Vapon biovoimalaitoksen tontille Forssaan on tämän vuoden aikana ilmaantunut todellinen katseenvangitsija: 27 metriä korkea ja 13 metriä leveä, teräksinen säiliö.
Lähempi tarkastelu paljastaa säiliön ja voimalaitoksen välillä kulkevat vesiputket. Vettä siis liikkuu, mutta minne ja miksi?

Voimalaitospäällikkö Petri Koivunen esittelee kerrostalon kokoisen lieriön kaukolämpöakuksi.

– Tätä voisi kuvata vesiastiaksi, johon on varastoitu 4 000 kuutiota vettä. Vettä lämmitetään tarvittaessa, jolloin akkua ladataan. Akkua voidaan tietysti myös niin kutsutusti purkaa eli ottaa kuumaa vettä astiasta takaisin.

Kyseessä on siis ikään kuin jättimäinen, eristetty termospullo, johon on varastoitu lämpöenergiaa. Sitä voidaan hyödyntää kaukolämmön ja sähkön tuotannossa monin tavoin.

Forssan biovoimalaitoksen 66 megawatin tehosta 17 megawattia käytetään sähköntuotantoon. Kaukolämpöakku ei sinänsä suoraan lisää sähköntuotannon tehoja, mutta auttaa tasoittamaan sähkön hinnan vaihteluita. Sähkön hinta on tyypillisesti päivällä korkeampi kuin yöllä, jolloin akkuun varataan lämpöä. Yöaikaan ja muina alhaisen hinnan hetkinä lämpö otetaan akusta käyttöön.

Kaikki akun eri toiminnot tähtäävät samaan päämäärään: kaukolämmön hinnan pitämiseen kilpailukykyisenä.

Toinen hyöty akusta saadaan aamun ja alkuillan kaukolämmön kulutuspiikeissä. Akusta voidaan ajaa kaukolämpöverkkoon kuumaa vettä, jolloin veden lämmitykseen ei tarvitse käyttää kaukolämmön piirissä olevia öljykattiloita, muuten kuin kovilla pakkasilla. Näin akun avulla saadaan laskettua öljynkulutusta.

– Kaukolämpöakku parantaa myös tuotantovarmuutta. 4 000 kuutiota on aika paljon vettä, itseasiassa yhtä paljon kuin Forssan alueen kaukolämpöverkon koko. Akku toimii ikään kuin isona varastona, josta voidaan ottaa pitkäänkin vettä esimerkiksi mahdollisissa vuototilanteissa, kertoo erityisasiantuntija Mike Laukkanen Vapolta.

Kaikki akun eri toiminnot tähtäävät samaan päämäärään: kaukolämmön hinnan pitämiseen kilpailukykyisenä.

Forssan, Tammelan ja Jokioisten aluetta palvelevan biovoimalaitoksen vuorokausienergia on ilman lämpötilasta riippuen noin 1 200 megawattituntia lämpöä. Kaukolämpöakun varauskapasiteetti puolestaan on noin 140 megawattituntia eli 15 prosenttia voimalaitoksen vuorokausienergiasta.

– Jos puramme akkua 10 megawatin teholla, voimme purkaa noin 14 tunnin ajan, Petri Koivunen laskee.

Akun toimintaperiaate on yksinkertainen: akun ylä- ja alapuolella on diffuusorit, jotka jakavat veden tasaisesti. Yläpuolella on kuuma vesi ja alapuolella kylmä paluuvesi. Kun akkua ladataan, yläosaan ajetaan kuumaa vettä ja vastaavasti alaosasta otetaan kylmää vettä. Kun akkua puretaan, yläosasta otetaan kuumaa vettä ja alaosaan ajetaan kylmää vettä.

Kaukolämpöakku ei ole uusi keksintö, vaan vastaavia on Suomessa varovaisenkin arvion mukaan kymmeniä. Vapollekin akku on jo toinen: Salon voimalaitoksella on rakennettu vanhaan raskasöljysäiliöön kaukolämpöakku, joka on kooltaan noin puolet Forssan akusta.

