Devapriyo Das
25. syyskuuta 2025
Mikä jarruttaa huomisen kestävämpää sähköverkkoa?
Vihreään energiaan ei voida siirtyä ilman laajamittaista verkon rakentamista. Rambollin hiljattain ostaman TransGrid Solutionsin (TGS) toimitusjohtaja Mohamed Rashwan tarkastelee ongelmia, jotka voivat vaikuttaa verkon laajentamiseen - toimittajien liian vähäisestä määrästä lupien liian suureen määrään - ja sitä, miten ne voidaan ratkaista.
Sähkön kysyntä kasvaa kaikkialla maailmassa, mutta sähköverkon infrastruktuuri, joka kuljettaa sähköä generaattoreista käyttäjille, on kireällä. Paineita lisää entisestään tarve sisällyttää uusiutuvien energialähteiden kasvava osuus energialähteiden yhdistelmään ja ottaa käyttöön uutta teknologiaa verkon tehokasta hallintaa varten.
Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) mukaan maailmanlaajuisen sähkönkäytön odotetaan kasvavan lähes 4 prosenttia joka vuosi vuoteen 2027 mennessä, ja sähköä siirtävien sähkökaapeleiden kilometrimäärä on kaksinkertaistettava vuoteen 2040 mennessä, jotta kansalliset ilmasto- ja energiatavoitteet voidaan saavuttaa. Kyseessä on valtava tehtävä, joka on tehtävä kiireellisesti, sillä verkkoinfrastruktuuri mahdollistaa energian saannin kilpailukykyisin kustannuksin ja edistää teollisuuden kasvua.
Miksi sähköverkkojen rakentaminen on ratkaisevan tärkeää kasvavan energiantarpeen tyydyttämiseksi?
Mohamed Rashwan: Sähköverkon energiamurros tapahtuu kahdella tasolla. Ensinnäkin suurjännitteisen sähkön tuottaminen ja siirtäminen pitkien etäisyyksien yli ja toiseksi pienjännitteisen sähkön jakelu kuluttajille. Keskityn ensin mainittuun, joka on TGS:n erikoisalaa.
Yhteiskunta on siirtymässä fossiilisista polttoaineista uusiutuviin energialähteisiin perustuvaan tuotantoon, jota hallitsevat tuuli- ja aurinkovoima sekä akut. Tämä edellyttää paljon uutta siirtokapasiteettia, jotta voidaan integroida suuria määriä uusiutuvaa energiaa. Se merkitsee myös uusia haasteita, jotka johtuvat suurten fossiilisiin polttoaineisiin perustuvien synkronikoneiden käytöstä poistamisesta ja tehoelektroniikkaan perustuvien lähteiden käyttöönotosta sähköjärjestelmässä.
Jotta voimme vastata näihin haasteisiin ja verkon laajentamiseen, meidän on hyödynnettävä uusia teknologisia läpimurtoja sekä hyödynnettävä FACTS-järjestelmien (Flexible Alternating Current Transmission Systems) ja tehoelektroniikan tarjoamia etuja ja ominaisuuksia.
Lähitulevaisuudessa verkon perusrakenne säilyy todennäköisesti nykyisellään. Maakaapeleilla tulee kuitenkin olemaan suurempi merkitys tietyissä osissa maailmaa, esimerkiksi EU:ssa. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että kansalaiset suhtautuvat herkästi ilmajohtoihin.
Mikä estää energia-alaa rakentamasta verkkoja nopeammin ja laajemmin?
Siirtoverkonhaltijoilla, yleishyödyllisillä laitoksilla, toimittajilla, EPC-urakoitsijoilla ja konsulteilla on kaikilla samat haasteet sähköverkon nopeammassa rakentamisessa, mukaan lukien alkuperäisten laitevalmistajien suunnittelu- ja valmistuskapasiteetti, henkilöresurssit sekä ympäristöarviointiin ja lupien myöntämiseen tarvittava aika.
