Sähköjärjestelmien ja -markkinoiden kehitys vuoteen Tiina Koljonen, VTT Energiajärjestelmät ATS jäsentilaisuus 12.2.

Transkriptio

1 Sähköjärjestelmien ja -markkinoiden kehitys vuoteen Tiina Koljonen, VTT Energiajärjestelmät ATS jäsentilaisuus , VTT

2 Energiatalouden megadriverit 1. Fossiilisten polttoaineiden renessanssi Liuskekaasun ja enenemässä määrin myös liuskeöljyn tuotannon nopea käynnistyminen Yhdysvalloissa on lisännyt voimakkaasti spekulaatioita fossiilisten polttoaineiden saatavuudesta myös pitkällä aikavälillä 2. Energiakäänne (Energiewende) Saksassa on investoitu erittäin nopeasti uuteen aurinko- ja tuulivoimaan ja samalla on päätetty luopua ydinvoimasta 2020-luvulla. Myös Kiina on lisännyt merkittävästi investointeja uusiutuviin energialähteisiin. 3. Globaalit ja EU:n ilmastotavoitteet Saadaanko sovittua sitova ja riittävän kunnianhimoinen globaali ilmastosopimus (Pariisi v. 2015?) EU:n, ml. Suomi, energia- ja ilmastotavoitteet vuodelle ?

3 Maailman energiatalouden energiakäänteet Ennen 1800-lukua: uusiutuvat energialähteet (bioenergia, tuuli, vesi, aurinko) : kivihiilen aikakausi ??: öljyn aikakausi ??: Energiakäänne (uusiutuvat, post-fukushima, liuskekaasu- ja -öljy) Lähde: The Oil Drum

4 Mtoe Maailman primäärienergiankulutus (Mtoe) Fossiilisten polttoaineiden osuus yli 86 %*, energiankulutus kasvaa nopeimmin (Aasian) kehittyvissä talouksissa % % 80 % Other renewables Hydro Nuclear Coal Gas Oil 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % Other renewables Hydro Nuclear Coal Gas Oil 0 0 % Data: BP Statistics 2014 *Data ei ilmeisesti sisällä perinteisen polttopuun käyttöä. IEA:n tilastojen mukaan uusiutuvien osuus on noin 13 %, josta noin 10 % on biopolttoaineita ja biojätettä.

5 Viime vuosina kehitys on ollut nopeaa erityisesti tuulivoiman ja aurinkosähkön investointien osalta Kumulatiivisen tuulivoimakapasiteetin kehitys. Vuonna 2013 globaali kokonaiskapasiteetti oli MW (data: BP 2014). Kumulatiivisen aurinkoenergiakapasiteetin (PV) kehitys. Vuonna 2013 globaali kokonaiskapasiteetti oli MW (data: BP 2014)

6 Maailman liuskekaasu- ja öljyresurssit Uusimman EIA:n arvion mukaan 32 % maailman maakaasuresurssista ja 10 % maailman öljyresurssista on liuske-esiintymissä (ml. tight formations ) Lähde: U.S. Energy Information Administration (2013)

7 Yhdysvaltojen LNG-kauppa liuskekaasua Eurooppaan? Liuskekaasuvallankumouksen myötä Yhdysvallat käytännössä omavarainen kaasun hankinnan osalta Maakaasun tuonti ja vienti vaativat luvan US DOE:lta (Natural Gas Act of 1938). Erityisesti maakaasun LNG-vienti on herättänyt vastarintaa Pelko maakaasun markkinahinnan noususta USA:ssa (nyt vajaa kolmannes esim. Euroopan hintatasosta) Toisaalta maakaasun korkea markkinahinta esim. Aasian markkinoilla motivoi LNG-vientiin Vientiterminaalit luvan saatuaan tarvitsevat vielä merkittävät investoinnit LNG-infran rakentamiseen Lähde: US DOE 2013

8 EU:n 2030 ilmasto- ja energiapolitiikan vaikutukset Suomen energiajärjestelmään ja kansantalouteen Päästökaupan ulkopuolisia (EPKS)-päästöjä tulisi vähentää EU:ssa 30 % vuodesta Lähde: Lindroos & Ekholm VTT Technology 140. Nykykriteerien mukainen taakanjako Suomelle BKT/capitavarallisuuden perusteella %

