Suomen sähköjärjestelmä kiristyi viime torstaina äärimmilleen, näin Suomea uhannut sähköpula vältettiin

Viime viikon torstaina aamuseitsemältä Suomea uhkasi sähköpula. Pitäisikö torstain tapahtumien vuoksi olla huolissaan?

Olkiluodon ydinvoimalan kolmosreaktorin on määrä aloittaa normaalikäyttö täydellä 1 600 megawatin teholla 10. joulukuuta.

12.9. 14:06 | Päivitetty 12.9. 14:38

Olkiluodon ydinvoimalan uudessa kolmosreaktorissa ajettiin viime keskiviikkoiltana jälleen yhtä testiä. Reaktorin tehoa oli tarkoitus pudottaa 950:stä megawatista 300 megawattiin ja nostaa takaisin 950 megawattiin.

Vastavalmistuneen reaktorin koeajo-ohjelmaan kuuluvaa testiä ei ehditty viedä läpi, kun turbiinin yhdessä varoventtiilissä havaittiin vika. Korjausta varten voimala ajettiin alas ja sähkön tuotanto loppui kello 18.26.

Olkiluoto ilmoitti sähköjärjestelmää operoivalle kantaverkkoyhtiö Fingridille, että voimala palaisi verkkoon puoliltaöin. Korjaus vei kuitenkin odotettua pidempään. Viiveestä tiedotettiin Fingridille yön aikana useita kertoja.

Aamu alkoi valjeta. Pian suomalaiset heräisivät ja napsauttaisivat päälle kahvinkeittimensä, valot ja televisiot. Työpaikoilla sytytettäisiin lamput ja käynnistettäisiin koneet. Lähijunat lähtisivät liikkeelle.

Vesivoimaloiden säätöportit oli avattu aamuyön aikana jo äärimmilleen paikkaamaan puuttuvan ydinvoimalan tuotantoa. Sähköä virtasi Ruotsista Suomeen lähes rajajohtojen täydeltä. Mutta sekään ei riittäisi kattamaan sähkön kulutusta aamun tunteina.

Loviisan toinen ydinvoimayksikkö oli yhä kesähuollossa ja koko Suomessa oli niin tyyntä, ettei tuulivoimasta ollut apua.

Viime viikon torstaina aamuseitsemältä Suomea uhkasi sähköpula.

Lue lisää: Olkiluodon koekäytön ongelmat aiheuttivat aamulla uhkaavan sähköpulan – Fingrid käynnisti kaksi varavoimalaitosta

Suomen sähköjärjestelmä perustuu Pohjoismaihin ja Keski-Eurooppaan yhdistettyyn sähkömarkkinaan. Sähköä ostetaan ja myydään sähköpörssi Nordpoolissa.

Kaupat seuraavan päivän niin sanotusta spot-sähköstä tehdään edellisen päivän huutokaupassa tunti kerrallaan. Tämä on sitä pörssisähköä, jota tavallinen kuluttajakin voi oman sähköyhtiönsä kautta ostaa.

Mutta sähkömarkkinoiden isojen toimijoiden kaupankäynti ei lopu spot-markkinaan.

Spot-kaupat perustuvat ennusteisiin sähkön kulutuksesta ja tiedossa olevasta tuotannosta. Esimerkiksi tuulivoiman määrää arvioidaan tuuliennusteiden perusteella.

Ennusteet menevät usein pieleen. Tuuleekin vähemmän tai onkin ennustettua lämpimämpää. Tai teollisuudessa isoon koneeseen tuleekin vika, ja se pitää sammuttaa.

Markkinoiden isot pelurit käyvät jatkuvasti vielä niin sanottua päivän sisäistä kauppaa, jossa ne myyvät ylimääräistä sähköä tarvitsijoille tai päin vastoin.

Markkinat tasapainottavat itse itseään eli kun hinta laskee tarpeeksi, sähkölle löytyy kyllä ottaja tai jonkun kannattaa sulkea oma voimalansa. Kun hinta nousee, jonkun kannatta alkaa tuottaa lisää sähköä tai vaihtoehtoisesti vähentää kulutusta.

Sähkömarkkinoilla pitää olla joka hetki yhtä paljon tuotantoa ja kulutusta. Muuten sähköjärjestelmä romahtaa. Sitä kutsutaan alalla koko järjestelmän blackoutiksi.

Päivän sisäinen markkinakaan ei aina riitä tasaamaan kulutusta ja tuotantoa.

Äkillisiä häiriötilanteita tai suuria ennustevirheitä varten Fingridillä on käytössä vielä kolmiosainen varautumisjärjestelmä. Sekin perustuu osin markkinoihin.

Joskus voi käydä niin, että iso ydinvoimala tai rajajohto vikaantuu täysin odottamatta ja putoaa verkosta hetkessä. Silloin sähköjärjestelmän pitää reagoida heti.

Se tapahtuu taajuusreservillä. Fingrid maksaa esimerkiksi kasvihuoneyrittäjille tai vesivoiman tuottajille siitä, että kasvihuoneen sähköt voidaan kytkeä pois tai vesivoimalan säätöluukut avata ilmoittamatta, salamannopeasti.

Järjestelmään kuuluu myös akkuja, joista saadaan imettyä nopeasti virtaa.

Sähköverkossa pitää olla aina 50 hertsin taajuus, jotta verkkoon kytketyt sähkölaitteet toimivat normaalisti. Kun taajuus laskee selvästi tämän alle, automaattiset releet kytkevät riittävän määrän taajuusreserviä käyttöön.

Taajuusreserviä hoidetaan yhdessä muiden Pohjoismaiden kanssa. Se on mitoitettu korvaamaan Pohjoismaiden suurimman yksittäisen voimalayksikön, joka on Oskarshamnin 1 450 megawatin tehoinen ydinreaktori Ruotsissa.

