Jakelutariffien kehitysmahdollisuudet. Samuli Honkapuro Lappeenrannan teknillinen yliopisto LUT Energia

Transkriptio

1

2 Jakelutariffien kehitysmahdollisuudet Samuli Honkapuro Lappeenrannan teknillinen yliopisto LUT Energia Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari

3 Tutkimusprojekti Tutkimusprojekti toteutettiin aikavälillä 5/2011 5/2012 Toteuttajina LUT Energian tutkimusryhmä Jarmo Partanen, Samuli Honkapuro, Jussi Tuunanen Tutkimuksen tilaaja ja rahoittaja ST-Pooli ja Energiateollisuus ry. Tutkimushankkeen sisältö: Nykyisten tariffirakenteiden ja niiden muutostarpeiden analysointi Erilaisten kehitysvaihtoehtojen kartoittaminen ja niiden perusominaisuuksien analysointi Lupaavimmalta vaikuttavan kehitysvaihtoehdon tarkempi analysointi, sisältäen vaikutukset sähkönkäyttäjille, verkkoyhtiöille sekä sähkömarkkinoille Tulokset raportoitu tutkimushankkeen loppuraportissa: Partanen, Honkapuro, Tuunanen. Jakeluverkkoyhtiöiden tariffirakenteiden kehitysmahdollisuudet. LUT Energia tutkimusraportti 21. ISBN , ISSN ;21. Lappeenranta 2012 Raportista ilmestynyt myös englanninkielinen käännös

4 Sähkönsiirron tariffirakenteet vs. toimintaympäristön muutokset - Sähköverkkoliiketoiminnan toimintaympäristö muuttuu voimakkaasti - Energiatehokkuus* ja energiansäästö - Smart Grid konsepti; hajautettu tuotanto, monen tasoinen kysynnän jousto, energiavarastot, keskeytymätön sähkönkäyttö - Käyttövarmuuskriteeristön tiukentuminen -> investointeja - Sähkön käytön lisääminen on tehokas tapa vähentää kokonaisenergiankulutusta ja päästöjä yleismaailmallinen yhteinen näkemys. - Energiatehokkuusajattelu puolestaan pienentää yksittäisten kohteiden sähkönkäyttöä. => Merkittäviä muutoksia sähkönkäytössä ja sähkönsiirrossa - Muutokset erilaisia energiamäärissä ja huipputehoissa =>Tarve tariffirakenteiden uudistamiselle - Uudet tekniset ratkaisut asiakasrajapinnassa (AMR, kuorman ohjaukset) mahdollistavat nykyistä monipuolisemmat mittaukset ja ohjaukset => Mahdollisuus kehittää uudenlaisia siirtotuotteita * Energiatehokas sähkönkäyttö ei ole tehokasta vain energian vaan myös tehon suhteen

5 MARKKINAT Vaatimukset markkinapaikalle Uudet myyntituotteet Kysyntäjousto TEKNISET MUUTOKSET LOPPUKÄYTÖSSÄ Energiatehokkuus Ohjattavat kuormat Hajautettu tuotanto ja energiavarastot Sähköautot SOSIO-EKONOMISET MUUTOKSET Asiakkaiden käyttäytyminen Energian säästö, vihreät arvot Talouden muutokset YHTEISKUNTA Vaatimukset toimitusvarmuudelle Energia- ja ilmastopolitiikka Taloudellinen sääntely Muutokset energian ja tehon tarpeessa INFRA Ikääntyvät verkot Mittareiden uusinta Investointitarpeet Verkkoyhtiön strategia Verkoston kehittäminen Liiketoiminnan suunnittelu Hinnoittelu Tekniset mahdollisuudet TEKNIIKAN KEHITTYMINEN SÄHKÖNJAKELUSSA Älykkäät sähköverkot ja mittarit Sidosryhmien odotukset Sidosryhmät Asiakkaat Myyjät Yhteiskunta Laitevalmistajat Palvelun tarjoajat 5

