RATKAISUJA UUSIUTUVAN ENERGIAN VAIHTELEVUUDEN ONGELMAAN Rauli Svento Uusiutuvan energian ajankohtaispäivä

Transkriptio

1 RATKAISUJA UUSIUTUVAN ENERGIAN VAIHTELEVUUDEN ONGELMAAN Rauli Svento Uusiutuvan energian ajankohtaispäivä /22/2018 Rauli Svento BCDC Energia R a t k a i s u j a u u s i u t u v a n e n e r g i a n v a i h t e l e v u u d e n o n g e l m a a n

2 MOTIVAATIO Vaihtelevuutta voidaan tasata kapasiteettimarkkinalla tai kysynnän hallinnalla Tarkastelen tässä esityksessä kysynnän hallintaa kolmella tasolla Järjestelmätasolla Yksittäisen voimalan tasolla Kuluttajien tasolla Hankkeen alustavia tuloksia 1/22/2018 CLICK TO EDIT NAME OF THE PRESENTATION

3 LITERATURE Gowrisankaran, G., Reynolds, S., Samano, M., Intermittency and the Value of Renewable Energy. Journal of Political Economy 124, Hirth, L., The benefits of flexibility: The value of wind energy with hydropower. Applied Energy 181, Jaramillo, O. A., Borja, M. A., Huacuz, J. M., Using hydropower to complement wind energy: A hybrid system to provide firm power. Renewable Energy 29, Katz, J., Andersen, F. M., Morthorst, P. E., Load-shift incentives for household demand response: Evaluation of hourly dynamic pricing and rebate schemes in wind-based electricity system. Energy, In Press. Kopsakangas-Savolainen, M., Svento, R., Real-Time Pricing in the Nordic Power Markets. Energy Economics 34, Kopsakangas-Savolainen, M., Svento, R., Promotion of Market Access for Renewable Energy in the Nordic Power Markets. Environmental and Resource Economics 54, Matevosyan, J., Olsson, M., Söder, L., Hydropower planning coordinated with wind power in areas with congestion problems for trading on the spot and the regulating market. Electric Power Systems Research 79, Sioshansi, R., Evaluating the Impacts of Real-Time Pricing on the Cost and Value of Wind Generation. IEEE Transactions on Power Systems 25, Huuki, H., Karhinen, S., Kopsakangas-Savolainen, M., Svento, R Flexible demand and flexible supply as enablers of variable energy integration. Presented at European Economic Association, Lisbon Krishnamurty, C. K. B., Vesterberg, M., Böök, H., Lindfors, A., Svento, R Distributed demand response price reactions vs. small scale solar production. Mimeo. Ruokamo, E., Kopsakangas-Savolainen, M., Meriläinen, T., Svento, R Towards flexible energy demand Preferences for dynamic contracts, services and emissions reductions.

4 KAKSOISJOUSTAVA POHJOISMAISEN SÄHKÖMARKKINAN MALLI Eksogeeninen tuulivoima Ydinvoima on must-run Lämpövoima kannattavuusrajalla Vesivoima optimoidaan dynaamisesti Kaksi kuluttajaryhmää, reaaliaikainen ja kiinteä hinnoittelu, osuus (α) eksogeeninen Huuki et al. 2017

5 VESIVOIMA TASAA TUULEN VAIHTELEVUUTTA 1/22/2018 Huuki et al. 2017

6 KULUTUSPROFIILI JA HINNAT RTP osuuden kasvu: kulutus tasoittuu, maksimihinta laskee, kiinteä keskihinta nousee Tuulen osuuden kasvu: pörssihinta laskee alhaisen kulutuksen tunneilla Huuki et al. 2017

7 LÄMPÖVOIMA Lämpökapasiteetti pienenee tuulivoiman osuuden kasvaessa Lämpökapasiteetti pienenee RTP osuuden kasvaessa Käyttöaste pienenee tuulivoiman osuuden kasvaessa ja kasvaa RTP osuuden kasvaessa Huuki et al. 2017

