Tutkijat ehdottavat datakeskuksille velvollisuutta rakentaa omaa sähköntuotantoa

Datakeskusten nopea rakentamistahti on herättänyt huolta siitä, vievätkö keskukset sähköä muilta kansantaloudellisesti tärkeiltä investoinneilta ja nostavatko ne sähkön hintaa.

LUT-yliopiston tutkijat ehdottavat tuoreen tutkimuksen perusteella, että datakeskukset tulisi velvoittaa rakentamaan uutta sähkön tuotantokapasiteettia omaa kulutustaan vastaavasti.

LUTin tutkimuksen mukaan datakeskusten vaatima katkeamaton sähkönsaanti voidaan varmistaa uusiutuvilla energialähteillä. Tutkijoiden mukaan Suomessa on hyvät mahdollisuudet uusille vähäpäästöistä sähköenergiaa käyttäville investoinneille, ja datakeskukset toimivat pelinavaajina tässä kehityksessä.

”Datakeskuksiin voitaisiin soveltaa Euroopan komission uusiutuvan vedyn tuotantoa koskevia sääntöjä, jotta ne eivät kuormittaisi nykyistä sähköjärjestelmää”, ehdottaa professori Samuli Honkapuro tutkimuksen pohjalta.

EU määrää, että vedyn tuotantolaitosten on rakennettava itse tarvitsemansa uusiutuvan sähkön kapasiteetti ja sovitettava kulutuksensa yhteen tuotannon kanssa paikallisesti ja ajallisesti. Määräys sisältyy uusiutuvan vedyn tuotantoa sääteleviin RFNBO-kriteereihin eli uusiutuviin, muuta kuin biologista alkuperää oleviin polttoaineisiin.

”Jos datakeskuksille asetettaisiin vastaavat vaatimukset kuin uusiutuvan vedyn tuotannolle, ne toisivat verkkoon aidosti uutta, vähäpäästöistä sähköntuotantoa”, Honkapuro jatkaa.

Uusiutuvaa energiaa pitäisi tuottaa moninkertaisesti

Tutkimuksen mukaan katkeamaton sähköntuotanto datakeskuksille on teknistaloudellisesti mahdollista pelkillä uusiutuvilla energialähteillä Suomessa. Tuotantokustannukseksi arvioidaan noin 103–121 euroa megawattitunnilta.

Datakeskusten sähkönkulutus on yleensä joustamatonta ja vaatii siksi merkittäviä investointeja sähköntuotantoon. Jos datakeskusten kuorma ei jousta korkeimpien sähkön hintapiikkien aikaan, paine sähkön hinnankorotuksiin kasvaa.

”Datakeskukset ovat lähtökohtaisesti peruskulutuslaitoksia, joiden sähköntarve on jatkuvaa vuoden jokaisena tuntina. Koska datakeskuksen kulutus ei tyypillisesti pysty juurikaan joustamaan uusiutuvan sähköntuotannon mukaan, sille varattu tuuli- ja aurinkosähkön kapasiteetti on ylimitoitettava reilusti”, nuorempi tutkija Altti Meriläinen selittää.

Tutkimuksen mukaan tuuli- ja aurinkosähkökapasiteetti pitäisi ylimitoittaa noin seitsenkertaiseksi datakeskuksen tehontarpeeseen nähden. Tämä johtaisi siihen, että uusiutuvan sähkön tuotantoa jouduttaisiin rajoittamaan merkittävästi huipputuotantotuntien aikana, jos sähkölle ei ole muuta käyttöä.

Tutkijat huomauttavat myös, ettei pelkkä tuuli- ja aurinkovoima takaa datakeskuksille katkeamatonta sähkönsyöttöä, vaikka kapasiteettia ylimitoitettaisiin voimakkaasti ja käytössä olisi akkuvarastoja.

Varavoima olisi välttämätöntä

Tutkimuksen mukaan joustamattomat datakeskukset tarvitsevat rinnalleen myös uusiutuvalla polttoaineella toimivaa varavoimaa. Polttoaineena voisi olla esimerkiksi biokaasu tai uusiutuva vety.

”Jos datakeskukset eivät jousta, ne tarvitsevat rinnalleen ehdottomasti myös uusiutuvalla polttoaineella, kuten biokaasulla tai uusiutuvalla vedyllä, toimivan varavoimalaitoksen. Sen tehon on vastattava koko datakeskuksen sähköntarvetta, jotta toiminta ei katkea pitkien vähätuulisten ja pilvisten jaksojen aikana”, Meriläinen sanoo.

Kun datakeskuksille rakennetaan varavoimaa verkkokatkosten varalle, samaa tuotantokapasiteettia voitaisiin tutkijoiden mukaan käyttää myös tuuli- ja aurinkotuotannon vaihtelun tasaamiseen ja sitä kautta sähkön hintapiikkien hillitsemiseen.

Pienikin jousto laskisi kustannuksia

Tutkimuksen mukaan datakeskusten joustamattomuus tulee kalliiksi. Jos datakeskukset pystyisivät edes pieneen ja oikea-aikaiseen joustoon, varavoiman tarve ja sähköntuotannon kustannukset pienenisivät merkittävästi.

Noin kymmenen prosentin oikea-aikainen energiajousto voisi tutkimuksen mukaan tuoda vuositasolla noin 15–24 prosentin säästön sähkön tuotantokustannuksissa.

Osaa datakeskusten laskentakuormasta voidaan siirtää ajallisesti. Jos toimijalla on useita konesaleja, kuormaa voidaan siirtää myös maantieteellisesti.

Lisäksi datakeskuksilla on lähes aina teknologiaa, kuten keskeytymättömän virransyötön järjestelmiä ja varavoimakoneita, joita voidaan käyttää lyhytkestoiseen tehonsäätöön tai poikkeustilanteissa pidempäänkin.
Tutkijoiden mukaan tämä edellyttää, että sääntelyllä mahdollistetaan ja edellytetään varavoiman käyttöä verkon tukena.