Sähkömarkkinat
Tuulivoiman lisääntyminen Suomessa vaikuttaa maamme huoltovarmuuteen positiivisesti. Suomessa on rajallinen määrä tuonnista täysin riippumattomia energiantuotantomuotoja ja energiaturvallisuuden vuoksi tällaiset kotimaiset energialähteet kannattaa hyödyntää täysimääräisesti. Näin emme ole riippuvaisia muiden maiden energiapolitiikasta. Tuulivoima on kotimaista, uusiutuvaa, polttoainevapaata energiaa. Mitä enemmän sitä rakennetaan Suomeen, sitä enemmän meillä on omaa tuotantoa, mikä lisää huoltovarmuutta.
Suurin riski energian saatavuuteen on tunnistettu Suomen kansallisessa riskiarviossa tilanteeksi, jossa tapahtuu samanaikaisesti kaksi suurta häiriötilannetta huippukulutuksen aikana. Tällainen tilanne voi olla esimerkiksi suuren ydinvoimalaitoksen ja siirtoyhteyden yhtäaikainen vikaantuminen. Tuulivoima on hajautettua kotimaista energiantuotantoa, joka vähentää siirtoyhteyksien ja suurten laitosten tuotannon merkittävyyttä tällaisissa häiriötilanteissa.
Huippukulutuksen aikana voi sattua vähätuulinen ajanjakso, vaikka tuulivoima tuottaakin selkeästi eniten sähköä talvella, jolloin sähköä myös kuluu eniten. Laaja sähkömarkkina-alue auttaa varautumaan tällaisiin tilanteisiin, ja jatkossa myös kulutuksen määrä joustaa yhä enemmän tuotannon mukaan. Lisäksi sähkön varastoiminen esimerkiksi lämmöksi yleistyy. Tuulettomat jaksot eivät tule yllätyksenä, joten järjestelmävastaava tietää jo vuorokautta etukäteen, onko tuulivoimatuotantoa saatavissa vai ei.
Säätövoimaa ei tarvita ainoastaan vaihtelevan tuotannon säätämiseen, vaan sillä säädetään myös kulutuksen vaihtelua. Jo ennen tuulivoiman tuloa osaksi Suomen sähkömarkkinaa on säätövoimaa käytetty useiden satojen megawattien teholla päivittäin vaihtelevan kulutuksen vuoksi. Säätövoimalla korjataan ennustevirheet, jotka johtuvat siitä, että edellisenä päivänä on arvioitu väärin kulutuksen tai tuotannon määrä. Pohjoismainen avoin sähkömarkkina on suunniteltu ottamaan ennustevirheet huomioon. Sähkömarkkinaosapuolet, siis myös tuulivoiman tuottajat, maksavat tekemiensä ennustevirheiden aiheuttamasta säätötarpeesta niin kutsuttua tasemaksua.
Ennustevirheitä tuottavat muun muassa:
- Virheet tavallisen sähkönkulutuksen ennustamisessa
- Teollisuuden isojen koneiden yllättävät käynnistämiset ja pysäyttämiset (esimerkiksi yksi paperimassan tekoon käytettävä hierrin tarvitsee jopa 8 MW tehon käydessään)
- Virhe ulkolämpötilan ennusteessa, sillä lämpötilan laskiessa sähkön kulutus lisääntyy ja lämpötilan noustessa kulutus laskee
- Voimalaitoksen yllättävä toimintakatko
- Häiriöt maiden välisissä siirtoyhteyksissä
- Virheet tuulivoimatuotannon ennustamisessa
Sähköjärjestelmää säädetään kokonaisuutena, ei yksittäisten muutosten seurauksena. Tyypillisesti pohjoismaisessa sähköjärjestelmässä säätämiseen käytetään vesivoimaa, mutta tilanteesta riippuen myös lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksia (CHP). Myös tuulivoima voi osallistua säätöön silloin, kun tuotantoa on liikaa.
Tuulivoimatuotanto on vaihtelevaa mutta ei ennustamatonta. Tuulen muutoksien ennustamiseksi on viime vuosina kehitetty yhä parempia menetelmiä. Tarkkojen sääennusteiden avulla tuulen vaihteluihin voidaan varautua varsin hyvin ennalta, ja tuulivoiman aiheuttama säätövoiman käyttötarve pienenee. Osittain vaihtelevan sähköntuotannon lisääntymisestä johtuen koko Euroopassa siirrytään vuoden 2020 lopussa sähkömarkkinoilla lyhyempään taseselvitysjaksoon, mikä tarkoittaa sähköntarjonnan päivittymistä markkinalla aina viidentoista minuutin välein.
