Energiajärjestelmä ei ole enää yksinkertainen – ja sen monimuotoisuus vain lisääntyy tulevaisuudessa
Lämmön sähköistyessä ja vihreän siirtymän kiihtyessä energiajärjestelmät kehittyvät yhä monimutkaisemmiksi. Kokonaiskuvan rakentaminen koko energiantuotannosta alkulähteestä energian jakeluun ei ole enää edelläkävijöiden innovaatio – se on edellytys sekä energialiiketoiminnan jatkuvuudelle että energiantuotannon tehokkuudelle ja toimitusvarmuudelle.
Vielä vuosikymmen sitten energiantuotanto ja -jakelu oli monella tapaa suoraviivaisempi prosessi kuin tänään. Nyt tuotannon sivuhaarat, sektorien integraatiot ja uudet teknologiat ovat tuoneet mukanaan sekä haasteita että mahdollisuuksia, joita aiemmin ei osattu ennakoida.
Siinä missä jo energialähteitä voi olla useita, myös tuotantomuotoja voi löytyä yksittäisiltä energiayhtiöiltä yli kymmenen. Energialähteiden moninaisuus, lämmön ja sähkön sektorikytkennät, sekä eri tavoin älykäs kaukolämpöverkko muodostavat energiajärjestelmän, jota on ilman digitaalista mallinnusta lähes mahdotonta hahmottaa.
Mutta miten mallintamisesta siirrytään siihen, että energiantuotannon arvoketjun jokainen osa, kuten tuulivoimalla tuotettu sähkö tai tienvarsivarastoissa odottava puupolttoaine aina omakotitaloja lämmittävään kaukolämpöveteen saakka saadaan huomioitua kokonaistehokkuuden ja toimitusvarmuuden näkökulmasta?
Järjestelmätason optimointimalli kykenee muun muassa suoraan ohjaamaan varttitasolla, milloin sähkökattilalla kannattaa tuottaa lämpöä, tai missä osissa verkkoa menoveden lämpötilaa voidaan alentaa huomisen säätilaan perustuen.
Energia- ja kustannustehokkuus lähtee kokonaisuuden hahmottamisesta
Usein energiantuotannon optimoinnista puhuttaessa keskitytään helposti yksittäiseen komponenttiin; tarkastelun alle valitaan esimerkiksi kaukolämpöverkko, tuotantoon osallistuvat kpa- ja öljykattilat, tai yhä useammin sähköakku tai –kattila.
Energiantuotanto ei kuitenkaan ole irrallisten palasten kokoelma, vaan tuhansille yrityksille ja kotitalouksille lämpöä ja sähköä tuottava kokonaisuus, jossa jokaisen osan tulisi tukea toisiaan. Tämä on usein jo huomioitu erilaisissa laitosten automaatiojärjestelmissä, joiden avulla eri laitokset ikään kuin keskustelevat keskenään.
Nykypäivän kehittyneissä toimintaympäristöissä tämä ei kuitenkaan enää riitä.
Jotta energia-arvoketju voidaan toteuttaa alusta loppuun optimaalisesti, automaatiojärjestelmät tarvitsevat tuekseen ylemmän tason laskentaa, joka voi tuottaa tietoa optimaalisista ohjaustavoista tulevien päivien koko verkon lämmönkäytön ja sähkömarkkinat huomioiden.
Laajasti energiayhtiöiden käytössä olevat automaatiojärjestelmät tarvitsevat tuekseen ylemmän tason laskentaa, jotta energiajärjestelmän kokonaisoptimi voidaan saavuttaa.
Ei yhden energialähteen, vaan koko järjestelmän ehdoilla
Yhden tuotantolaitoksen tehokkuuden maksimointi voi johtaa heikompaan kokonaisoptimiin muun järjestelmän kanssa, mikä vähentää kustannustehokkuutta ja luotettavuutta koko järjestelmän tasolla.
