Sähköverkon näkymätön vallankumous: Ekotehokas sähköasemateknologia etenee pohjoismaisissa sähköverkoissa

Sähköasemat ovat sähköverkon hiljaisia solmukohtia – ne ovat verkon aivot, jotka ohjaavat, suojaavat ja jakavat energiaa sinne, missä sitä tarvitaan. Ilman moderneja sähköasemia tuulivoimaloiden tuottama puhdas sähkö ei liiku, eikä yhteiskunta pysy käynnissä. Energiamurros on muuttanut sähköverkon vaatimukset pysyvästi.

”Sähköistymisen myötä sähköasemien ja siirtokapasiteetin tarve on kasvanut räjähdysmäisesti. Kyse ei ole enää vain yksittäisten sähköasemien päivittämisestä, vaan yhä useammin valtavista kokonaisuuksista, joilla varmistetaan koko kantaverkon kantokyky tuleville vuosikymmenille”, kuvailee tilannetta Hitachi Energyn Cluster Nordics -alueen myyntijohtaja Tero Talonen.

Mittava muutos heijastuu suoraan kentälle: esimerkiksi Norjassa ja Ruotsissa ei enää tyydytä rakentamaan yhtä kohdetta kerrallaan. Sen sijaan kantaverkkoyhtiöt uudistavat kerralla kokonaisten alueiden verkkoinfrastruktuureja vastaamaan teollisuuden, datakeskusten ja sähköistyvän liikenteen vaatimuksiin.

Kantaverkon sähköasemissa sähkö pyrkii jatkuvasti hyppäämään johtimista ympäröiviin rakenteisiin. Perinteisillä ilmaeristeisillä sähköasemilla tämä estetään jättämällä laitteiden väliin metreittäin tyhjää tilaa, jolloin ilma toimii luonnollisena eristeenä. Kaupunkiympäristöissä tilaa ei kuitenkaan ole hukattavaksi, joten ratkaisuna käytetään kaasueristeisiä kojeistoja (GIS). Niissä komponentit on pakattu tiiviisti metalliputkiin, joiden sisällä eristekaasu toimii kuin näkymätön suojakilpi – se estää valokaaret murto-osassa siitä tilasta, jonka ilmaeristys vaatisi.

Tässä nerokkaassa rakenteessa on kuitenkin hiljainen ilmastoriski: rikkiheksafluoridi (SF₆). Se on teknisesti ylivertainen eriste, mutta samalla maailman voimakkain kasvihuonekaasu, jonka lämmitysvaikutus on peräti 23 000 kertaa hiilidioksidia (CO₂) voimakkaampi.

Kantaverkon sähköasemien vaatima äärimmäinen eristyskyky ja kompakti koko olivat pitkään mahdoton yhtälö ilman SF₆-kaasua. Hitachi Energy on murtanut tämän lukon EconiQ-teknologialla, jossa  SF₆-kaasu on korvattu uudella ympäristöystävällisellä hiilidioksidin (CO₂), hapen (O₂) ja fluoronitriilin (C4‑FN) kaasuseoksella, mikä leikkaa laitteiston hiilijalanjäljestä peräti 99 prosenttia. Historiallisen päänavauksen jälkeen yhtiö on uutisoinut monista uraauurtavista toimituksista myös suurjänniteverkkoihin, kuten maailman ensimmäinen SF₆-vapaa 420 kV:n kaasueristeinen kojeisto TenneTille Saksaan.sekä maailman ensimmäinen SF₆-vapaa 550 kV:n kojeisto Kiinaan.

”SF₆-vapaa EconiQ on ainutkertainen innovaatio omalla työurallani. On ollut hienoa nähdä, kuinka intohimoisesti asiakkaat suhtautuvat siihen – olemme tuoneet markkinoille ratkaisun, jota alalla on todella odotettu”, myynnin asiantuntija Eetu Sällinen kertoo. 

Innovaation käytännön nerokkuus piilee siinä, että ekotehokkaassa EconiQ-ratkaisussa laitteiston fyysinen koko on yhtä kompakti kuin perinteisessä SF₆-kaasua hyödyntävässä ratkaisussa. Tämä on kynnyskysymys ahtaissa kaupunkiympäristöissä  ja suora ja vaivaton harppaus kohti hiilineutraalia huoltovarmuutta.

Teknologinen loikka ei ole jäänyt vain suunnittelupöydälle vaan näkyy jo nyt massiivisina investointeina eri puolilla maailmaa, ja myös Pohjoismaita. Kantaverkkoyhtiöt asettavat parhaillaan uusia globaaleja standardeja sille, miten modernia ja kestävää infrastruktuuria rakennetaan.

Ruotsissa Svenska Kraftnät toteuttaa historiallista, yli kahden miljardin kruunun investointia, jolla varmistetaan Tukholman sähkönsaanti viidellä uudella sähköasemalla. Kyseessä on kriittinen hanke, joka turvaa sähkön yli miljoonalle kotitaloudelle ja mahdollistaa vuotuisen sähkönkulutuksen kasvun jopa 5 terawattitunnilla (TWh).

