Säätövoimaa tulevaisuuden sähkömarkkinalle. Klaus Känsälä, VTT & Kalle Hammar, Rejlers Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Transkriptio

1 Säätövoimaa tulevaisuuden sähkömarkkinalle Klaus Känsälä, VTT & Kalle Hammar, Rejlers Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

2 Sähkönjakelu muutoksessa Sähköä käytetään uusilla tavoilla mm. lämpöpumpuissa ja sähköautojen latauksessa. Uusiutuvien tuotantotapojen - kuten aurinko- ja tuulienergian lisääntyminen luovat uusia haasteita sähköjärjestelmälle. Yhdessä nämä muutokset aiheuttavat sähköverkkoon kuormitushuippuja, jotka rasittavat niin sähkönjakeluun kuin myös tuotantoon käytettävää infrastruktuuria ja tämä tulee yhteiskunnalle kalliiksi. Yhtenä ratkaisuna huipputehojen hallintaan on luoda paremmat edellytykset sähkön kulutusjoustolle sähkömarkkinoilla. 2

3 Sähkömarkkina muutoksessa Markkina muuttuu ja kiinteistöjen rooli siinä mukana: Kysyntäjousto, energian paikallinen tuotanto, energiavarastot, sähköautot, virtuaalivoimalaitokset, energiamaksut kulutus- ja teho, käytönajanhetken mukaan Reaaliaikainen ja asiakaskeskeinen markkina Tulevaisuudessa kiinteistöt ovat tärkeä säätövoiman tuottajana Kysyntäjousto voi tuoda isot säästöt, Tekniikka & Talous Sähkölaskuun tulossa uusi tehomaksu, Uusi Suomi, Älyverkkotyöryhmän väliraportti, TEM Tulevaisuuden voimalaitos on virtuaalinen, Helen Sähkölaskun uusin tulokas, Yle Suomen sähkönkulutus nousi kuluvan talven ennätyslukemaan, Fingrid, Lämpöpumppu ei todellisuudessa tuokaan säästöä?, Tekniikka & Talous Tässä on Suomella iskun paikka, Yle

4 Rakennuksissa on paljon potentiaalia Mahdollistamalla laajemmin rakennusmassan eli sähköä käyttävien loppuasiakkaiden ohjaus ja osallistuminen voidaan merkittävästi vaikuttaa yhteiskunnan kokonaislaskuun sekä sähkönkäytön huippuihin liittyviin haitallisiin päästöihin. Suomessa on yli sähkölämmitteistä rakennusta, joiden kulutus on suurempi kuin kaikkien ydinvoimaloiden yhteenlaskettu tuotto. 4

5 Digitalisaatio tulee myös sähkön kulutukseen Digitalisaatio toimii merkittävänä katalyyttinä ja mahdollistaa uudet toimintamallit myös sähkömarkkinoilla. Esimerkiksi Google, Voltalis ja E2Energy ovat jo toteuttaneet asiakaslähtöisiä toimintamalleja kysyntäjouston kaupallistamiseksi. 5

6 VTT:n ehdottamat toimenpiteet Kysyntäjoustoon panostaminen, jotta markkinoille saadaan lisää tarjontaa säätövoimasta Rakennusmassassa piilevän säätöpotentiaalin tuominen markkinoille IoT-teknologian avulla Sähkön kulutuksen ja tuotannon säätelyn pitää tulevaisuudessa olla internetpohjaista ja kilpailulle avointa Säätövoimalle tulee luoda markkinapaikka, josta voidaan ostaa joustoa tehotasapainon ja sähköverkkojen luotettavan toiminnan varmistamiseksi 6

7 Säätövoimalla tarkoitetaan energian- eli sähköntuotantoa, joka kykenee reagoimaan tuotannon ja kulutuksen välisiin vaihteluihin. Sähköä ei kyetä nykytekniikalla varastoimaan suuressa mittakaavassa, joten sitä on tuotettava verkkoon joka hetki suurin piirtein saman verran kuin sitä kulutetaan. Kysyntäjoustolla tarkoitetaan energian kysynnän hetkellistä vähentämistä, kasvattamista tai siirtämistä. Tavoitteena on rakennuksen tai laajemman alueen kustannustehokas toiminta ilman häiriöitä. 7

8 Säätövoiman markkinat Kaikkien sähkömarkkinoilla toimivien yritysten täytyy ilmoittaa arvio seuraavan vuorokauden suunnitellusta tuotosta ja kulutuksesta ja näiden avulla lasketaan seuraavan vuorokauden tase ja hinta ennakkoon. Tuoton ja kulutuksen tulee olla tasapainossa. Nämä arviot poikkeavat usein toteutumasta, jolloin yrityksen tulee korjata syntynyt virhe. Korjaaminen tapahtuu hankkimalla säätövoimaa markkinoilta, tätä varten on olemassa erilaisia markkinapaikkoja. 8

9 Kysyntäjouston markkinat Nord Poolin day-ahead (spot) tai intraday (Elbas) Fingridin taajuusohjattu käyttöreservi (vuosimarkkina ja tuntimarkkina) ja taajuusohjattu häiriöreservi (vuosimarkkina ja tuntimarkkina), säätösähkömarkkina, nopea häiriöreservi Nykyisillä markkinoilla teollisuuden suurien sähkökuormien säädettävyyttä hyödynnetään jo useilla markkinapaikoilla, mikä mahdollistaa häiriötilanteissa sähköntarpeen nopean vähentämisen väliaikaisesti. Markkinapaikoille pääseminen edellyttää kuitenkin suuria tehoja sekä kallista automaatiota. Nämä reunaehdot rajoittavat tehokkaasti uusien toimijoiden mahdollisuuksia tehdä kannattavaa liiketoimintaa säätövoimalla. 9

10 Ohjaamiseen tarvittava tieto voidaan tiivistää seuraavasti: Miten paljon ohjattavaa tehoa on käytettävissä? Kuinka pitkään tehoa voidaan ylläpitää? Missä ohjattava teho sijaitsee? 10

11 Digitaalinen markkinapaikka Uudet digitaaliset teknologiat mahdollistavat monia tapoja rakentaa markkinaehtoista säätövoimaa hyödyntämällä rakennuksia ja laitteistoja. Tällä hetkellä Suomessa ei kuitenkaan ole vielä mekanismeja tehdä sähkön kulutuksen joustosta dynaamista liiketoimintaa. Suomen olisikin tärkeää luoda uusi digitaalinen säätösähkömarkkina. Tällaisessa markkinapaikassa sähköä voisi ostaa ja myydä hyvin nopeilla vasteajoilla kuten osakepörsseissä. Väärinkäytösten ennaltaehkäisemiseksi markkinapaikan pelisäännöt tulee määritellä tarkkaan ja teknologia toteuttaa sen mukaan. 11

12 VTT ehdottaa seuraavia toimenpiteitä, jotta varmistetaan Suomen omavaraisuutta sähkömarkkinoilla: 12

13 #vttpeople