomessa on ydinvoimaloita vähemmän kuin nyt, joten tilanne voi olla helpompi silloin! "

Tuon kirjoittaja ei varmasti ole palstan terävimpiä.
Jos ydinvoiman osuus Suomen sähköntuotannossa v. 2050 on nykyistä pienempi, säätövoiman tarve on silloin väistämättä suurempi eli tilanne olisi vaikeampi, ei helpompi kuin nyt.

Ketjun otsikko-kysymykseen vastaus: Ydinvoima ei tarvitse säätövoimaa.

Lisää säätövoimaa toki tarvitaan, mutta ei ydinvoiman takia, vaan seuraavista syistä:

http://energia.fi/energia-ja-ymparisto/sahkontuotanto/saatovoima

"Säätötarpeen arvioidaan lisääntyvän Länsi- ja Pohjois-Euroopassa voimakkaasti lähivuosina, kun suuri määrä lämpövoimaan perustuvaa erillistä sähköntuotantoa poistuu ja samalla säiden mukaan vaihtelevan tuuli- ja aurinkovoiman osuus lisääntyy merkittävästi. Myös yhteiskunnan yleinen sähköistyminen lisää säätötarvetta entisestään."

Suomessa tunnin sisäisen säätötarpeen arvioidaan kasvavan noin 400 MW vuoteen 2020 mennessä pelkästään kansallisen tuulivoimatavoitteen toteutumisen myötä. Edelleen päivän sisäisen säätötarpeen arvioidaan kaksinkertaistuvan vuoteen 2030 mennessä."

Onnitteluni porukalle aiheen nopeasta ratkaisusta. jos niin voi sanoa. Twitter heräsi asiaaan vasta nyt, uutisen /1/ myötä. Siihen oli helppo heittää tämä kommentti:

"vastis ‏@vastaaja_tw 5 min5 minuuttia sitten
@LiisaSallinen Joitain ajatuksia #säätövoima'ksi: http://energia.fi/energia-ja-ymparisto/sahkontuotanto/saatovoima … Esim. #pumppuvoimala #energiakäänne
17.27 - 11. syyskuuta 2015 · Tiedot"



/1/ http://www.talouselama.fi/uutiset/suomessa tapahtui juuri valtava energiakaanne kahden fennovoiman verran hiljeni kaikessa hiljaisuudessa/a2323394

Säätövoimaa tarvitaan kahdesta syystä, ensinnäkin, sähkönkäyttö vaihtelee ja toiseksi, sähköntuotanto vaihtelee.
Sähköntuotantotapa ei sinänsä vaikuta sähkönkäyttöön. Mutta, mitä enemmän sähköntuotantotavan tuottama sähköteho vaihtelee, sitä enemmän tarvitaan säätövoimaa.
Aurinko- ja tuulisähkön tuotantotehot vaihtelevat ertyisen paljon, joten niiden osuuden lisääntyessä, myös säätövoiman tarve lisääntyy.

Miksi ydinvoima tarvitsisi säätövoimaa? Säädön tarve tulee kulutuksen ja tuotannon muutoksesta. Ydinvoiman tuotanto on hyvin tasaista ja ennustettavaa.

Ydinvoiman nopea ja suunnittelematon tehonlasku tapahtuu noin kerran-kaksi vuodessa käyttöhäiriöiden takia. Suomessa tämä kompensoidaan tuonnilla, ja/tai nopeasti kaasuturbiineilla.

2 000 euroa megawattitunnilta
http://www.maaseuduntulevaisuus.fi/politiikka-ja-talous/sähkön-hinta-kipusi-huimaan-ennätykseen-1.133204

Ydinvoima ei tarvitse lainkaan säätövoimaa, koska sitä voidaan ajaa tasaisella kuormalla ja ani harvoin tapahtuu jotain poikkeavaa. Poikkeustilanteissa ydinvoima tarvitsee kylläkin varavoimaa ja sitä löytyy Fingridiltä kaasuturbiinien muodossa saman verran mitä yhden ydinvoimayksikön teho on. Tuulivoima tarvitsee sen sijaan säätövoimaa vaihteleviin tuotantoihin, mutta ei puolestaan varavoimaa, koska yhden turbiinin putoaminen tuotannosta ei näy verkon taajuudessa mitenkään.

No jos säätövoimaksi lasketaan myös varavoima, niin ydinvoima tarvitsee sitä todella paljon. Tämä varavoima tuntuukin usein olevan se peitelty tarve säätövoimalle.

Hyvä esimerkki on Olkiluoto 3, joka tarvitsee nopeaa varareserviä 1300MW. Eikä riitä, että nopeasti voidaan korvata isoimman yksikön putomainen pois verkosta, koska sen lisäksi on mahdollista, että Olkiluoto 1 tai 2 putoaa pois verkosta. Eli tuo 1300MW pitäisi pystyä vapauttamaan mahdollismman nopeasti uudeksi varavoimaksi.

Tässä hommassa tarvitaan hiilivoimaloiden nopeaa valmiutta. Tästä keskusteltiin jo vuosia sitten ja silloin voimayhtiöt ehdottivat valtion tukea varavoimalle, jota ylläpidetään nopeassa valmiudessa.

