Virtuaalinen palveluympäristö –kokeilussa päivittäistavarakaupan energiankulutus ja päästöt vähenevät
Virtuaalinen palveluympäristö eli Virpa-B on kokeilu, jossa tutkitaan päivittäistavarakaupan energiankulutusta, kysyntäjoustoa ja omaa energiantuotantoa. Tarkoituksena on kehittää säätömalleja automaattisen kysyntäjouston mahdollistamiseksi. Teknologiaa sovelletaan S-Ryhmän kahdessa kohteessa Oulussa. Yksi tutkimuskohde on uusi energiatehokas S-market, missä osa energiankulutuksesta katetaan omalla energiantuotannolla. Toinen kohde on standardi S-market, jollaisia S-Ryhmällä on noin 600. Hanke jatkuu ainakin vuoden 2017 loppuun ja mukaan aiotaan ottaa uusia tutkimuskohteita. Kokeilussa ovat mukana S-Ryhmä, VTT, Oulun yliopisto, Rejlers, Green Energy Finland, Jetitek, Emtele, Jalecon sekä Fingrid.
Energiatehokkuus tuo säästöjä
Tuiran S-marketissa energiatehokkuus on huomioitu alusta asti. Kiinteistössä on energiakeskus, josta voidaan säädellä kaikkia kaupan sähkölaitteita. Energiakeskukseen on yhdistetty oma aurinkoenergiaan ja maalämpöön perustuva energiantuotantojärjestelmä. Kylmälaitteet varastoivat kylmäntuotannossa syntyvän lauhdelämmön maalämpökaivojen avulla. Kylmälaitteet voidaan myös kytkeä irti verkosta puoleksi tunniksi kolmen minuutin vasteajalla ilman, että laitteiden toiminta vaarantuu.
Molemmissa kohteissa energiankulutusta seurataan etänä. Päivittäistavarakaupassa energiankulutus vaihtelee jatkuvasti ja energiankulutuksen mallintaminen vaatii tarkat mittauslaitteet. Eri järjestelmien kulutusta seurataan minuutti-, tunti- ja päiväresoluutiolla. Tuiraan mittarointijärjestelmä asennettiin rakennusvaiheessa. Asennusvaiheessa mittauslaitteiden instrumentointi oli haastavaa, koska samanlaista teknologiaa ei ole asennettu päivittäistavarakauppaan aikaisemmin. Kokeilusta kuitenkin opittiin ja seuraavien asennusten arvioidaan sujuvan helpommin. Referenssikohteeseen eli tavanomaiseen S-markettiin mittausjärjestelmä on asennettu vasta jälkikäteen. Mittausten perusteella luodaan säätömalleja, jotka mahdollistavat sähkönkulutuksen optimoinnin.
Kuva 1. Tuiran S-marketin energiankulutusta seurataan reaaliajassa. Lähde: http://smartgrid.vtt.fi/s-market/tuira/ (VTT)
Tuiran S-marketissa energiatehokkuuteen panostamalla energiankulutusta on saatu laskemaan 40 prosenttiin verrattuna vastaavaan tavanomaiseen kauppaan. Tavallinen S-market kuluttaa energiaa noin 600 kWh/m² vuodessa. Tuiran kaupassa kulutus on 240 kWh/m² vuodessa. Omalla energiantuotannolla voidaan parhaimmillaan kattaa noin puolet energian tarpeesta. Aurinkoisena kesäpäivänä aurinkoenergialla voidaan pyörittää kaikkia kaupan kylmälaitteita. Aurinkopaneelien energiantuotanto koettiin positiivisena yllätyksenä. Energiatehokkuus ja oma energiantuotanto tuovat 180 000 euron vuotuiset säästöt sähkölaskuun. Kokeilun aikana nousi myös ideoita, miten kaupan energiankulutusta voitaisiin tehostaa seuraavissa rakennushankkeissa.
Potentiaalista kysyntäjoustotuotteiksi
Energiatehokkuudesta huolimatta järjestelmissä on alustavien tutkimustenperusteella potentiaalia kysyntäjoustolle. Kohteet mahdollistavat kysyntäjoustopotentiaalin tutkimisen erilaisissa kiinteistöissä. Tarkoituksena on mitata, kuinka paljon kaupan laitteissa on säätöä, miten eri kohteiden säätötehoa voidaan aggregoida. Mittaustulosten perusteella analysoidaan millaisia kysyntäjoustotuotteita S-Ryhmä voisi tarjota sähkömarkkinoille. Kysyntäjouston analysointi on vielä kesken. Fingridin ylläpitämillä markkinapaikoilla vaatimukset ja säännöt vaihtelevat markkinapaikasta riippuen. Esimerkiksi vasteaika, teho, ja mittareiden tarkkuus asettavat reunaehdot kysyntäjoustolle.
Suurimpana haasteena kysyntäjouston yleistymiselle pidettiin investointien kannattavuuteen liittyvää epävarmuutta. Markkinoille pääsystä ei ole takeita. Lisäksi markkinasäännöt ovat muuttumassa Euroopan sähkömarkkinoiden integraation myötä. Tuirasta saatavista tuloksista huolimatta kysyntäjouston skaalaaminen koko S-Ryhmään riippuu kauppojen elinkaaresta, investointien takaisinmaksuajasta ja tuottavuudesta. Kysyntäjouston mahdollistava teknologia voidaan asentaa valmiisiin kiinteistöihin, mutta parhaiten teknologian potentiaali hyödynnetään, kun se integroidaan osaksi päivittäistavarakauppaa jo rakennusvaiheessa. Investointien kannattavuuden epävarmuus saattaa kuitenkin hidastaa kysyntäjouston yleistymistä.
Investointien tuottojen epävarmuudesta huolimatta kokeilu nähdään kannattava, koska sen avulla saadaan uutta tietoa kysyntäjouston mahdollisuuksista päivittäistavarakaupassa. Säätövoiman tarve sähköverkossa kasvaa energiajärjestelmän muutoksen myötä. Esimerkiksi S-ryhmä on sitoutunut kasvattamaan tuulivoiman osuuden sähkönkulutuksesta 50 prosenttiin vuoden 2016 loppuun mennessä. Kysyntäjousto avaa uusia liiketoimintamahdollisuuksia useille yrityksille ja kysyntäjoustopalveluilla uskotaan olevan huomattavaa vientipotentiaalia tulevaisuudessa. Kysyntäjoustotuotteiden kehittely laajojen kokonaisuuksien hallintaa. Eri osapuolten; kuluttajien, markkinoiden ja palvelua tarjoavien yritysten intressit on sovitettava yhteen, jotta kysyntäjousto kehittyy kannattavuuslaskelmista valmiiksi tuotteiksi sähkömarkkinoille ja edelleen kannattavaksi liiketoiminnaksi.
Kirjoittanut
Siiri Söyrinki
Kuluttajatutkimuskeskus
Helsingin yliopisto
Smart Energy Transition -hankkeen puitteissa tehty Virtuaalinen palveluympäristö – case-tutkimus.
Kuva 1: Muokattu sivulta http://smartgrid.vtt.fi/s-market/tuira/ VTT
Kuva 2: Wikimedia Commons – S-Market Arina Oulu
