Saadaanko sattumaenergia hallintaan litiumtitanaatilla?


Kuva 1. Kuvaajaviite: By Jelson25 - Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7458278

Kuva 1. Kuvaajaviite: By Jelson25 – Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7458278

Meidän kaikkien kalliina pitämämme YLE uutisoi (Linkki), että sattumaenergia vaatii jättiakkua tasaamaan sähköverkkoa (Linkki). Linkkivinkistä kiitokset nimimerkillä PierreReview/S24/Ilmastonmuutos. Aivan otsikkoa myöten tuodaan esille aikaansaatu sähkön laadun huononnus valojen sammumisuhan muodossa.

YLE pääsee myös vähän yllättämään tässä aiheessa, sillä jättiakusta on kirjoitettu jo eilen taustoittava uutinen,  joka kertoo (Linkki), ettei se nyt niin suuri olekaan.  Akku on energiavarastona miljoonasosaluokaa läheisen Hanasaaren hiilikasan energiavarastosta. Siis mitätön mikä mitätön kontti.

Se, mistä akut on tehty, ei selviä YLE:n artikkeleista sen kumminkin kuin ”litium-ioneista”. Alkuun pääsee Fingridin vuoden vanhasta lehdistötiedotteesta (Linkki),  jossa todetaan tutkimuksen kohteena olevan Toshiban akut. Toshiba kertoo tuotteessaan käytettävän litiumtitanaattiakkuja (Linkki). Nyt päästiinkin jo siihen, mistä otsikossa puhutaan.

Pienellä heskelulla haeskelulla löytyy englanninkielinen nettisivu (Linkki), joka vaikuttaa riittävän asiantuntevalta ja myös kattavalta aiheen suhteen. Kommenttiosio on lukemisen arvoinen.

Muiden litiumioniakkujen tapaan LTO-lyhenteelläkin tunnetuissa litiumtitanaattiakuissa litium ei osallistu olennaiseen hapetuspelkistysreaktioon, vaan se tapahtuu raskaampien metallien toimesta. Litium-ionit ovat ”vain” varauksen siirtäjiä. LTO-akuilla on monia hyviä puolia, kuten pitkäikäisyys, lukuisten syklien kestokyky, turvallisuus ja toimintakyky myös pakkasessa. Haittapuoleksi voinee lukea sen, että tämäkin akkutyyppi lisää varastoimansa sähköenergian hintaa n. 10 cnt/kWh. Mikäli ajatellaan hyötysuhdetta, sekä latauksen että purkamisen ollessa nopeaa, saadaan arvioksi 0,85*0,85 = 0,72. Siis sadasta aurinkopaneelin tuottamasta kilovattitunnista saadaan akuston kautta käyttöön vain 72, kun aurinko pilkistää yllättäen ja sitten tuleekin pimeähkö lauantai-ilta. Jos sekä purkaminen että lataaminen tapahtuisivat optimaalisen hitaasti, litiumtitanaattiakuston energian palautusprosentti olisi n. 90%. Tämä on sinänsä erinomainen arvo akuille.

Miksei sitten Helen ja Fingrid kokeile kuvan 1 esittämää lyijyakustoa?  Onhan lyijyakku edelleen virranvarmistukseen hyvin kilpailukykyinen akkutyyppi (LinkkiPDF).  Konttiin ahdettuna lyijyakkujen tilantarve ja paino olisivat haittoja, mutta miksi energiavarastoakuston tarvitsisi ollakaan siirrettävä?  Veikkaan, että litiumtitanaattiakku on pitkäikäisempi jatkuvasti ladattaessa ja purettaessa. Virranvarmistusakustohan on tosikäytössä vain harvoin, kun taas sattumasähkön energiavarasto on ennustamattoman epätasaisesti, mutta usein käytössä. Kun kyse on periaatteen testaamisesta, on kaiketi melko perusteltua kokeilla sellaista lupaavaa akkutyyppiä, jonka käyttökelvottomuus sähköverkon energiavarastona ei vielä ole varmistunut. Lyijyakun osalta näin voinee jo olla.

Energiavarastokontin tarkemmista kustannuksista ei YLE puhu mitään, mutta tekstistä saa käsityksen, että akut ovat liian kalliita. Vedän hihasta hinnan 2 miljoonaa. Kun akuston kapasiteetti ei riitä edes tuntia pitempään tasaamaan alueen aurinkovoimaloille sattuvaa varjostusta, niin kovin kalliiksi tulisi tällä tekniikalla rakentaa sellainen aurinko- tai tuulivoimala, joka antaisi kysyntää vastaavasti yötä päivää sähköä verkkoon.

Mene ja tiedä, jospa Fingridin ja Helenin ihmiset tai insinöörit löytävät sellaisen käyttötarkoituksen litiumtitanaattiakuille, missä akut tuovat sijoitetut eurot takaisin. Ajattelen vaikka noita sattumaenergian tuottamia äkkiheilahduksia, joissa akusto olisi yksi nopeimmista vastaajista, jonka jälkeen peliin heitettäisiin tarvittaessa kaasudiesel tms. keskinopea säätövoimala. Toisaalta, jos otettaisiin tavoitteeksi päästä kokonaan eroon sattumaenergian syötöstä sähköverkkoon, kustannukset saataisiin siirrettyä nykyisille sattumaenergiatuottajille. He siis rakentaisivat tuulivoimalansa perään akustoaseman ja dieselvoimalan tms.  Tällä säästettäisiin verkostoinvestoinneissa pitkä penni.

Linkkejä

http://lib.tkk.fi/Dipl/2012/urn100600.pdf (LinkkiPDF) Elisa Vanhatalon diplomityö metron jarrutusenergian hyödyntämisvaihtoehdoista. Sattumaenergiaan verrattavaa energiaa.

https://aaltodoc.aalto.fi/bitstream/handle/123456789/12690/master_Jokinen_Miikka_2014.pdf?sequence=1 (LinkkiPDF) Miikka Jokisen diplomityö, jossa on esitetty litiumtitanaattikennon tutkimustietoakin.

http://www.goodnewsfinland.fi/suomalaiskeksinto-lisaa-litium-ioniakkujen-kayttokohteita-merkittavasti/ (Linkki) Myös Itä-Suomen yliopistossa on tutkittu litiumtitanaattia ja saatu lupaavia tuloksiakin.

https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density (Linkki) Energiatiheyksiä. Kuiva kamelinlanta päihittää selvästi litium-ilma-akun, joka antanee teoreettisen ylärajan myös litium-ioniakkujen energiatiheyksille.

3 responses to “Saadaanko sattumaenergia hallintaan litiumtitanaatilla?

    • Kiitos täydentävästä linkistä.
      Hihanihan oli melko kohdillaan (-;

      Summa on sikseen pieni koko budjettiin nähden, etten valittaisi Helenin asiakkaanakaan.

      Tykkää

  1. Kun sattumaenergiaa perustellaan ympäristönsuojelulla, niin litiumakkujen ympäristöjalanjälki voitaneen unohtaa? Kuulostaa kuitenkin siltä, että jos näitä tasausakkuja aletaan käyttää maailmanlaajuisesti, niin litiumin tarve jopa moninkertaistuu, mikä myös nostaa sen hintaa, autojenkin siirtyessä sähkökäyttöisiksi?

    2 milj.€ hinta per akku tarkoittanee koko Suomen sattumaenergian tasaamiseksi miljardien investointia.

    Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s