En

Digi­ta­li­saa­tio keskei­sessä roolissa energiamurroksessa

Ener­gia­kriisi on osoit­ta­nut, että tarvit­semme yhä enemmän kaik­kien saata­villa olevaa sekä kohtuu­hin­taista ener­giaa, jotta voimme hidas­taa ilmas­ton­muu­tosta sekä varmis­taa oman kansal­li­sen ener­gia­huol­to­var­muu­den ja ener­gia­tur­val­li­suu­den. Koska vihreä siir­tymä etenee nopeam­min kuin koskaan, on erityi­sen tärkeää, että voimme toteut­taa katta­van ja kestä­vän digi­taa­li­sen muutok­sen energiajärjestelmissämme.

Digi­taa­li­seen muutok­seen ener­gia­jär­jes­tel­missä liittyy olen­nai­sesti yhteis­kun­nan sähköis­ty­mi­nen ener­giassa, palve­luissa ja liik­ku­mi­sessa. Sähköis­ty­mi­sen myötä hajau­tettu ener­gia­jär­jes­telmä laaje­nee, mikä vaatii datan avulla tehtä­viä lasken­taa, tiedon­vaih­toa, ohjausta ja opti­moin­tia. Ener­gian kulutus muuttuu nopeam­min kuin koskaan ja ener­giaa halu­taan ostaa yhä enemmän palve­luna, missä ener­gia­te­hok­kuus, kulutus, tuotanto ja vastuul­li­suus ovat osa palve­lua. Ener­gia­kriisi osoitti ensim­mäi­set askel­mer­kit älyk­käille ener­gia­pal­ve­luille ja lait­teille, kun sähkön­hinta oli korkealla ja hinta­vaih­te­lut suuria. Ener­gian hinto­jen odote­taan keski­mää­räi­sesti laske­van, mutta hinta­vaih­te­lut ovat tulleet jäädäkseen.

Ener­gia­jär­jes­tel­mien digi­ta­li­sointi on isossa roolissa EU-komis­sion toimen­pi­de­suun­ni­tel­missa ja se nähdään yhtenä tärkeim­mistä tavoista edistää ja tehos­taa vihreän siir­ty­män toteu­tu­mista. Toimen­pi­de­suun­ni­tel­massa on useita ener­gian digi­ta­li­soin­tiin liit­ty­viä tavoit­teita sekä lain­sää­dän­nön toimen­pi­teitä. Digi­ta­li­saa­tion energia-alalla nähdään lisää­vän merkit­tä­västi tuotan­non ja käytön jous­ta­vuutta sekä koko toimia­lan valta­van poten­ti­aa­lin parem­paa hyödynnettävyyttä.

EU-komis­sion julkai­se­massa toimen­pi­de­suun­ni­tel­massa energia-alan osalta on useita tavoit­teita ja toimen­pi­teitä, joiden avulla digi­ta­li­soin­tia pyri­tään viemään eteen­päin. Suomessa on vasti­kään otettu käyt­töön kansal­li­nen sähkön vähit­täis­mark­ki­noi­den keski­tetty tiedon­vaih­to­jär­jes­telmä Datahub. EU:n tavoit­teena on muodos­taa koko EU:n kattava datan­ja­ka­mi­sen kehys (ener­gia­data-avaruus), sähkö­ver­kon digi­taa­li­nen kakso­nen sekä nostaa myös kyber­tur­val­li­suus keskei­seen rooliin. Komis­sion tavoit­teena on edistää inves­toin­teja energia-alan digi­ta­li­saa­tioon sekä edistää ener­gia­siir­ty­män edel­lyt­tä­miä digi­taa­li­sia palve­luita. Lisäksi on huomioitu, että digi­ta­li­soin­nin kasvu lisään­ty­vänä ener­gian­ku­lu­tuk­sena ei hidas­taisi ilmas­to­ta­voit­teita. Käytän­nön tasolla komis­sion tavoit­teena on vauh­dit­taa kaikkia sähkön­ku­lut­ta­jia koske­via älyk­käitä ener­gia­mit­ta­reita, joita itsea­siassa Suomessa on jo melko laajasti käytössä. Kyber­tur­val­li­suu­den osalta on luvassa sääte­lyä uusille digi­taa­li­sille tuot­teille ja palveluille.

