Suomen uusiutuvilla on jäsenenä komponenttivalmistajia, joiden historia tuulivoimassa on paljon Suomen tuulivoimarakentamisen historiaa pidempi. Tuulivoimaloiden komponenttien valmistus ja vienti sekä niihin liittyvä palveluliiketoiminta unohtuukin usein julkisessa keskustelussa. Ja ehkä se ei ole ihme: tuskin kovin moni Jyväskylään Tampereen suunnasta kurvaava hahmottaa moottoritien varteen jäävän Flenderin tehtaan seinässä olevat suuret siniset kirjaimet nähdessään, että seinien sisällä tehdään erikoistunutta työtä tuulivoimaloiden vaihteistojen parissa. Kuinka siihen oikeastaan edes päädyttiin, että jyväskyläläisessä tehtaassa huolletaan tänä päivänä tuulivoimaloiden vaihteistoja eri puolilta maailmaa?
Tuulivoima-ala otti ensiaskeleitaan 1980-luvulla. Voimalavalmistajia oli muutama, joista Vestas on edelleen toiminnassa, Bonuksen ja Enronin polut ovat johtaneet muiden toimijoiden brändien alle. Voimalat tarvitsivat vaihteistot, eikä vaadituilla ominaisuuksilla niidenkään potentiaalisia toimittajia ollut montaa. Flenderin tuulibrändin Winergyn ja ZF:n kaltaisten jättiläisten joukkoon ponnisti myös Suomesta Moventas, jolla oli pitkä historia teollisuuden voimansiirtoratkaisuiden parista osana Valmet Power Transmissionia.
Silloisten voimalavalmistajien kyselyiden innoittamina kolme vaihteistovalmistajaa aloitti varhaisen tuulivoimalavaihteiston kehityksen käytännössä samaan aikaan kukin omalla tahollaan. Nämä kolme toimijaa profiloituivat myöhemmin vaihteistojen päävalmistajiksi. Kukapa olisi silloin arvannut, että erilaiset polut kuljettuaan Winergy ja Moventas tulisivat yhteenliittymän myötä täydentämään toistensa osaamista. Mutta sitä ennen tuulivoimaloiden kilowatit muuttuivat megawateiksi, markkinamyllerrykset seurasivat toisiaan ja tuulivoima kasvoi merkittäväksi sähköntuotantotavaksi koko maailmassa.
Alun opettelusta kohti sarjatuotantoa ja toimintavarmuutta
”1980-luku oli perusdesignin syntyaikaa. Kukin vaihteistovalmistaja opetteli lähimmäksi tulleen voimalavalmistajan kanssa sitä, mitä tuulivoimalan vaihteistolta vaaditaan. Mallia otettiin teollisuuden ja meripuolen ratkaisuista, mutta käsityötähän se oli, yksittäisten vaihteistojen kehittelyä ja kokeilua. Moventas protoili eniten Vestaksen ja GE:n ja sen edeltäjän Enronin kanssa. Ensimmäiset vaihteistot toimitettiin 35 kW voimalaan. Niitä sitten paranneltiin askel kerrallaan”, kertoo varhaisista vuosista Antti Turunen, joka vastaa Winergyn globaalista huoltoliiketoiminnasta. Turunen oli pitkään Moventaksen palveluksessa ennen siirtymistään Flender-konserniin kuuluvalle Winergylle. Paluu Jyväskylän Ikolan tehtaalle tapahtui Flenderin ostettua Moventaksen 2022.
Voimalakoot kasvoivat vinhasti jo vuosikymmeniä sitten, vaikka toki silloiset voimalat olivat nykyisiin verrattuna lilliputteja. ”Esimerkiksi 225 kW voimalassa oli jo varsin kehittynyt vaihteisto, vaikka oltiinkin vielä lieriömallisten, perinteisten teollisuusvaihteiden maailmassa. Voimalakoon kasvun myötä kävi selväksi, että lieriömallista oli luovuttava. Ensimmäinen planeettavaihteisto oli sarjatuotannossa 660 kW:n voimalaan 1990-luvun puolivälissä”, Turunen kertaa historian kehitysaskeleita. ”PLH-312-vaihde ja 660 kW:n turbiinialusta olivat aikansa lippulaivatuote. Sitä myytiin valtavia määriä vuosien kuluessa. Kyseisiä voimaloita asennettiin paljon etenkin Pohjois-Amerikkaan, muun muassa Mojaven aavikolle Kaliforniaan. Iso osa niistä on edelleen toiminnassa. Aikanaan tuon voimalan vaihteisto oli todella futuristinen, ja se loikin pohjan ja toimintamallin tuleville malleille ja toimintatavoille. Sen mallin myötä myös Moventaksen tuulibisnes lähti aidosti liikkeelle. Kaikki sitä ennen oli enempikin oppimista ja testailua” Turunen kertoilee.
