Sähkö varastoidaan ajamalla raskas juna ylämäkeen ja puretaan päästämällä juna vierimään alamäkeen. Suomalaisasiantuntija pitää ideaa raikkaana.

 
 
 
Taiteilijan näkemys ARES:n Nevadaan kaavailemasta sähkön junavarastosta.
 
 
Taiteilijan näkemys ARES:n Nevadaan kaavailemasta sähkön junavarastosta.

 

Kalifornialainen startup-yhtiö Advanced Rail Energy Storage (ARES) kehittää markkinoille yllättävää varastointimenetelmää esimerkiksi aurinko- ja tuulisähkölle, kirjoittavat yhdysvaltalaiset lehdet. Idea on sinänsä yksinkertainen. Aurinko- ja tuulisähkön ongelmana on tuotannon jaksottaisuus.

Kun tuulee tai paistaa, syntyy sähköä, mutta kun aurinko painuu mailleen ja tuuli tyyntyy, loppuu sähköntuotanto.

ARES:in ratkaisussa junanvaunut lastataan raskaasti kivikuormalla. Kun tuuli- ja aurinkosähköä on runsaasti tarjolla, junalastia ajetaan sähkön voimin raiteita pitkin ylös. Kun tuuli tyyntyy tai aurinkosähkön tuotanto hiipuu, lasti laitetaan vierimään alamäkeen.

Painovoiman avulla juna vierii alaspäin. Veturin moottori muuntuu generaattoriksi, joka tavallaan kierrättää jarrutusenergian käyttöön sähköksi. Jarrutusenergian hyödyntäminen tapahtuu samalla periaatteella kuin vaikkapa hybridiauto Toyota Priuksessa, vertaa Wired-lehti.

Sähkön varastointia kehitetään yhdeksi vaihtoehdoksi muille varastointitavoille. Sähköä varastoidaan laajasti pumppuvoimaloiden avulla. Kun sähkö on halpaa, vettä pumpataan ylhäällä sijaitsevaan altaaseen ja kun sähkö on kallista, vesi juoksutetaan alempana sijaitsevaan järveen tai mereen.

Yksi vaihtoehto ovat akut. Energiayhtiö Helen ilmoitti hiljattain, että se käynnistää Pohjoismaiden suurimman sähkövaraston Helsingissä. Varasto perustuu akkuihin. HS:n artikkelin asiasta voi lukea tästä.

ARES:n mukaan sähkön varastointi junien avulla on selvästi halvempaa kuin pumppuvoimaloiden teko, eikä vettäkään tarvita, vaan junavoimala toimii vaikka autiomaassa, jossa aurinkovoimaakin on runsaasti tarjolla. ARES:n toimitusjohtaja Jim Kelly sanoo Forbes-lehdessä, että junavoimavaraston käyttöönotto voi maksaa vain noin puolet siitä mitä maksaa vaihtoehtoinen varastointitapa.

ARES kaavailee 50 megawatin junavoimalaa Nevadan osavaltioon. Yhtiön mukaan energiakapasiteetti olisi 12,5 megawattituntia. Projektin kustannusarvio on vajaat 49 miljoonaa euroa. Rautatietä rakennettaisiin vajaat yhdeksän kilometriä. Nyt ARES:llä on koekäytössä junavoimala Kaliforniassa.

Sähkön varastointiongelmiin perehtynyt tekniikan tohtori Pertti Kauranen tuntee ennestään kalifornialaisten hankkeen.

”Ihan raikkaita ajatuksia”, sanoo.

Kauranen huomauttaa, että periaate on aivan sama kuin pumppuvoimalassa. Halvan sähkön aikaan vettä pumpataan ylös vesialtaaseen, ja kalliin sähkön aikaan vesi juoksutetaan alemmalle tasolle. Alas juokseva vesi pyörittää turbiinia, jonka liike saa generaattorin akselin pyörimään. Tällöin syntyy sähköä.

Kaurasen mukaan junavoimala on teknisesti mahdollinen ratkaisu, mutta sellaisen toivottavuuden ratkaisevat ensi sijassa, millaisiksi kustannukset nousevat ja halutaanko maa-alueita käyttää junavoimaloihin.

”Vahvasti epäilen, että kustannut ovat liian isot.”

Maailman sähkövarastoista 99 prosenttia on nyt pumppuvoimaloita, Kauranen sanoo.

”Ne ovat edullisin tapa siellä, missä ympäristön puolesta niille ovat olemassa edellytykset.” Akkuvarastot kuitenkin kehittyvät voimakkaasti.

Kauranen kertoo, että sähkön varastointiliiketoiminta kehittyy ripeää vauhtia. ”Alan teollisuuden mukaan viimeistään tänä vuonna sähkön varastointibisnes on lähtenyt käyntiin.”

”Akkujen ja aurinkopaneelien hinnat laskevat 20 prosentin vuosivauhtia. Viidessä vuodessa hinnat puolittuvat.”

Kaurasen mukaan sähkön akkuvarastot yleistyvät, mutta lainsäädäntö jarruttaa niiden käyttöön ottoa. Esimerkiksi Suomessa verot ja siirtomaksut joudutaan maksamaan sähköä ladattaessa ja tuotantomaksu sähköä purettaessa.

Sähkön akkuvarastointi on tulossa voimalla myös kotitalouksiin.

”Aluksi Australiassa, Hawaijilla ja ehkä Kaliforniassa ja Saksassa. Kun Saksassa kotitalouksiin asennetaan aurinkopaneeleita niin jo joka toisessa tapauksessa järjestelmään liitetään akku varastointia varten.”

”Australiassa kotitalouteen hankittavan akulla varustetun aurinkosähköjärjestelmän takaisinmaksuaika on kuudesta kahdeksaan vuotta.”