8800€ voittoa ensimmäisenä vuonna - Energiaratkaisu yritykselle ilman alkuinvestointia

Vihreästä siirtymästä puhutaan usein pakollisina investointeina ja kysytään, että kuka lystin maksaa? Toisin sanoen, vihreä siirtymä esitetään harmittavan usein vain pakollisena pahana josta ei ole ilmaston pelastamisen ohella kuin haittaa. Mitäpä jos tarkastellaan vihreää siirtymää täysin toisesta näkökulmasta: Voiko vihreä siirtymä olla voitollinen heti ensimmäisestä päivästä lähtien?

Tarkastellaan tätä asiakaskohteen, jossa saatiin ilman alkuinvestointia aikaan energiajärjestelmä, joka tuottaa ensimmäisestä päivästä voittoa. Ensimmäisenä vuonna voittoa kertyi yli 8800€. Kuulostaa liian hyvältä ollakseen totta! Totta se on, joten tarkastellaan, miten tämä on mahdollista. 

Lähtötilanne

• Asiakas on pieni valmistavan teollisuuden kohde
• Sähkönkulutus 160 MWh
• Sähköliittymä 200A
• Harjakatto
• Aurinkopaneeleja harkittu, mutta investointia ei tehty
  
• Akustoja ei tutkittu

Lähdimme suunnittelemaan kohteeseen kokonaisratkaisua sillä perusteella, kuinka monta prosenttia ostetun sähkön kulutuksesta pystytään tuottamaan ilman, että energiaa menisi juurikaan myyntiin. Asiakkaalta saadun sähkön tuntikulutusdatan avulla mallinnettiin, että Ilman akustoja 80 kpl aurinkopaneeleja tuotosta noin 10% menisi myyntiin, sillä kohteen kulutus on melko piikikästä iso osa kulutuksesta syntyy päivävuoron lisäksi iltavuorossa 18-22 aikana. 

Kun kohteeseen lisätään 100 kW/200 kWh älykkäät reservimarkkina-akustot, pystytään aurinkopaneelien määrä nostamaan 140 aurinkopaneeliin ilman, että järjestelmän tuotosta menee yhtään myyntiin. Tällöin kohteen energian kulutuksesta saadaan katettua 31% aurinkopaneeleilla. Kesäkuun kulutus katetaan käytännössä täysin. 

Mitä toteutettiin

Kohteeseen toteutettiin siis

• 140 kpl aurinkopaneeleja
• 100 kW/ 200 kWh reservimarkkina-akusto

Energiajärjestelmällä yli 8800€ voittoa vuodessa ilman alkuinvestointia

72 kuukauden leasing-rahoituksella toteutettuna kohde on kassavirtapositiivinen heti ensimmäisestä päivästä lähtien. Tämä on mahdollista sillä:

• Aurinkopaneelit aikaansaavat säästöjä kuukausittain sähkö- ja siirtolaskulle
• Älykkäät reservimarkkina-akustot aikaansaavat kuukausittain säästöjä sähkö- ja siirtolaskulle
• Reservimarkkinatuotot tilitetään kuukausittain
• Leasing laskutetaan kvartaaleittain
• Toisin sanoen järjestelmä ehtii kumuloida enemmän tuottoja kuin leasing maksut ovat

Koska kyseessä rahoitusleasing, lunastaa asiakas järjestelmän leasing-maksuilla saaden vielä vähentää leasing-maksut suoraan verotuksessa. Täytyy myös muistaa, että leasingia ei merkitä taseessa vieraaseen pääomaan, jolloin se ei vaikuta negatiivisesti yrityksen muihin investointeihin. 

Mikäli kohde olisi toteutettu investoimalla, olisi takaisinmaksuaika ollut noin 3,5 vuotta. 

Kuinka tämä on mahdollista?

Puretaan seuraavaksi, miten yllä mainitut kassavirrat ovat mahdollisia. Kassavirta koostuu käytännössä seuraavista elementeistä: 

• Aurinkopaneeleista saatavat säästöt energiamaksuissa, sähkön siirtomaksuissa ja sähköverossa
• Älykkäiden reservimarkkina akustojen tekemä sähkön arbitraasikaupan (tai pörssisähkö optimointi, älykäs vuorottelu, kulutusjousto) aikaansaamat säästöt sähkölaskulla
• Akustojen aikaansaamat säästöt sähkön tehomaksuissa (ei huomioitu laskelmalla)
• Akustojen aikaansaamat säästöt loistehon kompensonnoissa (ei huomioitu laskelmalla)
• Akustojen aikaansaamat tuotot sähkön taajuusreservimarkkinalta
  