Forssan kaukolämpöakku eroaa kuitenkin yhdessä suhteessa muista Suomeen rakennetuista akuista: toiminta on ennakoitua ja pitkälti automatisoitua.
Voimalaitoksen kielellä puhutaan akun ajotapamoodista. Se tarkoittaa yksinkertaisesti vuorokausirytmiä, jolla akku toimii – siis kuinka monta megawattia milläkin kellonajalla ladataan tai puretaan. Tärkeässä roolissa tämän arvioimisessa on tuotantoennuste, joka huomioi sähkön hinnan, lämpötilaennusteen ja turbiinin käyttäytymisen eri tehoalueilla.

Akku toimii ennusteen pohjalta pitkälti itsenäisesti. Ihmisen tarvitsee vain kerran vuorokaudessa tarkistaa, että suunnitelma on järkevä.

– Systeemi on meidän itse rakentama, eikä vastaavaa käsittääkseni ole kenelläkään muulla. Järjestelmä on räätälöity varta vasten tätä varten, ja varmaan räätälöidään entisestään, kun saadaan käyttökokemuksia, Petri Koivunen sanoo.

Akun rakentaminen alkoi toukokuussa 2016. Kilpailutuksen jälkeen säiliön toimittajaksi valikoitui kotimainen Armesteel Oy ja urakoitsijoina on käytetty pääasiassa Forssan seudun paikallisia yrityksiä.

Jutuntekohetkellä marraskuussa 2016 käynnissä oli käyttöönottovaihe ja henkilökunnan koulutus akun käyttöön. Tämän lehden ilmestyessä akku on palvellut Forssan alueen kaukolämpöverkkoa viikkojen ajan.

Kaukolämpöakku on Petri Koivusen mukaan Vapolta ”merkittävä” investointi.
Voimalaitosinvestoinnit ovat aina pitkän tähtäimen suunnitelmia. Ne kannattavat, mutta vaativat aikaa. Energiamarkkinat ovat sellaiset, ettei investointeja voi tehdä lyhyellä takaisinmaksuajalla.

– Haemme jatkuvasti erilaisia energiatekniikkaan ja -talou­dellisuuteen vaikuttavia parannuksia, joilla Vapon toiminta saadaan maailman parhaaksi, Koivunen sanoo.

Tuntosarvet herkkinä tulevaan
Forssan kaukolämpöakku on investointina näkyvä, mutta vain yksi osa Vapon varautumista tulevaisuuden markkinoihin.
Vapon Lämpö ja sähkö -liiketoiminta-alueen kehitysjohtajan Jari Kymäläisen mukaan Vapon keskeiseksi tavoitteeksi on noussut reagointikyky muuttuvaan sääntelyyn ja muihin arvaamattomiin tekijöihin.
Esimerkiksi Forssassa on kaukolämpöakun rakentamisen lisäksi viime vuosina parannettu energiatehokkuutta savukaasupesuriprosessin avulla ja kehitetty tuotannon ohjaamista ja suunnittelua markkinaennusteiden pohjalta.
– Voimalaitokselle on luotu kokonaisuus, jonka avulla pysytään reagoimaan markkinoiden muutoksiin. Emme voi tietää kaikkea tulevaa tällä hetkellä, joten haemme maksimijoustoja, joilla pystytään varmistamaan tulevaisuudessakin kilpailukykyinen lämmön hinta, Kymäläinen sanoo.
Vapo on panostanut voimakkaasti uusiin innovaatioihin, kuten Vapo Ventureksen Clean Waters-, Fibers- ja Carbons-liiketoimintaan, mutta myös lämpö- ja sähköliiketoiminnassa riittää Kymäläisen mukaan vielä lunastamatonta potentiaalia.
– Palveluliiketoimintaa pyritään nostamaan ihan uudella tavalla esiin uuden käyttökeskuksen myötä. Se on erinomainen käytännön esimerkki Vapon digitalisoitumisesta ja voimalaitosten etäkäytön mahdollisuuksista.
Käyttökeskuksen ja muiden liiketoimintojen asiantuntijat tarjoavatkin nyt energiaosaamistaan asiakkaille muun muassa laitosten energiantuotannon, suorituskyvyn ja käytettävyyden parantamisessa. Näistä Vapon käyttökeskuksella on kokemusta jo kuuden voimalaitoksen ja useiden lämpökeskusten myötä.
Katso video kaukolämpöakun toiminnasta
Vapo Energian YouTube-kanavalta!

Teksti ja kuvat Tero Ikäheimonen

Kirjoittaja: polte

Numero: 4/2016