Energiankulutus kuriin kysyntäjoustolla

Euroopan laajuinen energiakriisi on toiminut vauhdittajana energiamurrokselle, jossa päästöttömät energiantuotantoratkaisut ja kulutuksen optimointi edellyttävät merkittäviä ja nopeita ponnisteluja. Pelikenttä on poikkeuksellisen haastava, kun ratkottavana on yhtä aikaa energian markkinahintojen hillintä ja päästövähennystavoitteiden saavuttaminen. Tilanne on herättänyt paljon keskustelua siitä, miten energiantuottajien ja -kuluttajien tulisi ja kannattaisi toimia.

Hinnoissa suurempaa vaihtelua kuin ennen

Päästötön energiantuotanto, kuten tuuli- ja aurinkovoima, lisäävät tuotannon hetkellistä vaihtelua ja vaikeuttavat sen ennakointia, mikä näkyy suoraan sähkön markkinahintojen suurena hetkellisenä vaihteluna. Fossiilisiin polttoaineisiin ei ole enää paluuta, joten ratkaisuja täytyy etsiä uusista teknologioista ja mahdollisuuksista sekä tuotannon että kulutuksen tasapainottamiseksi kaikissa tilanteissa. Ja tietysti mahdollisimman nopeasti.

Jotta järjestelmä pysyy tasapainossa ja hinnat kurissa, energiankäyttäjien tulee merkittävästi parantaa kykyään sopeutua tuotannon nopeisiin ja hetkellisiin vaihteluihin. Rakennukset ovat tässä avainasemassa, koska ne kuluttavat Suomessa noin 40 % energiasta ja aiheuttavat noin 30 % päästöistä. On siis selvää, että pienilläkin rakennusten energiankäytön optimoinneilla voidaan saavuttaa suuri vaikutus koko energiajärjestelmän tasolla.

Energiankulutuksen kysyntäjousto yhdeksi ratkaisuvaihtoehdoksi

Energiankulutuksen kysyntäjousto tulee olemaan lähivuosina merkittävä teema sekä olemassa olevassa kiinteistökannassa että uusissa rakennus- ja peruskorjaushankkeissa. Kysyntäjousto tulisikin nostaa useammin mukaan osaksi keinovalikoimaa energiatehokkuusinvestointien, kuten lämpöpumppujen ja aurinkosähkön lisäksi. Huomattavaa on, että tekniset ratkaisut tähän ovat jo olemassa – enää puuttuu tahtoa ja osaamista niiden käyttöönottoon. Schneider Electric Suomen Jani Vahvanen avasi asiaa hyvin (Rakennuslehti 21.10.2022) korostamalla, että kysyntäjoustolla voidaan yhtä aikaa pienentää sähkökatkoihin tai sähkönsaantiin liittyviä riskejä, maksaa takaisin järjestelmistä aiheutuneita investointeja ja vähentää päästöjä.

Erityisesti toimitilakiinteistöissä teknisiä järjestelmiä ohjataan jo kattavasti rakennusautomaation kautta. Nykyaikaiset järjestelmät mahdollistavat automaattiset ja etänä tapahtuvat järjestelmien monimutkaisetkin ohjaukset halutulla tavalla. Lisäksi energian hinta- ja kulutuspiikkisignaalin tuominen kiinteistölle onnistuu melko yksinkertaisesti lisälaitteella, joka kytketään keskustelemaan rakennusautomaation kanssa. Kysymys kuuluukin, mitä ja miten ohjausta tulisi tehdä, jotta saavutetaan haluttu ohjausvaikutus tinkimättä kuitenkaan rakennuksen käyttäjien sisäolosuhteista tai toiminnoista.

Ohjaustoimilla jopa 10–20 % leikkaus huipputehosta

Kiinteistön energiankulutus syntyy lukuisista eri järjestelmistä, joista säätöpotentiaalia löytyy yllättävän monista. Esimerkiksi toimisto-, liike- ja opetusrakennuksissa voidaan hetkellisesti mm. pienentää ilmanvaihdon puhallustehoa, laskea lämmitysverkoston menoveden lämpötilaa tai kytkeä pois päältä sulatuksia. Jos kysyntäjoustotilanteen kesto on esimerkiksi alle tunnin, säädöt voidaan tehdä ilman, että käyttäjä huomaa asiaa millään tavalla. Tämä onkin ollut kiinteistön omistajien melko yleinen, mutta käytännössä turha huolenaihe.