• Järjestelmän huoltokustannukset
• Järjestelmän operatiiviset kustannukset sähkön siirrosta ja energiakaupasta
• Leasing-maksut

Sähkön taajuusreservimarkkina

Sähkön taajuusreservimarkkina on Fingridin ylläpitämä joukko markkinoita, joiden tarkoituksena on pitää Suomen sähkön kantaverkon taajuus 50 hz:ssä. Taajuus on 50 hz kun sähkön tuotanto ja kulutus kohtaavat joka sekunti. Toisin sanoen käsillä on kaksi liikkuvaa maalia joiden tasapainottamiseksi tarvitaan reservejä. Esittelen taajuusreservimarkkinaa tarkemmin tässä artikkelissa.

Älykkäissä reservimarkkina-akustoissa käyttämämme algoritmi osallistuu kaikille eri sähkön taajuusreservimarkkinoille. Algoritmi optimoi jokaiselle ajan hetkelle sen mille markkinalle on kannattavinta osallistua. Lisäksi algoritmi toimii saumattomasti yhteen akustossa olevan EMS (Energy Management System) - järjestelmän kautta optimoiden reservimarkkinakaupankäynnin ja paikallisten hyötyjen tuottamisen, eli pörssisähköoptimoinnin, kulutuspiikkien leikkaamisen, aurinkosähkön varastoinnin yms, saumattomasti yhteen. 

Monimarkkinaoptimoiden reservimarkkina algoritmin aikaansaamat tuotot ovat erittäin suuria. Vuoden 2024 keskiarvo tuotto oli 27,14€/kW/kuukausi. Näin ollen kohteessa käytetty 100 kW akusto aikaansai bruttokassavirtaa 2714€ kuukaudessa ja peräti 32 568€ vuodessa. 

Pörssisähköoptimointi

Toinen merkittävä akuston aikaansaama säästö tulee pörssisähköoptimoinnista. Toisin sanoen ostetaan sähköä silloin kun se on halpaa ja käytetään silloin kun se on kallista. On hyvä myös muistaa, että tämä ei edellytä, että kohteessa olisi pörssisähkö, sillä lähes kaikissa sähkön hintakiinnityksissä on kulutusprofiili, joka ajaa saman asian. Tällöin hinta on vain ennustettavampi, mutta sähkön käyttö halpoina kellonaikoina edelleen laskee kulutusprofiilia ja kalliina aikoina vastaavasti nostaa kulutusprofiilia. 

Suurimmassa osassa yrityskohteita kulutusprofiili on kallein mahdollinen, eli alkaa aamusta päättyen iltapäivään tai iltaan yöajan ollessa matalaa kulutusta. 

Viimeistään 12.6.2025 tapahtuva siirtyminen tuntinetotuksesta varttinetotukseen sähkön mittausjaksona tulee vielä nostamaan pörssisähköoptimoinnista saatavia säästöjä, sillä siirtymän jälkeen akustolla on 4x aikapisteitä vuorokaudessa joissa se pystyy optimointia tekemään. Oman arvioni mukaan tämä tulee nostamaan pörssisähköoptimoinnista saatavia säästöjä 15-25%. 

Kulutushuippujen leikkaaminen

Kohteessa sähkön kulutus on piikikästä erilaisten koneiden ollessa lyhytaikaisesti päällä. Tehomaksut määräytyvät yleisesti kuukauden korkeimman kulutuspiikin mukaan ollen keskimäärin Suomessa 5,5€/kW/kk.

Monissa tilanteissa akusto pystyy leikkaamaan tehopiikkejä kuin ruohonleikkuri. Niiden ottaminen huomioon laskemissa on kuitenkin hankalaa, sillä ne ovat täysin kohdekohtaisia ja riippuvat hyvin paljon useista tekijöistä kuten, sillä akusto aikaansaa kuormaa myös tilanteista joissa kohteessa on kulutusta saman aikaisesti kun akustoa pitäisi ladata. Tällöin kulutuspiikkien leikkaamisen mahdollisuuksiin vaikuttavat esimerkiksi: 

1. Sähköliittymän kapasiteetista suhteessa kulutuspiikkiin
2. Pohjakuorman suhteesta tehopiikkiin
3. Tehopiikkien kestosta
4. Tehopiikkien esiintymistiheydestä
5. Onko tehopiikeissä vuodenajallista vaihtelua

Näistä syistä, tehopiikkien leikkauksen säästöjä ei ole otettu huomioon laskelmissa.