Tämän myötä monihaaraisen energiantuotannon arvoketjun hallinta saattaa tuntua ensi katsauksella miltei mahdottomalta tehtävältä. Miten voi saavuttaa kustannussäästöjä ja tehokkuutta, jos yksittäisen komponentin optimointi ei ole kannattava ratkaisu?
Onneksi energiajärjestelmän monipuolisuus ei ole kokonaisvaltaiselle hallinnalle pelkkä haaste, vaan enemmänkin mahdollisuus. Mitä enemmän energiajärjestelmässä on komponentteja, sitä laajamittaisemmat hyödyt optimoinnilla saavutetaan, kunhan käytössä on oikeat työkalut.
Mitä enemmän energiajärjestelmässä on komponentteja, sitä laajamittaisemmat hyödyt optimoinnilla saavutetaan.
Kun optimoinnin tuottamia tuloksia hyödynnetään suoraan tuotannolliseen käyttöön automaatiojärjestelmän kautta, ja huomioon otetaan koko tuotantojärjestelmän potentiaali, voidaan yksittäisen komponentin optimoinnin sijasta optimoida koko energia-arvoketjua.
Tällöin myös koko järjestelmän energiatehokkuutta voidaan parantaa niin, että sillä on esimerkiksi kaukolämmön toimitusvarmuuteen ainoastaan positiivisia vaikutuksia. Eikä tähän tarvita yhtään sen enempää työtunteja tai päivystävän laitosoperaattorin vaivannäköä, kuin optimoimattoman energiajärjestelmän kanssa toimittaessa.
Pikemminkin päinvastoin: parhaimmillaan optimointi tukee laitosoperaattorin työtä ja auttaa tekemään järjestelmän ohjauksen kannalta oikeita ratkaisuja aiempaa vaivattomammin.
Kumppanuus on avain energiantuotannon arvoketjun kokonaisvaltaiseen hallintaan
Kun arvoketjun jokainen osa saadaan keskustelemaan keskenään, saavutetaan parhaat tulokset. Yksinkertaisimmin tämä onnistuu keskittämällä tiedonhallinta ja optimointi yhteen järjestelmään, joka tukee tuotannollista käyttöä reaaliaikaisesti ja ennakoivasti kaikissa tilanteissa.
Yksinkertaisimmin energiajärjestelmän eri komponentit saadaan keskustelemaan keskenään, kun ne yhdistetään yhden tuotannolliseen käyttöön suunnitellun järjestelmän alle.
Avain onnistumiseen löytyy automaatiosta ja optimoinnin tuotannollisesta ratkaisusta; ennen kaikkea järjestelmien on keskusteltava reaaliaikaisesti keskenään. Nykypäivän energiajärjestelmä on monimutkaistunut siihen pisteeseen, että lyhyetkin viiveet tiedonsiirrossa voivat vaikuttaa merkittävästi ratkaisujen energia- ja kustannustehokkuuteen.
Energiantuotannon arvoketjun hallinta vaatii hyvää ennustettavuutta, tarkkaa mallinnusta ja ennen kaikkea kokonaisnäkemystä. Yksinkertaista se ei ole, mutta energiajärjestelmän kokonaispotentiaali painaa kuitenkin vaakakupissa enemmän kuin monimutkaisuuden luomat haasteet. Siksi se kannattaa tehdä oikein, ja yhdessä asiantuntevan kumppanin kanssa.
Ensense on rakentanut energia-arvoketjun kokonaisvaltaista hallintaa useille toimijoille läpi Suomen. Tuottamamme energiajärjestelmien digitaaliset mallinnukset ja tuotannolliset optimointiratkaisut tarjoavat energiantuottajille avaimen etulyöntiasemaan niin arvoketjun johtamisessa, kuin energiantuotannon kustannustehokkuudessa.
Data-analytiikkaan perustuvat ratkaisumme energiajärjestelmien hallintaan:
- Polttoainesuunnittelu
- Tuotannon optimointi
- Verkon optimointi
- Sähkömarkkinaoptimointi
