Energiamurros sijoituskohteena

Read the same article in English language here: https://www.vt-tek.fi/articles/energy-transition-as-an-investment-case

Energiamurros on rakenteellinen muutos energianmuuntoon. Se on jo käynnissä, eikä enää mikään sumea tulevaisuusvisio. Sijoittajille, niin institutionaalisille kuin yksityisillekin, energiamurros tarjoaa uusia tilaisuuksia, ja samalla uusia riskejä. Syntyy uusia markkinoita, uusia tuotteita ja uusia ratkaisuja, mutta myös uusia tilaisuuksia perinteisille toimijoille.

Tässä blogikirjoituksessa tarjotaan joitain ideoita potentiaalisille sijoituskohteille. Suositukset perustuvat yleiseen teknologioiden vertailuun. Tarkkoja yrityskohtaisia vinkkejä ei anneta.

Kuva 1. Illustraatio energiamurroksen jälkeisestä yhteiskunnasta. (Kuva luotu yhteistyössä AI:n kanssa. )

Johdanto energiamurrokseen

Energiamurros tarkoittaa käytännössä sitä, että fossiiliset polttoaineet ajetaan mahdollisimman pitkälti alas ja korvataan uusituvilla energianlähteillä tai ydinvoimalla. Kivihiiltä tai öljyä käyttävät teollisuusprosessit sekä liikenne sähköistetään. Teollisuusprosessien hyötysuhdetta parannetaan. Sähkön käyttöön lisätään aiempaa tarkempaa ohjausta ja energiaa varastoidaan kulutushuippujen tasaamiseksi.

Samalla iso osa teollisesta työstä korvataan sähköllä toimivilla koneilla, olivat ne sitten robotteja tai tekoälyä. Lopulta sähköä kulutetaan aiempaa merkittävästi enemmän.

Sähköntuotantoon voidaan käyttää ydinvoimaloita, vanhoja vesivoimaloita tai biopolttoaineita polttavia lämpövoimaloita. Nämä hyväksytään osana energiamurrossta. Maakaasua polttavia voimaloita tarvitaan osana säätövoimaa. Mutta merkittävästi nykyistä enemmän sähköä tuotetaan tuuli- ja aurinkovoimalla.

Tuuli- ja aurinkopuistojen nimellisteho on varsin suuri, mutta johtuen niiden sääriippuvuudesta on niiden tuottama kokonaisenergia suhteellisen matala. Optimaalisissa sääolosuhteissa nämä laitokset tuottavat kulutukseen nähden liikaa sähköä, mutta huonoissa olosuhteissa niiden tuotanto on lähes mitätöntä. Tästä seuraa se, että sähkön hinta vaihtelee voimakkaasti.

Näin ollen on järkevää varastoida energiaa jotenkin. Pumppuvoimalaitoksia, jotka pumppaavat vettä takaisin patoaltaisiin, tai kaasunvarastointilaitoksia, jotka pumppaavat kaasua maanalaisiin onkaloihin, voidaan käyttää kuten tähänkin asti, mutta ne eivät yksin tule riittämään. Jopa pienten ja keskisuurten teollisuuslaitosten kannattaa investoida akkuvarastoihin, jotka lataavat akkuja, kun sähkö on halpaa ja syöttävät tehoa takaisin laitokseen, kun sähkön hinta on korkealla.

Kaupunkien kaukolämpö pysynee loppuasiakkaan näkökulmasta nykyisenlaisena. Mutta lämmön tuotanto muuttuu. Biopolttoaineita ja jätteenpolttoa voidaan hyödyntää edelleen, mutta iso osa kaukolämmöstä tullaan tekemään sähkökattiloilla, valtavilla lämpöpumpuilla sekä paikallisten datakeskusten hukkalämmöllä.

