VTT kehittää sähkövarastoa uusiutuvista materiaaleista
Teknologian tutkimuskeskus VTT kehittää sähkövarastoa, joka perustuu uusiutuviin raaka-aineisiin. Pyrkimyksenä on kehittää energiamäärältään noin 50-100 kWh superkondensaattoriratkaisu, joka voidaan valmistaa pelkästään uusiutuvista materiaaleista, kuten selluloosasta ja biohiilestä. Tavoitteena on luoda ratkaisulle kaupallisesti kannattava liiketoimintamalli.
VTT:n kaupallistamispolut
VTT:llä on tyypillisesti kolme eri tapaa kaupallistaa kehitettyjä teknologioita. Yleisin on suora tilaustutkimus teknologiaa tarvitsevan yrityksen kanssa. Tällaisessa projektissa yritys tilaa VTT:ltä tutkimus- ja kehitystyötä ja omistaa projektin tulokset ja voi kaupallistaa ne haluamallaan tavalla. Toinen tapa on kehittää aineetonta omaisuutta (IPR, Intellectual Property Rights), kuten patentteja ja lisensoida se yrityksille. Kolmas tapa on perustaa kehitetyn IPR:n varaan spin off -yritys. Uudentyyppistä superkondensaattoria on kehitetty Business Finlandin ”Research to Business” -rahoituksella ja tähtäimessä on spin off -yrityksen perustaminen. Projekti on mukana VTT Launchpad –ohjelmassa, joka on VTT:n yrityshautomo.
Ratkaisun tulee olla teknisesti toimiva ja kaupallisesti kannattava, jotta se voidaan tuotteistaa. Tällä hetkellä VTT keskittyy kehitetyn teknologian toiminnallisuuden varmistamiseen ja liiketoimintamallin vahvistamiseen. Keskustelut mahdollisten sijoittajien, partnereiden ja pilottiasiakkaiden kanssa ovat käynnissä.
Sähköverkon uudet vaatimukset
Voimakkaasti lisääntyvä uusiutuvan sähkön hajautettu tuotanto asettaa sähköverkolle uudenlaisia vaatimuksia. Näihin lukeutuvat tuotetun energiamäärän vaihtelu ja tuotetun sähkön jännitteen ja tehon vaihtelu pienessä mittakaavassa. Kertautuessaan tämä vaihtelu aiheuttaa ongelmia sähköverkon tasapainolle. VTT:n kehittämä teknologia pyrkii ratkaisemaan nämä ongelmat tarjoamalla verkkoon tasapainottavan elementin sähkövaraston muodossa. Kehitteillä olevat sähkövarastot ovat 50-100 kWh:n kokoisina suhteellisen pienikokoisia, mutta niitä voidaan käyttää osaltaan myös sähkön reservivarastona muodostamalla kokonaisratkaisuita yhdessä esimerkiksi pienien vesivoimaloiden tai suurten akkuvarastojen kanssa. Tuulivoimaloiden yhteydessä käyttökohde on ensisijaisesti lyhytaikaisiin häiriötilanteisiin varautuminen. Reservimarkkinalle osallistuminen pelkän superkondensaattorin varassa vaatii useiden yksikköjen rakentamisen ja käyttämisen yhdessä.
Superkondensaattori sähkövarastona
Superkondensaattori on vanha ja kaupallisesti sekä teknologisesti koeteltu sähkövarastoteknologia. Akkuihin verrattuna sen vahvuuksiin kuuluvat hyvä syklikestävyys ja suuri tehonantokyky. Akkujen vahvuus taas on suuri energiatiheys. Näiden tekijöiden vuoksi superkondensaattorit ovat yleistymässä käyttökohteissa, joissa tarvitaan lyhyen ajan suurta huipputehoa, kuten vesivoimaloiden ja teollisuuden prosessien käynnistystukena. Akut puolestaan yleistyvät taas sovelluksissa, joissa tarvitaan suuria energiamääriä pitkän ajan kuluessa.