Kommu­ni­koiva energia -hank­keessa on verkos­toi­duttu ja hankittu uutta tietoa

Karelia-ammat­ti­kor­kea­kou­lun Kommu­ni­koiva energia -hank­keessa pyri­tään löytä­mään digi­taa­li­sia ratkai­suja niin ener­gian tuotan­non ja käytän­nön opti­moin­nin sekä vähem­pien pääs­tö­jen suhteen. Kolikon kään­tö­puo­lena hank­keessa selvi­te­tään myös digi­taa­lis­ten palve­lui­den todel­lista hiilijalanjälkeä.

Energia-alaan kohdis­tuu nyt enemmän mielen­kiin­toa kuin vuosi­kym­me­niin ja uusia ratkai­suja etsi­tään aktii­vi­sem­min kuin kenties koskaan aiemmin. Digi­ta­li­saa­tio näkyy ja kuuluu nyt siis yhä voimak­kaam­min myös energia-alan tapah­tu­missa sekä kehit­tä­mis­hank­keissa. Kevät 2023 oli verkos­toi­tu­mi­sen ja tiedon­haun aikaa Kommu­ni­koiva energia – hank­keessa. Hank­keessa käytiin verkos­toi­tu­mis- ja tiedon­ha­ku­mat­koilla Vaasan Ener­gyWeek -tapah­tu­massa ja Sähkö­vi­sio 2040 –semi­naa­rissa. Hanke­tiimi kutsut­tiin myös Metro­po­lia ammat­ti­kor­kea­kou­lun Älyk­käät järjes­tel­mät ja ener­gia­te­hok­kuus kiin­teis­töissä -koulu­tus­ti­lai­suu­teen sekä kampuk­sen tutki­musym­pä­ris­töi­hin tutus­tu­maan erilai­siin digi­ta­li­saa­tio­rat­kai­sui­hin energiasektorilla.

Vaasa Ener­gyWeek 2023

Vaasa Ener­gyWeek on joka­vuo­ti­nen, kansain­vä­li­nen energia-alan tapah­tuma, joka kerää yhteen alan asian­tun­ti­joita niin Suomesta kuin ulko­mailta. Ener­gyWeek perus­tuu näyt­teil­lea­set­ta­jien esit­te­ly­pis­tei­siin, jotka tarkoi­tettu verkos­toi­tu­mi­seen ja yritys­ten tuot­tei­den ja inno­vaa­tioi­den esit­tä­mi­seen. Näyt­teil­lea­set­ta­jia oli erityi­sen paljon tuuli­voi­ma­sek­to­rilta, mutta näytillä oli myös paljon energia-alan konsul­toin­tiy­ri­tyk­siä. Meitä kiin­nosti erityi­sesti pien­tuo­tan­non ratkai­sut, ener­gian­va­ras­tointi sekä älyk­käät ener­gia­pal­ve­lut. Semi­naa­rien ja ener­gia­hank­kei­den näyt­te­lyn osalta keski­tyimme erityi­sesti digi­taa­lis­ten ratkai­sui­hin energiasektorilla.

Kommu­ni­koiva Energia -hank­keen kannalta koko tapah­tu­man mielen­kiin­toi­sin semi­naari koski lohko­ket­ju­jen roolia ener­gia­vaih­dan­nan tule­vai­suu­den mark­ki­na­paik­kana. Semi­naa­rissa oli puhujia mm. Vaasan yliopis­tosta, Euroo­pan komis­siosta JRC-yksi­köstä sekä VTT:ltä.

Lohko­ket­ju­tek­no­lo­gioi­den osalta ener­gia­sek­to­rilla on tapah­tu­massa paljon­kin, mutta enim­mäk­seen paikal­li­sella tasolla. Vertais­ver­kossa käyte­tyn lohko­ket­ju­tek­no­lo­gian hyödyn­tä­mi­sessä sähkö­mark­ki­noilla nähdään enemmän mahdol­li­suuk­sia uusilla alueilla, kuten ener­giayh­tei­söissä ja loppu­käyt­tä­jien väli­sessä mark­ki­na­pai­kassa. Uuden tekno­lo­gian käyt­töön­otto on usein haas­ta­vinta siellä missä on käytän­nöt ovat jo vakiintuneet.