Kaikki yllä mainitut sähkölaitteet kytketään niin sanottuun älykkääseen sähköverkkoon. Se on valtakunnan verkko kuten tähänkin asti, mutta sisältää tiettyjä kehittyneitä sovelluksia parempaan energianhallintaan, sallien tehtaille esimerkiksi joustavan siirtymän sähkön kulutuksesta tuotantoon. Älykäs sähköverkko varustetaan hienostuneemmilla mittaus- ja suojauslaitteilla, kuin mitä perinteinen jäykkä sähköverkko sisältää. Siitäkin huolimatta sana ”älykäs” on jossain määrin harhaanjohtava. Verkkostandardit ja yleiset vaatimukset luotettavuudelle ja turvallisuudelle asettavat edelleen rajoja, eikä valtakunnan verkkoa saada niin joustavaksi kuin mitä tehtaiden omat sähköjärjestelmät ovat.

Muutosten iso kuva

Katsotaan hieman tarkemmin, mitä muutokset tarkoittavat.

Huomattavasti enemmän sähköä

Sähkönkulutuksen voidaan arvioida tuplaantuvan muutaman seuraavan vuosikymmenen kuluessa. Asiaa on hieman avattu aiemmassa blogikirjoituksessa (Suomi tarvitsee lisää sähköä), mutta senaikainen analyysi ei ottanut tekoälyä pyörittäviä datakeskuksia edes huomioon. Muutama arvio sähkönkulutuksen kasvusta eri alueilla on koottu Kuvaan 2. Sähkönkulutuksen voimakas kasvu suurentaa perinteisten sähköisten komponenttien valmistajien sekä asennusurakoitsijoiden markkinaa.

Kuva 2. Arviot sähkönkulutuksen kasvusta eri alueilla. Katso lähteet 1-5.

Hajautettu sähköntuotanto ja pienemmät voimalaitokset

Vanhat voimalaitokset ovat usein valtavan suuria ja sijaitsevat lähellä kulutusta kaupunkien laitamien teollisuusalueilla. Tuuliturbiinit ovat sen sijaan pieniä yksiköitä, joita asennetaan suuria määriä lähekkäin yhteen tuulipuistoon. Ne rakennetaan paikkoihin, joissa on hyvät tuuliolosuhteet, kuten merelle, eikä kuluttajia lähimaillakaan. Aurinkovoimalat ovat valtavia installaatioita, jotka vaativat satoja hehtaareja matalan hintatason maata. Tämä ohjaa niiden sijoittumisen kauas kaupungeista, ja samalla kuluttajista.

Suomessa tuulivoimaa tuotetaan Perämeren alueella ja aurinkovoimaa itäisen Suomen joutomailla. Molemmat ovat satojen kilometrien päässä Helsingistä, missä iso osa sähköstä kulutetaan. Kantaverkko kuormittuu merkittävästi ja sen kapasiteettia täytyy nostaa.

Kun sähköntuotanto siirtyy suurista yksiköistä pieniin hajautettuihin yksiköihin, tarvitaan enemmän muuntajia ja kojeistoja, ja samalla enemmän kaapelointia.

Kuinka hallita vaihtuva sähkön hinta

Aiemmin tehtaalla oli vain yksi sähkönsyöttö, valtakunnan verkko. Heillä oli kylläkin vaihtoehtoisia energialähteitä fossiilisten polttoaineiden muodossa. Tulevaisuuden tehtaat käyttävät prosesseihinsa ainoastaan sähköenergiaa, mutta heilläkin on vaihtoehtoja. Sähköä voidaan ostaa verkosta, mutta sitä voidaan tuottaa myös itse katolle asennettavalla aurinkovoimalalla, varavoimakoneella tai akkuvarastolla.

Tehtaille syntyy insentiivi käyttää energiavarastoja tehtaan omaa sähkönkulutusta tasaamaan. Tarkoituksia on kaksi: käytetään varastoitua energiaa silloin kun sähkö on kallista, ja tasataan kulutushuippuja ja säästetään siten tehomaksuissa.

Verkkoyhtiöt laskuttavat ylimääräisiä maksuja korkeista tehopiikeistä. He eivät laskuta pelkästään energian kWh-lukemasta, vaan myös perustuen suurimpaan kW-lukemaan. Tämä on ollut teollisuudessa käytössä jo kauan, mutta nyt sama tehomaksu on ulottumassa myös pientaloihin.