Kehitteillä olevan biomateriaalipohjaisen superkondensaattorin vahvuuksia ovat uudenlainen ympäristöystävällinen raaka-ainekoostumus, turvallisuus käytössä sekä yksinkertainen ja kustannustehokas valmistusprosessi. Uusiutuvien raaka-aineiden käyttö mahdollistaa ratkaisun skaalaamisen erittäin suuriin tuotantomääriin ilman, että ympäristöhaitat kasvavat kohtuuttomiksi. Tämä on etu varsinkin verrattuna akkuratkaisuihin, joiden valmistaminen vaatii materiaalien tuottamista kaivostoiminnalla. Rakenteeltaan kehitteillä oleva superkondensaattori vastaa pitkälti nykyään käytössä olevia akkuratkaisuja. Sähkövarastoina toimivat kennot voidaan rakentaa muodoltaan samanlaisiksi kuin akkukennot. Toisaalta ratkaisun runkona eli elektrodien sideaineena toimiva nanoselluloosa mahdollistaa myös täysin uudenlaisten, esimerkiksi hyvin suurikokoisten, kennojen valmistamisen ja siten aivan uuden muotoisten sähkövarastojen rakentamisen.
Otto-VIlle Kaukoniemi on erikoistutkija ja projektipäällikkö Teknologian Tutkimuskeskus VTT:ssa. Hän kehittää uusia käyttötapoja ja sovelluksia uusiutuville raaka-aineille kuten selluloosalle. Paula Viinamäki toimii hankkeen kaupallistajana, minkä lisäksi hänellä on yrittäjänä rooleja mm. ulkoisena kehitysjohtajana ja neuvonantajana. Kaikkia hänen hankkeitaan yhdistää kestävät ja ympäristöystävälliset ratkaisut ja parempi työn tuottavuus.
Tuulivoimaloiden tarkastukset uudella tasolla
Dronet tehostavat turvallisuutta ja tehokkuutta, sisällä ja ulkona
Tuulivoimateollisuudessa tapahtuu jatkuvaa kehitystä, ja uudet teknologiat muuttavat tarkastus- ja huoltomenetelmiä. Yksi merkittävä edistysaskel on dronejen käyttö, mikä parantaa merkittävästi turvallisuutta ja tehokkuutta.
Turvallisuuden parantaminen
Turvallisuus on ensiarvoisen tärkeää kaikilla aloilla eikä tuulivoimalateollisuus ole poikkeus asiaan. Perinteiset tarkastusmenetelmät saattavat altistaa työntekijät korkealla työskentelyn riskeille. Dronet tarjoavatkin turvallisemman vaihtoehdon, sillä niiden korkearesoluutioiset kamerat ja anturit tavoittavat vaikeapääsyisiä ja vaarallisia paikkoja.
Tehokas tiedonkeruu ja analysointi, suoraan omistajille
Tehokas tiedonkeruu ja kerätyn datan analysointi ovat avainasemassa kilpailtaessa tuulivoimamarkkinoilla. Perinteiset tarkastusmenetelmät voivat olla kalliita ja vaativat paljon resursseja. Dronet puolestaan tehostavat tarkastusprosessia keräämällä ja analysoimalla tietoa nopeasti ja tarkasti. Tietoa voidaan kerätä tarkoilla kuvilla, lämpökuvilla tai LPS (Lightning Protection System) -mittauksilla.
Lähes reaaliaikainen tiedonsiirto yhdistettynä tekoälyyn mahdollistaa kerätyn datan nopean analysoinnin ja mahdollisten ongelmien välittömän tunnistamisen, mikä vähentää seisokkeja ja optimoi tuuliturbiinien suorituskykyä. Lisäksi data saadaan siirrettyä sujuvasti valmistajien ja omistajien omiin järjestelmiin.
Säädösten noudattaminen
Dronejen lentäminen on tarkasti säädeltyä ja vaatii yllättävän paljon drone-operaattoreilta. Vielä ei esimerkiksi ole yleistä tietoa, että jokaisesta lennosta tulee säilyttää loki kahden vuoden ajan, mikä korostaa dronejen käytön vastuullisuutta. Tämä sääntely auttaa varmistamaan turvallisuuden ja ympäristöstandardien noudattamisen, mikä luo positiivista mainetta yrityksille ja lisää sidosryhmien luottamusta dronejen käyttöön.
Katse tulevaisuuteen, dronet ovat tulleet jäädäkseen
Starsview Oy panostaa energiasektoriin. Yritys tarjoaa kattavia ratkaisuja tarkastuksiin voimaloiden ulkopuolella sekä lapojen sisällä ja tornissa. GWO (Global Wind Organisation) -koulutuksen lisäksi henkilökunta on koulutettu operoimaan voimaloita täysin itsenäisesti, mikä mahdollistaa tarkastusten tehokkaan ja luotettavan suorittamisen aikaa ja rahaa säästäen.
