Pumppuvoimalaitokset

Pumppuvoimalaitokset hyödyntävät vesivoimateknologiaa energian varastointiin. Laitoksen toiminta perustuu kahteen eri korkeudella sijaitsevaan vesialtaaseen säännöstelyvoimalaitoksen tapaan. Kun halutaan tuottaa sähköä, voidaan ylemmästä altaasta juoksuttaa vettä vesiturbiinin läpi, jolloin veden potentiaalienergia saadaan muutettua sähköksi. Pumppuvoimala ei ole kuitenkaan varsinainen voimalaitos, sillä se tuottaa vähemmän energiaa kuin veden varastointiin kuluu. Varastointi toteutetaan pumppaamalla vettä alemmasta altaasta ylempään. Pumppauksen vaatima energiamäärä on suurempi kuin, mitä veden juoksuttaminen turbiinin läpi voi tuottaa.

Kuva: Mielonen, M & Kivimäki T.
Video: How Pumped Storage Power Plants Work. saVRee (2019). Videon oikean alakulman asetuksista (Settings --> Subtitles) voit valita tekstitysvaihtoedoksi joko englannin tai automaattisen käännöksen suomeksi (Subtitles --> Auto-translate). 

Pumppuvoimalan tarkoituksena on siis varastoida sähköenergiaa veden potentiaalienergiaa hyödyntäen. Pumppuvoimaloita on käytetty erityisesti Alpeilla jo 1800-luvun lopulta alkaen. Nykyään pumppuvoimalat ovat yleistä teknologiaa ja merkittävin teknologia sähkönvarastoinnissa. Huolimatta akkuteknologian kehityksestä ja yleistymisestä tulee pumppuvoimaloiden merkitys energianvarastoinnissa säilymään merkittävänä myös tulevaisuudessa. Esimerkiksi kansainvälinen energiajärjestö IEA arvioi  pumppuvoimaloiden kattavan noin 74 % kaikesta sähkövarastojen kapasiteetista vuonna 2026. Suomessa pumppuvoimaloita ei ole rakennettu luonnollisten korkeuserojen ollessa vähäiset. Suunnitellut hankkeet ovat kariutuneet aiemmin niiden kannattamattomuuteen. Muutokset sähkömarkkinoilla ja sähkövarastojen kysynnän kasvu on kuitenkin tekemässä pumppuvoimaloista kannattavia myös Suomessa. Suomen ensimmäisen pummpuvoimalan rakennustöiden onkinmäärä alkaa Pyhäsalmella, jossa hyödynnetään vanhaa kaivosta. Voimalan teho tulee olemaan 75 MW ja varastointikapasiteetti 530 MWh. Rakennuskustannuksiksi on arvioitu noin 125 M€, josta TEM:n investointituki kattaa 26,3 M€. Lisätietoja Pyhäsalmen pumppuvoimalahankkeesta. 

Kuva: Pumppuvoimaloiden kapasiteetti maittain 2020 - 2026. (IEA. Pumped storage hydropower storage capability by countries, 2020-2026.  Lisenssi: CC BY 4.0).