6 Interaktiivinen asiakasrajapinta Markkinatoimijat TSO, DSO, sähkökauppiaat, aggregaattorit Tietojärjestelmät Ohjaussignaalit Energiavarastot akut, kondensaattorit, sähkömekaaniset, ym. Kuormitustiedot Säätökapasiteettitiedot Hintasignaalit Varaston tilan hallinta Tehotasapainon hallinta Verkko Kuormituksen hallinta Sähkönlaadun hallinta Häiriötilanteiden hallinta Asiakasrajapinta (INCA) Kuormien hallinta Sähkönlaadun hallinta Tehotasapainon hallinta Kuormat ohjattavat, ei ohjattavat, asiakaslähtöinen priorisointi Tuotannon hallinta Tuotanto aurinko, tuuli, biokaasu, ym. PHEV EV mobiilit varastot

7 Regulaatio Verot Siirtotariffi Jakelutariffin suunnittelu Jakelutariffi Taloudellinen kannuste asiakkaille sähkön käytön optimointiin Myyntitariffi Verkkoyhtiön tulonmuodostustarve Mittaus ja laskutus Myyntitariffin suunnittelu Pääomakustannukset Operatiiviset kustannukset Myyjän liikevaihto Tulonmuodostus tarve Verkostohäviöt Investointitarpeet Huipputeho Kulutuksen kokonaismäärä ja ajallinen jakautuminen Sähkön hankintakustannus Verkkoyhtiön liikevaihto Tasevirhe Tukkusähkön hinta

8 Kotitalouskuluttajan sähkönhinnan muodostuminen Arvonlisävero 19% Sähkön hankinta 35% Sähköverot 11% Jakeluverkkosiirto 27% Kotitalouskuluttajan sähkönhinnan muodostuminen (Lähde EMV). Sähkön myynti 7% Kantaverkkosiirto 2%

9 Nykyiset tariffirakenteet Yleissiirtotariffit suomalaisissa verkkoyhtiöissä 3*25 A pääsulakkeelle Energiamaksu [snt/kwh] Perusmaksu [ /kk] Lähde: EMV

10 Energiaperusteisten ja kiinteiden veloitusten suhde Kiinteiden veloitusten osuus siirtomaksusta on ollut kasvussa viime vuosina Vuonna 2010 kiinteiden veloitusten osuus oli keskimäärin %, riippuen tyyppikäyttäjästä Tariffirakenteet kuitenkin vaihtelevat yhtiöittäin 70% 60% Kiinteän maksun osuus 50% 40% 30% 20% % 0% K1, Kerrostalohuoneisto, ei sähkökiuasta, kwh/v K2, Pientalo, ei sähkölämmitystä, sähkökiuas, kwh/v L1, Pientalo, suora sähkölämmitys, kwh/v L2, Pientalo, osittain varaava sähkölämmitys, kwh/v T1, Pienteollisuus, 75 kw, kwh/v Lähde: EMV

11 Sähkön käytön muutostrendit Teho E. A. sähkönkäyttökojeiden ( esim. LED-lamput) energiatehokkuus B. sähkönkäyttökojeiden määrä K. Nykyisen tariffirakenteen kannalta haasteellisia muutoksia D2. B. D1. D3. I. C. F. Energia C. energiansäästö elämän asenteena D 1. lämpöpumput sähkölämmityskohteessa D 2. lämpöpumput muissa kuin sähkölämmityskohteissa D 3. sähkön käyttö muulla tavoin lämmityksessä E. sähköautot ; ohjaamaton lataus F. sähköautot ; älykäs lataus A. J. H. G. G. asiakkaan energiavarastot H. kuorman ohjaus myyjän/aggregaattorin toimesta I. kuorman ohjaus asiakkaan toimesta J. kuorman ohjaus verkkoyhtiön toimesta K. asiakkaiden oma sähkön tuotanto