Nyt manipuloitu sähköpula liittyy juuri tähän samaan asiaan. Voimayhtiöt kokevat vääräksi sen, että niiltä edellytettäisiin huoltovarmuuden ylläpitoa niiden omalla kustannuksella. Sen lisäksi tähän on sotkekttu tuulivoiman tuki, joka varsinaisesti ei edes liity asiaan, mutta näivertää pienentämällä voimayhtiöiden voittoja laskemalla sähkön hintaa.

No lopulta ehkä voidaan keskustella siitä oikeasta asiasta, eli huoltovarmuudesta. Meillähän on verkkoyhtiöllä velvollisuus ylläpitää sellainen huoltovarmuus, ettei sähkö lopu kesken kovien pakkasten. Koska se maksaa, niin sille pitää löytyä valtion tukea.

Eipä tässä ole mitään ihmeellistä. Halpa sähkön hinta syö voimayhtiöiden voitot. Mutta huoltovarmuus olisi turvattava ja siihen tarvitaan valtiota.

Ovat taas termit säätövoima ja varavoima pahasti sekaisin. Normaalisti verkon säätöön osallistuu meillä muutama vesivoimalaitos, sillä niillä verkon säätö on helpointa. Säätövoima pitää huolen siitä että jännite ja taajuus verkossa pysyvät oikeissa rajoissa verkon kulutuksen vaihdellessa. Päiväsaikaan kulutus normaalisti vaihtelee muutama sata MW niin että aamu- ja iltapäivällä on sitä on enemmän ja keskipäivällä vähemmän. Jos on paljon tuulivoimaa, sen kulutus vaihtelee tunneittain kymmeniä MW vaikka säätilassa ei tapahdu olennaista muutosta.

Yöllä sähkön kulutus on suunnilleen 1500 MW pienempi kuin päivällä. Siitä ei selvitä normaalilla säätövoimalla vaan pitää joko sulkea kotimaassa vesivoimalaitoksia tai vähentää sähkön tuontia. Jos tuulivoima heikkenee yöksi, se vähentää muutoksen tarvetta mutta lisää sitä voimistuessaan yöksi.

Nykyään tuulivoima Suomessa vaihtelee välillä 100-800 MW säätilan mukaan. Kun nykyisten sopimusten mukainen 2500 MW tuulivoimaa on rakennettu, on tuo vaihteluväli yli 1500 MW. Eli tuo tuulivoiman maksimaalinen vaihtelu vastaa Olkiluoto-3 ydinvoimayksikön sulkemista ja sitä varten tarvitaan korvaavaa voimaa.

Nopeaa häiriöreserviä tarvitaan sitä varten että suuri voimalaitos, esim. ydinvoimayksikkö putoaa odottamatta verkosta. Tuo reservi on pääosin kaasuturbiinilaitoksia ja poiskytkettävää teollisuuskuormaa. Tuollaisia äkillisiä poiskytkeytymisiä tapahtuu hyvin harvoin, yleensä ydinvoimalaitosten ajaminen korjausseisokkiin voidaan ennakoida esim. vuorokausi etukäteen ja tilanne on rinnastettavissa tuulivoiman vähenemiseen. Nopeaa häiriöreserviä ei tarvitse käyttää pitkään sillä vaje on korvattavissa tuonnilla tai hitaammin käynnistyvällä kotimaisella sähköllä.

Stuxnet eri näy ymmärtävän huoltovarmuuskäsitettä lainakaan. Pienistä voimalaitoksista ainoastaan puupolttoaineella toimivat ovat huoltovarmoja. Tuulivoimaloilla sähkön tuotto loppuu kun tuuli tyyntyy. Ja aurinkovoimaloilla se loppuu joka vuorokausi ja talvisaikaan muutamaksi kuukaudeksi. Älyverkolla ei ole mitään tekemistä huoltovarmuuden kanssa, ei se pysty sähköä luomaan tyhjästä,.

Suomen ydinvoimaloiden toteutuneet vuosikäyttöasteet ovat nykyisin yli 90%.
Kysymys: Kuinka paljon Suomen ydinvoimaloiden sähköntuotantokapasiteetista vuositasolla keskimäärin menetetään satunnaisten häiriöiden ja vikojen seurauksena? Ja kuinka paljon ennakolta tiedossa olevien vuosihuoltojen vuoksi?

Huoltovarmuuden pullonkauloja ovat maiden väliset siirtolinjat ja niiden takana oleva tuotanto.

"Huoltovarmuuden pullonkauloja ovat maiden väliset siirtolinjat ja niiden takana oleva tuotanto."

Halpa tuontisähkö tosiaankin aiheuttaa pullonkauloja, koska hiilivoiman pitäminen valmiudessa maksaa. Nythän PVO kampanajoi sille tukea, mutta tässä poliittisessa ympäristössä tuntuu olevan vaikea tukea hiilivoimaa. Toisaalta onhan sitä jo tuettu, valtion maksaessa sen päästöoikeudet.

Netstux oletti, että tuonnin määrä putoaa, kun saadaan OL3 käyntiin, mutta minä epäilen, ettei se putoa mihinkään, koska se on niin halpaa sähköä. Ja tuontisähköä nyt muutenkaan ei voi käyttää varavoimana, vaan jokaisella valtiolla pitää olla oma varavoima jo valmiiksi mietittynä.