9

10

11

12

13 Ydinvoimapäätösten energia- ja kansantaloudelliset vaikutukset laskelmien lähtökohdat Vaikutuksia arivoitiin TEM:n toimeksiannosta yhteistyössä VATT:n kanssa kevään-syksyn 2014 aikana Laskelmat perustuivat vuoden 2013 energia- ja ilmastostrategian perusuraan, jota päivitettiin huomioiden mm. EU ilmastoja energiatavoitteet Sähkön kysyntäarvioiden osalta laskettiin Low, Mid ja High skenaariot, jotka eroavat toisistaan metsä- ja kaivannaisteollisuuden tuotantomäärien sekä palveluiden sähkönkysynnän osalta Ydinvoimaoletukset skenaarioissa: Base: kumpikaan ydinvoimainvestointi ei toteudu Low, Mid ja High : sekä Fennovoima että OL4 toteutuvat

14 Yhteenveto tarkasteltujen skenaarioiden lähtöoletuksista Skenaario Base Low Mid High Ilmastopolitiikka päästöoikeuden hinta EU-2030-paketti Noin 35 /t v EU-2030-paketti Noin 35 /t v EU-2030-paketti Noin 35 /t v EU-2030-paketti Noin 35 /t v Ydinvoimainvestoinnit, sähkön kysynnän kehitys Perusuran mukainen talouskasvu ja sähkön kysyntä Ei uusia voimalaitoslupia Vertailuskenaario lisäydinvoiman vaikutusten analysointiin Hitaampi sähkön kysynnän kasvu valituilla sektoreilla Kaksi uutta ydinvoimalaa toteutuu 2030 mennessä Perusuran mukainen talouskasvu ja sähkön kysyntä Kaksi uutta ydinvoimalaa toteutuu 2030 mennessä Nopeampi sähkön kysynnän kasvu valituilla sektoreilla Kaksi uutta ydinvoimalaa toteutuu 2030 mennessä

15

16 Base Low Mid High Base Low Mid High Base Low Mid High Base Low Mid High Sähkön kulutus, TWh Sähkön kysynnän kehitys Skenaarioiden välinen ero sähkön kokonaiskulutuksessa on noin 4 TWh vuonna 2020 ja 11 TWh vuonna Liikenne 80 Asuminen Palvelut ja maatalous Muu teollisuus Perusmetalli Massa ja paperi

17 Sähkön tasapainohinta, EUR(2010)/MWh Sähkön aluehinnan kehitys Suomessa tarkastelluissa skenaarioissa TIMES VTT-mallin tuottama pitkän aikavälin tasapainohinnan kehitys Base High Mid Low

18 Yhteenveto ja johtopäätökset ydinlupapäätösten vaikutuksista Suomen energiatalouteen Ydinvoimainvestoinneilla on merkittävä vaikutus sähkön tuontivientitaseeseen kasvattaen sähkön hankinnan omavaraisuutta. Lisäydinvoiman jäämättä toteutumatta korvattaisiin se pääosin sähkön tuonnilla, mutta myös lisäämällä yhdyskuntien CHP-tuotantoa. Lisäksi (pien)vesi- ja tuulivoiman tuotannot hieman kasvaisivat samoin kuin investoinnit sähkönkäytön tehostamistoimiin. Skenaariolaskelmien mukaan sähkön hinta nousisi noin 15 % ilman lisäydinvoimaa vuonna Suomen kasvihuonekaasupäästöjen määrä olisi lisäydinvoiman tapauksessa noin 4 % pienempi vuonna 2030.

19 VTT:n koordinoima VATT:n, Metlan ja GTK:n kanssa toteutettu yhteishanke, jota rahoittivat Tekesin Green Growth -ohjelma ja tutkimuslaitokset. Kokonaisbudjetti euroa, hanke kesti 2,5 vuotta. Työtä ohjasi TEM (johtoryhmän pj.), YM, VM, MMM, LVM ja Tekes. Hankkeessa 1. arvioitiin strategisia luonnonvaroja ja niiden käyttöä (metsä- ja mineraalivarat) 2. tuotettiin skenaarioita vaihtoehtoisista kehityspoluista vähähiiliselle yhteiskunnalle 3. muodostettiin interaktiivinen yhteistoimintamalli eli platform

20 Vuoteen 2050 mennessä Suomen ja EU:n tulisi vähentää KHK-päästöjä vähintään 80 % vuoden 1990 KHK-päästöihin verrattuna. Vaihtoehtoisia vähähiilipolkuja on useita jo nykyisillä investointipäätöksillä on vaikutukset päästöjen vähentämisen kustannuksiin. Suomen vahvuudet ovat merkittävät luonnonvarat, cleantech-osaaminen, korkea bkt/capita ja koulutustaso

