Kapasiteettipula iskee – kestääkö kantaverkko?

Viimeaikaiset sähkökatkokset ovat herättäneet kysymyksiä kantaverkon toimintakyvystä kriisitilanteissa. Espanjassa nähtiin tästä konkreettinen esimerkki, kun verkosta katosi hetkessä noin 15 gigawattia syötettävää tehoa – suunnilleen puolet koko Iberian niemimaan kulutuksesta.

Tällaisessa tilanteessa kantaverkkoyhtiön tehtävänä on ohjata järjestelmää takaisin tasapainoon, muun muassa pyytämällä energiatoimittajia lisäämään tuotantoa. Ongelmaksi kuitenkin muodostuu se, että jos säätösähköä ei yksinkertaisesti ole saatavilla, ei kapasiteettia voi myöskään lisätä. Näin kävi todennäköisesti Espanjassa – tilanne eskaloitui siihen pisteeseen, että koko kantaverkko romahti. Kun verkko ei kykene vastaanottamaan ydinvoimalan tuottamaa energiaa, vaihtoehdoksi jää usein vain laitoksen ajaminen alas.

Suomessa tilanne on toistaiseksi parempi. Meillä on säätökapasiteettia suunnilleen yhden Olkiluoto 3:n verran (ks. Fingridin reservimarkkinainformaatio). Mutta on hyvä muistaa: jos kaksi tai useampi ydinvoimala vikaantuu samanaikaisesti, olemme myös me nopeasti ongelmissa. Kapasiteetin hallinta ja tekniset valmiudet äkillisiin häiriöihin ovat kriittisessä roolissa sähköjärjestelmän vakauden turvaamisessa.

Vaikka Suomi on teknisesti varautunut moniin häiriötilanteisiin, sähkön tuotannon keskittyminen suuriin yksiköihin – kuten ydinvoimaan – tekee järjestelmästä myös haavoittuvamman äkillisille kapasiteettimenetyksille. Yhden suuren yksikön vikaantuminen voidaan hallita, mutta kahden samanaikainen häiriö asettaa järjestelmän nopeasti kriittiseen tilaan.

Tulevaisuuden sähköjärjestelmä vaatii entistä monipuolisempaa ja hajautetumpaa kapasiteettia. Mahdollisia kehityssuuntia ovat:

• Nopeasti reagoivat tuotantomuodot, kuten kaasuturbiinit tai akkuvarastot, joilla voidaan ostaa aikaa häiriötilanteissa.

• Kulutusjousto, jossa isot kuluttajat tai älykkäät kotitaloudet voivat tilapäisesti vähentää sähkön käyttöä kantaverkon tueksi.

• Rajasiirtoyhteyksien vahvistaminen, jotta naapurimaiden kapasiteettia voidaan hyödyntää entistä tehokkaammin – tosin nämäkin ovat rajallisia, jos koko alue kärsii samanaikaisesta kapasiteettivajeesta.

• Simulointikyvykkyyden kehittäminen, jolla voidaan ennakoida ja testata erilaisia häiriöskenaarioita tarkemmin.

Jotta kantaverkkoyhtiö voi reagoida nopeasti ja koordinoidusti kapasiteettihäiriöihin, tarvitaan paitsi fyysistä infrastruktuuria myös kehittyneitä tietojärjestelmiä. Tulevaisuuden sähköjärjestelmässä reaaliaikainen tilannekuva, nopea päätöksenteko ja automaattinen viestinvälitys ovat kriittisiä komponentteja.

Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että kantaverkkoyhtiö tarvitsee:

• Uusia tietojärjestelmäintegraatioita energiayhtiöiden, tuotantolaitosten, säätökapasiteetin tarjoajien ja mahdollisesti myös suurkuluttajien järjestelmiin.

• Standardoituja sanomia ja rajapintoja, joilla kapasiteettipyyntöjä, säätökomentoja ja tilannetietoa voidaan välittää luotettavasti ja nopeasti eri osapuolille.

• Automaatiota, jotta ihmiskäsittelyyn ei mene kriittisissä hetkissä aikaa – esimerkiksi säätöpyyntöjen lähetys ja hyväksyntä tulee tapahtua sekunneissa, ei minuuteissa.

• Kyberturvallisuutta, koska järjestelmän luotettavuus ei ole vain tekninen, vaan myös tietoturvaan liittyvä haaste.

Tällainen järjestelmäarkkitehtuuri ei synny hetkessä. Se vaatii sekä laajaa yhteistyötä eri toimijoiden välillä että pitkäjänteistä kehitystyötä. Toimialan yhteisesti sopimat viestiformaatit (esim. CIM tai ENTSO-E:n sanomamallit) ja avoimet rajapinnat voivat auttaa rakentamaan pohjan, jonka päälle digitaalisesti älykäs kantaverkko voidaan luoda.

Cloudamite on kokenut kumppani auttamaan juuri tällaisissa haasteissa. Ymmärrämme kriittisten infrastruktuurien tekniset, arkkitehtoniset ja operatiiviset vaatimukset, ja rakennamme kestäviä ratkaisuja, jotka toimivat myös silloin, kun järjestelmä on paineessa.