Sami Lagerroos Tehohuippujen hallinta sähköajoneuvojen latauksessa Vaasa 2025 Tekniikan ja innovaatiojohtamisen akateeminen yksikkö Kandidaatin tutkielma Sähkö- ja energiatekniikka 2 VAASAN YLIOPISTO Tekniikan ja innovaatiojohtamisen akateeminen yksikkö Tekijä: Sami Lagerroos Tutkielman nimi: Tehohuippujen hallinta sähköajoneuvojen latauksessa Tutkinto: Tekniikan kandidaatti Oppiaine: Sähkö- ja energiatekniikka Ohjaaja: Kimmo Kauhaniemi Valmistumisvuosi: 2025 Sivumäärä: 28 TIIVISTELMÄ: Tässä tutkimuksessa otin selvää, kuinka tulevaisuuden tarpeisiin sähköajoneuvojen la- tauksen osalta pystyttäisiin vastaamaan. Sähköajoneuvojen määrän odotetaan nouse- van vuoteen 2030 mennessä 800 000 ajoneuvoon. Sähköajoneuvot ovat siksi tulevai- suudessa vaikuttava tekijä tehohuippujen kasvuun. Tässä tutkimuksessa tutkittiin Suo- men sähköistyvän liikenteen energiantarvetta ja saatiin selville, että energiaa on tar- peeksi kasvavaan latauskysynnän tarpeeseen. Lataustehon kysynnän kasvettua tarvi- taan kuitenkin mahdollisesti toimenpiteitä liian suurten tehohuippujen välttämiseksi. Vaikka energiaa on tarjolla, sähköverkko ei pysty ohjearvojensa ylittäviä tehoja syöttä- mään. Tavoitteena työllä oli luoda selkeä kuva latauksien vaikutuksista tehohuippuihin ja nii- den mahdollisista parannusmahdollisuuksista. Tarkoituksena oli lisäksi antaa aiheesta kiinnostuneille oppia, parempaa ymmärrystä tehohuipuista, niiden vaikutuksista sekä hallinnasta tulevaisuudessa. Tehohuippujen mahdollisiksi ongelmakohdiksi tulevaisuudessa osoittautuivat paikalliset ja alueelliset jakeluverkot. Talviaikana sähköajoneuvojen energiankulutuksen kasvu osoittautui vaikuttavasti suuremmaksi kuin lämpiminä vuodenaikoina. Erityisesti älyk- käillä latausratkaisuilla olisi mahdollista pienentää ongelmakohtien muodostumista. Mahdollisia ratkaisuja kuormitusten hallintaan tarjosivat signaaliohjatut latausjärjestel- mät sekä dynaamiset kuormanhallinnat. Tässä tutkielmassa tehdyn selvityksen perusteella todettiin, että Suomessa paikallisten ja alueellisten jakeluverkkojen ongelmakohtien ei uskota kuitenkaan tuovan suuria haasteita. Erityisesti korkealla jännitetasolla ei odoteta isoja huolenaiheita sähköajo- neuvojen kasvuennusteen vaikutuksista. Ohjatut lataukset auttoivat pitämään sähkö- verkkoa tasapainossa. Älykkäillä ohjauksilla oli lisäksi mahdollista pienentää verkkohal- tijoiden ja yksityishenkilöiden kustannuksia. AVAINSANAT: sähköauto, tehohuiput, tehopiikit, kaupunkiverkot, latausstrategiat, verkko- vaikutukset 3 Sisällys 1 Johdanto 4 2 Erilaiset latausmahdollisuudet 6 3 Sähköajoneuvojen määrä 9 3.1 Lataustehon kysynnän kasvu 10 3.2 Vaadittu teho 10 3.3 Mahdolliset skenaariot 11 4 Kuormituksen muodostuminen 13 4.1 Tehohuippujen syntyminen 13 4.2 Latausaikojen ja lämpötilojen vaikutukset 14 4.3 Vaikutus sähköverkkoon 16 5 Latausasemat 17 5.1 Älykkäät latausmahdollisuudet 17 5.2 Verkkoliittymät 19 5.3 Kustannustehokkuus 20 6 Pohdinta 21 7 Yhteenveto 23 Lähteet 25 4 1 Johdanto Maapallolla puhtaampaan talouteen siirtymisessä liikenteestä johtuvien hiilidioksidi- päästöjen vähentämisellä on tärkeä osa. Ilmastonmuutoksen hidastamiseksi teollisuus ja Suomen hallitus ovat lähteneet tukemaan sähköajoneuvoja ilmansaasteiden, ilmaston- muutoksen ja öljynriippuvuuden hallitsemiseksi (Valtionneuvosto, 2023). Teknologiate- ollisuuden artikkelista (2024) selviää, että sähköiseen liikenteeseen siirtymisen on mah- dollistanut kehittynyt akkutekniikka. Saastumiseen liittyvät huolet ovat kuitenkin suurin syy sähköajoneuvoihin siirtymiselle. Siirtyminen uuteen luo aina haasteita. Sähköverkko- jen latausinfrastruktuuria ei ole kehitetty tulevaisuuden tarpeita varten, mutta sitä pyri- tään kehittämään koko ajan varmemman latausverkoston takaamiseksi. Kopsakangas-Savolaisen ja Meriläisen (2018) mukaan ongelmakohdiksi ovat muodostu- massa asuinalueiden paikalliset ja alueelliset sähkönjakeluverkot ja niihin kohdistuvat kuormitukset. Nykyisten jakeluverkkojen kanssa on huomioitava sähköajoneuvoista joh- tuvat lisäkuormitukset ja niiden latausvaatimukset. Tikkanen ja muut (2021) osoittavat, että tämä ongelma korostuu entisestään kylminä talviaikoina, sillä matalat lämpötilat ovat suoraan verrannollisia akustojen suorituskykyyn, energiankulutukseen ja latausai- kaan. Talviaikaan sähköajoneuvojen latauksista johtuva energian kulutus on suurempaa ja toistuvampaa. Tehohuiput asettuvat yleensä niihin ajankohtiin, kun ihmiset palaavat töistä hyvin samoi- hin aikoihin ja asettavat sähköajoneuvonsa latautumaan muun sähkönkulutuksen lisäksi (Torriti, 2016). Verkko ylikuormittuu saadessaan liian paljon kuormaa, jos sillä ei ole tar- vittavaa joustavuutta. Tämä voi johtaa heikkoon sähkönlaatuun kertoo Haakana (2021). Tutkimus käsittelee sähköverkon muutostarpeita, sillä sähköajoneuvoista aiheutuva säh- könkulutuksen kasvu on hallittava. Tutkimuksessa tullaan käsittelemään erilaisia lataus- mahdollisuuksia sekä niiden ominaisuuksia. Tarkoituksena on myös tarkastella sähköajo- neuvoista syntyviä sähkönkysynnän kasvuvaikutuksia. Näiden jälkeen perehdytään te- 5 hohuippuihin, niiden syntymiseen ja vaikutuksiin. Lopussa tutkimus antaa tietoa älyk- käistä latausmahdollisuuksista ja niiden vaikutuksista tehohuippuihin. Tämä työ on tar- koitettu henkilöille, jotka ovat kiinnostuneita sähköisestä liikenteestä. Yksi tutkimuksen päätavoite on syventyä sähköajoneuvoista aiheutuvan energiankulu- tuksen kasvuennusteeseen. Eri lähteiden avulla pyritään pohtimaan sähköverkkojen ka- pasiteettien kyvykkyyttä vastata energian kysynnän kasvuun, erityisesti tehohuippuihin. Tavoitteisiin kuuluu perehtyminen erilaisiin latausstrategioihin ja pohditaan niiden vai- kutusta sähköverkkojen siirtotehoihin. Työssä tulen selvittämään keinoja verkon hallin- taan, mitkä pystyisivät mahdollistamaan sähköajoneuvojen lisääntyvät lataukset ilman mahdollisten epästabiilisuuksien syntymistä verkossa. Lisäksi tutkimuksessa sivutaan sähköinfrastruktuurin kehittämisen tarpeesta koituvia investointikustannuksia tilan- teissa, joissa sen kapasiteettia on vahvistettava tai laajennettava. 