Etenkin ener­giayh­tei­söillä ja loppu­käyt­tä­jien kaupan­käyn­nillä nähdään olevan lohko­ket­ju­jen toiminta-ajatuk­sen kanssa yhteistä, mm. toimin­nassa hajau­tettu tuotan­non luonne. Lohko­ket­ju­tek­no­lo­gian tarjoa­mat ominai­suu­det, kuten toimin­nan ja tran­sak­tioi­den läpi­nä­ky­vyys ja älyso­pi­mus­ten mahdol­li­suu­det voivat toimia hyvin ener­giayh­tei­söym­pä­ris­tössä. Monet lohko­ket­ju­tek­no­lo­gian pilotit ovatkin raken­tu­neet ener­giayh­tei­söi­hin ja vertais­ver­kon kaupan­käyn­tiin. Vertais­verkko mahdol­lis­taisi kaupan­käyn­nin monen eri toimi­jan kanssa. Kauppaa voisi käydä ener­giayh­tei­sön sisällä, ener­giayh­tei­sö­jen välillä, suoraan verk­ko­yh­ti­öön tai eril­li­sen operaat­to­rin tai aggre­gaat­to­rin kautta. Kaupan­käynti vertais­ver­kossa ener­giayh­tei­sö­jen välillä voisi perus­tua esimer­kiksi keski­näi­seen tai operaat­to­rin palve­lu­mak­suun, missä maksua peri­tään kaup­paan johta­neesta tapah­tu­masta tai yhteen saat­ta­mi­sesta. Lohko­ket­ju­tek­no­lo­gian ja ener­gian yhdis­tä­mi­sestä on käyn­nis­ty­mässä paljon tutki­musta ja kokei­le­via pilot­teja. Erityi­sesti sähkö­ver­kon digi­taa­li­nen kakso­nen palve­lisi hyvin lohko­ket­ju­tek­no­lo­gi­aan perus­tu­van sähkö­mark­ki­na­pai­kan pilotointia.

Ener­gyWee­kin semi­naari sai hyvin vakuu­tet­tua sen tosi­asian, että seuraava askel ener­gian digi­ta­li­soin­nissa ovat juuri lohko­ket­ju­tek­no­lo­gi­aan perus­tu­vat ratkai­sut myös ener­giayh­tei­sö­kon­teks­tissa. Tutki­joi­den keskuu­dessa on vahva usko, että lohko­ket­jut ovat lopulta halvempi tapa tehdä asioita, joten siksi niitä on tulossa myös energia-alalle. Kommu­ni­koiva energia -hank­keessa on annettu toimek­sianto aiheesta opin­näy­te­työ­hön, missä vertais­verk­koja tarkas­tel­laan energiayhteisöissä.

Älyk­käät ener­gia­jär­jes­tel­mät ja raken­nus­ten energiatehokkuus

Metro­po­lia ammat­ti­kor­kea­kou­lun FrEE – Fram­ti­dens Ener­giEx­pert – tule­vai­suu­den ener­giao­saa­jat hiili­va­paa­seen kasvuun -hanke järjesti huhti­kuussa 2023 koulu­tus­ti­lai­suu­den älyk­käistä ener­gia­jär­jes­tel­mistä ja ener­gia­te­hok­kuu­desta kiin­teis­töissä.  Tilai­suu­den jälkeen oli mahdol­lista tutus­tua Metro­po­lian Mylly­pu­ron kampuk­sen älyko­tien ja raken­ta­mi­sen kehi­ty­sa­lus­toi­hin sekä kampuk­sen tutkimusympäristöihin.

Raken­nus­ten älyin­di­kaat­tori testausvaiheessa

Tilai­suu­den ensim­mäi­nen hank­keen ulko­puo­li­nen puhuja, johtava asian­tun­tija & työelä­mä­pro­fes­sori Jaakko Keto­mäki Aalto yliopis­tosta sekä Moti­vasta, esit­teli raken­nus­ten älyin­di­kaat­to­ria, Smart readi­ness indica­tor (SRI). Raken­nus­ten älyin­di­kaat­to­rin tavoit­teena on arvioida raken­nus­ten älyval­miuk­sia yhte­ne­vän mene­tel­män avulla, missä arvion kohteena ovat kaikki raken­nuk­sen talo­tek­ni­set järjestelmät.