Aikaisemmin suurjännitteisen tasavirtahankkeen (HDVC) toteuttaminen kesti tavallisesti neljästä viiteen vuotta sopimuksen myöntämisestä sen valmistumiseen. Saatoimme saada useita tarjouksia tällaisista hankkeista. Nykyään suurjänniteverkon kysynnän vuoksi, mutta koska myyjiä on rajallinen määrä, tarjouskilpailussa saatetaan saada yksi tai kaksi tarjousta, ja myyjät sanovat, että heidän hankkeensa valmistuvat seitsemän tai kahdeksan vuoden kuluttua tarjouskilpailusta. Lisäksi suuntaus on nyt neuvotella ja valita alkuperäinen laitevalmistaja alusta alkaen. Mielestäni asiakkaiden on sopeuduttava tähän uuteen elämäntapaan.
Kyse ei ole teknologiasta vaan toimitusketjun resurssipulasta. Jopa peruskomponentteja, kuten katkaisijoita, ostettaessa voi olla kahden vuoden odotusaika. Kaikkein suurin ongelma on uusien tehtaiden rakentaminen, jotta voidaan tuottaa lisää komponentteja, kuten muuntajia sähköverkkoon. Kyse on tasapainoilusta tässä ja nyt ja tulevaisuudessa ilmenevien tarpeiden välillä. Jos valmistaja rakentaa lisää muuntajien valmistuskapasiteettia ja kysyntä vähenee tulevaisuudessa, kapasiteettia jää ylikapasiteettia.
Valmistuksen haasteeseen vastaaminen tarkoittaa, että uusien toimittajien on tultava kuvaan mukaan. Tällaisia toimijoita on muun muassa Aasiassa, mutta EU:n ja Yhdysvaltojen ulkopuolelta tulevien verkkoinfrastruktuuriin tarkoitettujen tuotteiden hyväksymiseen liittyy rajoituksia ja varauksia. Näihin ongelmiin olisi puututtava.
Mikä muu estää energiaverkkojen rakentamisen: politiikka, lupamenettelyt vai henkilöresurssit?
Lupamenettelyt ja politiikka kulkevat käsi kädessä. Lupien myöntäminen riippuu halusta virtaviivaistaa ja nopeuttaa prosessia. Esimerkiksi Kanadassa hallitus pyrkii siihen, että sekä liittovaltion että maakuntien tasolla olisi vain yksi prosessi. Jos maakunta saa luvan rakentaa sähköverkkoa, liittovaltion hallitus ei toista prosessia. Lupamenettelyn on kuitenkin oltava nopeampi, mutta samalla on otettava huomioon ympäristö- ja sosiaaliset näkökohdat. Se on poliittinen haaste, ei tekninen.
Ammattitaitoisten insinöörien löytäminen ei ole helppoa. Tämä vaikuttaa alaan kaikilla tasoilla: valmistukseen, järjestelmäoperaattoreihin, yleishyödyllisiin laitoksiin ja konsultteihin.
"Resilienssi tarkoittaa, että rakennetaan järjestelmä, joka voi kohdata ongelmia ilman kielteisiä seurauksia. Ongelmat vaihtelevat kyberturvallisuudesta vaikeisiin sääilmiöihin. Kun ilmastohäiriöt lisääntyvät, olipa kyse sitten maastopaloista, äärimmäisestä kuumuudesta tai kylmyydestä tai tulvista, katkoksia tulee todennäköisesti olemaan enemmän."
Jos esimerkiksi yksi siirtopiiri vikaantuu, tarvitsemme toisen. Silloin olisi harkittava uusien piirien lisäämistä, mutta niitä ei myöskään saisi lisätä samaan siirtokäytävään, koska sama sääilmiö voisi tuhota molemmat. Sietokyky on laaja aihe, ja sitä on käsiteltävä tapauskohtaisesti. Sitä ei voida yleistää.
Luotettavuus, jota voidaan pitää häiriönsietokyvyn indeksinä, voidaan sisällyttää järjestelmään, mutta vain jos asiakas on valmis maksamaan siitä. Nykyään esimerkiksi datakeskusten omistajat vaativat erittäin korkeaa luotettavuutta, koska keskeytykset eivät ole heille vaihtoehto, ja he ovat valmiita maksamaan luotettavuudesta lisämaksun. Tämä ei kuitenkaan ole tyypillinen asiakas.