6 2 Erilaiset latausmahdollisuudet Erilaisia lataustapoja on tällä hetkellä käytössä 4, selviää Seskon artikkelista (2023). Ku- vassa 1 on esitetty havainnollistavasti kaikki lataustavat. Kuva 1. Erilaiset lataustavat (Deltrix, n,d.). Seskon (2023) mukaan lataustapa 1 on tarkoitettu kevytrakenteisille ja pienitehoisille sähköajoneuvoille. Lataustapa 1 on vaihtosähköllä tapahtuvaa latausta, joka on vikavir- tasuojalla varustettu. Tapa 1 kuuluu hitaan latauksen tyyppiin. Tämän vuoksi se soveltuu- kin paremmin yön yli lataamiseen. 7 Lataustavassa 2 sähköajoneuvo ladataan vaihtosähköllä joko kotitalous- tai teollisuuspis- torasiasta asianmukaisella latausjohdolla, joka sisältää vikavirtasuojan ja ohjauselektro- niikan. Ohjauselektroniikka pystyy määrittämään, kuinka suuren virran auto voi vastaan- ottaa. Kotitalouspistorasiasta ladattaessa virta rajoitetaan 8 ampeeriin, jolloin latausteho on noin 1,8 kW. Lataustapa 2 on myös hidas latausmenetelmä, jonka vuoksi sekin sovel- tuu paremmin yön yli lataamiseen (Wang ja muut, 2021). Latautumisajan ollessa pitkä on kuormituksen vaikutus pitkäkestoisempaa. Tehohuippuihin vaikutus on kuitenkin pie- nempää, kun kyseessä on pienempi kuorma. Seskon (2023) mukaan lataustapa 3 on sähköajoneuvoille suositeltavin lataustapa. Tämä lataustapa kuuluu myös vaihtosähköllä tapahtuviin latausmenetelmiin. Latausvirta on to- teutettu maksimissaan 3x63 ampeerin syötöllä ja latausaika on lyhyempi. Riippuen mah- dollisesta virran syötön määrästä pystytään tyypin 2 pistokkeella, joka kuuluu standardiin SFS-EN 62196-2, syöttämään matalampiakin latausvirtoja. Lataustavassa 3 on sisällytet- tynä mahdollisuus latausaseman ja ladattavan ajoneuvon tiedonsiirron välittämiseen toistensa kanssa tiedonsiirtoväylällä. Kuorman hallinta ja virran säätäminen tapahtuu myös väylällä. Lataustavassa 3 pitää pystyä toteuttamaan älykästä latausmahdollisuutta erilaisten mahdollisten tilanteiden salliessa. Lataustapa 3 vähentää pitkiin latausaikoihin liittyvää ongelmaa eli kasaantuvan energiankulutuksen mahdollisuutta. Tämä vaatii kui- tenkin enemmän energiaa kerralla, mikä taas nostattaa hetkellisiä tehohuippuja. Seskon (2023) mukaan lataustavassa 4 sähköajoneuvoja ladataan tasasähköllä ja se kuu- luu teholatureihin. Lataustavassa 4 käytetään tasasähkölaturia, joka muuntaa vaihtosäh- kön tasasähköksi ennen ajoneuvoon syöttämistä. Tämä mahdollistaa auton latauspiirissä olevan tasasuuntaajan ohittamisen eli suoraan akuston lataamisen (Sesko, 2023). Tämän ansiosta lataustehot pystyvät olemaan vaihtosähkölatureita suurempia (Scanoffice, n,d.). Tässä lataustyypissä ladattava ajoneuvo ja laturi keskustelevat myös keskenään väylän avulla (Sesko, 2023). Teholatureilla pystytään vähentämään pitkien latausaikojen ongel- 8 mia, mutta hetkelliset tehohuiput ovat kuitenkin huomattavasti suurempia muihin la- taustyyppeihin verrattuna. Suuret äkilliset tehohuiput eivät vaikuta positiivisesti te- hohuippujen vähentämiseen erityisesti huippukäyttöaikoina. 9 3 Sähköajoneuvojen määrä Sähköajoneuvojen kehitys ja latauspaikkojen lisääntyminen ovat nostaneet ihmisten luottamusta hankkia sähköajoneuvoja (Teknologiateollisuus, 2024). Sähköajoneuvojen määrän kasvua lisää myös autojen tuotantotehtaiden asettamat tavoitteet polttomoot- torilla varustettujen autojen tuotannon vähentämiseen ja jopa lopettamiseen kokonaan. Suomessa sähköajoneuvot ovat saaneet nostetta poliittisesta tuesta ja jotkut yritykset tarjoavatkin sähköajoneuvoja edullisempiin hintoihin työsuhdeautoiksi. Kuvan 2 kaavi- osta pystyy toteamaan, että sähköajoneuvojen määrän kehitys on saanut vauhtia viime vuosien aikana. Suomessa henkilöautojen määrä on noin 2,7 miljoonaa (Tekniikan Maa- ilma, 2023). Tällä hetkellä Suomen autokannassa 240 000 henkilöautoa on ladattavia, joista 94 000 on sähköautoja ja 150 000 on ladattavia hybridejä, kertoo Mikkonen (2024). Vuonna 2030 arvioidaan ladattavien autojen määrän olevan noin 800 000, joista 500 000 olisi sähköautoja. Sähköajoneuvojen määrän kasvu on noususuhdanteista, joka tulee jat- kuvasti lisäämään energiankulutusta niiden osalta. Kuvassa 2 on Tekniikan Maailman (2023) esittämä arvio autokannan tulevaisuudesta. Ar- vio on tehty vuoteen 2060 asti. Kaaviosta pystyy huomaamaan arvion olevan vuonna 2030 erittäin samansuuruinen Mikkosen (2024) kirjoittaman arvion mukaan, eli voidaan todeta ennusteiden olevan lähes samaa kokoluokkaa näillä lähteillä. Kuva 2. Autokannan määrän ennuste (Tekniikan Maailma, 2023). 10 3.1 Lataustehon kysynnän kasvu Sähköautojen ja ladattavien hybridiautojen määrän kasvu tulee nostattamaan sähköte- hon kysyntää, sekä latausinfrastruktuurin kehitystä entisestään. Kopsakangas-Savolaisen ja Meriläisen (2018) mukaan lataustehon kysynnän kasvu vaikuttaa enemmän kaupunki- alueilla, joissa sähköajoneuvojen tiheys on suurempi kuin vähemmän asutuilla paikka- kunnilla. Kysynnän kasvaessa pitää tarjonnan pystyä vastaamaan todelliseen tilantee- seen. Sähkön kulutuksen määrän kasvu tulee olemaan suoraan yhteydessä tehohuippu- jen kasvuun ilman hallittuja menetelmiä. Sähköajoneuvojen synnyttämien kuormien oi- kea ennustaminen on oleellinen osa nopean kehityksen tukemista (Shan ja muut 2016). 