Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

Kari Mäki

​​​​​​​​​Tutkimuspäällikkö Kari Mäki uskoo, että tulevaisuudessa energiaa varastoidaan esimerkiksi kaasuun, lämpöön tai muihin väliaineisiin.

Energiavarastojen kysyntä kasvaa vauhdilla

Sari Alhava | 2.11.2016

​Uusiutuvien energiamuotojen käyttö sekä liikenteen sähköistyminen kasvattavat energiavarastojen tarvetta. Tällä hetkellä kehitetään uusia teknologioita ja etsitään parasta hyötysuhdetta.

Suomalainen energiajärjestelmä on haasteiden edessä. Se kaipaa yhä enemmän joustavuutta ja ohjattavuutta samalla, kun sen on täytettävä EU:n direktiivien edellyttämät velvoitteet uusiutuvien energiamuotojen käytöstä, hiilidioksidipäästöjen vähentämisestä sekä liikenteen polttoainemääräyksistä.

Aurinko- ja tuulivoiman tuotanto ja energian tarve eivät kuitenkaan kulje käsi kädessä. Tämän vuoksi nyt kehitetään sellaista teknologiaa, jonka avulla energiaa voidaan varastoida ja ottaa käyttöön tarpeen mukaan – vaikkapa sähköautoa ladattaessa tai silloin, kun sähkön hinta on kalleimmillaan. 

– Kansallisesti haetaan myös sähköntuotannon luotettavuuteen liittyviä sovelluksia. Perinteisesti yrityksillä tai asukkailla on ollut esimerkiksi sähkökatkojen varalle omia varavoimalaitteita. Tulevaisuudessa tällaisia laitteita voi olla myös alueellisesti, jolloin kyetään turvaamaan sähkön saanti laajemmin, VTT:n tutkimuspäällikkö Kari Mäki toteaa.

 

Ideoinnin ja kokeilun aika

Markkinoilla on jo erilaisiin teknologioihin perustuvia energiavarastoja, joista yleisimpiä ovat sähköenergiaa varastoivat akut. Pääosin käytetään litiumioniakkuja, mutta joihinkin kohteisiin sopii edelleen myös lyijyakku. Todella suuria energiamääriä voidaan varastoida esimerkiksi pumppuvoimaloissa veteen.

– Elämme parhaillaan ideoinnin ja kokeilun aikaa ja etsimme tehokkainta tapaa varastoida suuria energiamääriä. Näyttää siltä, että tulevaisuudessa energiaa varastoidaan esimerkiksi kaasuun, lämpöön tai muihin sellaisiin väliaineisiin, joista se voidaan palauttaa käyttöön, Mäki kertoo.

Akkupuolella kehitystyö on jatkuvaa, joskin uusien teknologioiden siirto laboratoriosta kaupallisiksi järjestelmiksi vie aikaa. Aurinkopaneelien hintojen lasku ja sähköautojen määrän kasvu luovat kysyntää niin kotitalouksien kuin yritystenkin energiavarastoille.

 

Mahdollisuus joustoon

Energiavarastoja voidaan hyödyntää myös kulutuksen ohjaukseen. Varastojen avulla kiinteistön sähkön käyttö voidaan optimoida esimerkiksi sähkön hinnan mukaan: energiaa ladataan verkosta silloin, kun se on halvimmillaan ja ladattu energia käytetään hintapiikkien aikaan.

Myös reservikapasiteetille sekä kysynnän ja tarjonnan tasapainottamista helpottaville palveluille on markkinoita. Jos sähköä on tarjolla valtakunnallisella tasolla vain niukasti, voitaisiin ennalta sovittuja kuormia ajaa matalammalla teholla. Esimerkiksi joidenkin toimistojen tai virastojen lämmityksen laskeminen hetkeksi ei tunnu käyttäjille, mutta kun samanlaisia kohteita on useita, saadaan kasaan merkittävä ohjattava resurssi.

– Kysynnän joustoon on tulossa uudenlaisia malleja. Markkinoita kiinnostaa muun muassa järjestelmä, jossa kerätään yhteen iso määrä pieniä varastoja ja yhdistetään ne kuorman ohjaukseen ja aurinkopaneeleihin. Suomessa selvitetään näiden vaihtoehtojen markkina- ja lakipuolen haasteita, Mäki mainitsee.

 

Liikenne sähköistyy

Liikenne on teollisuuden rinnalla yksi huomattavammista sektoreista, joka hyötyy uusista energiavarastojen ympärille syntyvistä liiketoimintamalleista. Espoossa matkustetaan jo sähköbusseilla, ja pian tämä on totta myös Helsingissä, Turussa ja Tampereella.

– Oleellista on ajoneuvojen ostohinnan ja akun eliniän suhde. Kun sähköautojen ja -bussien määrä kasvaa massatuotannoksi, hinta laskee. Samalla teknologian kehittyessä akustojen elinikä paranee, VTT:n tiimipäällikkö Mikko Pihlatie toteaa.