Tehoelektroniikan korostunut rooli

Vanhat voimalat on kytketty suoraan verkkoon kojeiston ja muuntajan kautta. Ne myös tahdistetaan valtakunnan verkon taajuuteen.

Mutta tuulivoima, aurinkovoima ja energiavarstot eivät toimi näin. Niiden teho syötetään verkkoon konvertterien kautta, jotka täyttävät verkon liityntärajapinnan ehdot. Vastaavasti lämpöpumppuja pyöritetään taajuusmuuttajaohjatuilla moottoreilla ja sähkökattiloita ajetaan tyristorikäytöillä. Tästä kaikesta seuraa se, että yhä suurempi osa kokonaissähkötehosta kulkee tehoelektroniikkakomponenttien läpi.

Datakeskukset suurina kuluttajina

Datakeskukset ovat yhdenlaisia tulevaisuuden tehtaita, mutta ne limittyvät energiamurrokseen. Ensiksikin datakeskukset kuluttavat sähkötehoa valtavasti ja vaativat oman liittymän suoraan valtakunnan verkkoon. Ne tuottavat myös paljon hukkalämpöä, jota voidaan käyttää kaukolämpönä. Kolmanneksi datakeskuksissa on paljon synergioita energiamurroksen investointien kanssa: esimerkiksi muuntajia, kojeistoja ja varavoimakoneita.

Datakeskukset tarvitsevat vakaan ja keskeytymättömän sähkön syötön ja kuluttavat lisäksi niin paljon sähköä, että saattavat huomata tarvitsevansa kokonaan oman voimalaitoksen. Tähän tarkoitukseen suositaan yleensä kaasuturbiinilaitoksia. Datakeskuksilla on lisäksi korkeat luotettavuusvaatimukset, joita varten tarvitaan paljon varavoimaa, sekä dieselgeneraattoreita että UPS:eja.

Teknisen valmiuden tasot ovat kyseenalaisia

Kun uutta teknologiaa otetaan käyttöön, ei kaikki aina heti toimi. Vaikka laitteita on testattu laboratoriossa tai valmistajan testaamossa, on teknologia valmista vasta, kun se todistetusti toimii asiakkaan laitoksessa. Uusimmilla energiamurrossovelluksilla ei siis ole korkeinta mahdollista teknisen valmiuden tasoa. Ne ovat näin ollen alttiina ennenaikaisille konerikoille ja ei-toivotuille käyttökatkoille, joista seuraa taloudellisia haasteita.

Kannattaakin tarkastella teollisuudenaloja, joilla on käytössä todistettua teknologiaa ja korkea teknisen valmiuden taso, mutta potentiaalisesti uusia energiamurroksen tarjoamia markkinoita. Sähkökattilat ovat turvallinen valinta tässä suhteessa. Suuritehoisia linjalämmittimiä on käytetty öljynjalostamoilla jo kauan, niillä vain ei ole tehty kaukolämpöä tai prosessihöyryä. Toinen esimerkki ovat suuret lämpöpumput, jotka perustuvat maakaasukompressoreihin, joilla on aiempaa näyttöä pitkältä ajalta.

Käytöstä poistuvat teknologiat

Vanhoissa voimalaitoksissa oli paljon tukijärjestelmiä: siiloja, kuljettimia ja syöttöruuveja kiinteälle polttoaineelle, tai öljyputkiverkostoja venttiileineen, suodattimineen, tankkeineen ja pumppuineen. Nämä poistuvat käytöstä hyvää vauhtia. Vanhoissa laitoksissa on myös monimutkaiset syöttövesiputkistot taas kerran venttiileineen, suodattimineen, tankkeineen ja pumppuineen ja vielä oma monimutkainen verkosto prosessihöyrylle. Näitä tarvitaan yhä, ja ne voivat löytää synergioita datakeskusten vesijäähdytysjärjestelmien kanssa. Mutta osalle komponenteista, kuten korkean paineen höyryyn liittyville, markkina tulee pienenemään.

