Kotiakut eivät ole vielä taloudellisesti kannattavia Suomessa oman aurinkosähkön varastointiin

Aurinkosähköjärjestelmään liitettävä kotiakku ei ole tällä hetkellä taloudellisesti kannattava hankinta suomalaisille kotitalouksille, osoittaa Turun yliopiston ja Turun ammattikorkeakoulun uusi tutkimus.

Vaikka sähkömarkkinoilla esiintyisi voimakasta hintavaihtelua, kuten energiakriisin aikana vuonna 2022, akun korkeat kustannukset ja sen kuluminen syövät säästöt sähkölaskussa. Edes optimointiin tai koneoppimiseen perustuvat algoritmit akun latauksen ja purkamisen ajoittamiseen eivät tuoneet tarpeeksi säästöjä akun hinnan takaisinmaksuun.

Aurinkosähkön yleistyessä Suomessa moni kotitalous on harkinnut akkujen liittämistä katoille asennettuihin aurinkopaneelijärjestelmiin. Akut nähdään usein keinona varastoida ylimääräistä sähköä, lisätä omakäyttöä ja pienentää sähkölaskua. Uusi tutkimus osoittaa kuitenkin, että kun todelliset sähkön hinnat ja akun kuluminen otetaan huomioon, investointi ei vielä maksa itseään takaisin.

‒ Vaikka akulla saataisiin satojen eurojen vuosisäästöt, akun hintalappu on asennuksineen ainakin toistaiseksi liian suuri, jotta se maksaisi itsensä takaisin elinikänsä aikana, Karttunen sanoo.  

Akun kuluminen syö säästöt

Joissakin tutkituissa tapauksissa akun käyttö jopa kasvatti kotitalouksien vuosittaisia sähkölaskuja verrattuna tilanteeseen, jossa aurinkosähköä tuotettiin ilman akkua.

‒ Tämä on erittäin mielenkiintoinen tulos. Jos itse käytetyn tuotannon osuuden maksimoi ilman että huomioi sähkön hintaa, voidaan suurten sähkönhinnan vaihteluiden aikana päätyä tilanteeseen, jossa olisikin ollut taloudellisesti kannattavampaa myydä päivällä tuotettu sähkö suoraan verkkoon kuin varastoida sitä akkuun ja käyttää myöhemmin itse, Karttunen sanoo. 

Tyypillisesti akulla saavutetut säästöt jäivät muutamiin kymmeniin euroihin tai parhaimmillaan muutamaan sataan euroon vuodessa. Nämä säästöt eivät tutkimuksessa riittäneet akun investoinnin kattamiseen sen elinajan sisällä. 

Tutkimuksessa arvioitiin, että kaikkein suotuisimmissakin olosuhteissa korkeiden sähkönhintojen aikana vuonna 2022 akun hinta olisi saanut olla enintään 185 euroa kilowattitunnilta, jotta investointi olisi ollut taloudellisesti kannattava, eli esimerkiksi 10 kWh:n akkujärjestelmä olisi saanut maksaa enintään 1850 euroa asennuksineen. Tutkimuksessa tarkasteltiin yhtä yleisimmistä markkinoilla olevista akkutyypeistä, jonka hinta oli asennuksineen noin 667 euroa kilowattitunnilta, eli yli kolminkertainen tähän verrattuna. 

‒ Vuoden 2022 jälkeen sähkönhinnat ovat tulleet alaspäin, ja vaikka hinnanvaihtelut ovat korkeammat kuin ennen energiakriisiä, ei tämän päivän sähkönhinnoillakaan akku olisi tässä tapauksessa kannattava. Akkujen hinnatkaan eivät ole tulleet niin merkittävästi alas, että se vaikuttaisi tuloksiin, Karttunen kertoo.  

Akku kuluu, vaikka sitä ei käytä

Tutkimuksen johtopäätös on, että Suomessa kotiakkujen taloudellinen kannattavuus on epätodennäköistä lähivuosina, mikäli akun ainoa tarkoitus on aurinkosähkön varastointi. Keskeisiä syitä tälle ovat yleisesti matalat sähkön hinnat sekä se, että aurinkosähkön tuotanto osuu usein ajankohtiin, jolloin sähkön hinta on muutenkin korkeampi. 

‒ Päivisin sähkönhinnat ovat korkeampia kuin öisin, joten aurinkosähkön ylijäämän siirtäminen yölle tuo vain rajallisesti säästöjä. Säästöt olisivat suurempia, jos aurinkopaneelit tuottaisivat sähköä alhaisilla sähkönhinnoilla, jolloin sähköenergiaa voisi varastoida korkeiden sähkönhintojen ajalle, Karttunen sanoo. 