Dronet tehostavat turvallisuutta ja tehokkuutta, sisällä ja ulkona
Dronejen käyttö tuulivoimaloiden tarkastuksissa on ollut iso loikka tehokkuuden suuntaan jo nykyisellään. Drone-teknologia kuitenkin kehittyy nopeasti ja dronet pystyvätkin jatkossa yhä monimutkaisempiin tehtäviin. ”Esimerkiksi lapojen visuaalinen tarkastus ilman voimalan pysäyttämistä voi kuulostaa utopistiselta ajatukselta, mutta todellisuudessa tätäkin menetelmää ollaan jo testaamassa”, kertoo Starsview Oy:n toimitusjohtaja Toni Hannuksela.
”Itse näen, että muutaman vuoden kuluessa meillä on tuulipuistoissa vakituisesti sijoitettuja droneja, jotka tekevät automaattisia lentoja ja tarkistuksia useamman kerran päivässä. Dronet ovat tulleet jäädäkseen -meidän avuksemme”, Hannuksela toteaa.
Tunnetko vastuusi?
Kyberturvallisuuden velvoittava lainsäädäntö tulee
Ennen ajateltiin, että kaikkien toimijoiden on syytä käsitellä henkilötietoja varoen ja huolellisesti, meidän kaikkien yhteisen hyvän vuoksi. Homma ei kuitenkaan toiminut parhaalla tavalla siihen luottaen, että kaikki toimivat fiksusti, ja tietosuojan osalta luotiinkin velvoittavaa lainsäädäntöä sanktioineen. Tunnemme sen koodinimellä GDPR. Vasta velvoittavan lainsäädännön myötä organisaatiot alkoivat ryhdistäytyä henkilötietojen käsittelyn osalta. Nyt vastaava muutos on tapahtumassa kyberturvallisuuden osalta: velvoittava lainsäädäntö on tulossa voimaan, sanktiot ovat kovat ja riskilähtöistä varautumista vaaditaan. Tässä tapauksessa koodinimi on NIS2. Muutos tehdään, koska tarve on ilmeinen: kyberturvallisuuspoikkeamien määrä on kasvussa ja läpikotaisin digitalisoituneessa maailmassamme uhat ovat aiempaa suurempia. Myös tuulivoimatoimijoiden osalta on jo käynyt niin, että kyberturvallisuuden riskienhallinta ”jos jotakin tapahtuu” muuttui muotoon, ”kun tapahtui” – ja suunta on, että tapahtuu yhä enemmän ja kohdennetummin kokonaisuudessaan energiatoimialalla. Siksi kriittisen infrastruktuurin toimijoina meitä koskevat erityisen tiukat vaatimukset. Joten: NIS2 tulee, oletko sinä valmis?
”Vielä viisi vuotta sitten kyberturvallisuuden osalta sai tehdä valistustyötä, jossa maalattiin uhkakuvaa siitä, mitä tapahtuu, jos yritystä kohtaa kiristyshaittaohjelma tai kohdennettu edistynyt kyberhyökkäys. Valitettavasti nyt joutuu puhumaan, että ”kun joudutte kohdennetun kyberhyökkäyksen kohteeksi ja kuinka hallitsette kyberturvallisuuspoikkeamia osana normaalia toimintaa”. Tässä maailmassa kyse ei ole enää huonosta tuurista, vaan suuresta todennäköisyydestä, jos ja kun kyberuhka realisoituu omalla kohdalla. Silti on vielä paljon organisaatioita, jotka ovat melko suojattomia kyberuhkien osalta ja valitettavasti myös välinpitämättömiä – kunnes osuu tarpeeksi vakavasti tuulettimeen. Siksi on hyvä, että asiaan luodaan velvoittavaa lainsäädäntöä. Tiedosta ja tietoverkoista on tullut erittäin arvokasta pääomaa myös verkkorikollisille. Maailmassa tapahtunut kehitys ei olisi ollut mahdollista ilman digitaalisuutta, mutta samalla on rakennettu järjestelmä, joka on äärettömän haavoittuva. Toiminnan jatkuvuuden turvaaminen ja säännöllisesti testattu kyvykkyys palautua ovat erittäin keskeistä”.
