Kantaverkkotoiminta ja sen haasteita

Transkriptio

1 Kantaverkkotoiminta ja sen haasteita

2 Sisältö Kantaverkkoyhtiön tehtävät ja toimintaympäristö Kantaverkon kehittyminen Tehotasapainon hallinta

3 Kantaverkkoyhtiön tehtävät ja toimintaympäristö

4 Järjestelmävastaavalla kantaverkkoyhtiöllä on keskeinen rooli käyttövarmuuden ja markkinoiden toiminnan edistämisessä Kilpaillut liiketoiminnat Sähkön tuottajat Tukkumarkkina Sähköpörssi ja kahdenvälinen kauppa Suuret teollisuusasiakkaat Vähittäismyyjät Vähittäismarkkina Pienasiakkaat Säännelty verkkoliiketoiminta Riippumaton järjestelmävastaava: siirto- ja järjestelmäpalvelut Riippumattomat jakeluverkkoorganisaatiot: jakeluverkkopalvelut 4

5 Toimivat sähkömarkkinat = markkinasäännöt + riittävä siirtokapasiteetti Käyttöjärjestelmä: markkinasäännöt Eurooppalainen markkinamalli: "näkymätön käsi" Siirtokapasiteetin tehokas käyttö Tarvitaan yhteiseurooppalaiset pelisäännöt Hardware: siirtokapasiteetti Pullonkaulojen vähentäminen Hintakonvergenssi Suunniteltava riittävä siirtokapasiteetti tulevaisuuden tarpeisiin ENTSO-E Ten Year Network Development Plan 2014: 150 miljardia euroa 2030 mennessä ENTSO-E = European Network of Transmission System Operators for Electricity 5

6 Kantaverkko Sähkönsiirron runkoverkko, johon ovat liittyneet pääasiassa suuret voimalaitokset ja tehtaat sekä alueelliset jakeluverkot. Yhdistää Suomen myös kansainvälisille sähkömarkkinoille. Liittyjäkohtaiset tarpeet Luotettava ja kohtuuhintainen liityntä kantaverkkoon Jännitteen laatu liittymispisteessä Järjestelmätason tarpeet Riittävä siirtokyky sähkömarkkinoiden tarpeisiin Järjestelmän tekniset ominaisuudet: taajuus (inertia, reservit), säätökyky 6 Jul ki nen

7 Palvelemme sähkön käyttäjiä verkkoyhtiöitä sähkön tuottajia muita sähkömarkkinatoimijoita 7

8 Kantaverkkotoiminta ei ole vain liittymiä ja johtoja Kulutuksen ja tuotannon liittäminen kantaverkkoon Käyttövarma sähkönsiirto Tasesähkökauppa ja taseselvitys Toimivat sähkömarkkinat Sähkömarkkinainformaatio Sähkömarkkinoiden tiedonvaihto Alkuperätakuun sertifikaatti Lisäksi hoidamme tehoreserviin ja sähköveroon liittyviä julkisen palvelun hallintotehtäviä. 8

9 Toimimme asiakkaiden ja yhteiskunnan hyväksi Siirrämme luotettavasti sähköä Edistämme aktiivisesti sähkömarkkinoita Kehitämme pitkäjänteisesti kantaverkkoa 9

10 Asiakkaiden ja yhteiskunnan hyväksi Varma sähkö min / vuosi / liityntäpiste Kantaverkon häiriöistä aiheutuneet keskeytykset Toimivat markkinat Pullonkaulatunnit Suomen ja Ruotsin välillä % Suomi 82 TWh/a Suomi + Ruotsi 216 TWh/a Asiakastarpeisiin vastaavat palvelut Asiakastyytyväisyys 10 Edullinen hinnoittelu 20 ENTSO-E tariffivertailu 2015* Arvosana 8 6 /MWh Fingrid Min Keskiarvo Max *ETA-maat, joissa kantaverkkoyhtiöllä sekä 110kV että 400kV infrastruktuuri 10

11 Kantaverkkoyhtiön toimintaympäristö murroksessa Ilmastonmuutos Globalisaatio Energiavallankumous Uusiutuvaa energiaa, uudet teknologiat. Sähköjärjestelmien murros Paikallisuus, hajautettu tuotanto. Kuluttaja keskiössä markkinatoimijana Energiaturvallisuus ja sähköriippuvuus Kantaverkkoyhtiöiden kansainvälinen yhteistyö Energiaunioni Vastuullisuus Työelämän murros Monipuolisemmat työn tekemisen mallit Avoimuus, vaikutusmahdollisuudet, itsenäisyys Digitaaliset ja tehokkaat vuorovaikutuskanavat ja sisäiset prosessit. Käyttäjä keskiössä Digitalisaatio 11

12 Kantaverkon kehittyminen

13 Tuotannon ja kulutuksen muutokset Suomessa ja lähialueilla edellyttävät verkkoinvestointeja Kantaverkko mitoitetaan tuotanto- ja kulutusennusteiden perusteella riittäville siirtokapasiteeteille. Verkkoa rakennetaan vaiheittain pitkän aikavälin suunnitelmiin perustuen Investoinnit optimoidaan perusparannus- ja kunnonhallintatarpeiden kanssa 13