Älyin­di­kaat­tori perus­tuu EU:n ener­gia­te­hok­kuus­di­rek­tii­viin. Indi­kaat­to­rin arvo vaih­te­lee välillä 0-100 %. Korkeampi arvo kertoo siitä, että raken­nuk­sen ener­gian­käyttö on jous­ta­vaa ja sitä voidaan mukaut­taa tarjon­nan mukai­sesti, raken­nus kykenee varas­toi­maan ener­giaa eri tavoin, raken­nuk­sen yllä­pi­dossa on mahdol­lista hyödyn­tää auto­maa­tion kerää­miä tietoa ja olosuh­teet raken­nuk­sen käyt­tä­jälle pysyvät hyvinä auto­maa­tion avulla. SRI:n lasken­ta­me­ne­tel­mässä paino­te­taan raken­nus­ten valmiuk­sia kolmella eri avainalueella:

  1. Energia ja yllä­pito: yllä­pi­don help­pous ja järjes­tel­mien tehokkuus
  2. Käyt­täjä: Mukau­tu­mi­nen käyt­tä­jän tarpeisiin
  3. Kulu­tus­jousto: Raken­nuk­sen kyky sopeu­tua ener­gian tuotan­non vaihteluihin

Jokai­sessa näistä alueista on paloi­teltu raken­nuk­sen talo­tek­ni­set järjes­tel­mät omiksi pienim­miksi arvioi­ta­viksi osa-alueeksi, kuten esimer­kiksi lämmi­tys, jääh­dy­tys ja ilmanvaihto.

Suomessa on tällä hetkellä menossa älyval­miusin­di­kaat­to­rin testaus­vaihe, joka toteu­te­taan saman­kal­tai­sena menet­te­lynä kuin miten älyin­di­kaat­to­riar­vioin­nit voitai­siin tule­vai­suu­dessa toteut­taa. Testauk­sen avulla saadaan tietoa siitä, miten älyin­di­kaat­tori toimii Suomessa ja missä muodossa se tulisi mahdol­li­sesti ottaa käyt­töön. Lisäksi testauk­sen kautta luodaan lisää ymmär­rystä siitä, missä ja millai­sissa raken­nuk­sissa ja missä raken­ta­mi­sen vaiheessa arviosta olisi suurin hyöty. Testaus selvit­tää myös, miten älyk­kyy­den arviointi mene­tel­mää tulisi Suomessa sovel­taa käytäntöön.

Euroo­pan tasolla älyval­miusin­di­kaat­to­rin testi­vaihe on käyn­nissä kahdek­sassa eri maassa. Testaus­vai­heen jälkeen älyval­miusin­di­kaat­tori on tarkoi­tus ottaa käyt­töön EU-tasolla vuoden 2026 lopussa, mikäli se osoit­tau­tuu testaus­vai­heessa hyväksi konseptiksi.

Digi­ta­li­saa­tio ja tekoäly opti­moi­vat kiin­teis­tö­jen toimin­taa ja vähen­tä­vät päästöjä

Uusi Metro­po­lian kampus hyödyn­tää Empat­hic Buil­ding -kiin­teis­tö­jär­jes­tel­mää, jota hyödyn­ne­tään yhtei­sen alustan kautta eri käyt­tö­tar­koi­tuk­siin. Empat­hic Buil­ding -kiin­teis­tö­jär­jes­tel­män kautta saadaan kiin­teis­töön liit­ty­vää dataa, kuten mm. kosteus – ja hiili­diok­si­di­pi­toi­suu­det huone­koh­tai­sesti. Järjes­tel­mää voi hyödyn­tää katso­malla raken­ne­mal­lista esimer­kiksi vapaat työti­lat tai park­ki­pai­kat. Datan avulla voidaan siirtyä ennus­te­mal­lei­hin, jolloin ener­gian käyttöä, varas­toin­tia ja kulu­tus­jous­to­po­ten­ti­aa­lia voidaan hyödyn­tää parem­min. Talo­tek­niikka- ja ener­gia­jär­jes­tel­mien osalta on hyödyn­netty digi­ta­li­saa­tion apuvä­li­neitä moni­puo­li­sesti erilais­ten oppi­ma­te­ri­aa­lien luomi­sessa. Oppi­ma­te­ri­aa­lit koos­tu­vat mm. virtu­aa­li­maa­il­man tuoduista inte­rak­tii­vi­sista mate­ri­aa­leista, animaa­tioista, erilais­ten oppi­ma­te­ri­aa­lien pelil­lis­tä­mi­sestä sekä eri tilojen 360-kuvauksesta.