Pihlatie kertoo, että VTT:n roolina on selvittää, mitä teknologiaa markkinoilla on saatavissa ja kehitteillä sekä mitkä ratkaisut palvelevat kutakin loppukäyttäjää parhaiten.

– Painopisteenämme ei ole kehittää akkujen valmistustekniikkaa tai materiaaleja, vaan tutkimme, mitä teknologiaa käyttökohteessa tarvitaan sekä miten liikenne-, energia- tai tuotantojärjestelmästä saataisiin mahdollisimman hyvä, luotettava ja kustannustehokas, Pihlatie tiivistää.

Tutkimuskohteina ovat toisaalta sähkövoimaisten autojen, bussien, raskaiden ajoneuvojen ja työkoneiden liikkuvat mobiilisovellukset sekä toisaalta paikalla olevat energiavarastot varavoimaratkaisuista paikallisenergiaan. Myös vesiliikenteelle on tulossa omat sovelluksensa.

 


Teraloop mullistaa globaalin energian varastointijärjestelmän

Suomalainen Teraloop Oy on ideoinut erittäin suurien energiamäärien varastointiin tekniikkaa, jossa hyödynnetään kineettis-mekaanista ratkaisua. Muiden teknologioiden kanssa energian varastoinnissa on yhä suuria rajoitteita, joten Teraloopin ratkaisu voisi tuottaa lisäarvoa uusiutuvan energian tuotannossa.

Pähkinänkuoressa ratkaisussa kyse on siitä, että sähkö varastoidaan suuren toroidi-mallisen putken sisällä liikkuvaan massaan. Näin saatu liike-energia pystytään muuttamaan nopeasti sähköksi.

VTT:n tehtävänä on ollut selvittää energiavarastointihankkeen teknisiä mahdollisuuksia ja toteuttamiskelpoisuutta. Tekninen tutkimus- ja kehitystyö vaatii kykyä yhdistää usean alan teknistä osaamista.

– Koska kyseessä on suomalainen keksintö ja suomalainen yritys, Teraloop valitsi kumppanikseen VTT:n tukemaan hankkeen poikkitieteellistä tutkimusta. VTT:llä on vahvaa näyttöä tarvittavien tekniikan aloilta, ja tällaista osaamista tarvitaan konseptin luomiseen. Meillä on tukenamme VTT:n vahva tiimi, jolla saamme aikaiseksi sellaisen tuotteen, jota maailma haluaa, toteaa Teraloop toimitusjohtaja Ted Ridgway Watt.

VTT on muun muassa kehittänyt fysiikan- ja rakenneratkaisun mahdollisuuksia sekä selvittänyt varastointiratkaisun tehokkuutta. VTT:n nykyiset tehtävät liittyvät fysikaalisten ratkaisujen ja ilmiöiden selvittämiseen sekä mekaanisten laitteiden ja prototyyppien suunnitteluun. 

– Tämä on sekä haastava että kiinnostava tutkimusalue, jolla kehitetään ja rakennetaan monifysikaalista simulaatioympäristöä tutkimusta varten. Teraloopin teknologia on tuonut meille mielenkiintoisia haasteita, joita pyrimme selvittämään yhdessä heidän tuotekehityksensä kanssa, VTT:n tutkimusalueen johtaja Johannes Hyrynen kuvailee.

Teraloop tähtää globaaleille markkinoille valmiiden tuotteiden kanssa vuoden 2020 paikkeilla. http://teraloop.com​

 

 