Polttolaitokset tarvitsevat paljon huoltotoimenpiteitä polttimien ja suodattimien puhdistamiseksi tuhkasta, noesta ja muista partikkeleista, joita pinnoille kerääntyy. Huolto vähenee, vaikka jotain synergioita voidaankin löytää varavoimadieseleiden kasvavasta markkinasta.

Vanhoissa laitoksissa on paljon räjähdysvaarallisia alueita, joissa on EX-leimoilla varustettuja laitteita. EX-komponentit ovat — luonnollisesti — paljon normaaleja komponentteja kalliimpia. Tuuli- ja aurinkovoimaloissa ja sähkökattiloissa EX-alueita ei ole. Lämpöpumpuissa niitä voi olla, riippuen käytettävästä kylmäaineesta, mutta silloinkin ne rajoittuvat hyvin pienelle alueelle lämpöpumpun ympärille. EX-laitteita tarvitaan edelleen, mikäli Vetytalouskonsepti leviää, mutta vanhat öljylle tai maakaasulle suunnitellut komponentit eivät todennäköisesti ole yhteensopivia vedyn kanssa.

Sijoituskohteen arviointi

Sijoitusmahdollisuuksien haarukoimiseksi voidaan tehdä muutama oletus:

• Öljyn ja kaasun kysyntä säilyy länsimaissa suunnilleen ennallaan, mutta uusiin tuotantolaitoksiin investoidaan vähemmän. Kaasua polttavia voimalaitoksia käytetään edelleen ja iso osa liikenteestä käyttää voimanlähteenä yhä fossiilisia polttoaineita.
• Uutta vesivoimaa rakennetaan vain vuoristoisille alueille (Norjaan ja Alpeille). Vesivoima perustuu vanhoihin suuriin voimaloihin.
• Vetytalous on yhä kaukana ja tulisi nähdä korkean riskin sijoituksena. Monia hankkeita on lykätty johtuen merkittävistä teknologia-aukoista. Vaikuttaa siltä, että vety mieluummin jatkojalostettaisi ammoniakiksi tai metaaniksi kuin kuljetettaisi putkea pitkin. Jos käy näin, vetytalous on käytännössä osa öljy- ja kaasuteollisuutta.
• Aalto- ja vuorovesienergia eivät tule yleistymään lähitulevaisuudessa. Näihin liittyy edelleen huomattavia teknologia-aukkoja. Kuitenkin niiden teknologian pitäisi lopulta olla suunnilleen vastaava merituulivoiman kanssa.
• Sähköautojen akkuja ei tulla käyttämään energiavarastoina, paitsi sen jälkeen, kun ajoneuvo on jo poistettu liikenteestä. Autonomistajat eivät tule tätä sallimaan. Tähän liittyvät älykkään sähköverkon sovellukset voidaan suosiolla unohtaa.
• Ydinvoima kokee remontin. Ydinvoima on taas suosittua, mutta tulevaisuuden voimaloiden teknologia on pieni kysymysmerkki. Lainsäädäntö muuttuu hiljalleen kohti pieniä modulaarisia reaktoreita. Toisaalta olemassa olevien voimaloiden tekniikka on jäänyt ajasta jälkeen. Vaikuttaakin siltä, että uudet voimalaitokset tullaan rakentamaan kokonaan eri tavalla, mukaanlukien kaikki apujärjestelmät. Lisäksi ydinvoima saattaa limittyä fuusiovoimaloiden teknologian kanssa, joka on ottanut viime aikoina selkeitä askelia eteenpäin. Ydinvoimaa saatetaan käyttää tulevaisuudessa myös paikallisen kaukolämmön tuotantoon.
• Kiinasta riippuviin liiketoimintoihin sisältyy geopoliittinen riski. Tämä sisältää ainakin akut, aurinkopaneelit ja kestomagneetit, vain muutamia mainitakseen. On tietenkin niin, että kiinalaiset yritykset ovat olleet hyvin innovatiivisia ja ahkeria päästäkseen tällaisiin asemiin. Mutta meille eurooppalaisille sijoittaminen Kiinaan ei ole kovin suoraviivaista ja liiketoimintojen kannattavuus voi muuttua yllättäen poliittisten päätösten seurauksena.