Näin realiteetteja listaa kyberturvallisuuspalveluista vastaava johtaja Ismo Karttunen, Rejlersiin nykyään kuuluvasta Three Kingsistä. NIS2 (Network and information Security Directive) direktiivin säännöksiin perustuva kansallinen lainsäädäntö astuu voimaan 17.10.2024. Hallitus on laatinut esityksen eduskunnalle kyberturvallisuusdirektiivin, eli NIS2-direktiivin, täytäntöönpanemiseksi. Hallituksen esityksessä ehdotetaan säädettäväksi laki kyberturvallisuuden riskienhallinnasta. Suomessa se on vain osa laajempaa kokonaisuutta, mutta ensimmäinen palanen, josta tehdään keskeisiä ja tärkeitä toimijoita velvoittavaa lainsäädäntöä. ”Lisää on tulossa. Kuitenkin esimerkiksi automaatiojärjestelmien kyberturvallisuusstandardi IEC62443 on vielä vapaaehtoinen, vaikka myös se on erittäin hyvä teollisuuden kyberturvallisuutta täydentävä standardi, joka parhaimmillaan auttaa rakentamaan kestävän ja määrämuotoisen pohjan tuulivoimapuistojen verkkoturvallisuudelle. Näen, että sen noudattaminen antaa alan toimijoille merkittävää kilpailuetua, vaikka velvoittavuus sen osalta vielä jääkin puuttumaan”, Karttunen sanoo.
Ylin johto vastuuseen
NIS2-direktiivin ja sen implementoinnin myötä yrityksen johto on yksiselitteisesti vastuussa kyberturvallisuudesta. Jokaisen yrityksen johdon vastuulla on varmistaa, että henkilöstöllä on riittävä osaaminen ja ymmärrys kyberturvallisuudesta sekä järjestää riittävä koulutus ja varmistaa kokonaisturvallisuuden toteutuminen.
”Johtoportaan on luonnollisesti kouluttauduttava myös itse, jotta on edellytyksiä ymmärtää toimintaan liittyvät riskit. Osaamisen kehittämisen on oltava jatkuvaa, sillä myös kyberturvallisuusuhat muuttuvat alati. NIS2:n taustalla oleva ajattelu on hyvin riskilähtöistä. On oltava kyky ajatella, mitkä riskit uhkaavat toimintaa ja miten ne realisoituvat”, Karttunen kuvaa tulevaa sääntelyä.
”Minusta oikeastaan parasta NIS2:ssa on se, että kyberturvallisuus on jatkossa nimenomaan ylimmän johdon vastuulla. Epämiellyttäviä uhkia ja riskejä ei voi enää sälyttää organisaatiossa muille, jotka niitä sitten parhaansa mukaan yrittävät nostaa esiin johdon tärkeiden asioiden agendalla.
Moni yritys onkin nyt heräämässä uuteen ajattelutapaan, ja briiffaan yrityksiä viikoittain tästä aiheesta”, Karttunen sanoo. Energiatoimijat luetaan kriittisen tärkeiksi NIS2 jakaa toimijat kahteen ryhmään: kriittisiin eli keskeisiin toimijoihin ja tärkeisiin toimijoihin. Ensimmäiseen keskeisten toimijoiden joukkoon kuuluvat muun muassa energia-, vesi- ja terveydenhuolto, liikenne-, pankki- ja finanssimarkkinan toimijat. Tärkeiden toimijoiden ryhmään kuuluvat muun muassa kemikaalialan toimijat, digitaalisten palveluiden tuottajat ja elintarvikealan toimijoita. NIS2:N velvoittavuus tarkoittaa, että tietoturvahallinnan perusperiaatteet pitää olla toteutettuina. Varmistettavien asioiden lista on pitkä: suunnitelmat tietoturvan ylläpitämiseksi ja turvaamiseksi tulee olla luotuina, käytänteet tietoturvapoikkeaminen havaitsemiseksi ja hallinnoimiseksi tulee olla selkeinä, pitää varmistaa kyvykkyys reagoida ja raportoida tietoturvapoikkeamien kohdatessa yritystä. Eikä siinä vielä kaikki: haavoittuvat laitteet tulee hallita ja turvata, pitää luoda suunnitelmat toiminnan jatkuvuuden varmistamiksi tietoturvapoikkeaman jälkeen, fyysinen toimintaympäristö on turvattava mielekkäällä tavalla ja tietoturvapoikkeamista on ilmoitusvelvollisuus viranomaisille.
Erityisen haastavaksi vaatimuslistan tekee se, että edellä listatut asiat on hallittava paitsi oman organisaation, myös toimitusketjun alihankkijoiden ja toimittajien osalta. Yrityksen on jollakin tavalla kartoitettava myös toimittajan toimintaympäristöä uhkaavat tietoturvariskit ja varmistuttava, että varautuminen on tehty NIS2:n edellyttämällä tavalla. Tämäkin kirjaus tulee lainsäädäntöön syystä: on lukuisia esimerkkejä siitä, että yritykseen on murtauduttu luotetun kumppanin tietojärjestelmien kautta. ”Tämä kohta vaatii paljon sopimustekniikalta, kykyä tarkistaa ja valvoa yrityksen toimintakenttää omaa konttoria laajemmin”, Karttunen sanoo.