3.2 Vaadittu teho Vaadittu teho määräytyy energian kulutuksen mukaan. Virran verkkoaineiston (2018) mukaan suomalaisella käytössä oleva sähköauto kuluttaa kuukausittain 280 kWh. Kulu- tus on laskettu sähköautojen kulutuksen keskiarvon mukaan. Tähän on huomioitu vuo- denajat sekä päivittäin ajettujen kilometrien keskiarvo Suomessa. Laskemalla kuukausit- taisen kulutuksen 2030 vuoden tilanteen arvion pohjalta voidaan todeta sähköautojen kuluttavan noin 140 GWh/kk. Arvion mukaan vuonna 2030 sähköautojen vaatima ener- gia olisi noin 1,70 TWh/a. Ladattavien hybridiautojen kulutus verrattuna sähköautoihin on vähäisempää, sillä ne kulkevat osan matkasta polttomoottorilla. Ladattavien hybri- dien todelliset kulutukset vaihtelevat riippuen siitä, kuinka paljon on mahdollista ajaa sähkömoottorilla. Laskemalla sähköllä ajettavien kilometrien osuuden 60 prosentin mu- kaan, mikä on noin 168 kWh kuukaudessa, saadaan hybridiautojen kuukausittaiseksi ku- lutukseksi vuoden 2030 arvion mukaan noin 50 GWh/kk. Näin ollen vuonna 2030 ladat- tavien hybridien kulutuksen osuus olisi vuodessa noin 605 GWh/a, mikä tarkoittaa ladat- tavien hybridiautojen ja sähköautojen yhteenlasketun energiantarpeen olevan 2,31 TWh/a. Suomessa kokonaiskulutus vuonna 2023 oli noin 80 TWh (Tilastokeskus, 2024). Tämä tarkoittaa, että sähköajoneuvojen energiantarve vuonna 2030 olisi vuoden 2023 kulutetusta energianmäärästä noin 3 %. 11 Sähköajoneuvot ovat vain yksi osuus energiankulutuksen määrästä ja todellisen tarvitta- van kapasiteetin määrää kokonaiskulutus. Tällä arviolla kuitenkin pystytään näkemään sähköajoneuvojen energiantarve, määrittämään ongelmakohtia ja huomioon otettavia asioita, joita pitää pohtia tulevaisuudessa sähköajoneuvojen lisääntyessä. 3.3 Mahdolliset skenaariot Viri ja Mäkinen (2024) tekivät simuloinneissaan tutkimusta sähköautojen lisääntymisen eri skenaarioista. Heidän tutkimuksensa perustuu vuosien 2022–2040 välille. Tutkimus perustuu kiinnostuksen todennäköisyyteen vaihtaa polttomoottorisista ajoneuvoista sähkökäyttöisiin ajoneuvoihin. Näin pystytään tarkastelemaan autokannan kehitystä. Tutkimuksessa on käytössä matalan kiinnostuksen skenaario, perusskenaario ja korkean kiinnostuksen skenaario. Lisäksi tutkimuksessa on käytetty eri nopeuskertoimia jokai- sessa skenaariossa. Peruskenaarion oletuksena on, että autokannan keski-ikä on noin yk- sitoista vuotta. Perusskenaarion mukaan Suomessa tulisi olemaan vuonna 2030 noin 750 000 sähköajoneuvoa. Siihen sisältyy ladattavat hybridiautot ja sähköautot, kun taas korkean kiinnostuksen skenaariossa normaalilla nopeuden kertoimella määrä tulisi ole- maan noin miljoona. Matalan kiinnostuksen skenaarion vaikutuksia ei tarkastella tarkem- min, sillä niiden toteutumisella ei ole merkittävää vaikutusta tähän työhön. Tarkastel- lessa tilannetta, jossa odotetaan korkeinta kasvua, tulisi määrä olemaan noin 1,3 miljoo- naa ajoneuvoa. Ohessa vielä kuva 3 simuloinnin tuloksista vuoteen 2030 asti. 12 Kuva 3. Kuvaaja skenaariosta Viri ja Mäkinen (2024). Ihmisten kiinnostuksen kasvamisen myötä sähköajoneuvoja tulee tulevaisuudessa lisää liikenteeseen. Tähän kuitenkin vaikuttaa myös autojen keski-ikä. Aiemmin todettiin pe- russkenaariossa keski-iän olevan noin yksitoista vuotta. Pienentämällä autojen keski-ikää kasvaa todennäköisyys uusien sähköajoneuvojen kasvavalle kehitykselle. Tähän saattaisi vaikuttaa esimerkiksi uusien autojen verotuksen laskeminen. Sähköajoneuvojen suurimman kasvun skenaariossa tulisi vaikutukset olemaan huomat- tavasti suurempia perusarvioihin verrattuna. Laskemalla kasvu samassa suhteessa ladat- tavien hybridiautojen ja sähköautojen määrässä, tulisi energiantarve olemaan noin 3,75 TWh vuonna 2030. Tämä tarkoittaisi noin 1,6 kertaista energiantarpeen nousua verraten aiemmin laskettuun ennusteeseen. 13 4 Kuormituksen muodostuminen Tehohuippu on hetkellisesti tietyllä aikaikkunalla tapahtuva korkean sähköenergian ky- synnästä johtuva kuormitus (Torriti, 2016). Tikkasen ja muiden (2021) kirjoittamasta lop- puraportista selviää, että tehohuiput riippuvat useista tekijöistä, kuten kiinteistöstä, säästä, viikonpäivästä, vuodenajasta, kellonajasta ja muiden tekijöiden summista. Säh- köajoneuvojen lisääntyminen luo lisää kuormituksia. Kuormituksien lisääntyminen on haasteiden avainasemassa, sillä jos kuormituksella ei olisi merkitystä voitaisiin sähköajo- neuvoja ladata äärettömästi, sekä käyttää muita sähkölaitteita runsaasti riippumatta energiankulutuksesta. Latauksen keskittyminen päivän suurimpien kulutushetkien yh- teyteen eli huippukulutusaikoihin on asiayhteys, joka lisää kuormitusta nostattaen te- hohuippujen riskiä. Latauskuormille merkityksellistä on se, että missä, miten ja milloin lataus tapahtuu. 4.1 Tehohuippujen syntyminen Tehohuippujen syntymisen ymmärtämisessä on huomioitava muutamia asioita. Tuotan- non ja kysynnän on aina pysyttävä yhtä suurina, sillä sähköverkolla ei ole kykyä varastoida energiaa ja syöttää sitä kuluttajille joustavasti aina heidän tarpeidensa mukaan (Torriti, 2016). Nykyään on silti aloitettu rakentaa ja kehittää akustoja, joihin pystytään varaa- maan energiaa kantaverkon tukemiseksi (Laukkanen, 2023). Torritin (2016) mukaan tehohuiput syntyvät usein sellaisilla hetkillä, kun lämpötilat ovat hyvin alhaisia tai korkeita. Jos tähän vielä yhdistetään ajankohta, jolloin ihmiset palaavat kotiin samanaikaisesti työpäivän jälkeen ja kytkevät päälle kodin sähkölaitteita, jolloin sähköenergian kulutus korostuu pienelle aikaikkunalle eli tehohuippujen riskit nousevat. Tehohuiput johtuvat monesti tavallisista asioista, mutta sitä eivät kuluttajat aina välttä- mättä tiedosta. Sähköverkko kuormittuu, kun tuhannet ihmiset tekevät samat asiat sa- maan aikaan. Haakanan ja muiden (2013) mukaan Suomessa ja muissakin pohjoismaissa kylmän ilmaston takia latausprosessi kuluttaa energiaa enemmän kuin lämpimän ilmas- ton omaavissa maissa. Kylmällä säällä akustot tarvitsevat enemmän energiaa. 14 Latauksen lisääntymisen aiheuttamat tehohuiput eivät synny lineaarisesti, vaan eks- ponentiaalisesti. Aoun ja muiden (2024) mukaan jokainen lisääntyvä sähköajoneuvon la- tausprosessi luo todennäköisyyttä samanaikaisille latauksille, mikä johtaa riskiä suurem- piin ja useammin toistuviin tehohuippuihin. 