Muutama sijoitusidea

Perustuen edelliseen pohdintaan, esille nousee muutama sijoitusidea.

Muuntajat ja kojeistot

Korkeassa teknologiassa on se hassu puoli, että se tarvitsee yhä enemmän low-tech -ratkaisuja ja -komponentteja toimiakseen. Tarvitaan lisää kojeistoja, niin pien- kuin keskijännitteisiäkin, ja lisää jakelumuuntajia. Nämä valmistetaan enemmän tai vähemmän standardoiduilla menetelmillä.

Markkina kasvaa kojeistovalmistajilla, mutta vastaavasti tai ehkä jopa enemmän niillä, jotka valmistavat kojeistoihin asennettavia komponentteja, kuten sulakkeita, johdonsuojakatkaisijoita, releitä, kontaktoreita, virtamuuntajia, tai A/D-muuntimia.

On myös mielenkiintoista huomata, että vanhojen tehtaiden modernisointi tarkoittaa yleensä kaikkien sähköjärjestelmien rakentamista uudelleen. Vanhat asennukset kun ovat teknisen käyttöikänsä päässä, eivätkä sisällä valmiuksia muiden teholähteiden, kuten aurinkovoiman, varavoimadieselin tai akkuvarastojen kytkemiseen.

Lisäksi muuntajat ja kojeistolaitteet ovat läpäisseet monimutkaisen prototyyppitestausohjelman ja niillä on todisteet pitkästä käytännön kokemuksesta. Joten niiden teknisen valmiuden tasot ovat korkeat. Uusien, kilpailevien tehtaiden perustaminen on hidas prosessi. Näin ollen voidaan odottaa, että perinteiset yritykset keräävät suurimman osan markkinan kasvusta.

Kantaverkot

Koska sähköteho kasvaa, valtakunnan verkon kapasiteettia on lisättävä. Tarvitaan investointeja kytkinasemiin, muuntamoihin sekä mahdollisesti kokonaan uusiin linjoihin.

Valtaosa verkkoinvestointien budjeteista menee urakoitsijoille, ei niinkään komponenttien valmistajille. Lisäksi verkkoinvestoinnit on suunniteltava huolellisesti, mikä tarkoittaa myös tarkempaa ohjausta siitä, keitä suunnittelijoiksi voidaan hyväksyä. Tämä tarkoittaa isompaa liikevaihtoa myös suunnittelutoimistoille.

Kantaverkot on myös yleensä ollut yksi sähkötekniikan kannattavimmista liiketoimintasektoreista.

UPS-varavoimalähteet

UPS-järjestelmillä on synergioita akkuvarastojen kanssa. Molemmat sisältävät akut, lataajat, konvertterit sekä hienostuneet ohjausjärjestelmät.

Mutta UPS-järjestelmiä tarvitaan enenemässä määrin muutenkin, sillä automaatio-, ohjaus-, ja kyberturvallisuusjärjestelmät täytyy aina varmentaa. Automaatio- ja prosessiohjaustietokoneet eivät saa sammua hetkeksikään sähkökatkon sattuessa. Varavoimadiesel ei kelpaa tähän vaatimukseen, koska sen käynnistyminen kestää liian kauan. Tulevaisuuden tehtaissa on kaikissa UPS:t, kyse on vain siitä minkä kokoiset.

Energianhallintaohjelmistot

Voimalaitosten tulee olla paremmin tietoisia sääolosuhteista tai sähkön hinnasta. Tehtaiden on valvottava tarkemmin omia prosessejaan ja omaa sähkönkulutustaan. Molemmat tarvitsevat kehittyneitä energianhallinnan työkaluja osana laitoksen automaatiojärjestelmää.