Aurinkosähkön tuotanto ja varastointi

Aurinkopaneelien tuotanto pystytään akuston avulla hyödyntämään kohteessa täysin, sillä akusto pystyy varastoida mahdollisen ylituotannon käytettäväksi myöhemmin. Tällöin säästetään energian hinta, sähkön siirtomaksut ja sähkövero täysimääräisesti. Samalla aurinkosähköjärjestelmän takaisinmaksuaika lyhenee kun energiaa ei mene myyntiin. 

Huomionarvoista on, että akusto pystyy myös ns mikro-optimointeihin etenkin varttinetotuksessa. Toisin sanoen akusto pystyy laskemaan, onko järkevää ostaa sähköä verkosta nyt ja siirtää aurinkosähkön tuotanto käytettäväksi esimerkiksi vartin päästä. Tätä ei ole otettu laskelmissa huomioon. 

Akuston huoltokustannukset

Yli 100 kW akustoilla on kattava huolto-ohjelma, jolla varmistetaan akuston toiminnan säilyminen ensiluokkaisena ja pitkä elinkaari. Akustot huolletaan kahdesti vuodessa. Huollot sisältävät esimerkiksi:

• Kaikkien kytkentöjen ja liitosten tarkastus
• Maadoitusten mittaus
• Impedanssimittaukset
• Hätäseis painikkeiden testaus
• Savu-/lämpöilmaisimien tarkastus
• Sammutusjärjestelmän koestus
• Järjestelmän ylijännitesuojauksen testaus
• Ilmastoinnin toiminnan testaus
• Ulkopintojen tarkastus
• Merkkivalojen tarkastus
• Läpivientimassausten tarkastus
• Virtakiskojen kuntotarkastus
• Akkumoduulien tarkastus
• Ilmansuodattimien puhdistus/vaihto
• Kondessiaukkojen tarkastus/puhdistus
• Kabinettien imurointi

Samalla tarkastetaan ja huolletaan aurinkosähköjärestelmä. Huoltoihin on laskelmassa laskettu 2000€/vuosi.

On huomion arvoista, että itse reservimarkkinoilla operointi kuluttaa akuston syklejä todella vähän, kuten käy ilmi alla olevasta graafista. Puolen vuoden aikana reservimarkkinat ovat syöneet 62 sykliä akustosta. Vertailun vuoksi esimerkiksi akuston takuu on 10 vuotta/6000 sykliä. Tällöin hyvin huollettu akusto säilyy toimintakunnossa 20-25 vuotta kun otetaan huomioon myös paikallisten hyötyjen operointi. 

Akuston operatiiviset kustannukset

Akuston operointi aikaansaa myös operatiivisia kustannuksia kun energiaa siirretään suuntaan ja toiseen. Nämä kustannukset riippuvat täysin siitä, mille reservimarkkinalle akusto milloinkin osallistuu. Esimerkiksi FCR-N markkinalla energiaa siirtyy kokoajan jompaan kumpaan suuntaan; muilla markkinoilla energiaa siirtyy vain silloin kun kyseinen markkina aktivoituu esimerkiksi taajuuden alittaessa turvarajat. Toisin sanoen energiaa ei välttämättä siirry ollenkaan sillä aikajaksolla jolle akusto on myyty reserviin. 

Näiden kustannusten laskentaan meillä on algoritmitoimittajalta saatu laskukaava. Käytimme tuottolaskelmassa varovaisuusperiaatteella yläkanttiin laskettua 2800€/vuosi lukemaa. 

Loistehon kompensointi 

Akusto kompensoi loistehoja tehokkaasti. Loistehojen kompensaation aikaansaamia säästöjä ei olla otettu tässä laskelmassa huomioon. Akustolla voi usein korvata erilliset loistehojen kompensointilaitteistot huomattavasti kannattavammin, etenkin jos laitteisto on tulossa elinkaarensa päähän ja pitäisi muutoinkin uusia. 

Loistehon kompensoinnista saatavia säästöjä ei ole otettu huomioon laskelmissa.

Varavoima

Akustosta on myös mahdollista rakentaa nopeasti reagoiva varavoima. UPS myydään erikseen. Tässä kohteessa varavoiman rakentaminen maksaisi 10 000€ töineen ja millisekunneissa reagoivineen verkonerotuskytkimineen. Tätä ei olla otettu laskelmissa huomioon. Kohteessa jossa on esimerkiksi lyhyitä sähkökatkoja jotka häiritsevät tuotantoa ja pahimmassa tapauksessa rikkovat laitteistoa tällainen katkeamaton varavoima voi aikaansaada todella merkittävät säästöt. 

