Teknologian tutkimuskeskus VTT kehittää sähkövarastoa, joka perustuu uusiutuviin raaka-aineisiin. Pyrkimyksenä on kehittää energiamäärältään noin 50-100 kWh superkondensaattoriratkaisu, joka voidaan valmistaa pelkästään uusiutuvista materiaaleista, kuten selluloosasta ja biohiilestä. Tavoitteena on luoda ratkaisulle kaupallisesti kannattava liiketoimintamalli.
VTT:n kaupallistamispolut
VTT:llä on tyypillisesti kolme eri tapaa kaupallistaa kehitettyjä teknologioita. Yleisin on suora tilaustutkimus teknologiaa tarvitsevan yrityksen kanssa. Tällaisessa projektissa yritys tilaa VTT:ltä tutkimus- ja kehitystyötä ja omistaa projektin tulokset ja voi kaupallistaa ne haluamallaan tavalla. Toinen tapa on kehittää aineetonta omaisuutta (IPR, Intellectual Property Rights), kuten patentteja ja lisensoida se yrityksille. Kolmas tapa on perustaa kehitetyn IPR:n varaan spin off -yritys. Uudentyyppistä superkondensaattoria on kehitetty Business Finlandin ”Research to Business” -rahoituksella ja tähtäimessä on spin off -yrityksen perustaminen. Projekti on mukana VTT Launchpad –ohjelmassa, joka on VTT:n yrityshautomo.
Ratkaisun tulee olla teknisesti toimiva ja kaupallisesti kannattava, jotta se voidaan tuotteistaa. Tällä hetkellä VTT keskittyy kehitetyn teknologian toiminnallisuuden varmistamiseen ja liiketoimintamallin vahvistamiseen. Keskustelut mahdollisten sijoittajien, partnereiden ja pilottiasiakkaiden kanssa ovat käynnissä.
Sähköverkon uudet vaatimukset
Voimakkaasti lisääntyvä uusiutuvan sähkön hajautettu tuotanto asettaa sähköverkolle uudenlaisia vaatimuksia. Näihin lukeutuvat tuotetun energiamäärän vaihtelu ja tuotetun sähkön jännitteen ja tehon vaihtelu pienessä mittakaavassa. Kertautuessaan tämä vaihtelu aiheuttaa ongelmia sähköverkon tasapainolle. VTT:n kehittämä teknologia pyrkii ratkaisemaan nämä ongelmat tarjoamalla verkkoon tasapainottavan elementin sähkövaraston muodossa. Kehitteillä olevat sähkövarastot ovat 50-100 kWh:n kokoisina suhteellisen pienikokoisia, mutta niitä voidaan käyttää osaltaan myös sähkön reservivarastona muodostamalla kokonaisratkaisuita yhdessä esimerkiksi pienien vesivoimaloiden tai suurten akkuvarastojen kanssa. Tuulivoimaloiden yhteydessä käyttökohde on ensisijaisesti lyhytaikaisiin häiriötilanteisiin varautuminen. Reservimarkkinalle osallistuminen pelkän superkondensaattorin varassa vaatii useiden yksikköjen rakentamisen ja käyttämisen yhdessä.
Superkondensaattori sähkövarastona
Superkondensaattori on vanha ja kaupallisesti sekä teknologisesti koeteltu sähkövarastoteknologia. Akkuihin verrattuna sen vahvuuksiin kuuluvat hyvä syklikestävyys ja suuri tehonantokyky. Akkujen vahvuus taas on suuri energiatiheys. Näiden tekijöiden vuoksi superkondensaattorit ovat yleistymässä käyttökohteissa, joissa tarvitaan lyhyen ajan suurta huipputehoa, kuten vesivoimaloiden ja teollisuuden prosessien käynnistystukena. Akut puolestaan yleistyvät taas sovelluksissa, joissa tarvitaan suuria energiamääriä pitkän ajan kuluessa.
Kehitteillä olevan biomateriaalipohjaisen superkondensaattorin vahvuuksia ovat uudenlainen ympäristöystävällinen raaka-ainekoostumus, turvallisuus käytössä sekä yksinkertainen ja kustannustehokas valmistusprosessi. Uusiutuvien raaka-aineiden käyttö mahdollistaa ratkaisun skaalaamisen erittäin suuriin tuotantomääriin ilman, että ympäristöhaitat kasvavat kohtuuttomiksi. Tämä on etu varsinkin verrattuna akkuratkaisuihin, joiden valmistaminen vaatii materiaalien tuottamista kaivostoiminnalla. Rakenteeltaan kehitteillä oleva superkondensaattori vastaa pitkälti nykyään käytössä olevia akkuratkaisuja. Sähkövarastoina toimivat kennot voidaan rakentaa muodoltaan samanlaisiksi kuin akkukennot. Toisaalta ratkaisun runkona eli elektrodien sideaineena toimiva nanoselluloosa mahdollistaa myös täysin uudenlaisten, esimerkiksi hyvin suurikokoisten, kennojen valmistamisen ja siten aivan uuden muotoisten sähkövarastojen rakentamisen.
Otto-VIlle Kaukoniemi on erikoistutkija ja projektipäällikkö Teknologian Tutkimuskeskus VTT:ssa. Hän kehittää uusia käyttötapoja ja sovelluksia uusiutuville raaka-aineille kuten selluloosalle. Paula Viinamäki toimii hankkeen kaupallistajana, minkä lisäksi hänellä on yrittäjänä rooleja mm. ulkoisena kehitysjohtajana ja neuvonantajana. Kaikkia hänen hankkeitaan yhdistää kestävät ja ympäristöystävälliset ratkaisut ja parempi työn tuottavuus.