Lisäksi akut jäävät talvella pitkälti käyttämättömiksi vähäisen aurinkosähkön tuotannon vuoksi, mutta ne kuluvat silti ajan myötä. 

Kotiakun asentamiseen voi silti olla muita syitä, kuten mahdollisuus käyttää sähköä sähköverkon ulkopuolella, esimerkiksi mökeillä, tai varautuminen sähkökatkoihin. Tähänkään akku ei tarjoa aukotonta ratkaisua. 

‒ Monelle tulee yllätyksenä, että tavalliset kotiakut ovat kytkettyjä sähköverkkoon eivätkä toimi sähkökatkojen aikana, sillä akunohjausjärjestelmä tarvitsee toimiakseen verkkovirtaa. Akusta ei siis välttämättä saa sitä turvaa, mitä siltä odottaa, sanoo materiaalitekniikan professori Kati Miettunen.  

Reservimarkkinat puhuttavat

Tässä tutkimuksessa kotiakkujen kannattavuutta vertailtiin ilman akkuja toimiviin kotitalouksien aurinkosähköjärjestelmiin. Ilman akkua kotitaloudet voivat joko käyttää tuottamansa sähkön itse tai myydä ylimääräistä aurinkosähkötuotantoa suoraan sähköverkkoon. Aurinkosähköjärjestelmiin liitetty akku antaa lisäksi mahdollisuuden varastoida ylijäämäsähköä akkuun kotitalouden myöhempää käyttöä varten. 

Energia-arbitraasi tai reservimarkkinahyvitys eivät sisältyneet laskelmiin. Energia-arbitraasi tarkoittaa akun lataamista verkkosähköstä alhaisen sähkönhinnan aikana ja akun purkamista korkean hinnan aikana. Reservimarkkinahyvitys taas tarkoittaa kuukausittain maksettua hyvitystä, jonka aggregaattiyhtiö maksaa käyttäjälle siitä, että yhtiö varaa akusta osan reservimarkkinakäyttöön. 

‒ Alustavien laskelmiemme mukaan energia-arbitraasin lisääminen yhtälöön ei muuta kannattavuutta. Vaikka säästöjä saadaan lisää, akun lisääntynyt käyttö lyhentää sen elinikää, jolloin kannattavuus jää silti pakkaselle, Karttunen kertoo. 

‒ Reservimarkkinahyvityksiin on muutenkin syytä suhtautua varovaisesti, sillä yhtiöiden takaamat tuotot saattavat hyvin laskea reservimarkkinoiden saturoituessa. Reservimarkkina-akuissa osa kapasiteetista varataan aggregaatin reservimarkkinakäyttöön, joten kuluttajan tulee olla hyvin perehtynyt sopimusehtoihin ja niihin liittyviin riskeihin, Karttunen lisää.  

Todellista dataa suomalaisista kodeista ja sähkömarkkinoilta

Yhteistutkimuksessa selvitettiin, kuinka kannattavaa on liittää tyypillinen kotiakku olemassa olevaan aurinkosähköjärjestelmään Suomessa. Tarkastelussa oli 4 kilowatin aurinkosähköjärjestelmä ja 13,5 kilowattitunnin akku, joka vastaa kooltaan ja 9000 euron hinnaltaan (sisältäen asennuksen) yleisesti markkinoilla olevia kotiakkuja.

Analyysi perustui Turussa mitattuun todelliseen aurinkosähkön tuotantodataan, neljän suomalaisen kotitalouden todelliseen sähkönkulutusdataan sekä tuntikohtaisiin sähkön spot-hintoihin kolmelta vuodelta: 2020, 2021 ja energiakriisin vuodelta 2022.

Sähkölaskujen lisäksi tutkimuksessa huomioitiin akun kuluminen eli akun kapasiteetin heikkeneminen ajan, latausten ja purkujen myötä. Kuluminen on jätetty usein huomiotta aiemmissa tutkimuksissa, vaikka sillä on suuri vaikutus akkujen elinaikaan ja siten myös niiden taloudelliseen kannattavuuteen.

Tutkimusartikkeli on julkaistu Journal of Energy Storage -tiedelehdessä:The impact of battery scheduling strategies on profitability considering battery usage costs and dynamic electricity pricing in Nordic residential PV–battery system

Tutkimus toteutettiin aurinkosähköratkaisuja tutkivassa Turun yliopiston Solar Energy Materials and Systems -tutkimusryhmässä, jota johtaa professori Kati Miettunen. Työtä rahoittivat Turun yliopisto ja Salon kaupunki (HEMS-hanke) sekä Strategisen tutkimuksen neuvosto (RealSolar-hanke).