Yhtenä erityispiirteenä uudesta sääntelystä Karttunen nostaa esiin ilmoitusvelvollisuuden viranomaisille. Asian tärkeyttä ja johdon merkittävää vastuuta alleviivataan sanktioilla, jotka ovat merkittävät: keskeisillä toimijoilla 10 miljoonaa euroa tai 2 prosenttia koko yrityksen liikevaihdosta ja tärkeäksi luokitelluilla toimijoilla 7 miljoonaa euroa tai 1,4 prosenttia yrityksen edellisen tilikauden kokonaisliikevaihdosta. ”Tämä on raju mutta tarpeellinen muutos”, Karttunen summaa.
Hiekka-akuistako ratkaisu sähköjärjestelmän joustotarpeisiin?
Kuva: Polar Night Energyn Project Manager Liisa Naskali ja CTO Markku Ylönen sekä Ilmattaren Project Developer Samuel Heino ja New Business Development Manager Katja Koponen IImattaren Humppila-Urjala -tuulipuistossa
Hiekka-akku on korkean lämpötilan lämpöenergiavarasto, jossa käytetään hiekkaa tai hiekan kaltaisia materiaaleja lämmön varastointiaineena. Polar Night Energy ja Ilmatar ovat kehittämässä teknologiaa, jossa hiekka-akkujen avulla on mahdollista optimoida tuulivoiman tuotantoa varastoimalla tuotettua sähköä lämpönä siten, että lämpö voidaan muuttaa uudelleen sähköksi.
Tuulivoiman vaihtelevuus aiheuttaa ajoittain haasteita sähköverkolle. Joustavan energiajärjestelmän kehittäminen onkin kaikkien alalla toimivien etu ja se tuo varmuutta myös vakaata sähköntuotantoa tarvitseville investointipäätöksille. Hiekka-akkujen teknologian ja kokoluokan kehitys voivat olla yksi ratkaisu, joka varmistaa, että puhtaan energian alijäämätuotannosta on mahdollisuus saada hyötyä monestakin näkökulmasta.
Hiekka-akuista syötetään sähkö markkinoille hetkinä, jolloin tuotantoa ei ole tai tuotantoteho on alhainen. Sähköä taas varastoidaan niinä hetkinä, kun tuotanto on huipussaan. Näin siirtoverkko ei ylikuormitu piikkituotantohetkinä ja uusiutuvan sähkön saatavuus erilaisissa sääolosuhteissa tasaantuu.
”Viikosta kymmeneen päivään kestävä varasto olisi tähtäimessä, jotta voimme optimoida ulospäin menevää tuulivoiman sähköntuotantoa. Se olisi kustannustehokas tapa. Tuulivoiman kannalta mahdollisuus energian varastointiin pitkällä aikavälillä sähköstä lämmöksi ja takaisin sähköksi on tässä se kehitettävä teknologia,” Polar Night Energyn teknologiajohtaja Markku Ylönen sanoo.
Lämpö voidaan muuntaa takaisin sähköksi esimerkiksi höyryturbiinilla. Ilmatar osallistuu uuden järjestelmän kehitykseen ja tarjoaa Polar Night Energylle pilotointikohteita tuotantopuistoissaan siinä vaiheessa, kun teknologia on saatu koeponnistusvaiheeseen.
”Uusiutuvan energian tuotanto on saavuttamassa Suomessa pisteen, jossa tuotannon voimakkaan ja nopean kasvun myötä on alettava aktiivisesti löytämään skaalautuvia ratkaisuja tuotetun energian kustannustehokkaaseen varastointiin. On sekä energiatuottajien että -kuluttajien etu, että voimakkaasti vaihteleva sähkön hinta saadaan tasaantumaan. Näin luodaan ennakoitavuutta sekä uusiutuvan energian toimialalle että sähkön kuluttajille”, Ilmattaren liiketoimintojen kehitysjohtaja Katja Koponen sanoo.
Teknologiakehitysprojektin aikana tehdään myös markkinatutkimusta ja selvitetään millainen suorituskyky energiavarastolla tulee olla, jotta se soveltuu ihanteellisesti tuulivoiman tarpeisiin.