Täydellä 100 kW teholla akusto pystyy toimimaan varavoimana itsenäisesti hieman alle 2 tuntia. Koska kohteessa on aurinkopaneelit joiden teho on noin 60 kWp, pystyy akusto latautumaan samalla pidentäen merkittävästi toiminta-aikaa. Usein varavoimatilanteissa ei myöskään operoida täydellä teholla vaan varavoiman taakse on kytketty tärkeimmät kuormat. 

Mitä järjestelmän tuotoille tapahtuu jos reservimarkkinoilta saatava tuotto romahtaa

Reservimarkkinoilta saatavat tuotot ovat nyt erinomaisella tasolla. Vaan mitä tapahtuu järjestelmän tuotoille, mikäli reservimarkkinat romahtaisivat? Ennen sitä, otetaan muutama asia huomioon.

On todennäköistä, että reservimarkkinoilta saatavat tuotot tulevat jollakin aikavälillä laskemaan yritysten ja sijoittajien investoidessa sähkövarastoihin ja muihin reservimarkkinalla toimiviin ratkaisuihin. Oma ennustukseni on, että reservimarkkinoiden tuotto säilyy 3 vuotta ennallaan ja alkaa sen jälkeen laskea. Tätä tukevat muun muassa seuraavat tekijät: 

• Vaikka akustoja asennetaan paljon, reservien tarve kasvaa myös kovaa vauhtia. Fingridin omien julkaisujen mukaan seuraavan 5 vuoden aikana tarvitaan 2,5x reservejä nykyisestä
• Reservejä putoaa tarjonnasta fossiilisista ratkaisuista luopumisen takia, niiden tullessa elinkaarensa päähän sekä reservimarkkinalle osallistumisen kiristyneiden vaatimusten takia
• Suomessa on käynnissä yli 230 kpl yli 1 MWp aurinkosähköpuistohanketta joista suurin on yli 500 MWp
• Tuulivoimaa tulee samoin lisää
• Liikenne ja kaukolämpö sähköistyvät syklittäen sähkönkulutusta entisestään
• Suurta säätökapasiteettia vaativat uhat kuten kaapelirikot ovat yleistyneet
• Sähköverkot muodostavat pullonkaulan suurille akustoinvestoinneille jolloin nykyisten liittymien kapasiteetin hyödyntäminen on järkevin tapa kasvattaa reservejä

Vastaavasti vaikka reservimarkkinoiden tuotto alkaisi pudota, osallistuvat tarjoamamme suuremman pään akustot kaikille mahdollisille reservimarkkinoille tuotettujen säästöjen lisäksi, jolloin järjestelmä pystyy optimoimaan miltä markkinalta se saa parhaan mahdollisen tuoton jokaisella ajan hetkellä.

Alla on laskettuna järjestelmän tuotot 10% vuotuisella reservimarkkinoiden kokonaistuoton putoamisella siten, että 10 vuoden jälkeen nykyisestä reservimarkkinoiden tuotosta on 20% jäljellä. Laskusta huolimatta, on leasingilla ilman alkuinvestointia toteutettu järjestelmä joka vuosi kassavirtapositiivinen ja ehtii tuottaa 15 vuoden aikana yli 200k€ voittoa. Melkoisen hyvin pienikokoiselle järjestelmälle. 

Samoin investoimalla itse on järjestelmän takaisinmaksuaika ja tuotot erinomaisella tasolla. 

Täytyy myös muistaa, että vaikka reservimarkkinoilta ei saataisi tuottoja ollenkaan, järjestelmä maksaa itsensä takaisin kohteesta riippuen 9-12 vuodessa. Ei myöskään ole mahdollista, että reservimarkkinat putoaisivat pois (ainakaan järkevästi ennustettavalla aikavälillä), sillä reservimarkkinat ovat markkinavetoisia. Näin ollen, jos markkinat eivät tuottaisi mitään, kukaan ei tarjoaisi reservejä. Tämä johtaisi kantaverkon kaatumiseen. 

Loppusanat

Kaiken yllä mainitun perusteella pidän aurinkopaneelien ja reservimarkkinoille osallistuvien akkujen yhdistelmän hankkimista yrityskohteisiin nolla riskin sijoituksena, jonka avulla yritys voi minimoida energiakulunsa, saada sähkönkulutuksensa hiilijalanjälkeä pienennettyä noin 1/3 tuottamalla sähköstään merkittävän osan itse ja ratkaisun avulla suojautumalla parhaalla mahdollisella tavalla energian hinnanheilahteluja vastaan mikäli epävakaa maailmantilanne aiheuttaisi uutta energiakriisiä sekä nykyiset pörssisähkön hinnanheilahtelut jatkuvat. 

Kaiken tämän voi, kuten artikkelista näkee, toteuttaa voitollisesti heti ensimmäisestä päivästä.