Mikä on se tarina, joka teidän on kerrottava hallituksille, valmistajille ja asiakkaille, jotta ne vakuuttaisivat heidät investoimaan ensisijaisesti tulevaisuuden kestävästä ja joustavasta sähköverkosta?
Tiedämme varmasti, että energiamurros on tullut jäädäkseen, ei mitään jos tai mutta. Lisäksi sähköistämisen kysyntä kasvaa muun muassa Aasiassa, Afrikassa ja Etelä-Amerikassa. Niiden kysyntä on riippumaton energiamurroksesta. Tämä tarkoittaa, että meillä on sekä energiamurros että kysynnän kasvu kehittyvissä talouksissa.
Keskeinen osa energiamurrosta ovat yhteenliitännät. Tuuli- tai aurinkoenergiaa ei tarvita omalla takapihalla. Yhteenliitännöissä hyödynnetään joko ajallista tai ilmastollista monimuotoisuutta maiden ja alueiden välillä, ja ne auttavat tuomaan sähköä sieltä, missä se tuotetaan, sinne, missä sitä tarvitaan, joskus suurten etäisyyksien päähän. TGS on ollut mukana monissa HVDC:tä hyödyntävissä yhteenliittämishankkeissa, esimerkiksi Egyptin ja Saudi-Arabian välisessä HVDC-hankkeessa, joka on parhaillaan toteutettavana.
Ruudukon laajennuksen avainnumerot
- : > 200 miljardia dollaria
(USA) vuotuiset maailmanlaajuiset investoinnit sähkönsiirtoon 2030-luvun puoliväliin mennessä, jotta voidaan vastata kasvavaan sähkön kysyntään.
- : >1 600 GW
Tuuli- ja aurinkoenergiahankkeet ovat pitkälle edenneessä kehitysvaiheessa ja odottavat parhaillaan verkkoon liittämistä.
- : +1,5 miljoonaa
vuoteen 2030 mennessä tarvittavien verkkojen rakentamiseen ja ylläpitoon tarvittava ammattitaitoinen työvoima nykyisen noin 8 miljoonan työntekijän lisäksi.
Miksi TGS:n ja Rambollin fuusio on järkevä energia-alan verkkotavoitteiden kannalta?
TGS hyväksyttiin osaksi Ramboll-konsernia elokuussa 2025. Yhdistymisessä yhdistyvät TGS:n syvällinen tekninen osaaminen verkon arvoketjun tietyissä osissa, kuten HVDC:ssä, ja Rambollin laaja osaaminen saman arvoketjun muissa osissa.
"Aiemmin Ramboll ja TGS saattoivat toimittaa erikseen tiettyjä osia näistä hankkeista, minkä jälkeen asiakas etsi vaihtoehtoisia toimittajia hankkeensa loppuun saattamiseksi", Mohamed Rashwan sanoo. "Yhdistymisen myötä asiakkaat saavat nyt Rambollin verkkohankkeisiinsa keskitetyn palvelupisteen."
Uusiutuvan energian integrointi
Nykyään uusiutuvan energian osuus maailman sähköntuotannosta on alle 30 prosenttia. Nopeasti laajenevat aurinko- ja tuulienergiahankkeet ovat avainasemassa, kun tätä lukua nostetaan. Suuren tuuli- ja aurinkoenergiamäärän integrointi edellyttää vahvaa sähköverkkoa.
Haluatko tietää lisää?
Devapriyo Das
Head of Global Editorial Content
+45 51 61 21 49
Mohamed Rashwan
VP- Market and client officer
+1 204 989 4852
ESILLÄ OLEVAT OIVALLUKSET
Kestävään siirtymään tarvitaan vetyä, biokaasua ja muita ympäristöystävällisiä polttoaineita. Tällaisten polttoaineiden valmistajien, niihin sijoittavien ja niiden ostajien on noudatettava erilaisia sääntely- ja toimintapoliittisia puitteita, joissa asetetaan kriteerit kyseisten polttoaineiden tuotannolle, käytölle ja sertifioinnille. Tässä artikkelissa tarkastelemme, miksi kannattaa pysyä alan kehityksen kärjessä ja miten se onnistuu.