12 Perusteita siirtohinnoittelulle; sähköverkkoliiketoiminnan kustannukset ja niiden tausta Kustannuspaikat ja -komponentit Verkko; 110 kv verkko, sähköasemat ja kj-verkko, jakelumuuntamot + pj-verkko, muut Verkostohäviöt Verkko rakennetaan tehotarpeiden mukaan, esim. 25 MVA päämuuntaja, kertaluonteinen kiinteä kustannus, joka ei juurikaan riipu siirrettävästä energiasta. Käyttöikä keskimäärin 40 a Verkon käyttötoiminta, operointi, huollot, viankorjaus, Energiasta ja tehosta riippumaton. Riippuvat pääosin siirretyn energian määrästä Mittaus ja laskutus, kiinteä kustannus mittaus ( /asiakas/a) laskutus ( /asiakas/a) Siirtoverkkomaksut Hallinto Fingridin siirtomaksut, energiaperusteisia (snt/kwh) Tehosta ja energiasta riippumaton Siirtoverkkomaksut 10 % Häviöt 6 % Käyttö 30 % Rahoitus 22 % Investoinnit 32 % Pääosa kustannuksista on kiinteitä tai tehosta riippuvia, kun taas tulot riippuvat energiasta 12 => nykyinen hinnoittelumalli heikosti kustannusvastaava.

13 Vaatimuksia tariffirakenteelle Oikeudenmukainen, selkeä, ymmärrettävä ja läpinäkyvä Kannustaa tehokkaaseen sähkönkäyttöön Ei sisällä ristiriitaisia ohjaussignaaleita Yhteensopiva myyntitariffin kanssa Asiakas voi omalla toiminnallaan aidosti vaikuttaa siirtomaksuun Mahdollistaa hajautetun tuotannon Asiakas Tukee EU-tason ilmasto- ja energiapolitiikkaa Edistää energiatehokkuustavoitteita Ei ole ristiriidassa regulaation/asetusten kanssa Mahdollistaa kysyntäjouston Takaa osaltaan sähkömarkkinoiden toimivuuden Yhteiskunta Verkkoyhtiö Takaa riittävän ja ennustettavan tulonmuodostuksen myös tulevaisuudessa Kustannusvastaava Kannustaa asiakkaita sähkön käytön optimointiin verkon näkökulmasta Teknisesti toteutettavissa (mittaukset + ohjaukset) Myyjä Mahdollistaa markkinaperusteisen kysyntäjouston Yhteensopiva myyntitariffin kanssa

14 Tariffirakennevaihtoehdot Yksiaikatariffi, energiakomponentti + kiinteä kk-maksu; snt/kwh + /kk Kiinteän kuukausimaksun perusteena yleensä pääsulakkeen koko => kannuste optimaaliseen liittymän mitoitukseen => ei kuitenkaan kannusta pienentämään/rajoittamaan huipputehoa Energiakomponentti kannustaa pienentämään energian kokonaiskulutusta 2-aikatariffi, energiakomponentti + kiinteä kk-maksu; snt/kwh(t) + /kk Käytössä yleisesti varaavan sähkölämmityksen kanssa Energiakomponentti kannustaa pienentämään energian kokonaiskulutusta Kannustaa käyttämään sähköä yöllä, aikajaottelussa kuitenkin yleensä vain päivä / yö Ei kannustetta huipputehon pienentämiseen/rajoittamiseen Ainoastaan pääsulakkeen perusteella määräytyvä kiinteä kk-maksu; /kk Siirtotariffissa ei kannustetta energiankäytön tehostamiseen, kannuste kuitenkin myyntitariffin ja sähköveron kautta Kannuste optimaaliseen liittymän mitoitukseen Ei kannusta pienentämään huipputehoa Ainoastaan energiamaksu; snt/kwh Vahva kannuste energiankäytön tehostamiseen Suuri siirtomaksun muutos nykyiseen paljon energiaa käyttävillä asiakkailla Heikosti kustannusvastaava verkkoyhtiölle Ei kannusta pienentämään huipputehoa