Seuraava merkittävä steppi tuulivoimaloiden vaihteistoissa tapahtui 2000-luvun taitteessa, kun kilowattiluokasta siirryttiin megawattien puolelle. Moventas toimitti suuria määriä 1,5 ja 2 MW voimaloiden vaihteistoja. Vaihteistojen malli oli sinänsä sama kuin kilowattiluokan planetaarisissa laitteissa, mutta teknologisilla ratkaisuilla, kuten hiiletyskarkaistulla kehäpyörällä ja integroiduilla planeettapyörän laakereilla, pystyttiin nostamaan momenttitiheyttä. Se oli tarpeen, sillä entistä pidemmät voimaloiden lavat välittivät kasvavia voimakuormia. ”Se oli sellaista suuren buumin aikaa,” Turunen kuvaa silloista menoa. 2000-luvun puolivälissä Etelä-Amerikka ja Espanja piirtyivät Moventaksen kartalle aiemmin vahvojen alueiden, Keski-Euroopan ja Pohjois-Amerikan, lisäksi.
Hyppy kilowateista megawatteihin toi vaihteistovalmistajille myös haasteita. Vaihteistojen käytettävyys laski uudenlaisten teknologioiden nopean käyttöönoton myötä. ”Meidänkin oli pakko avata huoltopiste Amerikkaan puhtaasti tuulibisnestä varten. Vaurioiden määrä oli noussut poikkeukselliselle tasolle”, kertoo Turunen alan oppirahojen maksun vuosista 2000-luvun alkupuolella. Luotettavuuteen panostamisesta tulikin viimeistään tässä vaiheessa monelle toimijalle keskeistä, joskin Moventakselle se oli ollut keskeistä alusta asti.
Kuumasta buumista selviytymisen tielle
2000-luvun ensimmäisen vuosikymmenen lopulla vaihteistojen suunnittelussa oli otettu suuria harppauksia: sitä myöten vaihteistojen luotettavuus parani merkittävästi. Voimansiirto ei myöskään enää ollut voimaloiden koon kasvua rajoittava tekijä. Omistajamuutosten myötä tuulivoimabisneksestä tuli Moventaksen ydin. Jyväskylän Rautpohjan tehdas kävi ahtaaksi kasvavan kysynnän myötä, ja Jyväskylän Ikolaan päätettiin rakentaa upouusi tehdas, joka valmistui 2008. ”Näkymä oli niin hyvä, että oli suunnitelmia rakentaa Amerikkaan samanlainen tehdas. Asiakkaat saivat messuilla merkitä karttaan ehdotuksia, minne seuraava tehdas rakennettaisiin. Homma oli silloin tosi isollaan”, Turunen kertaa tapahtumia.
Kaikki muuttui kuitenkin nopeasti. ”Silloisille asiakkaille tehtiin jopa 20 vaihdetta viikossa, ja tehdas pyöri kolmessa vuorossa. Vuosikymmenen taitteessa tuli kuitenkin pankkikriisi, ja kaikki pysähtyi myös Moventaksella parissa viikossa. Tilauskirjat olivat olleet täynnä reilusti yli puoleksi vuodeksi eteenpäin, ja materiaalia oli tilattu sen mukaan. Tavaraa oli joka paikka täynnä. Koko markkina ajautui pysähtyneeseen tilaan.”
Moventaksen onni tilanteessa oli, että aiemmin takuuhuoltoja toteuttanutta huoltotoimintaa oli muutama vuosi aiemmin alettu kehittää huoltopalveluliiketoiminnan suuntaan. ”Yhtäkkiä huolto olikin se, joka kannatteli ja piti tehtaan kiireisenä. Huoltotoiminnan 16 kautta saatiin valtavan isoja diilejä vaihteistojen korjauksista ja uusimisista”, Turunen kuvaa yllättävää käännettä. Huoltotoiminta kannatteli, mutta emoyhtiön konkurssi ja yrityssaneeraus olivat kuitenkin väistämättöminä edessä. Moventaksen uusi alku tapahtui 2012 Clyde Blowersin omistajuuden myötä.
Teknologisen kehityksen valtavirrat ja sivujuonteet
Moventas oli, ja nykyinen yhtiö Flenderin Winergy, on ennen kaikkea vaihteistovalmistaja. Antti Turunen, miten näet suoravetoisten ja vaihteistollisten voimaloiden kamppailun?
”Ala koki tuskaa vaihteistojen vikaantumisen vuoksi. Siinä kohtaa suoravetoisuus vaikutti erittäin houkuttelevalta monelle toimijalle. Voimaloiden koon kasvu vie nyt vaihteistojen suuntaan, sillä komponenttien suuren koon vuoksi yli 10 MW voimaloita on haastavaa toteuttaa suoravetoisina. Suoravetoinen teknologia tulee säilyttämään tietenkin oman markkinarakonsa, ja Winergy tarjoaa segmentti- ja generaattoriratkaisuja myös sille puolelle”, Turunen sanoo. Niin Winergyn näkökulmasta kuin laajemminkin onkin mahdollista, että myös merituulivoimassa mennään tulevaisuudessa vaihteistollisten mallien suuntaan.