8 VOITOT JA PÄÄSTÖT 10 wind 15 wind 20 wind RTP share Billing /MWh Total profits /MWh Emissions CO 2 /MWh Huuki et al. 2017

9 AURINKOENNUSTEIDEN ONNISTUMINEN Solar radiation PV production KUVA: Herman Böök, Ilmatieteen laitos

10 1 MW AURINKOVOIMALAN ENNUSTE- VIRHEET 1/22/2018 KUVA: Herman Böök, Ilmatieteen laitos

11 ENNUSTEVIRHEEN KUSTANNUKSET SÄÄTÖSÄHKÖMARKKINALLA Imbalance cost for short (α>0) (forecasted more than produced) Imbalance cost for long (α<0) (forecasted less than produced) Yhteenlaskettu kustannus 1321 /v Virtuaalivoimala: Käyttöveden lämmityksen optimointi 1/22/2018 KUVA: Hannu Huuki, SYKE, OyKKK

12 SÄHKÖLÄMMITTEINEN OMAKOTITALO, MÄLARDALEN 1/22/2018 Krishnamurty et al. 2018

13 PÄIVÄSÄÄSTÖT: RTP + OMA PIENTUOTANTO WINTER, RTP-a High income Low income Electrical heating Other heating Electrical heating Other heating Baseline RTP-a RTP-a + Solar Aggregate savings (16.7) 8 (18) 11.6 (18.2) 8.3 (16.5) 1/22/2018 Kirishnamurty et al. 2018

14 VALINTAKOE Jokainen vastaaja vastaa kuuteen valintatilanteeseen Jokaisessa valintatilanteessa attribuuttien tasot vaihtelevat Vastaajien valintojen perusteella saadaan estimoitua esitettyjen tasojen välisiä vaihtosuhteita ja määritettyä tasoihin liittyviä maksuhalukkuuksia euromääräisinä VALINTATILANNE Vaihtoehto 1 Vaihtoehto 2 Perustilanne Siirtosopimus Kaista Aikasiirto Yleissiirto Lämmityksen ohjaaminen Sähkönmyyntisopimus Sähkönkulutuksen ohjaaminen Päästövähennys (CO2) Pörssisähkö (vaihteleva) Yleissähkö Yleissähkö klo klo Ei ohjausta Ei ohjausta klo Ei ohjausta Vuotuinen säästö VALINTANI: 1/22/2018 Ruokamo et al. 2018

15 TULOKSIA Pörssisähkösopimuksen valinnasta vaaditaan vuositasolla kompensaatiota keskimäärin 66 verrattuna kiinteähintaiseen yleissähkösopimukseen Kaistasopimuksille voisi olla kysyntää markkinoilla, koska kuluttajat ovat indifferenttejä kiinteähintaisen yleissiirron ja kaistasopimuksien välillä Lämmityksen etäohjauksesta haluttaisiin kompensaatiota vuositasolla aamuisin keskimäärin 37 ja iltaisin puolestaan 63 Sähkönkulutuksen etäohjauksen kompensaatiovaatimukset vuositasolla ovat aamujen osalta 47 ja iltojen osalta 140 Kuluttajien keskimääräinen maksuhalukkuus systeemitason päästövähennyksen tasolle -30 on kohtuullisen suuri (119 euroa) Maksuhalukkuus ei kuitenkaan aktivoidu päästövähennyksen ollessa maltillisempi -10 1/22/2018 Ruokamo et al. 2018

16 YHTEENVETOA Kysyntäjouston potentiaali on olemassa Laaja tulkinta tärkeää, ei vain kysyntähuippujen tasaamista Yhteisöllisyyden mahdollisuus tunnistettava Kokeiluja käynnistettävä 1/22/2018 CLICK TO EDIT NAME OF THE PRESENTATION

17 KIITOS!