Esimerkin säätötoimilla voidaan saavuttaa jopa 10–20 % leikkaus kiinteistön sähkön tehontarpeeseen. On helppo ymmärtää, että tällä olisi merkittävä vaikutus koko Suomen energiajärjestelmän tasapainoon ja sähkön riittävyyteen, jos suurin osa toimitilakiinteistöistä osallistuisi joustoon yhtä aikaa. Vielä jos kiinteistöt olisi liitetty sähköverkkotason toimijan kysyntäjousto-ohjelmaan, pystyttäisiin ennakoimaan myös kulutuksen leikkaukset tuotannon muutosten tavoin ja sitä kautta pienentämään sähkön markkinahintojen huippuja.

Kiinteistöille kaivataan kysyntäjoustosuunnitelmaa

Mitä tämä sitten edellyttää? Keskeiset panostuskohteet voisi tiivistää kolmeen pointtiin:

• Kiinteistönomistajien ja rakennushankkeiden tilaajien tulee vaatia kysyntäjouston teknistä valmiutta, ohjausten suunnittelua ja toteutusta, sekä punnita investoinnin pitkäaikaishyödyt
• Suunnittelijoiden ja asiantuntijoiden tulee muodostaa selkeät ratkaisut ohjausten toteuttamiselle ja varmistaa, että ne voidaan toteuttaa mm. sisäolosuhteita liikaa heikentämättä
• Järjestelmätoimittajien ja urakoitsijoiden tulee tarjota mahdollisimman valmiita ratkaisuja, jotka on helppo ostaa ja ottaa käyttöön kullekin kiinteistölle parhaalla tavalla

Rakennushankkeissa tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että jo suunnitteluvaiheessa laaditaan kysyntäjoustosuunnitelma, jossa määritellään mitä järjestelmiä tullaan ohjaamaan, miten ohjaus toteutetaan ja miten ohjausvaikutus mitataan. Toteutusvaiheessa nämä ohjaukset tulee viedä rakennusautomaatiojärjestelmään ja sisällyttää niiden toteuttaminen rakennusautomaatiourakoitsijan tehtäviin. Vastaanottovaiheessa ohjausten toiminta varmistetaan lisäksi toimintakokeilla. Kysyntäjousto voidaan lisäksi huomioida ympäristösertifiointien, kuten LEEDin, BREEAMin ja RTS-ympäristöluokituksen pisteytyksessä, saavuttaen näin useita synergiaetuja.

Kotitalouksissakin halvemmat tunnit käyttöön

Kuluttajaakaan ei sovi unohtaa – varsinkin omakotiasujalla on paljon tehtävissä kulutuksen vähentämiseksi ja siirtämiseksi edullisemmille tunneille. Helsingin Sanomien pääkirjoituksen (HS 21.10.2022) mukaan suomalaiset ovatkin jo ryhtyneet energiansäästö- ja ohjaustalkoisiin, mikä on heti näkynyt mm. alkusyksyn viime vuotta selvästi pienempänä energiankulutuksena (Energiateollisuus 13.10.2022). Taloudellinen kannustin alkaa tässäkin purra sähkön hinnan noustessa.

Omassakin kotitaloudessani kulutuksen optimointi halvemmille tunneille on pörssisähkön ja aurinkopaneelien myötä tullut osaksi arkipäiväistä toimintaa. Pienikin vaivannäkö vaikkapa sähköauton latauksen ja käyttöveden lämmityksen ajoituksessa voi tehdä moninkertaisen eron sähkölaskulla ja pienentää samalla tehokkaasti kulutusta huipputuntien aikaan. Näihinkin ohjausjärjestelmiä jo löytyy, mutta työtä riittää vielä paljon, jotta järjestelmien helppokäyttöisyys, hinta ja saatavuus ovat oikealla tasolla lyödäkseen itsensä läpi joka torppaan.