”Tulevaisuuden kysymys on se, kulkeeko kehitys medium- vai high-speed-generaattoreiden suuntaan. Medium-speed-generaattorit vaikuttavat jossakin määrin yleistyvän, mutta aika näyttää, pystyvätkö ne markkinaosuudessa ohittamaan perinteisemmän high-speed-generaattoriratkaisun. Perinteisemmän mallin vahvuus on omistajan näkökulmasta se, että generaattori ei ole niin integraalinen vaihteiston kanssa, mikä mahdollistaa vaihteiston ketterämmät huollot. Toisaalta medium-speed -teknologiassa on vähemmän vikaantuvia komponentteja” Moventas pilotoi integraalista rakennetta generaattorivalmistaja The Switchin kanssa viime vuosikymmenellä, mutta luopui myöhemmin tästä aikanaan edistyksellisestä medium-speed-mallista. Vaikka rakenne oli kompakti ja kustannustehokas, ala ei ollut vielä valmis teknologialle.
Suomalaista insinööriosaamista ja ketteryyttä Winergylle
Maailman talouden rattaiden pyörteet osuivat niin, että Moventas ei rakentanut toista tehdasta Jyväskylän Ikolan modernin laitoksen lisäksi. Koko tuulivoima-alan kasvun myötä Moventaksen oma toimintasektori kutistui, kun yhden tehtaan turvin saattoi palvella vain yhtä suurta asiakasta kerrallaan. Toimitusriskit kasvoivat asiakkaiden näkökulmasta, kun toimittaja oli varsin pieni toimija alalla.
Moventaksella oli kuitenkin koeteltu asema teknologian kehittäjänä, erittäin korkeatasoiset huoltopalvelut ja kattava huoltoverkosto, rutkasti insinööriosaamista, hyvä kulttuuri ja ketterät toimintatavat – ratkaisukeskeistä kyvykkyyttä. Tätä kaikkea himoitsi Flender-konserniin kuuluvat Winergy. Kauppa toteutui keväällä 2022, ja Moventas tuli katalyytiksi Winergyn huoltotoimintojen kehittämiseen.
Flender Winergy-tuulibrändeineen on globaali jättiläinen, jonka tuotteet kattavat koko voimansiirron pääakselista generaattoriin asti. Winergy on suurin länsimäinen vaihteistovalmistaja, globaalisti tasaväkinen Nanjingin kanssa. Moventas valmisti aikanaan 40 vuodessa noin 20 000 vaihteistoa Jyväskylässä. Vertailun vuoksi Winergy on valmistanut lähes 200 000 vaihteistoa ja lisäksi generaattoreita ja muita komponentteja. ”Winergy ja Moventas aloittivat aikoinaan samaan aikaan, mutta kulkivat varsin erilaisia polkuja. Tekemisen peruselementit ovat kuitenkin olleet matkan varrella samat, mikä ylipäänsä mahdollisti yhtiöiden integraation vuodessa. Mittakaava on ollut eri, mutta luotettavuuskeskeisyys yhteistä,” Turunen niputtaa historiaa. Moventaksen valmistamista vaihteistoista karkeasti ottaen noin 40 prosenttia asennettiin Amerikkaan, saman verran Eurooppaan ja loput 20 prosenttia muualle.
Winergy tekee huoltoja vaihteistovalmistajasta riippumattomasti kaikille merkeille, myös kilpailijoiden tuotteille. Se on sujuvaa asiakkaan näkökulmasta, sillä yhdessäkin puistossa voi olla eri valmistajien vaihteistoja. Jyväskylän Ikolan tehdas on keskittynyt huoltoihin. Vaihteistoja tulee huoltoon ennen kaikkea lähialueelta, mutta myös kauempaa. Vaihteisto puretaan, puhdistetaan ja kunnostetaan esimerkiksi korjaushiomalla tai valmistamalla osia uudelleen. Aina kunnostus ei ole mahdollista, ja silloin joko tarjotaan korvaava vaihteisto tai valmistetaan uusi särkyneen tilalle. Vaihteisto kiertää modernissa tehtaassa pisteeltä toiselle, kunnes se lopulta kasataan, koeajetaan, maalataan, pakataan ja lähetään uudelleen maailmalle.
”On kiistatonta, että sijaintimme voi vaikuttaa syrjäiseltä nyt, kun Pohjolan voimalakanta on vielä nuorta ja vetreää. Mutta meillä on merkittäviä vahvuuksia, kuten prosessin tehokkuus ja läpimenoajat, joissa olemme todella edistyksellisiä ja joita jatkuvasti kehitetään.”, kertoo Alexander Connal, Winergyn markkinoinnista ja korporaatiokehityksestä.