15 Tariffirakennevaihtoehdot Käyttöajankohtaan perustuva energiatariffi, /kk + snt/kwh(t) Energiamaksu (snt/kwh) riippuu käyttöajankohdasta tai verkon kuormitustilasta, energiamaksun vaihtelu kuitenkin huomattavasti dynaamisempaa kuin 2-aikatariffissa Kannustaa energiankäytön pienentämiseen ja käyttöajankohdan optimointiin verkon kannalta Mahdollisesti ristiriitaiset ohjaussignaalit, mikäli myyntituotteessa tuntihinnoittelu ja/tai spot-hintoihin perustuva kuormanohjaus Mahdollisesti vaikeaselkoinen asiakkaan kannalta Tehoperusteinen hinnoittelu, /kw,kk (+snt/kwh + /kk) Hinnoittelun perusteena verkosta otettu suurin keskituntiteho (huipputeho tai muutaman suurimman tehon keskiarvo), huipputehon hinta voi vaihdella käyttöajankohdan mukaan Voi sisältää myös kiinteän maksun sekä energiakomponentin, joka voi olla 2-aikatariffi Nykyisin yleinen suuremmilla asiakkailla Kannustaa huipputehon pienentämiseen, lisäksi energiakomponentti kannustaa energiankäytön pienentämiseen ja mahdolliseen ajalliseen optimointiin Sisältää yleensä erikseen loistehomaksun Asiakkaan seurattava aktiivisesti huipputehoa

16 Tariffirakennevaihtoehdot Tilaustehoon perustuva hinnoittelu Tehokaista ; /A,kk tai /kw,kk (+snt/kwh) Hinnoittelun perusteena verkkoyhtiön kanssa sovittu siirtokapasiteetti (tilattu siirtokaista) Tehoraja täsmällisempi kuin nykyisin pääsulakkeella (sulakkeita voidaan ylikuormittaa ilman seurauksia) Tehorajaa voidaan muuttaa ( säädettävä sulake ) Tehoraja voidaan ylittää tilapäisesti (ylityksen seuraukset määriteltävä etukäteen) Tehorajan ylitysmaksu voi olla dynaaminen ylityksen suuruuden tai ajankohdan mukaan Ampeeriperusteisessa tariffissa lois- ja pätöteholle sama hinnoittelu Asiakkaille kannuste pienentää huipputehoa sekä kokonaisenergiankulutusta Verkkoyhtiölle kustannusvastaava Vikavirtasuojaus hoidetaan entiseen tapaan fyysisellä sulakkeella, joka määrittelee myös maksimivirran ja liittymismaksun suuruuden eli siirtoreitin kapasiteetin Tehokaista vaikuttaa lupaavimmalta vaihtoehdolta, jonka vuoksi sitä on tarkasteltu syvällisemmin

17 Tehokaistan perusperiaate Asiakas tilaa haluamansa määrän siirtokapasiteettia verkkoyhtiöltä, samaan tapaan kuin hän tilaisi nettikaistan teleoperaattorilta Tilaustehoa voi muuttaa esim. kerran vuodessa Asiakkaiden tilausteho on asiakkaan tarvitsema siirtokapasiteetti eli käytännössä suurin tuntikeskiteho. Tilaustehon hinta määräytyy yhtiökohtaisesti verkkotoiminnan kustannusten ja tilaustehojen mukaisesti Tehopohjainen hinnoittelu kannustaa asiakkaita pienentämään tilaustehoa Kuormitus tasoittuu Vaikuttaa kysynnänjoustoon Asiakas maksaa käyttämästään (tai varaamastaan) verkkokapasiteetista, hinnoittelun perusteena joko virta tai teho Mikäli hinnoittelun perusteena on virta, myös loisteho sisältyy hinnoitteluun. Nykyiset mittarointijärjestelmät eivät kuitenkaan vielä tue täysipainoisesti tätä vaihtoehtoa. Myös asiakkaan kannalta teho (kw) on helpommin ymmärrettävä suure. Asiakkaiden keskimääräiset verkkomaksut eivät muutu eli verkkoyhtiön liikevaihto pysyy muutostilanteessa ennallaan Keskimäärin jakeluverkkosiirron osuus sähkön kokonaishinnasta pysyy ennallaan Yksittäisillä asiakkailla verkkomaksuihin tulee kuitenkin muutoksia, joita voidaan lieventää siirtymällä uuteen hinnoittelujärjestelmään useamman vuoden siirtymäjakson aikana 17