Digi­ta­li­saa­tio luo yhä parem­mat puit­teet tiedolle, jolla voidaan vähen­tää kiin­teis­tö­jen pääs­töjä. Teko­ä­lyn lisää­mi­nen kiin­teistö- ja ener­gia­jär­jes­tel­miin luo kiin­teis­töistä älyk­kääm­piä. Eenaman Oy on toimi­tus­joh­taja Tapio Toiva­sen mukaan kehit­tä­nyt älyk­kään teko­ä­lyyn perus­tu­van ener­gian opti­moin­tiin ja dataan perus­tu­van palve­lun Buil­ding Energy Effiencyn (BEE Solu­tion). Järjes­telmä kerää dataa mm. sähkön hinnasta, uusiu­tu­van sähkön saata­vuu­desta ja ener­gia­sää­en­nus­teesta sekä sääti­laen­nus­teista. Ideana on, että datan ja teko­ä­lyn avulla kiin­teis­töä voi auttaa ”oppi­maan” toimi­maan ener­gia­te­hok­kaam­min ja mukau­tu­maan ennak­koon esimer­kiksi sääti­lan tai vastaa­van muut­tuessa. Toimin­not voivat olla yksin­ker­tai­sim­mil­laan esimer­kiksi huone- ja kiin­teis­tö­koh­tai­sia lämmön­sää­töjä ennak­koon tai ilman­vaih­don säätä­mistä olosuh­tei­den mukaan.

Vili Tuomi­saari Gran­lund Oy:stä kävi läpi älyk­käi­den raken­nus­ten tarvit­se­mia toimin­ta­ta­pa­muu­tok­sia. Tuomi­saa­ren mukaan kiin­teis­töi­hin liit­ty­vän opti­moin­nin täytyy olla dynaa­mista sekä prio­ri­teet­tien tulee elää muut­tu­vien tilan­tei­den mukaan. Kiin­teis­töissä on jo nyt tuhan­sia antu­ri­mit­tauk­sia ja säätö­lait­teita sekä datan määrä on lisään­ty­nyt merkit­tä­västi, kun kiin­teis­tön lisäksi tuodaan järjes­tel­mään ulko­puo­lista dataa. Ihminen ja perin­tei­set logiik­kaoh­jel­mat eivät yksin­ker­tai­sesti pysyy enää mukana. Raken­nus­ten suun­nit­te­lu­vai­heessa on annet­tava toimin­ta­ta­pa­muu­tok­sessa enemmän arvoa koko kiin­teis­tön elin­kaa­relle. Lisäksi raja­pin­nat pitää tuoda lähem­mäs toisi­aan, jotta asiat myös käytän­nössä sujui­si­vat kuten on suunniteltu.

Kirjoit­ta­jat:

Kim Blom­qvist, projek­ti­pääl­likkö, Karelia-ammattikorkeakoulu

Ville Kuit­ti­nen, projek­ti­asian­tun­tija, Karelia-ammattikorkeakoulu

Niku Räsänen, projek­ti­asian­tun­tija, Karelia-ammattikorkeakoulu

Lähteet:

Euroo­pan komis­sio. Euroo­pan ener­gia­jär­jes­tel­män digi­ta­li­sointi https://digital-strategy.ec.europa.eu/fi/policies/digitalisation-energy

Pynnö­nen, P. 2022. Ener­gia­sek­to­rin digi­ta­li­saa­tio kiihtyy. Ener­gi­a­uu­ti­set 19.10.2022. https://www.energiauutiset.fi/kategoriat/markkinat/energiasektorin-digitalisaatio-kiihtyy.html

Toivo­nen, L. 2019. Tuho­aako vai pelas­taako digi­ta­li­saa­tio ympä­ris­töä? Sitra. https://www.sitra.fi/artikkelit/tuhoaako-vai-pelastaako-digitalisaatio-ymparistoa/

Fingrid. Säätö­sähkö- ja säätö­ka­pa­si­teet­ti­mark­ki­nat (mFRR). https://www.fingrid.fi/sahkomarkkinat/reservit-ja-saatosahko/saatosahko–ja-saatokapasiteettimarkkinat/

pulssin etusivu