Uusi menetelmä uusiutuvan sähkön kysynnän ja tarjonnan tasapainottamiseksi edistää aurinko- ja tuulivoiman yleistymistä

Teknologian tutkimuskeskus VTT koordinoi BALANCE-hanketta, joka kokoaa yhteen johtavia eurooppalaisia tutkimuslaitoksia. Hankkeessa kehitetään sähkökemiallista ReSOC-konversioteknologiaa (Reversible Solid Oxide Cell), jonka avulla varastoidaan joustavasti suuria määriä uusiutuvaa energiaa. Euroopan komissio rahoittaa hanketta 2,5 miljoonalla eurolla.

Aurinko- ja tuulivoimalaitosten investointikustannukset laskevat. Merkittävin este uusiutuviin energianlähteisiin perustuvan sähköntuotannon yleistymiselle on sään vaihteluista aiheutuva tuotannon ja kulutuksen epätasapaino. BALANCE-hankekumppanit pyrkivät ratkaisemaan ongelman kehittämällä sähkökemiallista ReSOC-konversioteknologiaa.

ReSOC-laite hajottaa vesimolekyylit korkealämpötilaelektrolyysillä eli sähkövirran ja lämmön avulla vety- ja happikaasuiksi. Tämä on tehokkaampi tapa kuin muut käytössä olevat elektrolyysiteknologiat. ReSOC on kiinnostava teknologia myös siksi, että samaa laitetta voidaan käyttää myös käänteisesti, jolloin sen tuottama vetykaasu muunnetaan takaisin sähköksi. Laitetta voidaan käyttää joustavasti, koska samalla laitteella voidaan sekä muuntaa sähkö varastoitavaksi kaasuksi että kaasu takaisin sähköksi. Tämä lisää laitteen toiminta-aikaa ja vähentää pääomakustannuksia.

Vihreän sähkön ylitarjonta tuulisena tai aurinkoisena päivänä aiheuttaa jo nyt haasteita sähkömarkkinoille: sähkön hinta laskee jyrkästi tai kääntyy jopa negatiiviseksi joissakin Euroopan maissa. Koska sähköä sinänsä ei voi varastoida ja nykyinen vesivoimaan ja akkuihin perustuva varastointikapasiteetti on rajallinen, tuulivoimaloiden ja aurinkopaneelien tuotantoa täytyy ajoittain rajoittaa, jotta sähköverkko ei vahingoitu. Tämä tulee jatkossa olemaan entistäkin tärkeämpää, koska uusiutuviin energianlähteisiin perustuva sähköntuotantokapasiteetti kasvaa nopeasti.

ReSOCin ja muiden joustavien konversioteknologioiden avulla sähkömarkkinoita voidaan tasapainottaa. Huipputuotannon aikana sähkö muunnetaan kemikaaliksi, joka voidaan varastoida myöhempää käyttöä varten tai käyttää teollisuuden raaka-aineena. Varastoitu kemikaali voidaan muuttaa takaisin sähköksi, kun sähköä tarvitaan enemmän pilvisen ja tuulettoman päivän kulutuspiikin aikana. ReSOC-laitos edistää tuuli- ja aurinkosähkön liittämistä osaksi nykyistä sähköjärjestelmää, sillä se on tilankäytöltään tehokas, edullinen ja joustava teknologia uusiutuvan sähkön konvertointiin ja varastointiin.

Joulukuussa 2016 alkaneelle kolmivuotiselle hankkeelle on myönnetty 2,5 miljoonan euron rahoitus EU:n Horisontti 2020 -ohjelmasta. VTT:n lisäksi hankkeessa on mukana useita johtavia eurooppalaisia tutkimuslaitoksia ja yliopistoja, jotka tutkivat sähkökemiallista konversiota: DTU (Tanska), CEA (Ranska), ENEA (Italia), University of Birmingham (Iso-Britannia), TU Delft (Alankomaat), EPFL (Sveitsi) ja IEn (Puola).

Jouko Lampila | Lähde: VTT