Tuulivoiman ja muun vaihtelevan sähköntuotannon lisääntyminen järjestelmässä lisää säädön käyttöä, mutta uutta säätökapasiteettia ei tarvitse Suomeen tuulivoiman vuoksi rakentaa, vaikka tuulivoiman tuotanto tämän vuosikymmenen lopulla kattaisi vajaan 30 % sähkönkulutuksesta. (Gasum 2020.)
Lue lisää tuulivoimasta ja säätövoimasta.
Lähteet:
Sähköpörssi toimii niin kutsutun ajojärjestys- tai merit order -periaatteen mukaan. Se tarkoittaa, että seuraavan vuorokauden kulutusta vastaava määrä sähkön tuotantotarjouksia hyväksytään mukaan halvimmasta tarjouksesta aloittaen. Sähkön markkinahinta muodostuu korkeimman hyväksytyn tarjouksen perusteella. Laitokset tarjoavat tuotantoaan markkinoille muuttuvien kustannusten perusteella, eli ne tuotantomuodot, joilla on alhaiset muuttuvat kustannukset (polttoaine, huolto jne.) voivat tehdä halvimmat tarjoukset.
Polttoainevapaa uusiutuva energia, kuten tuuli- ja aurinkovoima, on tuotantokustannuksiltaan halpaa ja siksi tuulivoima työntää markkinalta ulos kalliimpia tarjouksia hyvätuulisina aikoina. Mikäli tuulivoimaa on paljon saatavilla, ei kalleimmat tuotantomuodot pääse tuottamaan sähköä ja nostamaan sähkön markkinahintaa. Tuulivoima laskee sähkön markkinahintaa pohjoismaisilla sähkömarkkinoilla joitakin euroja megawattituntia kohden, mikä on osoitus siitä, että sähkömarkkina toimii.
Pohjoismainen sähköpörssi on ”energy-only” -markkina, jossa tuotantoa tarjotaan markkinalle muuttuvilla kustannuksilla eikä esimerkiksi sähköntuotantolaitosten tuotantovalmiudessa pitämisestä makseta korvausta kuten kapasiteettimarkkinalla. Tuulivoimalla ei ole polttoainekustannusta eikä esimerkiksi huollon kustannus merkittävästi vaihtele tuotetun sähkömäärän mukaan.
Sähkön hintaan vaikuttavat aina monet tekijät, kuten taloudellisen taantuman tai nousukauden mukaan vaihteleva kulutus, pohjoismaisten vesivarantojen tilanne, fossiilisten polttoaineiden ja päästöoikeuksien hinta, naapurimaiden markkinatilanteet sekä energiapoliittiset ratkaisut. Mikäli päästökaupan ulkopuolisella sektorilla (autoilu, lämmitys) siirrytään yhä enemmän päästökauppasektorin piiriin (sähköautot, lämpöpumput), nousee sähkön kulutus ja oletettavasti myös sen hinta.
Lähteet:
Tuulivoima ja muu uusiutuva energia tuovat uusia mausteita sähkömarkkinan toimintaan, kun esimerkiksi säätövoimaa käytetään niiden myötä ajoittain aiempaa enemmän. Sähkömarkkinat ovat kuitenkin muutoksessa monesta muustakin syystä, tuulivoima ei ole ainoa asia, joka tällä hetkellä muuttaa sähkömarkkinaa.
Energiantuotannon päästöjen vähentämisen kannalta välttämätön energiamurros muuttaa energia- ja sähkömarkkinoita. Aiemmin sähköntuotanto on joustanut kulutuksen vaihteluiden mukaan, mutta jatkossa myös kulutetun sähkön määrä joustaa tuotannon vaihteluiden mukaan. Tätä kutsutaan kysyntä- tai kulutusjoustoksi. Energiamurroksen myötä kysyntäjouston määrä kasvaa eli sähköä kulutetaan entistä enemmän sen hinnanvaihteluiden mukaan – sähköä kannattaa kuluttaa silloin kun tuotantoa on paljon ja sähkö on halpaa ja vähentää kulutusta silloin, kun tuotanto on vähän ja sähkö on kallista. Sähköä aletaan myös varastoida yhä enemmän paitsi akkuihin, myös esimerkiksi lämmöksi.
Sään mukaan vaihtelevan uusiutuvan sähkön tuotantomäärät kasvavat ympäri maailmaa, myös Suomessa. Tuotantokustannuksiltaan edullinen uusiutuva energia laskee sähkön hintaa silloin, kun sitä on sääolosuhteiden vuoksi hyvin tarjolla. Markkinat siis toimivat normaalisti: kun markkinoille tulee muuttuvilta kustannuksiltaan (polttoaineen hinta + huolto + päästöoikeuden yms.) edullista sähköä, se laskee sähkön hintaa sähköpörssissä. Toisaalta silloin, kun sää ei tue uusiutuvan energian tuottamista ja vesivarannot ovat vähissä, sähkön hinta on korkeampi, koska sitä joudutaan tuottamaan tuotantokustannuksiltaan kalliimmilla tuotantomuodoilla. Suomen tuulivoiman määrä vaikuttaa vielä melko maltillisesti sähkön hintaan, ja toki sähkön hintaan vaikuttaa aina moni muukin asia, kuten taloudellinen kasvukausi tai taantuma sekä naapurimaiden markkinatilanteet.
