Kaksikymmentä vuotta sitten tekstiviesti oli uutuus, matkapuhelimet täysin tekstipohjaisia ja WiFi:llä tehtiin ensimmäisiä kaupallisia kokeiluja. Haastattelin tuohon aikaan Nokian tutkijana ihmisiä heidän puhelimen, kameran ja kalenterin käytöstään. Useimmat haastateltavistani olivat ehdottomasti sitä mieltä, että puhelin on vain puheluja varten, kameralla otetaan valokuvia, sähköpostit luetaan tietokoneella, eikä paperikalenterista voisi luopua. Jatkohaastattelussa esittelin heille futuristisia konsepteja matkapuhelinsovelluksista, joilla voisi ottaa valokuvia ja lähettää ystäville, tai tehdä kalenterimerkinnän puhelimella luetusta sähköpostista. UX- eli käyttäjäkokemustutkijoina meidän piti tasapainoilla käyttäjän tarpeiden ja tulevaisuuden tarjoamien mahdollisuuksien välillä sekä yrittää siirtää sen hetkisillä teknologisilla ratkaisuilla toteutettuja tavoitteita ja arvoja tulevaisuuden teknologioilla toteutettaviksi. Käsitys siitä, mikä on puhelin ja mitä sillä tehdään, on muuttunut paljon kahdessakymmenessä vuodessa. Nyt kannattaa kysyä, voiko sähköön liittyä samankaltaista murrosta.

Mitä on sähkön kysyntä? Pohditaanpa yksityissektorin eli kotien ja yksityishenkilöiden sähkön kysyntää. Sähkön kysyntä on seurausta siitä, mitä teemme kotona, millä kuljemme, miten elämme, ja mitä pidämme elämisen perustasona ja itsestäänselvyytenä. Sähkön kysyntä riippuu siis toiminnastamme. Sähköyhtiöt täyttävät kysynnän, vaihteleepa se miten paljon tahansa. Toisinaan siihen tarvitaan varavoimaloita ja enemmän ostosähköä. Tämä yhteispeli on toiminut hyvin – toki ainahan voi hiukan valittaa liian suurista sähkölaskuista.

Nyt sähkön kysyntä pitää määritellä uudelleen. Sähkö ja sen tuotantoon käytettävät resurssit ovat vielä paljolti uusiutumattomia, ja ajassa ja paikassa rajallisia. Kulutuspiikkien vaatima sähkö tuotetaan usein fossiilisista polttoaineista ja tämän tuotannon haitat koetaan ylittävän kulutuspiikkien tasaamisesta mahdollisesti aiheutuvat haitat. Asetetaanko kysynnälle raja-arvoja sitä uudelleen määriteltäessä? Raja-arvojen neuvottelu ja asettaminen sekä sen toteuttaminen, ovat keskeinen osa energiamurrosta.

Sähkön kysyntää täytyy rajoittaa. Jos rajat ylitetään, sähkö todennäköisesti virtaa edelleen, mutta siitä pitää maksaa – ehkä hyvinkin paljon.  Me sähkönkäyttäjät alamme maksaa sähköstä sen saatavuuden mukaan. Monet käyttävät jo yösähköä. Karkeasti yleistäen yöllä sähkön kysyntää onkin vähemmän kuin tarjontaa, joten yöllä sähkön hintaa voidaan pitää tasaisesti edullisempana. Näin kysyntää saadaan hiukan tasoitettua päivän piikeistä yölle. Kuitenkaan tämä nk. kaksiaikasähkö ei vastaa riittävästi sähköntuotannon ja kysynnän vaihteluita. Työ- ja elinkeinoministeriön älyverkkotyöryhmä onkin ehdottanut, että siitä luovuttaisiin (http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/bitstream/handle/10024/161119/Liite_TEM_33_2018.pdf).

Miten sähkön kysyntää voi muuttaa kodeissa?

Kodeissa sähkön kysyntää voi muuttaa kolmella tapaa. Ensimmäinen tapa on sähkönkulutuksen vähentäminen. Me kaikki tiedämme erilaisia keinoja tähän: alhaisemmat sisälämpötilat, hyvät eristykset, virran katkaisu tarpeettomista kodinkoneista ja valaistuksesta… Kokonaisuudessaan sähkön kysyntä vähenee, mutta ei välttämättä juuri silloin kuin pitäisi. Kulutusjoustoon kuuluu myös jousto kulutusta lisäävään suuntaan silloin, kun sähköä on tarjolla enemmän kuin kysyntää. Toinen tapa on sähkönkulutuksen siirtäminen kulutuspiikkien ajoilta ajankohtiin, jolloin kysyntää on vähemmän ja hintakin edullisempi. Kysyntä ei siis välttämättä vähene, mutta sen ajankohta vaihtuu. Lähitulevaisuudessa kotien sähkövarastot voivat helpottaa kysynnän ajoituksen muuttamista. Kolmas tapa sähkön kysyntäjouston lisäämiseen on tuottaa sähköä itse. Edellä mainittujen tapojen lisäksi  yhteisölliset palvelut voivat tulevaisuudessa tarjota muitakin keinoja kysynnän säätelyyn.

Entä miten kodeissa tiedetään, milloin sähköä kannattaa käyttää vähemmän ja milloin enemmän? Kysyntäjouston kontrolliakselilla toisessa ääripäässä sähkönkulutuksen suunnittelu ja ohjaus on kokonaan kuluttajalla itsellään, ja toisessa ääripäässä kysynnän jousto on automatisoitu. Välissä on osittain automatisoituja tapoja.