”Me toimitamme Tukholman ympärille nyt viisi sähköasemaa, jotka ovat osa sähköverkon päivitysohjelmaa. Sen myötä  tehokapasiteetti Tukholmassa ja sen ympäristössä nousee noin 65 prosentilla . Kyse on todella kriittisestä infrastruktuurista”, tarjouspäällikkö Magnus Udd Hitachi Energystä painottaa. ”Tiheässä kaupunkiympäristössä ekotehokkaan EconiQ-teknologian kompakti koko on kynnyskysymys: sähkönsyöttöä voidaan vahvistaa ilman, että arvokasta kaupunkitilaa tuhlataan massiivisiin rakennelmiin.”

Tanskassa Energinetin Lindehøjin hanke on puolestaan osoittanut, että uusi teknologia on valmis kantaverkon vaativimpaan käyttöön. Kyseessä on 420 kV sähköasema, jonka avulla merituulivoima siirretään tehokkaasti kuluttajille. Ympäristövaikutukset ovat konkreettisia: jo yhden laitekentän myötä vältetään 1 200 kilon SF₆-kaasulisäys verkkoon.

Norjassa puolestaan Statnett vastaa Oslon väestönkasvuun nostamalla sähköverkon kapasiteettia huimalla 60 prosentilla.

”Kestävän kehityksen mukaisuus ei ollut Norjan hankkeessa mikään pieni sivuseikka, vaan sille annettiin sähköasemakilpailutuksessa 30 prosentin painoarvo. On upeaa päästä toimittamaan Statnetille Norjan ensimmäinen ekotehokas siirtoverkon sähköasemaratkaisu SF₆-vapaalla EconiQ-teknologialla”, kertoo Talonen.

Ruotsin, Norjan ja Tanskan massiivisten ja samanaikaisten hankkeiden onnistuminen ei ole sattumaa. Pohjoismaat toimivat Hitachi Energylle globaalina laboratorioympäristönä, jossa asiakkaiden tiukat vaatimukset kestävän kehityksen mukaisuudesta ja edistyksellinen sääntely kirittävät innovaatioita. Tätä tukemaan Hitachi Energy hyödyntää uutta pohjoismaisen yhteistyön mallia, jolla vahvistetaan osaamista ja tehostetaan toimintaa ja tiedonkulkua.

Projektitiimit kasataan parhaista pohjoismaisista osaajista – riippumatta siitä, istuuko asiantuntija Vaasassa, Västeråsissa vai Kööpenhaminassa. Opit ja kokemukset siirtyvät maasta toiseen tehokkaasti ja viiveettä.

”Kun esimerkiksi Tanskassa ratkaistaan kantaverkkohaaste, sama tieto on heti käytettävissä Norjan ja Ruotsin hankkeissa”, Tero Talonen antaa esimerkin.

”On huomattava lisäarvo asiakkaalle, että he voivat toteuttaa projekteja eri maissa saman myynti- ja projektitiimin kanssa”, Tero Talonen summaa.

Vihreän energiasiirtymän ja sähköistymisen edetessä sähköasemien rooli yhteiskunnan turvaajina korostuu. Moderni sähköasema ei ole enää vain mekaaninen kytkinlaitos, vaan älykäs solmukohta, jonka on kestettävä niin sään ääri-ilmiöitä kuin digitaalisia uhkia. Tämä näkymätön infrastruktuuri pitää yhteiskunnan pyörät pyörimässä silloinkin, kun olosuhteet muuttuvat haastaviksi.

”Turvallisuusluokitukset, fyysinen suojaus ja kyberturvallisuus ovat nykyään keskustelujen ytimessä. Kantaverkko on huoltovarmuuden avainkysymys: jos se ei ole luotettava eikä toimi, niin mikään sen allakaan ei toimi – sähkölamput eivät syty eivätkä valot pala”, Magnus Udd muistuttaa.

Huoltovarmuus on toinen puoli Hitachi Energyn pohjoismaista lupausta: samalla kun parannetaan sähköasemateknologian kestävän kehityksen mukaisuutta, rakennetaan verkkoa, joka on entistä joustavampi, luotettavampi ja sietokykyisempi tulevaisuuden epävarmuuksissa.

Tulevaisuus on sähköinen. Hitachi Energyn asiantuntijat näkevät kehityksen valtavana dominoefektinä: kun kantaverkon solmukohdat saadaan vahvistettua, puhdas sähkö alkaa virrata uusiin vetylaitoksiin, mahdollistaa merituulivoiman kasvun ja vauhdittaa teollisuuden päästöttömiä prosesseja.

EU:n F-kaasuasetus asettaa SF₆-kaasusta luopumiselle takarajan vuoteen 2032, mutta Pohjoismaissa kello käy jo eri tahtia. Hitachi Energy ja sen asiakkaat ovat päättäneet toimia vuosia etuajassa, mikä tekee sähköverkosta vihreän siirtymän moottorin jo nyt.

”Me emme vain toimita laitteita, vaan toimimme asiakkaan kumppanina ja konsulttina jo esisuunnitteluvaiheessa”, Tero Talonen päättää.

“Haluamme rakentaa ratkaisuja, jotka kestävät aikaa. Tämä on meidän panoksemme kestävään ja varmaan energiatulevaisuuteen.”