Suomessa taajuusreserviä on 290 megawattia. Fingrid varmistaa joka ilta markkinoilta reservin saatavuuden seuraavalle päivälle.

Vaikka maiden välisten siirtojohtojen kapasiteetti olisi täyskäytössä, niihin voidaan hetkellisesti ajaa ylikuormaa häiriötilanteessa. Mutta sitä voi kestää vain hetken, muuten johdot alkavat kuumeta.

Automaattisesti laukeava taajuusreservi hoitaa häiriötilan ensimmäiset 15 minuuttia. Seuraavaksi järjestelmää tasapainottaa säätösähkömarkkina. Fingrid kerää koko ajan tarjouksia aina seuraavan tunnin säätösähkömarkkinalle.

Sähkön tuottajat kertovat, mihin hintaan ne ovat valmiita kasvattamaan tuotantoa, sähkön kuluttajat, mihin hintaan ne ovat valmiita leikkaamaan kulutusta. Markkinalle voivat osallistua ne, jotka pystyvät säätämään kapasiteettia vain 15 minuutin viiveellä.

Mukana on esimerkiksi vesivoimaloita ja metsä- ja metalliteollisuutta. Teollisuudella on sellaisia koneita, jotka voidaan sammuttaa muutamaksi tunniksi aiheuttamatta haittaa.

Häiriötilanteessa Fingrid pyytää säätösähköä tarjonneita toteuttamaan säädön. Tarjolla olevan säädön määrä vaihtelee yleensä noin 400–1000 megawatin välillä.

Palataan viime torstaiaamuun. Automaattista taajuusreserviä ei tarvinnut aktivoida, koska sähköpulan uhka nähtiin jo aamuyön aikana.

Säätösähkömarkkinalta Fingrid otti sen sijaan kello 7 käyttöön kaiken tarjotun säätökapasiteetin. Sitä oli aamun tunteina tarjolla keskimäärin vain 400 megawattia, vaikka kalleimman tarjouksen hinta nousi peräti viiteen euroon kilowattitunnilta. Määrä ei riittänyt pulan paikkaamiseen.

Fingridillä on kuitenkin takataskussa vielä yksi keino: Omien ja vuokrattujen varavoimaloiden arsenaali, joilla saadaan 15 minuutissa käynnistettyä yhteensä noin 1 200 megawatin edestä sähkön tuotantotehoa tai -sulkuja.

Torstaina aamutuimaan Fingrid käynnisti Forssan ja Huutokosken varavoimalat yhteensä noin 200 megawatin teholla.

Samalla markkinoille tiedotettiin, että tilanne on tiukka ja säätösähkö on kallista. Se houkutteli teollisuutta seisauttamaan prosesseja niin, että kello yhdeksän aikaan tilanne oli jo tasapainossa.

Fingrid saattoi pysäyttää voimalansa ja lopettaa säätösähkön ostamisen.

Olkiluodon kolmosyksikkökin alkoi palata verkkoon kello 12.25 alkaen torstaina.

Kuka tämän kaiken maksaa? Taajuusreservin ja varavoimaloiden ylläpidon kustannukset Fingrid kerää sähkömarkkinoiden toimijoilta verkon käyttömaksuissa.

Säätösähkömarkkinan kulut maksaa se, joka tehovajeen on aiheuttanut. Järjestelmän toiminnasta tehdään joka päivä jälkikäteen taseselvitys. Se, joka on tuottanut lupaamaansa vähemmän, joutuu maksamaan alijäämästä säätösähkön hinnan.

Niinpä torstaiaamun ongelmien lasku näyttäisi lankeavan Olkiluodon voimalat omistavalle TVO:lle ja sen osakkaille.

Se joka onnistui vähentämään sähkön käyttöä pulan koitettua, sai säästöstään säätömarkkinan hinnan.

Pitäisikö torstain tapahtumien vuoksi olla huolissaan? Kyllä ja ei. Fingridin asiantuntijoiden mukaan sähköjärjestelmän turvamekanismien käyttäminen ei sinänsä ole harvinaista. Herkässä järjestelmässä riittää tasapainotettavaa.

Taajuusreservi sammuttaa valot kasvihuoneista yleensä muutaman kerran vuodessa. Säätösähköllä käydään kauppaa koko ajan.

Sen sijaan varavoimaloita on käytetty harvoin. Niiden on tarkoituskin olla järjestelmän viimeinen lenkki, joka on aina valmiudessa seuraavan mahdollisen häiriön hoitamiseen.

Uhannut tehopula oli muistutus siitä, että syksyllä ja talvella Suomen sähköjärjestelmä on haavoittuvainen. Venäjän-sähköntuonnin loppuminen vähensi tuontiyhteyksien joustovaraa.

Olkiluodon kolmosyksikön joulukuulle asti jatkuvan koekäytön ajan vastaavia ongelmia voi tulla toistekin. Koekäyttöön kuuluvat laitoksen nopeat alas- ja ylösajotestit. Niiden aikataulut eivät välttämättä aina pidä.

Tuulivoiman määrän jatkuva kasvu lisää myös esimerkiksi tuuliennusteiden virheistä johtuvan tehopulan mahdollisuutta.

Siksi tavallisen sähkönkäyttäjänkin kannattaa seurata tilannetta ja säästää sähköä silloin, kun markkinoiden tilanne uhkaa kiristyä.

Artikkelia varten on haastateltu käytön kehitysyksikön päällikköä Jyrki Uusitaloa ja strategisen verkkosuunnittelun yksikön päällikköä Mikko Heikkilää Fingridistä sekä TVO:n viestintäpäällikköä Johanna Ahoa.