Kun vastuu ja hallinta sähkönkulutuksesta ja sen sopeuttamisesta sähköntuotantoon on sähkönkäyttäjällä itsellään, on hänellä mahdollisuus seurata sähkönhintoja esimerkiksi Nordpool-sähköpörssistä. Hintaennusteen mukaan hän voi pohtia sähkönkäytön sopeuttamista eri ajankohtiin. Ennuste tietää seuraavan vuorokauden tuntikohtaisen sähkönhinnan edellisenä iltapäivänä. Hinta vaihtelee arvioidun kysynnän ja tuotannon mukaan. Tuotanto puolestaan riippuu sitä enemmän säästä, mitä enemmän käytetään sääriippuvaista uusiutuvaa energiaa.

Päivittäinen hintaennusteiden seuraaminen sekä hinnanvaihtelun mukainen arkirutiinien ja muiden toimintojen suunnitteleminen koetaan kuitenkin hankalaksi. Väitöstutkimukseni haastateltavista kukaan ei ole vielä valmis tähän. Myös sähköyhtiöille tämä vaihtoehto on epävarma. Voivatko yhtiöt luottaa siihen, että pörssihinta ohjaa ihmisiä muuttamaan kysyntää niin, että esimerkiksi varavoimalasta tai verkkoinvestoinnista voidaan luopua?

Jos ihmiset eivät aktiivisesti seuraa sähkönhintaa ja muuta sen perusteella käyttäytymistään, voivat he ymmärtää sähkön kysynnän rajat esimerkiksi osittain automaattisten ratkaisujen, kuten tekstiviestien tai muiden indikaattorien avulla. Nämä ilmoittavat sähkönhinnan ylittäessä tai alittaessa kriittiset rajat. Älykkäät kodinkoneet voivat puolestaan ilmoittaa vaikkapa ’liikennevaloilla’ milloin on hyvä hetki pyykätä tai lämmittää sauna. Toisaalta harva meistä seisoo pyykkikoneen vieressä odottamassa oikeaa merkkivaloa. Emme myöskään ole aina kotona reagoimassa tekstiviestiin ja säätämässä toimintoja sen mukaan. Viesteistä voi myös tulla riesa, ja ihmiset voivat tuntea avuttomuutta ja kiukkuakin, jos eivät koe voivansa reagoida viesteihin toiminnallaan. On myös muistettava, että useimmissa kodeissa asuu perheitä. Yhden perheenjäsenen vastaanottamat viestit eivät välttämättä vaikuta muiden perheenjäsenteen toimiin.

Automatisoitu sähkön kysynnänsäätely perustuu sähkönmyyjän ja -käyttäjän yhteiseen sopimukseen, ja/tai johonkin kysyntää säätelevään teknologiaan. Sähkönkäyttäjän on mahdollista tehdä sopimus sähkö- tai verkkoyhtiön kanssa siitä, että yhtiö voi tarvittaessa säädellä kodin sähkön kysyntää. Kotiin voidaan hankkia myös sähkönkulutuksen ohjausjärjestelmä (Ks. Tuomela, 2018, Tekniikka & Talous). Tällä ohjataan automaattisesti esimerkiksi lämmityksestä aiheutuvaa sähkön kysyntää tai lämminvesivaraajan veden lämmitystä vuorokauden edullisimmille tunneille. Automaattinen ohjaus perustuu pörssisähkön hintoihin, sääennusteeseen ja käyttäjän asetuksiin. Pörssisähkön hinnat voivat siis ohjata kysyntää taloudellisesti ja ekologisesti suotuisiin ajankohtiin. Pörssisähköön suhtaudutaan kuitenkin epäröiden, ja hinnanvaihtelu koetaan riskiksi. Ihmiset arvostavat sähkönhinnan ennakoitavuutta ennalta määritellyksi ajaksi.

Tällä hetkellä itsestään selviltä tuntuvat käytänteet ja ajattelutavat voivat muuttua nopeasti. Tarvitaan vain toimiva infrastruktuuri, sopiva hintataso sekä käyttäjälle hyödyllisiä ja helppokäyttöisiä ratkaisuja. Kotien sähkönkysynnästä voi tulla nykyistä joustavampaa, eikä kysynnälle asetettujen rajojen koeta vaativan luopumista jostakin olennaisesta.  Samoin kuin 20 vuotta sitten mobiilisovellusten kehityksessä, tulen väitöskirjahaastatteluissani esittelemään ihmisille skenaarioita siitä, miten he voivat tulevaisuudessa hallita sähkönkulutustaan ja -tuotantoaan. Vaikka moni muuttuja on auki, mahdollisimman konkreettisiksi rakennetut skenaariot mahdollistavat tulevaisuuden teknologisten ratkaisujen yhteisen suunnittelun – kaikkien osapuolten näkökulmat huomioiden.

Kirjoittaja:

Sanna Tuomela
tohtorikoulutettava, tietojenkäsittelytiede
BCDC Vuorovaikutus -tiimi
Oulun yliopisto
sanna.tuomela(a)oulu.fi

Sanna Tuomela tutkii ihmisten ja sähkönkulutuksen ohjaukseen käytettävien teknologioiden vuorovaikutusta sekä kotien energiankulutukseen liittyviä käytänteitä ja arvoja.

Syksyllä 2018 toteutetussa BCDC Energian, Iin kunnan ja Sitran yhteisessä Iisisti Energinen –hankkeessa on tutkittu mm. sitä, millaisia odotuksia, motiiveja ja tavoitteita sähkönkulutuksen ohjausjärjestelmän hankkivissa perheissä on ja millaisia niihin liittyvät käyttökokemukset ovat. Lisäksi hankkeessa on selvitetty perheiden sähkönkulutukseen liittyviä käytänteitä.  Tutkijat esittelevät hankkeessa tutkittavia teknologioita, kuten 6G:tä osana kotien sähkönkulutusta ja kysynnän joustoa Future power systems need 6G -videolla.