4.2 Latausaikojen ja lämpötilojen vaikutukset Aikaisemmin on todettu latausaikojen ja lämpötilojen vaikuttavan kuormituksen vaihte- luun. Sähköajoneuvojen latausajat ja lämpötilat ovat vaikuttavassa roolissa sähkönkulu- tukseen sähköisen liikenteen osalta. Tikkanen ja muut (2021) tekivät tutkimuksen, jossa he mittasivat eri autojen energiankulutuksen muutoksia lämpötilojen muuttuessa. Tut- kimuksesta voi huomata lämpötilojen vaikutuksien olevan suhteellisen suuria. Erityisesti kylmissä olosuhteissa pystyi havainnoimaan merkittäviä vaikutuksia. Kylmät sääolosuh- teet vaikuttavat kulutettuun energiaan eri tapahtumien toimesta. Kylmällä säällä monet sähköajoneuvot lämmittävät akustoaan pidemmän elinkaaren saavuttamiseksi. Energiaa kuluu myös sisätilan lämmitykseen. Kylmä sää vaikuttaa hyötysuhteisiin, esimerkiksi tal- vella ladattaessa latureiden hyötysuhteet putoavat, ja samoin käy myös ajoneuvojen hyötysuhteille. Lataustapahtumat pidentyvät sekä lisääntyvät matalilla lämpötiloilla. Latausajankohdat asettuvat usein iltapäiville, mikä näin ollen ohjaamattomana johtaa kasaantuvaan sähkönkulutukseen pahimpina huippukäyttöaikoina. Esimerkkiprofiili ti- lanteesta on esitetty kuvassa 4 (Kopsakangas-Savolainen ja Meriläinen 2018). Kuva 4 esit- tää havainnollistavasti latauksesta syntyvien tehohuippujen osumisen samaan aikaan muun sähkönkulutuksen kanssa. Tämä voi johtaa sähkön hinnan nousuun tehohuippujen aikajaksoissa kulutuksen vähentämisen toivossa. Nykyinen sähköverkko ei mahdollisesti ole riittävän joustava kaikilla yhteyksillä. Kopsakangas-Savolaisen ja Meriläisen (2018) mukaan tähän pystyy vaikuttamaan parantavasti älykkäillä latausvaihtoehdoilla. Älyk- käällä latauksella pystyy ajoittamaan latauksen alkamaan ajanhetkellä, kun muu sähkö- verkon kuormitus on vähäisempää. Näin ollen huipputehot pysyisivät matalampina ku- van 5 mukaisesti. 15 Kuva 4. Kontrolloimaton lataus (Kopsakangas-Savolainen ja Meriläinen 2018). Kuva 5. Kontrolloitu lataus (Kopsakangas-Savolainen ja Meriläinen 2018). 16 4.3 Vaikutus sähköverkkoon Kopsakangas-Savolaisen ja Meriläisen (2018) mukaan vaikutukset sähköverkkoon eivät ole pelkästään sähkönkulutuksen kasvuun tai ajoitukseen liittyviä ongelmia. Sähköajo- neuvojen latauksista johtuvien tehohuippujen vaikutukset sähköverkkoon voidaan ja- otella jakelumuuntajiin, paikallisverkkoihin ja sähkönlaatuun vaikuttaviin vaikutuksiin. Vaikutukset sähkönlaatuun tarkoittaa lataustoimintojen mahdollisia vaikutuksia sähkö- verkkoon eli harmonisia yliaaltoja, välkyntää tai jännite-epäsymmetriaa (Alahäviälä, 2012). Monien asuinalueiden nykyinen sähköverkkoinfrastruktuuri ei välttämättä ole ra- kennettu huomioiden äkillistä kysynnän kasvua. Aluksi sähköajoneuvojen käyttöönotto saattaa painottua vahvasti tietyille alueille. Ruostesaaren ja muiden (2016) mukaan Suo- messa on havaittu maaseuduilla ja harvaan asutuilla alueilla vähäistä halua hankkia säh- köautoja mahdollisten lyhyiden kantamien vuoksi, verraten polttomoottoriautoihin. Säh- köajoneuvojen lisääntyminen on ollut erityisen keskittynyttä Uudellamaalla, mikä on hyvä esimerkki paikallisverkkojen tarpeiden huomioon ottamisesta, sekä investointien tarpeesta paikallisten ongelmien välttämiseksi. Sähköajoneuvojen lisääntyminen kuitenkin saattaa vaikuttaa maa- ja ilmakaapeleiden poikkipinta-alojen kasvattamiseen, sekä jakelumuuntajien kapasiteettien lisäämiseen. Alahäivälän (2012) mukaan pienetkin määrät sähköajoneuvoja voivat vaikuttaa keski- ja pienjänniteverkkoon, mikäli lataukset tapahtuisivat ilman ohjausta. Jakelumuuntajissa on mahdollista tapahtua epänormaalia kulumista liian suurien tehohuippujen takia, mutta latauksesta johtuvan lisäkuormituksen ei uskota vaikuttavan jakelumuuntajien ni- mellistehon muutoksiin ainakaan suuressa mittakaavassa. Sähköajoneuvot ja niiden la- tausasemat ovat tulleet osaksi sähköverkkoa ja niiden lataamisesta saattaa tulla aiheu- tumaan haittoja, jos sitä ei tehdä ohjatusti. Nyt kuitenkaan ei nähdä vielä suurempia huolia sähköverkon osalta. 17 5 Latausasemat Latausasemien suunnittelu, asennus ja käyttö ovat ratkaisevan tärkeitä. Ne mahdollista- vat suurempien asiakasvirtojen tehokkaan ja sulavan palvelun käytön (Yousuf ja muut, 2024). Seskon (2023) mukaan latausasemat voidaan tällä hetkellä jaotella kolmeen tyyp- piin, jotka ovat hitaat-, perus- ja teholatausasemat. Näiden eri tyyppien välillä tehon tar- jonta vaihtelee huomattavasti. Hitaat laturit tuottavat tehoa noin 3,7 kW ja ovat enim- mäkseen käytössä kotitalouksissa. Niiden avulla sähköajoneuvon täyteen lataaminen voi kestää useita tunteja (Yousuf ja muut, 2024). Peruslaturit syöttävät kuitenkin tehoa noin 43 kW ja latausaika on lyhyempi, joten niitä voidaan käyttää julkisissa paikoissa kuten ostoskeskuksissa tai työpaikoilla (Yousuf ja muut, 2024). Sen sijaan teholatureiden latausteho on eri tilanteiden mukaan huomioiden noin 50 kW ja 350 kW välillä (Sesko, 2023). Yousufin ja muiden (2024) mukaan tällöin suurin osa akun kapasiteetista saadaan takaisin lyhyemmässä ajassa kuin muilla lataustyypeillä. Tämä on erityisen haluttua kaupunkien välisessä matkustamisessa ja latauspisteiden odotusaiko- jen välttämisessä. Wangin ja muiden (2021) mukaan, vaikka pikalataus vähentää huo- mattavasti pitkiin latausaikoihin liittyvää ongelmaa, se muodostaa suuremman uhan ver- kon stabiiliudelle, koska se vaatii suuren määrän energiaa kerrallaan. Sen vuoksi lataus- infrastruktuurin suunnittelu ja integrointi olisi tehtävä huolellisesti, jotta pikalataustek- nologian käyttö voidaan maksimoida vaarantamatta sähköverkkojärjestelmien rajoitteita siirryttäessä kestävään sähköiseen liikennöintiin. 