Impulssihttp://www.vtt.fi/ImpulssiImpulssi
Impulssi 2/2017http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
ChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Chemsheet-innovaatioilla-tietä-uusille-ratkaisuille.aspxChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuille
Impulssi 1/2014http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2014.aspxImpulssi 1/2014
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
Älylasit haastavat kännykänhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alylasit-haastavat-kannykan.aspxÄlylasit haastavat kännykän
Idean jyvistä isoihin innovaatioihinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Idean-jyvista-isoihin-innovaatioihin.aspxIdean jyvistä isoihin innovaatioihin
Suomi suuntaa vähähiiliseen älyliikenteeseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-suuntaa-vahahiiliseen-alyliikenteeseen.aspxSuomi suuntaa vähähiiliseen älyliikenteeseen
Wärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisellahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Wärtsilän-Jaakko-Eskolaä-Menestymme-vain-innovoinnilla-ja-uusiutumisella.aspxWärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisella
Matti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaajahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Matti-Apunen-Ongelma-nimelta-huippuosaaja.aspxMatti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaaja
Optinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteestahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Optinen-isotooppispektroskopia-kehittynyt-merkittavasti.aspxOptinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteesta
Salofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Salofa-tuo-pikatestit-terveyden-ja-ympariston-seurantaan.aspxSalofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaan
VTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fabry-Perot-interferometriteknologia.aspxVTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaa
Lämpöaistimus on monen tekijän summahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Lampoaistimus-on-monen-tekijan-summa.aspxLämpöaistimus on monen tekijän summa
Maailma kuluttajien silminhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-kuluttajien-silmin.aspxMaailma kuluttajien silmin
Uutta virtaa elektroniikkateollisuuteenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uutta-virtaa-elektroniikkateollisuuteen.aspxUutta virtaa elektroniikkateollisuuteen
Kaura on kysyttyä tavaraa maailmallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaura-on-kysyttya-tavaraa-maailmalla.aspxKaura on kysyttyä tavaraa maailmalla
Bisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sauli-Tormala-Kasvua-kansainvalisilta-kentilta.aspxBisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltä
Suomi on hyvä investointihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Ledikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ledikalvot-taipuvat-kansanlampusta-lentokoneisiin.aspxLedikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiin
Painettu teknologia kutsuu muotoilijoitahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Painettu-teknologia-kutsuu-muotoilijoita.aspxPainettu teknologia kutsuu muotoilijoita
Mallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mallinnuksen-ja-simuloinnin-hyodyntaminen-uusissa-voimalaitoskonsepteissa.aspxMallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissa
Suomi matkalla kohti vähähiilistä vuotta 2050http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tyhjä-artikkeli-3-numerolle-1.aspxSuomi matkalla kohti vähähiilistä vuotta 2050
Yrittäjien velvollisuus on etsiä kasvuahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yrittajien-velvollisuus-on-etsia-kasvua.aspxYrittäjien velvollisuus on etsiä kasvua
Teollinen 3D-tulostus nousukiidossahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollinen-3D-tulostus-nousukiidossa.aspxTeollinen 3D-tulostus nousukiidossa
Tulevaisuuden arkkitehdit asiallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-arkkitehdit-asialla.aspxTulevaisuuden arkkitehdit asialla
Hulevedet puhtaiksi Leca-sorallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hulevedet-puhtaiksi-Leca-soralla.aspxHulevedet puhtaiksi Leca-soralla
Älyliikenteestä suomalaisia vientivalttejahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alyliikenteesta-suomalaisia-vientivaltteja.aspxÄlyliikenteestä suomalaisia vientivaltteja
Autonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeastihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonomiset-jarjestelmat-yleistyvat-teollisuudessa-nopeasti.aspxAutonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeasti
Tekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoaly-paljastaa-sydanpotilaan-komplikaatioriskin.aspxTekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskin
Impulssi 2/2015http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2015.aspxImpulssi 2/2015
Huoltoapua astronauteillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Huoltoapua-astronauteille.aspxHuoltoapua astronauteille
Voiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voiko-alykkaiden-kaupunkien-suorituskykya-mitata.aspxVoiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?
Ilman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ilman-hiilidioksidista-raaka-aine-polttoaineisiin-kemikaaleihin-ja-ruokaan.aspxIlman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaan
Teknologiahypestä asiakasymmärrykseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teknologiahypesta-asiakasymmarrykseen.aspxTeknologiahypestä asiakasymmärrykseen
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Impulssi 1/2016http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2016.aspxImpulssi 1/2016
Avoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Avoimen-lahdekoodin-infrastruktuuri-sahkomekaanisen-alan-tuotekehityksessa.aspxAvoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessä
VTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuuttahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Nuoret-tutkijat-tekevat-tulevaisuutta.aspxVTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuutta
Multifunktionaaliset polysakkaridit tuovat elintarviketeollisuudelle uusia mahdollisuuksiahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Multifunktionaaliset-polysakkaridit-avaavat-uusia-mahdollisuuksia.aspxMultifunktionaaliset polysakkaridit tuovat elintarviketeollisuudelle uusia mahdollisuuksia
Vanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteillahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/FiR-1-tutkimusreaktori-poistetaan-kaytosta.aspxVanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteilla
Panimolaboratorio – Paremman oluen puolestahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Panimolaboratorio-paremman-oluen-puolesta.aspxPanimolaboratorio – Paremman oluen puolesta
Mediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoonhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mediatuotannossa-ja-asumispalveluissa-valmistaudutaan-5G-verkkoon.aspxMediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoon
Impulssi 2/2014http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2014.aspxImpulssi 2/2014
Impulssi 1/2017http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2017.aspxImpulssi 1/2017
Sopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sopiiko-elinkaariarviointi-poliittisen-päätöksenteon-tueksi.aspxSopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?
Uudenlaista liiketoimintaa selluloosastahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudenlaista-liiketoimintaa-selluloosasta.aspxUudenlaista liiketoimintaa selluloosasta
IPR edellä ulkomaillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/IPR-edella-ulkomaille.aspxIPR edellä ulkomaille
Impulssi 2/2016http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2016.aspxImpulssi 2/2016
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle