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​

 

 

Impulssihttps://www.vtt.fi/ImpulssiImpulssi
Tekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoaly-paljastaa-sydanpotilaan-komplikaatioriskin.aspxTekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskin
Impulssi 1/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2018.aspxImpulssi 1/2018
Bisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sauli-Tormala-Kasvua-kansainvalisilta-kentilta.aspxBisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltä
Laivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimustahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laivateollisuuden-digitalisoituminen-edellyttää-huippututkimusta.aspxLaivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimusta
S-ryhmä uskoo monikanavamalliinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/S-ryhma-uskoo-monikanavamalliin.aspxS-ryhmä uskoo monikanavamalliin
Salofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Salofa-tuo-pikatestit-terveyden-ja-ympariston-seurantaan.aspxSalofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaan
Mallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mallinnuksen-ja-simuloinnin-hyodyntaminen-uusissa-voimalaitoskonsepteissa.aspxMallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissa
Minima Processor Oy – Energiatehokkuuden maailmanennätys kiihdyttää IoT-kehitystähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Minima-Processor-Oy-Energiatehokkuuden-maailmanennätys-kiihdyttää-IoT-kehitystä.aspxMinima Processor Oy – Energiatehokkuuden maailmanennätys kiihdyttää IoT-kehitystä
Mitä kuuluu Australiaan?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-kuuluu-Australiaan.aspxMitä kuuluu Australiaan?
Yhteisöllisiä asumisratkaisuja Suomesta Namibiaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yhteisöllisiä-asumisratkaisuja-Suomesta-Namibiaan.aspxYhteisöllisiä asumisratkaisuja Suomesta Namibiaan
Tulevaisuuden uudet selluloosatuotteet ja niiden sovelluksethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-uudet-selluloosatuotteet-ja-niiden-sovellukset.aspxTulevaisuuden uudet selluloosatuotteet ja niiden sovellukset
Robottiautojen esiinmarssihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robottiautojen-esiinmarssi.aspxRobottiautojen esiinmarssi
Teollinen 3D-tulostus nousukiidossahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollinen-3D-tulostus-nousukiidossa.aspxTeollinen 3D-tulostus nousukiidossa
Kvanttinormaaleita uudistuvalle SI-järjestelmällehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kvanttinormaaleita-uudistuvalle-SI-jarjestelmalle.aspxKvanttinormaaleita uudistuvalle SI-järjestelmälle
Tulevaisuuden arkkitehdit asiallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-arkkitehdit-asialla.aspxTulevaisuuden arkkitehdit asialla
Mediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mediatuotannossa-ja-asumispalveluissa-valmistaudutaan-5G-verkkoon.aspxMediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoon
Voiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voiko-alykkaiden-kaupunkien-suorituskykya-mitata.aspxVoiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?
Kaura on kysyttyä tavaraa maailmallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaura-on-kysyttya-tavaraa-maailmalla.aspxKaura on kysyttyä tavaraa maailmalla
Elintarvikkeet muutoksessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Oma osaaminen yhteiseksi hyväksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Oma-osaaminen-yhteiseksi-hyvaksi.aspxOma osaaminen yhteiseksi hyväksi
Kolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmojahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kolmiulotteinen-virtuaalitodellisuus-ja-lisätty-todellisuus-Kohti-uusia-maailmoja.aspxKolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmoja
Asuinmukavuus ja energiatehokkuus mahtuvat samaan kotiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asuinmukavuus-ja-energiatehokkuus-mahtuvat-samaan-kotiin.aspxAsuinmukavuus ja energiatehokkuus mahtuvat samaan kotiin
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
For Industry veturina Suomen valmistavalle teollisuudellehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/For-Industry-veturina-Suomen-valmistavalle-teollisuudelle.aspxFor Industry veturina Suomen valmistavalle teollisuudelle
Panimolaboratorio – Paremman oluen puolestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Panimolaboratorio-paremman-oluen-puolesta.aspxPanimolaboratorio – Paremman oluen puolesta
Impulssi 2/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2016.aspxImpulssi 2/2016
Uutta virtaa elektroniikkateollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uutta-virtaa-elektroniikkateollisuuteen.aspxUutta virtaa elektroniikkateollisuuteen
Maailma kuluttajien silminhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-kuluttajien-silmin.aspxMaailma kuluttajien silmin
Uudet synteettisen biologian teknologiat mullistavat mikrobien muokkauksenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudet-synteettisen-biologian-teknologiat-mullistavat-mikrobien-muokkauksen.aspxUudet synteettisen biologian teknologiat mullistavat mikrobien muokkauksen
Digitalisaatio tasoittaa erojahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisaatio-tasoittaa-eroja.aspxDigitalisaatio tasoittaa eroja
Kasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kasvua-ja-uusia-mahdollisuuksia-piifotoniikassa.aspxKasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassa
Röntgenkuvantaminen uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Rontgen-kuvantaminen-uudelle-tasolle.aspxRöntgenkuvantaminen uudelle tasolle
Tulevaisuuden sensorihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-sensori.aspxTulevaisuuden sensori
Maailmalla ei ole parempaa innovaatiomalliahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailmalla-ei-ole-parempaa-innovaatiomallia.aspxMaailmalla ei ole parempaa innovaatiomallia
Älylasit haastavat kännykänhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alylasit-haastavat-kannykan.aspxÄlylasit haastavat kännykän
Ilman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ilman-hiilidioksidista-raaka-aine-polttoaineisiin-kemikaaleihin-ja-ruokaan.aspxIlman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaan
Impulssi 1/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2016.aspxImpulssi 1/2016
Asiakasasenteen airuethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asiakasasenteen-airuet.aspxAsiakasasenteen airuet
Energia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energia-ala-varautuu-yhdessa-kyberuhkiin.aspxEnergia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiin
Kovaakin kovempi vientituotehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kovaakin-kovempi-vientituote.aspxKovaakin kovempi vientituote
Uudenlaista liiketoimintaa selluloosastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudenlaista-liiketoimintaa-selluloosasta.aspxUudenlaista liiketoimintaa selluloosasta
Kitka ja kasvihuonepäästöt kuriin materiaalien digitoinnillahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kitka-ja-kasvihuonepaastot-kuriin-materiaalien-digitoinnilla.aspxKitka ja kasvihuonepäästöt kuriin materiaalien digitoinnilla
VTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuuttahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Nuoret-tutkijat-tekevat-tulevaisuutta.aspxVTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuutta
Impulssi 1/2014https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2014.aspxImpulssi 1/2014
Pekka Soinin Business Finland on yritysten ”kansainvälistymiskanava”https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Pekka-Soinin-Business-Finland-on-yritysten-kansainvalistymiskanava.aspxPekka Soinin Business Finland on yritysten ”kansainvälistymiskanava”
Suomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomalaispyörät-pyörivät-myös-tulevaisuudessa.aspxSuomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessa
Turbiinisiivillä miljoonien säästöihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Turbiinisiivet-saastavat-miljoonia.aspxTurbiinisiivillä miljoonien säästöihin
Energiaratkaisut ja 2050-tavoitteethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiaratkaisut-ja-2050-tavoitteet.aspxEnergiaratkaisut ja 2050-tavoitteet
Hulevedet puhtaiksi Leca-sorallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hulevedet-puhtaiksi-Leca-soralla.aspxHulevedet puhtaiksi Leca-soralla