5.1 Älykkäät latausmahdollisuudet Älykkäitä latausjärjestelmiä on erilaisia, jotka ovat ohjattavissa erilaisilla halutuilla tar- peilla. Tyhmäksi latausmenetelmäksi kutsutaan kontrolloimatonta latausmenetelmää eli kytkettäessä sähköajoneuvo latauspistokkeeseen alkaa se heti lataamaan akustoa ilman mitään ohjausta (Kopsakangas-Savolainen ja Meriläinen, 2018). Tikkasen (2024) mukaan älykkäät latausjärjestelmät käyttävät ohjaukseen eri signaaleja. Näitä signaaleita voivat olla verkkotaajuus, sähkönhinta eli SPOT-markkinat, tai muita markkinoista johdettuja 18 signaaleja. Näillä signaaleilla voi olla myös riski kasvattaa tehohuippuja. SPOT-markki- noilla ohjatut latausasemat saattavat esimerkiksi nostattaa paikallisia tehohuippuja, mikä voi päästä myös vaikuttamaan korkeammille jännitetasoille. Tämän takia on oleel- lista pystyä ohjamaan eri signaaleilla. Tikkasen ja muiden (2021) mukaan yhtenä kuor- manhallinnan ohjauksen menetelmänä voidaan käyttää dynaamista kuormanohjausta. Dynaamisella kuormanohjauksella tarkoitetaan tilannetta, jossa kuormaa hallitaan sen mukaan, kuinka moni latauspistoke on käytössä. Dynaaminen kuormanohjaus ei koskaan ylitä sille asetettua raja-arvoa. Se syöttää virtaa ohjatusti kaikille käytössä oleville latu- reille vapaana olevan kapasiteetin mukaan. Perinteisellä tyylillä älykäs latausstrategia tapahtuu, kun sähköajoneuvoa ladataan ma- talatehoisesta kotitalouspistokkeesta yön yli. Yöllä tapahtuvan latauksen vaikutukset ovat vähäisempiä sähköverkolle, sillä silloin energiankulutus, kuten jo aikaisemmin to- dettiin, on vähäisempää. Päivällä tapahtuviin latauksiin käytetään usein julkisia latureita ja niissä ei ole samankaltaista yö-latausmahdollisuutta. Wang ja muut (2021) tekivät tut- kimusta ohjatuista latausprosesseista. Kuvan 6 ohjauskaavio on heidän tutkimuksestaan paremman sähköverkon vakauden saavuttamiseksi. Tässä ohjauskaaviossa tarkoituksena on saada kuluttajat käyttämään pikalatureita ruuhka-ajan ulkopuolella. Näin ollen jake- luverkkojen haltijoilla olisi mahdollisuus ohjata kuljettajia lataushinnaston sekä saatavilla olevan lataustehon avulla. Tätä lähestymistapaa he ovat tutkineet simuloimalla, ja tulok- set ovat olleet positiivisia huippukuormitusten aiheuttamiin haasteisiin. Tämä ohjausme- netelmä voisi mahdollistaa myös taloudellisen hyödyn kuluttajille sekä palveluiden tar- joajille. 19 Kuva 6. Ohjauskaavio pikalatureihin (Wang ja muut 2021). 5.2 Verkkoliittymät Wangin ja muiden (2021) mukaan latausasemilla verkkoliittymät määrittävät suoraan, kuinka paljon niillä on kykyä syöttää energiaa. Latausasemat, erityisesti julkiset lataus- asemat, tarvitsevat usein suuren verkkoliitännän. Tämän avulla latausasemat pystyvät purkamaan useiden sähköajoneuvojen nopean lataustarpeen samanaikaisesti, jotta py- rittäisiin välttämään liiallisten tehohuippujen esiintyminen suurten liikennemäärien ai- kana. Hetkellisten tehontarpeiden hallinta on keskeisessä roolissa, mikä vähentää riskejä ylikuormitustilanteisiin. Kuormanhallintastrategiat, kuten kysyntäjousto-ohjelmat ja dy- naamiset kuormanhallinnat, voivat vähentää latausasemista johtuvia kuormituksien vai- kutuksia sähköverkossa merkittävästi (Wang ja muut 2021). 20 5.3 Kustannustehokkuus Sähköajoneuvoista johtuvat lisääntyvät energiantarpeet voivat aiheuttaa kustannuksia. Tässä luvussa käsitellään mahdollisia kustannuspuolia, jotka liittyvät sähköverkon päivit- tämiseen. Näin ollen perehdytään sähköverkkoihin ja älykkäisiin latausratkaisuihin, joilla pyritään hallitsemaan liiallisia tehohuippuja. Sähköajoneuvojen lisääntyessä ja kasvavan energiantarpeen noustessa edellyttää se pa- rannuksia sähköinfrastruktuurille, selviää Sahoon ja muiden (2019) artikkelista. Nämä ky- seiset parannukset tulisivat koskemaan siirtojohtoja, sähköasemia ja älykkäitä latausrat- kaisuja. Siirtojakeluverkkojen ja sähköasemien parantaminen on hintavaa. Erityisesti kor- keammalla jännitetasolla siitä tulee kalliimpaa, sillä korkeamman jännitetason laitteistot ovat kalliimpia (Tiainen, 2011). Mahdollista on myös joutua jopa rakentamaan uusia siir- tojohtoja sekä sähköasemia, mikä tulisi maksamaan vieläkin enemmän. Näiden uusien sähköasemien, sekä siirtoverkkojen rakentamisen riskiä on mahdollista välttää ohjatulla latauksella. Ohjatuilla latauksilla olisi myös mahdollista vähentää tarvetta uusille sähkön- tuotantoinvestoinneille. Optimoitujen latauksien lisääminen maksaa myös, mutta niillä on mahdollisuus vähentää kuluja (North energy solutions, 2024). 21 6 Pohdinta Tällä hetkellä on useita erilaisia lataustapoja, jotka vaikuttavat eri tavoin kuormitukseen. Kuormituksen hallintaan tarvitaan älykkäitä latausmenetelmiä, jotka mahdollistavat pa- rempaa sähköverkon vakautta. Sähköverkon laadun ylläpitämiseksi tarvitaan parantavia toimenpiteitä kasvavan sähkön- kulutuksen ennusteen myötä. Tämä tarkoittaa, että sähköajoneuvojen latauksen pitäisi tapahtua hallitusti välttääkseen liiallista samanaikaisuutta. Hetkiä, jolloin riski samanai- kaisuuksille tapahtuu helpoimmin ovat noin aamu yhdeksän ja ilta yhdentoista välillä. Näiden riskien vaikutukset tulisivat ennusteiden mukaan vaikuttamaan ensiksi paikalli- sesti. Paikallisverkkojen muuntajat ja siirtojohdot olisivat mahdollisia ensimmäisiä pul- lonkauloja. Näiden paikallisverkkojen ylikuormitusta halutaan välttää, sillä korjaustoi- menpiteet maksavat aina. Riski saattaa myös lisäksi nousta paikallisverkoista korkeam- piin jännitteenjakeluihin. Sähköverkon luotettavuuden parantamiseksi tulevaisuudessa edesauttaa älykkäät la- tausmahdollisuudet. Dynaamisella kuormanohjauksella pystytään ratkaisemaan liiallis- ten tehohuippujen syntyminen pienemmissä verkkoympäristöissä kuten esimerkiksi ker- rostalossa. Tämä ei kuitenkaan pelkästään pysty takaamaan luotettavuutta isommin tar- kastellussa sähköverkossa, kuten asuinalueen jakeluverkossa. Kyvyllä tarkastella asuin- alueen paikallisverkon kulutusta ja tämän avulla ohjata kaikkia alueen latureita pystyisi välttämään liiallisia samanaikaisia