”Tällä hetkellä teemme rekrytointeja ja kun hanke lähtee liikkeelle, tutkimme millä tavalla muokkaamme olemassa olevaa perusteknologiaa. Teemme muutoksia, jotta voisimme tuottaa paineistettua höyryä turbiinille, jolla puolestaan saadaan lämpö takaisin sähköksi mahdollisimman taloudellisesti”, Ylönen kertoo.
Hiekka-akku ladataan sähköverkosta saatavalla sähköllä tai paikallisella tuotannolla, kuten tuulivoimalla. Akusto ladataan silloin, kun sähköä on runsaasti saatavilla. Sähköenergia siirretään lämpövarastoon suljetun ilmaputki-ilmakierron avulla. Ilma lämmitetään sähkövastuksilla ja kierrätetään lämmönsiirtoputkistossa.
Fyysisesti varasto on teräskotelosta valmistettu ja eristetty siilo, joka on täytetty hiekalla ja lämmönsiirtoputkilla. Lisäksi teknologiaan tarvitaan automaatiokomponentteja, venttiileitä, puhallin ja lämmönvaihdin tai höyrygeneraattori.
Polar Night Energyn nykyisillä energiavarastoilla päästään noin 550 lämpöasteeseen, jota voidaan hyödyntää kaukolämpöverkossa tai teollisuuden tarpeissa. Sähköntuotannossa pyritään 800-900 asteeseen. Polar Night Energyn ensimmäinen kaupalliseen tuotantoon tehty hiekka-akku sijaitsee Kankaanpäässä ja se on liitetty Vatajankosken kaukolämpöverkkoon. Käytännössä hiekkapohjaisen lämpövaraston maksimilämpötilaa eivät rajoita varastoinnissa käytettävän väliaineen ominaisuudet, vaan varaston rakentamisessa ja ohjauksessa käytettyjen materiaalien lämmönkestävyys.
Myös teollisuuden jäteainekset hyötykäyttöön
Oleellista on, että energiavarastot sijaitsisivat tuulipuiston alueella, jolloin ne ovat myös ympäristön ja yhteiskunnan kannalta kestäviä sekä taloudellisesti kannattavia. Hiekan kaltaiset aineet ovat materiaalina myös taloudellisia. Niitä voidaan lämmittää huomattavasti veden kiehumispistettä korkeampiin lämpötiloihin. Hiekkapohjaisiin lämpövarastoihin voidaan sijoittaa moninkertainen määrä energiaa verrattuna samankokoiseen vesisäiliöön, mikä johtuu hiekan sallimasta suuresta lämpötila-alueesta.
”Tarkoituksena on, ettei lämmön varastointiainesta tarvitsisi kuljetella pitkiä matkoja vaan sitä saataisiin läheltä, suoraan paikalliselta alueelta. Hyödynnämme pelkän hiekan lisäksi materiaaleja,
jotka eivät sovellu muuhun käyttöön, kuten esimerkiksi kaivosteollisuuden sivuvirrat. Hiekka-akun sisältö voi siis olla muutakin kuin hienoa hiekkaa”, Polar Night Energyn Data Scientist Terhi Moisala sanoo.
”Energian varastointi on tuottajille kannattavaa. Tuulivoiman tuottajathan joutuvat etukäteen määräämään taseensa ja jos ennuste onkin väärä, siitä syntyy kuluja”, Moisala jatkaa.
Kehittämistarvetta riittää, mutta myös uskoa ja tahtoa
Projektin edessä olevia tutkimuksellisia haasteita on saada selville parhaat hyötysuhteet, kuten kiven lämpötekniset ominaisuudet, varaston lämmönkestokyky ja miten näitä saadaan nostettua esimerkiksi rakennusteknisesti.
Normaalikäytössä lämpövaraston hyötysuhde on noin 85 prosenttia eli vain noin 15 prosenttia varastoidusta lämmöstä karkaa lämpöhukkana. Hukat ovat matalat, koska hiekka johtaa huonosti lämpöä ja korkeimmat lämpötilat löytyvät hiekka-akun keskiosista.
Nyt Ilmattaren kanssa yhteistyössä kehitettävän sähköntuotantoratkaisun hyötysuhde tulee olemaan 30 prosentin luokkaa; lopullinen vastaus saadaan tutkimusprojektin tuloksena. Mikäli turbiinilta tuleva kuuma ilma voidaan ottaa hyötykäyttöön esimerkiksi kaukolämpönä, kokonaishyötysuhdetta voidaan kasvattaa merkittävästi.
”Kyllä tässä kehittämistarvetta on, mutta energian välivarastointia todella tarvitaan ja myös halutaan tehdä. Metallien valmistusprosessit ja niistä syntyvien kuona-aineiden hyödyntäminen varastointimateriaalina voisi olla kiinnostava tutkimuskohde. Ylipäätään tiheitä aineksia, joilla on sopiva raekokojakauma, on tutkittava lisää. Hiekalle on varmasti olemassa myös monia uusia vaihtoehtoja”, Markku Ylönen toteaa.
”Pieni apu varastointiin on jo nyt markkinoilla olevat litiumakut, mutta ne ovat kalliita ratkaisuja ja niiden kapasiteetti on auttamatta pieni verrattuna tuulivoimalan huipputehoon. Pumppuvoimalat ovat tällä hetkellä ainoa relevantti vaihtoehto, mutta niitä ei voi tehdä joka paikkaan”.
Kristallipallosta katsottavaksi ja alalla pohdittavaksi vielä jää, olisiko hiekka-akuista apua laajemminkin sähköverkon välivarastoina, jolloin siirtoverkko ei ylikuormittuisi. Millä tavoin valtio voisi toimillaan vauhdittaa energiavarastojen kehitystä? Ainakin tuulivoiman hyväksyttävyyteen sillä voisi olla vaikutusta.
Mikä hiekka-akku?
HIEKKA-AKKU on korkean lämpötilan lämpöenergiavarasto, jossa käytetään hiekkaa tai hiekan kaltaisia materiaaleja varastointivälineenä. Hiekka-akku varastoi energian hiekkaan lämpönä uudelleen käyttöä varten. Sen päätarkoitus on toimia suuritehoisena varastona ylimääräiselle
energiantuotannolle, kuten tuuli- ja aurinkoenergialle.
Tuulivoimalan kiinteistövero
Suomen Tuulivoimayhdistyksen arvion mukaan tuulipuistossa sijaitseva tuulivoimala aiheuttaa elinkaarensa aikana omistajalleen yli 400 000 euron kiinteistöverokustannuksen. Kiinteistövero onkin tyypillisesti keskeisin tuulivoimalatoiminnasta maksettu vero, joka puolestaan muodostaa sijaintikunnalle kaavoituskannustimen. Kiinteistöveron laskeminen ja maksuvelvollisuuden alkaminen ovat suhteellisen selvästi määriteltyjä, mutta asiaan liittyy kuitenkin tulkinnanvaraisuutta ja epätietoisuutta.
Kiinteistöveron laskeminen – veropohja
Tuulivoimala niin sanottu kiinteistöveropohja on 75 prosenttia tuulivoimalarakennuksen eli perustusten, tornin ja konehuoneen kuoren rakennuskustannuksista. Tätä määrää alennetaan vuosittain 2,5 prosentilla (alennus kasvaa vuosittain 2,5 prosenttiyksikköä aina 60 prosenttiin saakka) ja nostetaan rakennuskustannusindeksillä. Tällöin mekaniikan ja sähkötekniikan, kuten roottorin, muuntajien ja generaattorin, kustannukset eivät kuulu kiinteistöveropohjaan. Kiinteistöveropohjaan kuuluvat lisäksi projektin yleiskustannukset, jotka kohdistetaan rakennuskustannuksiin niiden suhteessa mekaniikkaan ja sähkötekniikkaan. Rakennusvaiheessa olevan projektin kustannukset otetaan huomioon vuodenvaihteen valmistumisasteen mukaisesti.
Laskentakaava perustuu kiinteistöverolakiin, korkeimman hallinto-oikeuden nimenomaiseen päätökseen ja Verohallinnon tuulivoimaloita koskevaan ohjeistukseen. Vastaava jako on tehtävä myös kirjanpitoa ja tuloverotusta varten muun muassa vuotuisten poistojen määrittämiseksi.
Näennäisestä helppoudesta huolimatta kiinteistöveron veropohjan laskeminen on usein melko haastava tehtävä johtuen jo pelkästään kustannusten määrästä. Laskenta onkin syytä pitää mielessä jo tuulivoimaprojektin varhaisessa vaiheessa. Näin voidaan jo hyvissä ajoin ennakoida maksettavan veron määrä ja pyytää tavaran- ja palveluntoimittajilta tarpeelliset erittelyt, joista veropohja lasketaan. Erittelyjen saaminen voi myöhemmin osoittautua hankalaksi. Koska kiinteistöveron määrä on huomattava, voidaan huolellisella laskennalla varmistua siitä, ettei veroa makseta liikaa ja toisaalta siitä, että laskennassa ei luoda piilevää veroriskiä.
Usein laskennassa päästään tyydyttävään lopputulokseen, kun yhdistetään tekninen asiantuntemus ja edellä mainittujen sanamuotojen tulkinta. Verottajan asiaa koskeva verotuskäytäntö on vähäistä, minkä vuoksi tulkinnalle jää usein tilaa. Tulkintakysymyksiin saa puhelimitse apua Verohallinnolta tai asiasta voi keskustella myös asiaan perehtyneen veroasiantuntijan kanssa. Kiinteistöverotuksesta voi myös pyytää Verohallinnolta kirjallisen ennakkoratkaisun.
Kiinteistöveropäätöksissä sähköasema mainitaan erillisenä rakennuksena, joka kiinteistöverolain mukaan on osa tuulivoimalaitosta. Käytännössä siitä maksettava kiinteistövero jää kuitenkin vähäiseksi johtuen pienistä rakennuskustannuksista, sillä varsinaista muunninlaitteistoa ei lueta kiinteistöveropohjaan. Myös tuulivoimalaitoksen käyttämä maapohja (2 000 neliötä per tuulivoimala, ellei muuta osoiteta) on kiinteistöveron piirissä. Tältä osin kiinteistöveron maksaa maanomistaja, joka puolestaan voi saada veron korvauksena tuulivoimayhtiöltä riippuen maanvuokrasopimuksen ehdoista. Maapohjasta maksettavan veron määrä jää usein pieneksi, koska tuulivoimalan sijaintipaikkojen maa-alueiden arvo rakennusmaana on alhainen.
Kiinteistöveron laskeminen – veroprosentti
Kiinteistövero lasketaan kertomalla edellä laskettu veropohjan määrä soveltuvalla kiinteistöveroprosentilla, jonka kukin kunta päättää vuosittain. Lain sallima tuulivoimalaitoksen enimmäisvero on 3,1 prosenttia, joka on käytännössä voimassa kaikissa tuulipuistojen sijaintikunnissa. Pienten tuulipuistojen tai yksittäisten tuulivoimaloiden osalta (alle 10 MVA per liityntäpiste) sovelletaan kunnan rakennusten yleistä kiinteistöveroprosenttia, joka on keskimäärin noin 1,1 prosenttia.
Tuulivoimalan veroprosenttia 3,1 voidaan soveltaa vain vuodenvaihteessa jakeluverkkoon tai suoraan kantaverkkoon liitetyn tuulivoimalan osalta. Muussa tapauksessa sovelletaan rakennusten yleistä kiinteistöveroprosenttia. Jakeluverkkoon liittyminen on hieman epätäsmällinen määritelmä, eikä asiasta ole verotus- tai oikeuskäytäntöä. Asia olisi huomioitava erityisesti projekteissa, joissa vuodenvaihde ajoittuu verkkoon liittymisen ja sähköntuotannon aloittamisen väliin. Tuotannon aloittaminen alkuvuonna siten, että verkkoon on liitytty saman vuoden aikana, aloittaa täysimääräisen 3,1 prosentin mukaan laskettavan kiinteistöveron maksamisen vasta ensimmäisestä kokonaisesta tuotantovuodesta. Tuulivoimatoimijoiden olisi hyvä varmistaa, että kunnissa asia tiedostetaan, ettei synny vääriä olettamuksia kiinteistöverojen kertymisen alkuajankohdasta.
Kiinteistöverouudistus
Suunnitteilla oleva kiinteistöverouudistus ei näillä näkymin aiheuta muutosta tuulivoimaloiden kiinteistöveroon. Kiinteistöveropohja laskee 50 prosenttiin, mutta samalla voimalaitoksen enimmäisprosentti nousee 4,65 prosenttiin. Tätä seuraa, että lopputulos on sama kuin nykyisin. Lakiuudistus huomioi myös merituulivoiman, jonka veropohja on 20 prosenttia edellä mainituista kustannuksista. Vaikka veropohja on maatuulivoimaa alempi, tämä ei tarkoita alempaa veroa, koska merituulivoiman rakennuskustannukset ovat keskimäärin alennuksen verran korkeammat. Merituulivoima on jatkossa näin ollen kiinteistöveron kannalta samassa asemassa maatuulivoimaan nähden.