Varautuminen kyberuhkiin entistä tärkeämpää energiajärjestelmän monimutkaistuessa

Hyppönen korosti puheenvuorossaan kyberuhkiin varautumisen ja tietoturvan tärkeyttä, kun teknologia kytkeytyy yhä tiiviimmin kriittiseen infrastruktuuriin. Hänen mukaansa monet jo pitkään arkipäivää olleet tekniset innovaatiot, kuten sähköverkot, ovat muuttuneet pakollisiksi yhteiskunnan toimivuuden kannalta, ja niiden kytkeytyessä ennen pitkää ja entistä tiukemmin tietoverkkoihin, kriittisenä infrana niiden suojaaminen on ensiarvoisen tärkeää.

Hyppösen mukaan mitä uudempi tekninen innovaatio on, sitä nopeammin se muuttuu pakolliseksi: 30 vuodessa tietoverkoista on tullut melkein yhtä tärkeä osa toimivaa yhteiskuntaa kuin sähköstä.

”Ennen pitkää sähköverkot eivät toimi, jos tietoverkot eivät toimi. Tekoäly ei ole vielä pakollinen missään, mutta se yleistyy nopeammin kuin mikään muu aiempi teknologinen mullistus”, Hyppönen sanoo.

”Kriittiset verkot on vaikea pitää irti julkisesta verkosta”

Sähkö on siis jo pakollinen osa yhteiskuntaa, ja sen kysyntä vain kasvaa jatkossa, kun vihreä siirtymä etenee ja yhteiskunnat luopuvat fossiilisista polttoaineista ja materiaaleista ja korvaavat niitä uusiutuvilla. Uusiutuva energia on sääriippuvaista tuotantoa, mikä edellyttää energian varastointia ja vakaata ja toimitusvarmaa sähköverkkoa. Sähköverkkojen kytkeytyessä entistä tiiviimmin tietoverkkoihin järjestelmän tietoturva nousee keskiöön. Aihe on maailmanpoliittisen tilanteen vuoksi ajankohtaisempi kuin koskaan, koska erilaiset hybridivaikuttamisen keinot muun muassa kriittiseen infrastruktuuriin yleistyvät.

Hyppönen sanoo, että kriittiset verkot on vaikea pitää irti julkisesta verkosta internetin tiedonsiirtoyhteyksiin perustuvan TCP/IP-protokollan takia. ”Sen hyvä puoli on, että yhden reitin ollessa poikki protokolla löytää aina toisen reitin. Samaan aikaan se on kirous: sen takia esimerkiksi kriittiset verkot on vaikea pitää irti julkisesta verkosta. Erityisesti jos kriittisen infran järjestelmä on vanha tai se on järjestelmäpäivityksen yhteydessä liitetty verkkoon, voi julkisesta verkosta löytyy kriittisiä järjestelmiä. Ja niin löytyykin”, Hyppönen sanoo viitatessaan yrityksensä tekemään jokaviikkoiseen verkkoskannaukseen.

Hänen mukaansa haaste on myös se, että kyberturvallisuus ei yleensä ole ylimmän johdon ydinosaamisaluetta eikä siten ole yrityksen fokuksessa. Sen kuitenkin pitäisi olla. ”Mikään ei lamauta liiketoimintaa yhtä tehokkaasti kuin se, että tietokoneet ovat nurin.”

Tietoturva-asiantuntija peräänkuuluttaakin yrityksiltä varautumista verkkojen fyysisiin katkoksiin ja yhteiskunnilta parempaa puolustuskykyä kyberverkkoihin.

Alkuvaihe on P2X-hankkeen tärkein vaihe

Hyppösen ajatuksia herättävän puheenvuoron jälkeen pureuduttiin tarkemmin vihreän siirtymän mahdollisuuksiin. Päästöttömästi tuotettu sähkö antaa mahdollisuuden korvata monia ennen fossiilisiin raaka-aineisiin perustuvia tuotteita sähköstä johdetuilla tuotteilla. Tällaisia Power to X -tuotteita (P2X) ovat esimerkiksi vihreä vety ja teräs ja e-metanoli ja -etanoli. AFRYn P2X-toiminnoista Suomessa vastaava Matthew Geraghty kertoi, että suuren riskin Power to X -hankkeissa kannattaa panostaa perusteellisesti hankkeen alkuvaiheeseen, sillä tässä vaiheessa mahdollisuudet vaikuttaa hankkeen kustannuksiin ovat suurimmat. Mitä pidemmälle hanke etenee, sen kalliimmaksi hankkeeseen tehdyt muutokset tulevat. Alkuvaiheen suunnittelussa valitaan toteuttamiskelpoisin Power to X -tuote, määritetään operatiiviset tavoitteet, vahvistetaan käyttövarmuustavoitteet sekä kehitetään johtamisjärjestelmä.