latauksia. Tämä tietysti vaatii investointeja yksityishen- kilöiltäkin, sillä laitteiden pitäisi olla yhteensopivia keskenään. Halutaanko tämän kaltai- seen asiaan sijoittaa omaisuutta, sillä lataamaan pystyy ilman älykkäitä latausratkaisuja- kin? Tähän asiaan voisi pystyä vaikuttamaan jakeluverkonhaltija manipuloimalla sähkön- hintaa ja tarjoamalla mahdollisesti edullisempaa sähköä oikeina lataushetkinä. Tässä on tärkeää huomioida, että sähkönhinnan ohjaus tapahtuisi alueellisesti eikä esimerkiksi SPOT-markkinoiden tapaan. Tällä voisi olla jollakin tasolla vaikutusta ihmisten latauskäyt- täytymiseen. Tällä hetkellä on käytössä älykkäitä latausratkaisuja, jotka ohjaavat latausta 22 sähkönhinnan mukaan. Tämä kuitenkin tulisi hankalammaksi tulevaisuudessa sähköajo- neuvojen määrän lisääntymisen myötä. Sähkön hinnan mukaan ohjautuvat laturit tar- kastelevat pelkästään sähkönhintaa välittämättä jakeluverkon kuormituksesta. Lataus käynnistyy, kun hinta on raja-arvon alapuolella. Tämä tarkoittaisi isommassa jakelupii- rissä äkillistä kuormitusta, sillä jokaisen laturin kytkeydyttyä samanaikaisesti nousisi asuinalueella kuormitus sähköajoneuvojen osalta korkealle. Lisäksi korostuu riski ylikuor- mitukselle, jos asuinalueella on jo valmiiksi huippukulutushetki. 23 7 Yhteenveto Ilmastonmuutoksen myötä sähköajoneuvojen lisääntyminen on keskeisessä roolissa. Polttomoottorikäyttöiset ajoneuvot ovat omalta osaltaan lisänneet päästöjä, ja yhtenä vaihtoehtoisena ratkaisuna ovat sähköajoneuvot. Sähköajoneuvojen lisääntyessä, säh- kön tarve lisääntyy, minkä vuoksi tämänhetkinen sähköverkkoinfrastruktuuri saattaa kohdata haasteita sähkönjakelussa. Asuinalueiden paikallisiin ja alueellisiin sähkönjake- luverkkoihin on muodostumassa kuormitusta kasvavan kysynnän myötä. Tämä korostuu etenkin kylminä talviaikoina, sillä matalat lämpötilat lisäävät energiantarvetta. Energia- tarpeen kysynnän kasvaessa, riski samanaikaisuuksille kasvaa. Kun kuormitus kasvaa liian suureksi samalla ajan hetkellä, se aiheuttaa tehohuippuja. Jos verkolla ei ole tarpeeksi joustavuutta, se ylikuormittuu ja voi johtaa heikkoon sähkönlaatuun. Tutkimuksen pää- tavoitteena oli tutkia sähköajoneuvojen latauksista syntyviä tehohuippuja ja niiden vä- hentämistä. Sähköajoneuvojen määrästä tulevaisuudessa on tehty erilaisia arvioita. Arvioiden mu- kaan ladattavien hybridien ja sähköautojen määrä on nykyisestä yli kolminkertaistu- massa vuoteen 2030 mennessä. Vuonna 2030 sähköautojen ja ladattavien hybridien yh- teenlasketun energiantarpeen arvioidaan olevan noin 2,31 TWh vuodessa. Tämä perus- tuu sähköautojen kuukausikulutuksen ja ladattavien hybridien arvioidun kuukausikulu- tuksen laskelmiin, joissa sähköllä ajettavien kilometrien osuvuudeksi on oletettu 60 %. Sähköajoneuvojen lisääntymisestä on käsitelty eri skenaarioita, jotka olivat perusskenaa- rio ja korkean kiinnostuksen skenaario. Perusskenaarion mukaan Suomessa tulisi ole- maan noin 750 tuhatta sähköajoneuvoa vuonna 2030, kun taas korkeimman kasvun omaavassa skenaariossa määrä tulisi olemaan 1,3 miljoona. Tähän määrään sisältyy la- dattavat hybridit ja täyssähköautot. Samanaikaisten latausten määrän kasvu lisää riskiä tehohuippujen kasvulle kaiken muun kulutuksen lisäksi. Latauksien lisääntymisen aiheuttamat tehohuiput syntyvät eksponen- tiaalisesti. Talvikuukausina latausprosessi kuluttaa enemmän energiaa ja akustot syövät enemmän energiaa. Latausajoilla sekä lämpötilalla on vaikutus sähkönkysyntään. 24 Sähköajoneuvojen määrän nousu näyttää ainakin aluksi painottuvan eri maantieteelli- sille alueille vahvemmin kuin toisille. Alueiden, joille painottuu suurempi kasvu, jakelu- verkkojen toimintakykyä tulee tarkastella. Sähköajoneuvojen latauksesta muodostuvien mahdollisten tehohuippujen odotetaan vaikuttavan ensimmäisenä paikallisiin jakelu- verkkoihin. Tehohuipuilla voi olla vaikutusta myös sähkönlaatuun. Tällä hetkellä uskotaan jakeluverkkoihin kohdistuvan vaikutuksen olevan tulevaisuudessa vähäistä Suomessa. Älykkäät latausratkaisut ovat avainasemassa sähköverkon luotettavuuden parantami- sessa. Älykkäät latausratkaisut pohjautuvat signaaliohjattuihin menetelmiin, jotka ohjaa- vat latausta asetetuin sisääntuloarvoin. Yksi älykäs latausratkaisu on dynaaminen kuor- manohjaus. Se jakaa käytettävissä olevan energian tasaisesti kaikille käytössä oleville la- tureille, eikä ylitä sille asetettua raja-arvoa. Vastakohta älykkäälle latausjärjestelmälle on kontrolloimaton latausjärjestelmä. Kontrolloimattomassa latausjärjestelmässä kytkettä- essä sähköajoneuvo latauspistokkeeseen, sähköajoneuvo alkaa latautua heti ilman oh- jausta. Kontrolloimattomalla latausjärjestelmällä ladatessa on suositeltavaa käyttää yöl- listä lataustapaa, sillä näin se ajoittuu sähköverkon energiankulutuksen huippukäyttöai- kojen ulkopuolelle. Sähköajoneuvojen lisääntyminen ja energiantarpeen kasvaminen voivat vaatia paran- nuksia sähköinfrastruktuurille. Sähköasemien ja siirtojakeluverkojen parantaminen on kallista, erityisesti korkeammalla jännitetasolla. Uusien sähköasemien ja siirtojohtojen rakentamisriskiä voidaan pienentää ohjatulla latauksella. Älykkäillä latausjärjestelmillä on kustannuksia, mutta niiden eduilla on mahdollista saada vähennettyä kuluja. 