21 Low Carbon Finland skenaarioiden pääkohdat ja erot Kaikissa skenaarioissa EU ja Suomi toteuttavat - 80 % khk-päästövähennystavoitteen 2050 mennessä (pl. Baseline) Globaali ilmastosopimus toteutuu muissa, paitsi Pysähdys-skenaariossa Uuden teknologian kehitys ja käyttöönotto nopea (Jatkuva kasvu ja Muutos) tai konservatiivinen (Säästö ja Pysähdys) Suomen teollinen rakenne nykyisen kaltainen (Base-80 %, Säästö), voimakkaasti uudistuva (Jatkuva kasvu, Muutos), supistuva (Pysähdys) Yhdyskuntarakenne tiivistyvä (Jatkuva kasvu), hieman hajaantuva (Muutos) tai nykyisen kaltainen

22 Päästöjen marginaalihinta, EUR/t(CO 2 ) Päästöjen vähentämisen kustannuksissa korostuu uuden teknologian käyttöönoton ajoitus Base80 Jatkuva kasvu Pysähdys Säästö Muutos

23 Baseline Base-80% Kasvu Säästö Pysähdys Muutos Baseline Base-80% Kasvu Säästö Pysähdys Muutos Baseline Base-80% Kasvu Säästö Pysähdys Muutos Primaarienergia, TWh Energian kysyntä voi kääntyä laskuun vuoden 2020 jälkeen Fossiilisten polttoaineiden käyttö vähenee merkittävästi, mutta niitä edelleen käytetään vuonna % alle nykykulutuksen Muut Hiili Turve Maakaasu Öljytuotteet Mustalipeä Puupolttoaineet Ydinenergia Vesi- ja tuulivoima Sähkön nettotuonti

24 Baseline Base-80% Kasvu Säästö Pysähdys Muutos Baseline Base-80% Kasvu Säästö Pysähdys Muutos Baseline Base-80% Kasvu Säästö Pysähdys Muutos Sähkön hankinta, TWh Sähkön kysynnän kääntyminen laskuun pysyvästi näyttää epätodennäköiseltä Vähähiilitavoitteet johtavat energiajärjestelmän sähköistymiseen Nettotuonti 90 Aurinko ym Kaukolämpö- CHP Teollisuuden CHP Kaasu- / öljylauhde Hiili- / turvelauhde Tuulivoima Vesivoima Ydinvoima -10 Sähkön nettovienti

25 Sähköntuotanto uusiutuvilla energialähteillä

26 Sähkön hankintakapasiteetin kehitys

27 Sähkönkulutus sektoreittain

28 Sähkön pitkän aikavälin reaalisen tasapainohinnan kehitys Pohjoismaissa

29 Yhteenveto vähähiilisen Suomen mahdollisuuksista ja haasteista (SWOT) Suomi pystyy siirtymään vähähiiliseen yhteiskuntaan, mutta se ei pysty toteuttamaan sitä yksin. Kehityspolkuja on useita. Nopeutettu uuden teknologian kehitys ja käyttöönotto voi tuoda Suomelle kilpailuetua. Tässä tulee hyödyntää Suomen mittavia luonnonvaroja sekä cleantech-osaamistamme. Suomen korkea BKT henkilöä kohden sekä korkea koulutustaso ovat myös valttikortteja moneen muuhun maahan nähden. Suurimmat epävarmuudet Suomen näkökulmasta liittyvät hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin (CCS) kaupallistumiseen sekä biomassan käytön kestävyyteen tulevaisuuden politiikoissa. Baumolin tauti: ilmiö, jossa tuottavuuden ja palkkojen kasvaessa useilla talouden aloilla palkkoja joudutaan nostamaan myös niillä aloilla, joilla tuottavuuden kasvua ei ole juuri tapahtunut.

30 Johtopäätökset - Energia-alalla edessä suuria kysymyksiä Pariisin ilmastokokous EU 2030-ilmasto- ja energiapolitiikka Energiavarmuuskysymykset Uusiutuvien integrointi Ydinvoimapolitiikka eri EU-maissa Markkinamuutokset Kapasiteettimarkkinamekanismit Päästökaupan uudistaminen Fossiilisten renessanssi? Suomessa uusi hallitusohjelma ja sen tavoitteet?

31 TEKNOLOGIASTA TULOSTA Lisätiedot: tel