”Vahva perusta onnistuneille Power to X -hankkeille rakentuu kolmen tekijän varaan, jotka kytkeytyvät toisiinsa: hankkeeseen voidaan investoida, se on turvallinen ja se on tuottava”, Geraghty summaa.

”Vesi- ja säätövoiman lisääminen mahdollistavat energiamurroksen”

Uusiutuviin lähteisiin perustuvan energiantuotannon kasvaessa tarvitaan säätövoimaa ja sähkövarastoja. Perinteisellä vesivoimalla on Suomessa merkittävä rooli säätövoiman tuottajana. Sen sijaan Keski-Euroopassa yleisiä pumppuvoimalaitoksia ei Suomessa vielä ole, mutta Kemijoki Oy selvittää paraikaa pumppuvoimalaitoksen rakentamisen mahdollisuuksia Pohjois-Suomessa Ailangantunturille.

”Puhtaan sähkön saatavuus, kohtuullinen hinta ja hyvä toimitusvarmuus ovat edellytyksiä sille, että Suomella on mahdollisuudet houkutella investointeja esimerkiksi hiilivapaaseen teräkseen ja vetyyn. Tulevaisuuden sähköntuotanto on vaihtelevaa, vaikeasti ennustettavaa ja heikosti säädettävää. Vesi- ja säätövoiman lisääminen mahdollistavat energiamurroksen”, Kemijoki Oy:n patoturvallisuuspäällikkö Kari Pehkonen sanoo.

Pumppuvoimalaitoksilla voidaan tasoittaa sähkön hintavaihteluja ja parantaa hinnan ennustettavuutta sekä varmistaa sähkönsaantia häiriötilanteissa. Kemijoki Oy:n Ailangantunturille suunnitteleman pumppuvoimalaitoksen teho on teho 550 MW, putouskorkeuspotentiaali 200 metriä ja rakennusvirtaama 300 kuutiota sekunnissa. Laitosta voidaan ajaa 7 tuntia, ja veden pumppaaminen ala-altaasta yläaltaalle kestää 9 tuntia. Paraikaa hankkeessa on käynnissä ympäristövaikutusten arviointi sekä yleiskaavoitus. Laitos voisi olla käytössä vuoden 2032 lopussa.

Ailangantunturin pumppuvoimalaitosta voi ajatella sähkövarastona, jossa uusiutuvan sähkön ylituotannon ja halvan sähkön aikana vesi pumpataan ala-altaasta yläaltaaseen varastoon. Toisenlaisen kulman sähkövarastoihin tuovat akkuvarastot (battery energy storage system, BESS), joiden rakentamiseen liittyvistä käytännön kokemuksista kertoi osaksi AFRYä keväällä liittyneen Carelin Oy:n projektipäällikkö Joni Viiperi. Viiperi käsitteli muun muassa BESS-hankkeiden toteutusmalleja ja miten ne vaikuttavat hankkeen kustannuksiin ja haasteisiin.

”Kokonaisvastuu-urakoissa kustannukset ovat korkeampia kuin jaetussa urakassa, jossa rakennuttaja vastaan projektinjohdosta ja -valvonnasta tilaajan tekemillä suunnitelmilla. Toisaalta jaettu vastuu tuo rakentamiseen lisää haasteita”, Viiperi kertoo.

Kilpailutuksessa haasteita tuovat puolestaan teknologiatoimittajien eri ratkaisut ja urakoitsijoiden erilaiset toimitussisällöt, jolloin ne eivät yksi yhteen vertailtavissa. Lisäksi tilaajalla voi olla erillishankintoja.

Pienydinvoimaa lämmöntuotantoon – mitä vaaditaan laitospaikalta

Energiasektorin lämmöntuotantonäkökulmaa tapahtumassa käsitteli AFRYn Suomen ydinvoimayksikön asiantuntija Ilkka Suntio, joka kertoi SMR-laitoksen paikan valintaan liittyvistä erityispiirteistä. Aihe on mitä ajankohtaisin, sillä paraikaa pienydinvoiman hyödyntämistä lämmöntuotannossa selvitetään Kuopiossa ja Helsingissä – yhtiöissä, joilla ei aiemmin ole ollut ydinvoimaan perustuvaa energiantuotantoa.