25 Lähteet Alahäivälä, A. (2012). Sähköautojen lataaminen ja sen vaikutus kaupunkialueen jakelu- muuntajiin [diplomityö, Aalto-yliopisto]. Aaltodoc. Noudettu 15.10.2024 osoit- teesta https://aaltodoc.aalto.fi/server/api/core/bitstreams/7b932d0a-6d24- 47a8-b756-bea62a0da615/content Aoun, A., Adda, M., Ilinca, A., Ghandour, M., & Ibrahim, H. (2024). Dynamic Charging Optimization Algorithm for Electric Vehicles to Mitigate Grid Power Peaks. World Electric Vehicle Journal, 15(7), 324. https://doi.org/10.3390/wevj15070324 Deltrix. (n,d.). Charging Modes. Deltrix charging solutions. Noudettu 6.11.2024 osoit- teesta https://deltrixchargers.com/about-emobility/charging-modes/ Haakana, A., Laurikko, J., Granström, R., & Hagman, R. (2013, 13. joulukuuta). Assessing range and performance of electric vehicles in nordic driving conditions –project final report. Noudettu 20.9.2024 osoitteesta https://gnf.fi/wp-con- tent/uploads/2016/05/RekkEVidde.pdf Haakana, J. (2021, 9. heinäkuuta). Sähköverkon käyttöä voi tehostaa joustoilla. Lut. Nou- dettu 8.10.2024 osoitteesta https://www.lut.fi/fi/uutiset/sahkoverkon-kayttoa- voi-tehostaa-joustoilla Kopsakangas-Savolainen, M., & Meriläinen, T. (2018, 17. elokuuta). Sähköautoilun säh- kömarkkina-ajurit ja hajautettu varastointi. Ilmastopaneeli. Noudettu 16.10.2024 osoitteesta https://ilmastopaneeli.fi/hallinta/wp-con- tent/uploads/2024/07/IP_Sahkoautoistumisen-ajurit_sahkomarkkina_.pdf Laukkanen, J. (2023, 13. joulukuuta). Akustot ja muut energiavarastot välttämätön osa uusiutuvan energian tehokasta käyttöä. Sweco. Noudettu 17.9.2024 osoitteesta https://www.sweco.fi/blog/akustot-energian-varastointiin/ Mikkonen. (2024, 23. toukokuuta). Ennuste: Näin monta täyssähköautoa on Suomessa vuonna 2030 – tietyt seikat edistävät ilmiötä. Mtv. Noudettu 10.11.2024 osoit- teesta https://www.mtvuutiset.fi/artikkeli/ennuste-nain-monta-tayssahkoautoa- on-suomessa-vuonna-2030-tietyt-seikat-edistavat-ilmiota/8943572 - gs.dz8msl North energy solutions. (2024, 28. elokuuta). Sähköauton latausjärjestelmän integrointi älykkäisiin energiaratkaisuihin. Noudettu 15.10.2024 osoitteesta https://aaltodoc.aalto.fi/server/api/core/bitstreams/7b932d0a-6d24-47a8-b756-bea62a0da615/content https://aaltodoc.aalto.fi/server/api/core/bitstreams/7b932d0a-6d24-47a8-b756-bea62a0da615/content https://doi.org/10.3390/wevj15070324 https://deltrixchargers.com/about-emobility/charging-modes/ https://gnf.fi/wp-content/uploads/2016/05/RekkEVidde.pdf https://gnf.fi/wp-content/uploads/2016/05/RekkEVidde.pdf https://www.lut.fi/fi/uutiset/sahkoverkon-kayttoa-voi-tehostaa-joustoilla https://www.lut.fi/fi/uutiset/sahkoverkon-kayttoa-voi-tehostaa-joustoilla https://ilmastopaneeli.fi/hallinta/wp-content/uploads/2024/07/IP_Sahkoautoistumisen-ajurit_sahkomarkkina_.pdf https://ilmastopaneeli.fi/hallinta/wp-content/uploads/2024/07/IP_Sahkoautoistumisen-ajurit_sahkomarkkina_.pdf https://www.sweco.fi/blog/akustot-energian-varastointiin/ https://www.mtvuutiset.fi/artikkeli/ennuste-nain-monta-tayssahkoautoa-on-suomessa-vuonna-2030-tietyt-seikat-edistavat-ilmiota/8943572#gs.dz8msl https://www.mtvuutiset.fi/artikkeli/ennuste-nain-monta-tayssahkoautoa-on-suomessa-vuonna-2030-tietyt-seikat-edistavat-ilmiota/8943572#gs.dz8msl 26 https://www.northenergy.fi/sahkoauton-latausjarjestelman-integrointi-alykkai- siin-energiaratkaisuihin/ Ruostesaari, I., Aalto, P., Kallioharju, K., Kojo, M., Rautiainen, A., & Toivanen, P. (2016, marraskuu). Suomalaiset eivät lämpene sähköautoille – miten kiinnostus syty- tetään? El-tran. Noudettu 15.10.2024 osoitteesta https://trepo.tuni.fi/bitstream/handle/10024/100686/suomalaiset_eivat_ lam- pene_sahköautoille.pdf?sequence=1&isAllowed=y Sahoo, A., Mistry, K., Baker, T. (2019, 20. joulukuuta). The costs of revving up the grid for electric vehicles. Bcg. Noudettu 8.11.2024 osoitteesta https://www.bcg.com/publications/2019/costs-revving-up-the-grid-for-electric- vehicles Scanoffice. (n,d.). Sähköauton lataus -sanasto. Scanoffice. Noudettu 20.11.2024 osoit- teesta https://scanoffice.fi/sahkoauton-latausasemat/opas/ohjeet-ja-vinkit- sahkoauton-lataukseen/sahkoauton-lataus-sanasto/ Sesko. (2023). Sähköajoneuvojen lataussuositus. Noudettu 20.10.2024 osoitteesta https://sesko.fi/standardointi/sahkoautot-ja-latausjarjestelmat/lataussuositus/ Shan, J., Lei, W., Ning, J., Wei, W., & Huan, Y. (2016, October). Research on factors that influence the charging load of Electric Vehicles and modeling of the load. In 2016 IEEE Advanced Information Management, Communicates, Electronic and Auto- mation Control Conference (IMCEC) (pp. 1412-1415). IEEE. https://doi.org/10.1109/IMCEC.2016.7867446 Tekniikanmaailma. (2023, 2. lokakuuta). Milloin sähköautojen määrä ylittää bensa-auto- jen määrän Suomessa? Traficomin uusi ennuste kertoo tarkan haarukan. Nou- dettu 8.9.2024 osoitteesta https://tekniikanmaailma.fi/milloin-sahkoautojen- maara-ylittaa-bensa-autojen-maaran-suomessa-traficomin-uusi-ennuste-ker- too-tarkan-haarukan/ Teknologiateollisuus. (2024, 23. lokakuuta). Suomi sähköisen liikenteen edelläkävijä vuonna 2030. Noudettu 25.10.2024 osoitteesta https://teknologiateolli- suus.fi/emobility/tietoa-toimialasta/sahkoinen-liikenne-2030/ https://www.northenergy.fi/sahkoauton-latausjarjestelman-integrointi-alykkaisiin-energiaratkaisuihin/ https://www.northenergy.fi/sahkoauton-latausjarjestelman-integrointi-alykkaisiin-energiaratkaisuihin/ https://trepo.tuni.fi/bitstream/handle/10024/100686/suomalaiset_eivat_%20lampene_sahköautoille.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://trepo.tuni.fi/bitstream/handle/10024/100686/suomalaiset_eivat_%20lampene_sahköautoille.