Ohjelmistotoimittaja voi myydä tuotteensa automaatiojärjestelmän toimittajalle, sitä ei tarvitse myydä suoraan loppuasiakkaalle. Tässä kohtaa on kuitenkin syytä muistaa, että sähkölaitteiden valmistajat ovat perinteisesti olleet täysin kelvottomia ohjelmistosuunnittelijoita. Ohjelmistoihin erikoistuneella yrityksellä on selkeä etulyöntiasema.

Kyberturvallisuus

Tehtaat ja voimalaitokset rakennetaan edelleen niin, että instrumentit ja automaatio kytketään kiinteästi. Langattomia IoT-laitteita ei suosita. Tästäkin huolimatta laitosten täytyy kommunikoida ulkomaailman kanssa, jotta mahdollistetaan esimerkiksi sähkön hinnan haistelu, hajautettu sähköntuotanto tai miehittämättömän operointi. Näin ollen järjestelmistä löytyy paljon rajapintoja, joihin hyökkääjät voivat tunkeutua.

Lisäksi löytyy synergioita yleisten teollisuusprosessien kanssa – myös niiden, jotka eivät liity mitenkään energiamurrokseen. Prosessit muuttuvat yhä enemmän automaattisiksi ja ne käyttävät enemmän ja enemmän tekoälyavusteisia työkaluja. Tämä parantaa tehtaiden suorituskykyä, mutta tähän liittyy riskejä. AI-työkalut voivat olla haavoittuvia, ja ne voivat periaatteessa myös itsestään generoida lisää haavoittuvuuksia. Tarvitaan kyberturvallisuustoimia tekoälytyökalujen valvontaan.

Johtopäätökset

Energiamurros muuttaa käsityksemme energianmuunnosta. Monet tässä tekstissä mainituista toiminnoista ovat jo tapahtumassa, ja investointikohteet perustuvat myös tähän. Jotkut niistä olisivat olleet houkuttelevampia investoida muutama vuosi aiemmin, mutta vieläkään ei ole liian myöhäistä. Energiamurroksen ennustetaan jatkuvan ainakin vuoteen 2040.

Tulevaisuuden sähkötekniikalla on enemmän rajapintoja muiden tieteenalojen kanssa. Voimalaitosten ja tehtaiden täytyy olla enemmän tietoisia ja älykkäämpiä, koska tuotanto on aiempaa enemmän hajautettua, ohjattua ja monimutkaista.

Lähteet

1. “Electricity system vision 2025”, Fingrid. Loppuraportti, lokakuu 2025. Saatavilla: https://www.fingrid.fi/globalassets/dokumentit/fi/kantaverkko/kantaverkon-kehittaminen/sahkojarjestelmavisio-2025/fingrid-sahkojarjestelmavisio-2040.-loppuraportti-10_2025.pd. (Skenaario “Sähköä dataksi” käytetty Kuvaan 2. )
2. “Svenska kraftnät skruvar upp elförbrukningen i nya analyser”, Svenska Karftnät, 24.1.2024. Saatavilla: https://www.svk.se/press-och-nyheter/press/svenska-kraftnat-skruvar-upp-elforbrukningen-i-nya-analyser—3410239/. (Skenaario “EP” käytetty Kuvaan 2.)
3. “Netzentwicklungsplan Strom 2037 mit Ausblick 2045, Version 2025, zweiter Entwurf”, NEP. Versio 2025, toinen luonnos. Saatavilla: https://www.netzentwicklungsplan.de/sites/default/files/2026-03/NEP_2037_2045_V2025_2_Entwurf_kompakt_DE.pdf. (Skenaario “C” käytetty Kuvaan 2.)
4. “Future Energy Scenarios: ESO Pathways to Net Zero”, National Grid Electricity System Operator Limited. Heinäkuu 2024. Saatavilla: https://www.neso.energy/document/321041/download. (Skenaario “EE” käytetty Kuvaan 2.)
5. “Europe’s 2040climate target &path to climateneutrality by 2050”, Eurelectric. Helmikuu 2024. Saatavilla: https://www.eurelectric.org/wp-content/uploads/2024/06/2040-communication-impact-assessment-eurelectric-analysis.pdf. (Skenaario “S3” käytetty Kuvaan 2.)