”SMR-laitokselle potentiaalisten alueiden tunnistamisessa alueet arvioidaan turvallisuus- ja muiden kriteerien perusteella. Turvallisuuskriteereihin kuuluvat sää- ja muiden luonnonilmiöiden sekä tulvariskien arviointi sekä siirrosten ja maanjäristysten arviointi”, Suntio kertoo.

Lisäksi paikan valinnassa arvioidaan alueen geoteknisiä ominaisuuksia, jäähdytysmahdollisuuksia ulkoisten uhkien varalta, ihmisen toiminnan aiheuttamia vaikutuksia sekä pelastussuunnitelmien toteutettavuutta. Myös kustannukset, kaavoitus, ympäristövaikutukset sekä sosiaalinen hyväksyntä ovat keskeisessä osassa, kun laitospaikkavaihtoehtoja kartoitetaan.

Laitospaikan valinnassa on huomioitava myös STUKin määräämä suojavyöhyke ja varautumisalue. Aiemmin suojavyöhykkeen koko oli kiinteä 5 km ja varautumisalue 20 km, mutta STUKin määräys muuttui alkuvuodesta, jonka jälkeen suojavyöhykkeen ja varautumisalueen koko määräytyy mahdollisen onnettomuuden vaikutusten perusteella. Tämän arvioimiseksi AFRYllä on oma työkalu, AFRY Intelligent Scenario Modelling.

”Muutoksella ei ole vaikutusta laitoksen lähellä asuvan väestön turvallisuuteen, mutta se mahdollistaa sijaintipaikan valinnan esimerkiksi kauko- tai prosessilämmön hyödyntämiseksi”, Suntio tarkentaa.

”Verkot eivät saa muodostua pullonkaulaksi”

Energiantuotannon siirtymä kohti päästöttömiä ratkaisuja edellyttää vakaata sähköverkkoa ja toimivaa energiamarkkinamallia. Katsauksen aiheeseen toi työ- ja elinkeinoministeriön Energiamarkkinat-ryhmän päällikkö Petteri Kuuva, joka nosti esiin hallitusohjelman linjauksia mm. puhtaan sähköntuotannon kaksinkertaistamisesta vuoteen 2040 mennessä sekä kohtuullisten sähkönsiirtokustannusten ja kansallisesti tärkeiden teollisuuden keskittymien sähkönsiirtotarpeen varmistamisesta investointien mahdollistamiseksi. Sähköä on hallitusohjelman mukaan riitettävä kohtuulliseen hintaan myös tuulettomien pakkasjaksojen aikana.

”Verkot eivät saa muodostua pullonkaulaksi”, hän siteerasi huhtikuun kehysriihen lausumaa.

”Keskeinen kysymys on, saadaanko Suomeen teollisuutta, joka tarvitsee puhdasta sähköä. Investointeja ei tule, jos ei ole tuotantoa. Tuotantoa ei tule, jos ei ole kulutusta. Lisäksi tarvitaan kantaverkkoliityntä. Tämä on monimutkainen yhtälö, jossa on vastapuoliriski.”

Kuuva listasi muutoksia, joita sähköjärjestelmässä on tapahtunut lyhyessä ajassa.

”Sähköjärjestelmä on muuttunut lyhyessä ajassa ihan toisenlaiseksi. Säätökykyistä lämpövoimakapasiteettia on poistunut markkinoilta 2010-luvulla kannattamattomana. Säädön kannalta tärkeä joustava tuonti Venäjältä on poistunut. Tämä tarkoittaa sitä, että joustoa tarvitaan lisää tasaamaan tuotannon ja kulutuksen lyhytaikaiset ja kausivaihtelut”, Kuuva sanoo.

Tätä joustoa ja energiamarkkinan toimivuutta pyritään lisäämään useilla energiamarkkinoiden lainsäädäntöhankkeilla, joista Kuuva mainitsi mm. uusiutuvan tuotannon integroinnin suurjänniteverkkoon -hankkeen. Sen tavoitteena on edistää sähköä kuluttavien ja tuottavien suurinvestointien sijoittumista lähekkäin ilman tarvetta liittyä kantaverkkoon. Sähkömarkkinalain muutoksella mahdollistetaan, että jakeluverkkoyhtiöt voivat koota tuulivoimaloiden liityntäjohdot yhteen.