Yösähköstä kokonaisvaltaiseen energiansäästöön

Viime viikkoina uutisia selatessa on väistämättä törmännyt otsikoihin aiheista kysyntäjousto, älykäs kotiautomaatio ja etäluettavat sähkömittarit. Suomen on sanottu olevan älykkäiden energiajärjestelmien kehityksessä maailman kärkeä, mikä avaa mahdollisuuksia suurilla ja globaaleilla markkinoilla. Kuluttajalle voi kuitenkin jäädä epäselväksi, voiko tästä kehityksestä hyötyä muun kuin vanhan tutun yösähkön kautta.

Yle uutisoi taannoin, kuinka uudet älymittarit muuttavat kodin arkea. Maaliskuussa taas älyteknologian yleistymisen kerrottiin synnyttävän sähkömarkkinoille aivan uudenlaisia sähkötuotteita. Etenkin jälkimmäistä uutista lukiessa tutkijan kuuluisa kupla puhkesi, kun kyse olikin vanhasta tutusta sähkön tuntihinnoittelusta. Monelle kuluttajalle tuntihinnoittelu on kuitenkin jäänyt arpapelin kaltaiseksi vaihtoehdoksi – sähkö voi olla halpaa tai sitten kaivellaan lompakoita kunnolla.

Tuntihinnoittelu on pelkkä jäävuoren huippu energiamarkkinoiden pinnan alla kuohuvista muutoksista. Älyteknologian osalta yksi konkreettisimmista esimerkeistä on Fingridin vuonna 2019 käyttöön otettava Datahub, joka tehostaa tiedonvaihtoa sähkön vähittäismarkkinoilla tarjoten rajapinnan liiketoimintaa kehittäville toimijoille. Toisaalla EU haluaa komission talvipaketissa esitettyjen näkemystensä mukaan lyhentää taseselvitysjakson 60 minuutista 15 minuuttiin, muokaten näin markkinoiden toimintaa huomattavasti dynaamisemmaksi.

Älyteknologia ja dynaamisuus yhdistyvät tällä hetkellä sähkömarkkinoilla näkyvimmin kysyntäjouston muodossa, jonka idea on paperilla varsin yksinkertainen: kulutusta siirretään sähkön tuntihinnoitteluun perustuen kalliilta tunneilta halvemmille tunneille, mikä näkyy kuluttajan sähkölaskussa säästönä. Fortumilla on meneillään kaupallinen sähkön kysyntäjoustokokeilu, jossa 70 sähkölämmitteisen omakotitalon lämminvesivaraajista on koottu yhteensä teholtaan yli 100 kW virtuaalivoimalaitos, jota voidaan hyödyntää verkon tehotasapainon ylläpidossa. Esimerkkejä kysyntäjoustosta löytyy myös lämmityssektorilta: Fourdeg liittää termostaattiin sääennusteen ja pilvipalvelun, joiden avulla säädetään asunnon lämpötilaa huonekohtaisesti energiaa, ja samalla rahaa, säästäen.

Fingridin Tuntihinta-mobiilisovellus

Kuluttaja voi jo seurata esimerkiksi Fingridin Tuntihinta-mobiilisovelluksella sähkön tuntikohtaista pörssihintaa ja saada hälytyksiä, jos tuntihinta ylittää käyttäjän asettaman hälytysrajan. Kysyntäjousto edellyttää pörssihintaan sidottua sähkösopimusta. Manuaalisesti kulutusta ohjaamalla säästöt jäävät kuitenkin marginaalisiksi.

Sähkö ei tulevaisuudessa ole enää ainoastaan pistorasiasta laitteeseen kulkeva hyödyke, vaan sähkö ja lämpö linkittyvät olennaisesti toisiinsa, ja kodeista löytyy molempien pientuotantoa ja vieläpä energian varastointiratkaisuja. Lisäksi näitä järjestelmän eri komponentteja on ohjattava hallitusti niin, että kodissa on viihtyisää viettää aikaa. Kaiken tämän ymmärtämiseksi vaaditaan monen eri osaamisalueen ja näkökulman yhdistämistä yhdeksi kokonaisuudeksi, mikä voi näyttäytyä kuluttajalle ylitsepääsemättömänä esteenä osallistua kodin energiankulutuksen aktiiviseen ohjaukseen.

Jokainen kuluttaja on erilainen ja haluaa osallistua kotinsa energiankulutuksen ohjaukseen eri tavoin. Osallistumisen helpottamiseksi käynnistimme hankkeen nimeltä DyRES (DYnamic platform for demand RESponse), jossa luomme dynaamisen laskentapohjan joustavan sähkön ja lämmön käytön optimointiin. Lähestymistapamme on hieman nurinkurinen: malleja monimutkaistamalla asioita voidaan yksinkertaistaa ja tuoda lähemmäs käytäntöä. Mainittu monimutkaisuus pitää sisällään kunkin kysyntäjoustossa hyödynnettävän yksittäisen laitteen toiminnan ja ominaisuudet, rakennusmallit, säätöpiirit ja järjestelmän ohjauslogiikan kuluttajan käyttäytymisen mukaan sekä paljon muuta. Kaiken monimutkaisuuden päälle luodaan kuitenkin kuluttajan tarpeisiin soveltuva selkeä käyttöliittymä. Konsepti demonstroidaan ensin asuinalueilla, mutta kehitetty alusta soveltuu yhtä lailla teollisuuden monimutkaisten prosessien kysyntäjouston toteutukseen käyttämämme Apros®-mallinnustyökalun ansiosta.

DyRES

DyRES yhdistää analyyttisen laskennan, dynaamisen simuloinnin sekä kuluttajarajapinnan yhtenäiseksi kokonaisuudeksi. Tämä mahdollistaa algoritmien ja optimoinnin läpinäkyvän hyödyntämisen kuluttajille tarkoitetuissa käytännön sovelluksissa. Laskentapohjan eri tahoille tarjoamiin hyötyihin keskitytään tarkemmin blogin seuraavassa osassa.

Kehittämämme alustan tarkoituksena on viime kädessä ohjata kuluttajan sähkön ja lämmön käyttöä siten, että energiankulutus ja siihen liittyvät kustannukset pienenevät, tinkimättä kuitenkaan asuinmukavuudesta. Tämän mahdollistavat uutisissa ahkerasti mainitut kotiautomaatio ja älykkäät sähkömittarit. Visuaalinen rajapinta automaation ja kuluttajan välillä mahdollistaa kuluttajan osallistumisen oman aktiivisuuden mukaan − tai passiivisen osallistumisen. Polttava kysymys on kuitenkin, mikä ketäkin motivoi osallistumaan kysyntäjoustoon: raha, ympäristövaikutukset vai jokin muu seikka?

VTT on mukana Energiatehokkuus 2.0 rakentamisessa -seminaarissa 22.5.2017 Heurekassa. Tule keskustelemaan siitä, mitä kysyntäjoustopalveluissa tulisi ottaa huomioon niin kuluttajan, rakentajan kuin palveluntarjoajan näkökulmasta.

Tomi Thomasson VTT

Tomi Thomasson, tutkija

Elina Hakkarainen VTT

Elina Hakkarainen, tutkija
Twitter: @e_Hakkarainen

Mikko Jegoroff VTT

Mikko Jegoroff, tutkija

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s