Pohjoismaissa ja muualla Euroopassa uusiutuvaa sähköä tuotetaan koko ajan enemmän, ja samaan aikaan siirtoyhteyksiä maiden välillä rakennetaan jatkuvasti lisää. Sähkömarkkinat ovat siis joka tapauksessa muuttumassa, ja EU:n tavoite on tehdä markkinoista aiempaa yhtenäisemmät. On tärkeää saada myös Suomeen uusia uusiutuvan energian investointeja, sillä niiden mukana tulevat työpaikat ja muu elinvoima kuntiin.
Lähteet:
Sähkön hinnan vaihtelut tarkoittavat uusiutuvan energian tuottajille sekä riskejä että uusia liiketoimintamahdollisuuksia. Tuuli- ja aurinkovoima ovat sääriippuvaisia tuotantomuotoja: sähköä tuotetaan silloin, kun tuulee tai aurinko paistaa, ja sen markkinahinta määräytyy samanaikaisesti kysynnän ja tarjonnan perusteella.
Kun uusiutuvaa sähköä on runsaasti saatavilla, sähkön markkinahinta on tyypillisesti matala. Tuuli- ja aurinkovoiman tuotantokustannukset ovat alhaiset, ja kun niiden tuottamaa sähköä on paljon saatavilla, ne syrjäyttävät kalliimpia tuotantomuotoja ja laskevat koko markkinan hintatasoa.
Korkea sähkön hinta puolestaan syntyy yleensä tilanteessa, jossa sähköstä on niukkuutta, eli tuotantoa on vähän suhteessa kulutukseen. Tällaisissa tilanteissa uusiutuvaa sähköä ei usein ole paljon saatavilla, koska tuuli on heikkoa tai aurinko ei paista.
Toisin sanoen: uusiutuva energia laskee sähkön hintaa silloin, kun sitä on paljon tarjolla. Kun uusiutuvaa ei ole saatavilla ja joudutaan turvautumaan kalliimpaan tuotantoon, hinta nousee. Tämä tarkoittaa tuuli- ja aurinkovoiman sähköntuottajien näkökulmasta sitä, että tuottajat saavat parhaista tuotantohetkistään keskimääräistä matalamman hinnan. Ilmiötä kutsutaan kannibalisaatioksi: uusiutuva energia laskee itse markkinahintaa ja omaa taloudellista tuottoaan silloin, kun sähköä tuotetaan sillä eniten.
Joissakin tilanteissa sähkön tarjonta voi ylittää kysynnän niin paljon, että sähkön hinta painuu hyvin alas tai jopa negatiiviseksi. Tällöin tuottaja joko maksaa sähköverkkoon tuottamastaan sähköstä tai ajaa tuotannon alas hetkellisesti. Usein uusiutuvan energian tuottajan kannattaa pysäyttää tuotanto, kun hinta painuu negatiiviseksi. Negatiiviset hinnat ovat tyypillisesti lyhytaikaisia ja liittyvät tilanteisiin, joissa tuotantoa on paljon mutta kulutus on vähäistä. Lisääntyvä joustava kulutus, kuten sähkökattilat, vähentävät huomattavasti negatiivisia hintoja.
Hinnan vaihtelu lisää tuottajan riskiä
Uusiutuvan energian Investointien kannattavuus arvioidaan huomioiden sähkön pitkän aikavälin hintakäyräennuste, tuotanto ja rakentamis- sekä käyttökustannukset. Aikahorisontti on hankkeen koko elinkaari, eli 20–40 vuotta.
Monet tuottajat hallitsevat hintariskiä tekemällä pitkäaikaisia sähkönmyyntisopimuksia (PPA) suoraan suurten sähkönkäyttäjien kanssa. Tällöin osa tuotannosta myydään ennalta sovittuun hintaan, mikä vähentää markkinahinnan vaihtelun vaikutusta tuloihin ja mahdollistaa hankkeiden rahoituksen. PPA-sopimuksia on erilaisia ja sopimuksen tyypin mukaan markkinariskin määrä jakautuu eri tavoilla tuottajan ja sähkön ostajan välillä.
Hintavaihtelut voivat myös luoda uusia mahdollisuuksia. Ne kannustavat yhdistämään tuotantoon energiavarastoja, kuten akkuja, sekä osallistumaan säätö- ja reservimarkkinoille. Sähkövarastojen avulla sähköä voidaan myydä silloin, kun sen arvo on suurempi, ja samalla parannetaan koko sähköjärjestelmän tasapainoa.