18 Tehokaistan ominaisuuksia Vastaa tariffirakenteelle asetettuja vaatimuksia Kustannusvastaava Asiakas maksaa varamaastaan tai käyttämästään verkkokapasiteetista, joka puolestaan vaikuttaa verkkoyhtiön kustannuksiin Kannustaa asiakkaita pienentämään tilaustehoaan kannuste tehokkaampaan energiankäyttöön erityisesti jakeluverkon näkökulmasta Verkkokapasiteetin tehokkaampi käyttö pienentää kustannuksia pitkällä aikavälillä Mahdollistaa markkinapohjaisen kysyntäjouston Verkkoyhtiön kannalta ennustettava tulonmuodostus Siirtotulot eivät riipu lämpötilasta Ei ole havaittu ristiriitoja EU direktiivien tai kansallisen lainsäädännön kanssa 18

19 Esimerkit mahdollisesta kaistajaosta Pääsulake (A) Teho (kw) Kaista (kw) Pääsulake (A) Teho (kw) Kaista (kw)

20 Asiakkaan kaistan määräytyminen Tällä asiakkaalla huipputeho on n. 16 kw. Asiakkaalla olisi tällöin esim. 17 kw kaista, ja hän maksaisi tästä kiinteän kuukausisumman koko vuoden. Asiakkaalla olisi kuitenkin mahdollisuus, ja em. hinnoittelumallin myötä myöskin kannuste, pienentää huipputehoaan 10 kw:iin ja jopa 5 kw:iin. 20 Yleissähköasiakas 3x25 A Sulakkeen asettama raja 17 kw (3*25 A) 15 Teho (kw) Tunnit (h)

21 Tehokaistan vaikutukset energiatehokkuuteen Siirtomaksussa ei ole energiamaksukomponenttia, kannustaako turhaan energian käyttöön? Kiinteän siirtomaksun osuus on % kokonaislaskusta, energiahinnalla on siis dominoiva osuus laskussa (myyntihinta, sähkövero) Jos asiakas haluaa säästää perusmaksussa, tämä on mahdollista pienentämällä huipputehoa tai rajaamalla huipputehon kasvua. Tällöin turhat eri laitteiden päällä olot (energiankulutus) ovat ensimmäisenä kiinnostuksen kohteena ja pyritään poistamaan pysyvästi (ei ainoastaan hetken innostusta, joka unohtuu ajastaan) Mahdollisuus pysyvään energiansäästöön Riski/kannuste energiankäytön kasvuun on hyvin pieni, koska sähkölaskun pääkomponentti on energiamaksu. Merkittävänä hyötynä on sähkönsiirto- ja tuotantokapasiteetin tehokkaampi käyttö, jota ei saavuteta nykyisellä hinnoittelurakenteella Kotitalouskuluttajan sähkölaskun jakautuminen kiinteisiin ja energiaperusteisiin veloituksiin, mikäli siirtomaksu olisi kiinteä.

22 Johtopäätökset Tutkimuksen tavoitteena on ollut kehittää sähkönjakelun tariffirakennetta huomioiden kaikkien sähkömarkkinoiden sidosryhmien tarpeet. Nykyinen tariffirakenne vaatii kehittämistä etenkin sen huonon kustannusvastaavuuden ja heikkojen kannustinvaikutusten vuoksi. Optimaalinen tariffirakenne kannustaa loppukäyttäjiä toimimaan siten, että koko energiajärjestelmän, mukaan lukien tuotanto, siirto ja jakelu, energiatehokkuus maksimoituu ja kansantalouden kokonaiskustannukset minimoituvat. Tarkastelluista tariffirakennevaihtoehdoista parhaiten tavoitteita vastaa tehokaistahinnoittelu, jossa laskutus perustuu asiakkaan tilaamaan siirtokapasiteettiin. Em. hinnoittelumalli kannustaa asiakasta optimoimaan sähkönkäyttöään siten, että verkkokapasiteetin käyttöaste kasvaa, jolloin sähkönjakelun pitkän aikavälin kustannukset pienentyvät. Energiaperusteinen sähköenergian hinnoittelu sekä sähköverot puolestaan kannustavat pienentämään energiankäyttöä kokonaisuudessaan. 22

23 Creating the future with technology and business