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://www.bcg.com/publications/2019/costs-revving-up-the-grid-for-electric-vehicles https://www.bcg.com/publications/2019/costs-revving-up-the-grid-for-electric-vehicles https://scanoffice.fi/sahkoauton-latausasemat/opas/ohjeet-ja-vinkit-sahkoauton-lataukseen/sahkoauton-lataus-sanasto/ https://scanoffice.fi/sahkoauton-latausasemat/opas/ohjeet-ja-vinkit-sahkoauton-lataukseen/sahkoauton-lataus-sanasto/ https://sesko.fi/standardointi/sahkoautot-ja-latausjarjestelmat/lataussuositus/ https://doi.org/10.1109/IMCEC.2016.7867446 https://tekniikanmaailma.fi/milloin-sahkoautojen-maara-ylittaa-bensa-autojen-maaran-suomessa-traficomin-uusi-ennuste-kertoo-tarkan-haarukan/ https://tekniikanmaailma.fi/milloin-sahkoautojen-maara-ylittaa-bensa-autojen-maaran-suomessa-traficomin-uusi-ennuste-kertoo-tarkan-haarukan/ https://tekniikanmaailma.fi/milloin-sahkoautojen-maara-ylittaa-bensa-autojen-maaran-suomessa-traficomin-uusi-ennuste-kertoo-tarkan-haarukan/ https://teknologiateollisuus.fi/emobility/tietoa-toimialasta/sahkoinen-liikenne-2030/ https://teknologiateollisuus.fi/emobility/tietoa-toimialasta/sahkoinen-liikenne-2030/ 27 Tiainen, T. (2011). Sähkönjakeluverkon sap-laitehierarkia [opinnäytetyö, Tampereen am- mattikorkeakoulu]. Theseus. https://www.theseus.fi/bit- stream/handle/10024/28015/Tiainen_Teemu.pdf?sequence=1 Tikanen, V. (2024). ON LOAD MODELING OF ELECTRIC VEHICLES—ENERGY SYSTEM VIEWPOINTS [väitöskirja, Lappeenranta-Lahti teknillinen yliopisto]. Lutpub. https://lutpub.lut.fi/bitstream/handle/10024/166753/Ville Tikka_A4.pdf?se- quence=1&isAllowed=y Tikka, V., Kalenius, J., Räisänen, O., & Lassila, J. (2021, lokakuussa). Loppuraportti: Sähköautojen latauksen muodostama kuormitus- ja mitoitusteho erilaisissa toi- mintaympäristöissä. Energiateollisuus. https://energia.fi/wp-content/uplo- ads/2021/11/Sahkoautojen_latauksen_muodostama_kuormitus-_ja_mitoitus- teho_erilaisissa_toimintaymparistoissa.pdf Tilastokeskus. (2024). Supply and total consumption of electricity, 2023. Noudettu 26.11.2024 osoitteesta https://stat.fi/tup/suoluk/suoluk_energia_en.html Tirronen, I. (2024). Sähköajoneuvojen vaikutukset sähköverkkoon haja-asutusalueilla [diplomityö, Lappeenranta-Lahti teknillinen yliopisto]. Lutpub. https://lut- pub.lut.fi/bitstream/handle/10024/167146/Diplomity%F6_Ismo_Tirro- nen.pdf;jsessionid=ECB05E6321FC5B2EB4F8535480A1455D?sequence=1 Torriti, J. (2015). Peak energy demand and demand side response. Routledge. Valtionneuvosto. (2023). Hallituksen keskeiset ilmastotoimet ja saavutukset. Noudettu 25.11.2024 osoitteesta https://ym.fi/documents/1410903/42733401/Hallituk- sen+ilmastotoimia+ja+saavutuksia.pdf/b41971d4-4222-71aa-feec- b09ed1ad7726/Hallituksen+ilmastotoimia+ja+saavutuk- sia.pdf?t=1678974218319 Viri, R., & Mäkinen, J. (2024). EV-share development: speed vs interest to adopt. Euro- pean Transport Research Review, 16(1), 10. https://doi.org/10.1186/s12544-024- 00637-1 Virta. (2018). Sähköauton kulutus – Kuinka paljon energiaa sähköauto käyttää vuodessa? Virta global. Noudettu 4.9.2024 osoitteesta https://www.virta.glo- bal/fi/blogi/sahkoauton-kulutus-kuinka-paljon-sahkoauto-kuluttaa-vuodessa https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/28015/Tiainen_Teemu.pdf?sequence=1 https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/28015/Tiainen_Teemu.pdf?sequence=1 https://lutpub.lut.fi/bitstream/handle/10024/166753/Ville%20Tikka_A4.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://lutpub.lut.fi/bitstream/handle/10024/166753/Ville%20Tikka_A4.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://energia.fi/wp-content/uploads/2021/11/Sahkoautojen_latauksen_muodostama_kuormitus-_ja_mitoitusteho_erilaisissa_toimintaymparistoissa.pdf https://energia.fi/wp-content/uploads/2021/11/Sahkoautojen_latauksen_muodostama_kuormitus-_ja_mitoitusteho_erilaisissa_toimintaymparistoissa.pdf https://energia.fi/wp-content/uploads/2021/11/Sahkoautojen_latauksen_muodostama_kuormitus-_ja_mitoitusteho_erilaisissa_toimintaymparistoissa.pdf https://stat.fi/tup/suoluk/suoluk_energia_en.html https://lutpub.lut.fi/bitstream/handle/10024/167146/Diplomity%F6_Ismo_Tirronen.pdf;jsessionid=ECB05E6321FC5B2EB4F8535480A1455D?sequence=1 https://lutpub.lut.fi/bitstream/handle/10024/167146/Diplomity%F6_Ismo_Tirronen.pdf;jsessionid=ECB05E6321FC5B2EB4F8535480A1455D?sequence=1 https://lutpub.lut.fi/bitstream/handle/10024/167146/Diplomity%F6_Ismo_Tirronen.pdf;jsessionid=ECB05E6321FC5B2EB4F8535480A1455D?sequence=1 https://ym.fi/documents/1410903/42733401/Hallituksen+ilmastotoimia+ja+saavutuksia.pdf/b41971d4-4222-71aa-feec-b09ed1ad7726/Hallituksen+ilmastotoimia+ja+saavutuksia.pdf?t=1678974218319 https://ym.fi/documents/1410903/42733401/Hallituksen+ilmastotoimia+ja+saavutuksia.pdf/b41971d4-4222-71aa-feec-b09ed1ad7726/Hallituksen+ilmastotoimia+ja+saavutuksia.pdf?t=1678974218319 https://ym.fi/documents/1410903/42733401/Hallituksen+ilmastotoimia+ja+saavutuksia.pdf/b41971d4-4222-71aa-feec-b09ed1ad7726/Hallituksen+ilmastotoimia+ja+saavutuksia.pdf?t=1678974218319 https://ym.fi/documents/1410903/42733401/Hallituksen+ilmastotoimia+ja+saavutuksia.pdf/b41971d4-4222-71aa-feec-b09ed1ad7726/Hallituksen+ilmastotoimia+ja+saavutuksia.pdf?t=1678974218319 https://doi.org/10.1186/s12544-024-00637-1 https://doi.org/10.1186/s12544-024-00637-1 https://www.virta.global/fi/blogi/sahkoauton-kulutus-kuinka-paljon-sahkoauto-kuluttaa-vuodessa https://www.virta.global/fi/blogi/sahkoauton-kulutus-kuinka-paljon-sahkoauto-kuluttaa-vuodessa 28 Wang, L., Qin, Z., Slangen, T., Bauer, P., & Van Wijk, T. (2021). Grid impact of electric vehicle fast charging stations: Trends, standards, issues and mitigation measures- an overview. IEEE Open Journal of Power Electronics, 2, 56-74. https://doi.org/10.1109/OJPEL.2021.3054601 Yousuf, A. K. M., Wang, Z., Paranjape, R., & Tang, Y. (2024). An in-depth exploration of electric vehicle charging station infrastructure: a comprehensive review of chal- lenges, mitigation approaches, and optimization strategies. IEEE Access. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3385731 https://doi.org/10.1109/OJPEL.2021.3054601 https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3385731 1 Johdanto 2 Erilaiset latausmahdollisuudet 3 Sähköajoneuvojen määrä 3.1 Lataustehon kysynnän kasvu 3.2 Vaadittu teho 3.3 Mahdolliset skenaariot 4 Kuormituksen muodostuminen 4.1 Tehohuippujen syntyminen 4.2 Latausaikojen ja lämpötilojen vaikutukset 4.3 Vaikutus sähköverkkoon 5 Latausasemat 5.1 Älykkäät latausmahdollisuudet 5.2 Verkkoliittymät 5.3 Kustannustehokkuus 6 Pohdinta 7 Yhteenveto Lähteet