Haastattelun aikaan Ikolan tehtaalla tavaran vastaanoton päädyssä on sulassa sovussa odottamassa isoja ja pieniä, nuorempia ja vanhempia vaihteistoja eri valmistajilta. ”Vahvuutemme on osaamisessa: pystymme huoltamaan hyvin laajaa repertuaaria erilaisia vaihteistoja ja tarvittaessa tekemään tai tarjoamaan uuden tilalle. Meillä on omien vaihdemallien lisäksi näkemystä kilpailijoiden vaihteistoista niin pitkältä ajalta, että olemme kehittäneet luotettavuutta parantavia päivityksiä myös niihin osana huoltoa”, Connal jatkaa.
Noin 60 prosenttia huoltoon tulevista vaihteistoista saadaan huollettua käyttökuntoon. Loppuosa on ajettu niin äärimmilleen, että on halvempaa valmistaa uusi vaihteisto. Tyypillisesti uuteen päädytään, jos huollon kustannus on yli 90 prosenttia uuden valmistamisen kustannuksesta. Purkutyön pois jäänti tekee hintaeroa huollon ja uusvalmistuksen välillä. Winergyn insinööreillä on taitoa arvioida huoltokustannusta jo vikaraporttien perusteella. Ero huollon ja uuden valmistamisen välillä kuulostaa pieneltä, mutta kyseessä on mittakaava-asia: vaikkapa 100 vaihteiston kohdalla kymmenen prosentin hintaero alkaa vaikuttaa. Vanhaa on monesti kannattavaa korjata – ja ihmeitä niille Ikolan tehtaalla tehdäänkin!
Suuret tuulivoiman omistajat pyörittävät omia huoltopoolejaan, joissa isojen puistojen vaihteet kiertävät vuorollaan huoltoon, ja tarvittaessa on aina saatavilla uusia tai huollettuja vaihteistoja. Tällaiset suuret huolto-ohjelmat pitävät Ikolan tehtaan väen kiireisenä. Tällä hetkellä tehdas pyörii kahdessa vuorossa ja uusia rekrytointeja on tehty ja luvassa lisääkin. Esimerkiksi yhden Amerikan suurimmista loppukäyttäjistä portfoliossa on 15–20 vuotta vanhaa kW-luokan voimalatyyppiä noin 2000 kappaletta. Winergy hiljalleen huoltaa koko fleetin, ja Ikolassa valmistetaan vuosittain noin 100 uutta vaihteistoa osana huolto-ohjelmaa. ”Onhan se aikamoista, että voimme valmistaa vaihteiston teoriassa kaikkiin historian saatossa valmistettuihin voimaloihin”, Connal myhäilee.
Winergy on kaikille suurille voimalavalmistajille vaihteistojen ykkös- tai kakkostoimittaja. Se on myös saavuttamassa kasvavaa markkinaosuutta Aasian tuulivoimavalmistajien keskuudessa. Yhtiö investoi suuresti nopeasti kasvaville Kiinan ja Intian markkinoille, mutta toisaalta Ikola mukaan lukien Euroopan omavaisuusaste on niin ikään hyvä, 10 GW vuodessa. Vaikka Amerikan ja Suomen yksiköt ovat nyt puhtaasti huoltoihin ja niihin liittyvän valmistukseen keskittyneitä, on valmius omavaraiseen valmistukseen olemassa esimerkiksi geopolitiikan niin vaatiessa.
Miten summata tämä pitkä tarina? Vaihteisto valmistuksessa protoiltiin 80-luvulla, luotiin liiketoimintamallia 90-luvulla, panostettiin sarjatuotantoon ja luotettavuuteen 2000-luvun alkupuolella, kun samalla loikattiin megawattiluokkaan. Ilman voimansiirrossa tehtyä kehitystyötä tuulivoimalat eivät nyt olisi niin suuria kuin ne ovat. Flender Finland on kääntänyt Moventaksen vaikeat vuodet voitoksi: huoltoliiketoiminta on todella hyvällä tolalla, ja sen tarve kasvaa.
Vihdoin näköpiirissä siintää, että töitä tulee myös tästä lähialueelta, kotimarkkinalta. Vaikka pitää sitä vielä odottaa, koska Suomen voimalat ovat yhä nuoria. Mutta Ikolassa paiskitaan odotellessa hommia 200 työntekijän voimin muiden maiden vaihteistojen parissa. Tekemisen meininkiä on enemmän kuin monena haastavana vuonna yhteensä. Suomen tuulivoimaloiden vaihteistot ovat hyvissä käsissä, kun huoltojen aika vuosien kuluessa koittaa.