14 Verkkoa suunnitellaan osana suurempaa kokonaisuutta Pohjoismaiden väliset vahvistukset Baltian integrointi Pohjoismaihin Baltian integrointi Puolaan Yhteydet Norjasta, Ruotsista ja Tanskasta Länsi-Eurooppaan Eri maiden sisäiset vahvistukset, jotka tekevät mahdolliseksi tuuli- ja ydinvoiman liittämisen sekä kasvavat rajasiirtokapasiteetit 14

15 Vanhat haasteet: vuodenajasta ja vesitilanteesta riippuvia muutoksia Lisäksi: - Venäjän tuonnin jatkuva vaihtelu - yhä suurempia voimalaitosyksiköitä - yhä enemmän tahtikäytössä pyörimätöntä tuotantoa vesivoimaa Uudet haasteet: päivittäisiä ja tunneittaisia muutoksia vesi- ja tuulivoimaa lämpö-, vesi-, tuulivoimaa lämpövoimaa lämpö- ja tuulivoimaa 15

16 Tulevaisuuden siirtotarpeet Itämeren alueella Pääsiirtosuunta keskimääräisessä tilanteessa pohjoisesta etelään, mutta suuria ajallisia vaihteluita (esim. säätötarpeet) 1 Paljon epävarmuuksia, osin myös poliittisia: tuulivoiman kasvu 2 alueen ydinvoimalaitokset Baltian alueen puuttuvat yhteydet EU-Venäjä rajapinta Saksan tehotase

17 Cross-border transmission capacities in the Baltic Sea region ENTSO-E Today 17

18 Verkkoinvestointien kansantaloudellisten hyötyjen arviointi Suunnittelualueen markkinahyödyt analysoidaan ilman investointia ja sen kanssa: tuottajahyöty kuluttajahyöty pullonkaulatulot verkkohäviöt. Jotkut muutoksista negatiivisia, jotkut positiivisia. Hyötyjen laskemiseksi tarvittavat siirtojen pysyvyydet ja pullonkaulatunnit saadaan selville markkinasimuloinnein. 18

19 Kansallisen verkon suunnittelu tehdään yhteistyössä asiakkaiden kanssa Tavoitteena varmistaa alueellisen siirtokyvyn riittävyys asiakkaiden tarpeisiin Ns. aluesuunnitelmat tehdään kiinteässä ja luottamuksellisessa yhteistyössä ko. alueen asiakkaiden kanssa Yksittäinen suunnitelma päivitetään pääsääntöisesti 3-5 vuoden välein 1. Lappi 2. Meri-Lappi 3. Oulun seutu 4. Kainuu 5. Pohjanmaa 6. Keski-Suomi 7. Savo-Karjala 8. Porin ja Rauman seutu 9. Häme 10. Kaakkois-Suomi 11. Varsinais-Suomi 12. Uusimaa Tuulivoima vaatii tällä hetkellä suunnitelmien säännöllisempää päivittämistä, etenkin länsirannikolla

20 Julkiset verkkosuunnitelmat eri tasoilla Kansallinen verkkosuunnitelma (Fingrid) Joka toinen vuosi, alkaen 2015 Alueellinen verkkosuunnitelma (ENTSO-E) Joka toinen vuosi, seuraava 2015 Suomi kuuluu Itämeren alueryhmään (9 maata) Eurooppalainen kymmenvuotissuunnitelma (ENTSO-E) Joka toinen vuosi (2012, 2014,2016) Sisältää myös arvion tuotannon riittävyydestä 20

21 Tehotasapainon hallinta

22 Kantaverkkoyhtiöllä on järjestelmävastuu Vastaa sähköjärjestelmän teknisestä toimivuudesta ja käyttövarmuudesta Huolehtii valtakunnallisesta tasevastuusta. Asettaa ehdot kantaverkkoon liittyville muille sähköverkoille, voimalaitoksille ja kuormille Vakavassa häiriöissä täysi määräysvalta voimajärjestelmän käytöstä kunnes normaalitila on saavutettu 22

23 Talven tehotase Suomessa Kylmä talvipäivä kerran kymmenessä vuodessa Suomi Tuotantokyky (sisältää tehoreservin) MW Kulutus Netto MW MW Toteutunut huippukulutus oli klo noin MWh/h, jolloin oma tuotanto oli MWh/h Nuolet kuvaavat tuontimahdollisuutta naapurimaista, yhteensä MW 23

24 Vuorokausi- ja tuntitason säätö Vuorokauden sisäiset kulutuksen muutokset Vastuu: Markkinatoimijat Tunnin sisäiset kulutuksen muutokset Vastuu: Fingrid MW Arvioitu tuntitason kulutus Kulutus (toteutunut) Tuotanto (suunnitelma) Tuotanto (toteutunut) :00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 24

25 Tehotasapainoa pitää hallita jopa sekuntitasolla ja kattaen koko pohjoismaisen järjestelmän 25

26 Mikä sähköntuotanto joustaa nykyisin? Kuvassa on eri tuotantomuotojen sähkön tuotannon ja Suomen kulutuksen 15 minuutin keskiarvot (Fingridin mittaukset, vko 47/2012) => Kotimaisesta tuotannosta lähinnä vesivoima, lauhdevoima ja yhteistuotanto osallistuvat säätöön 26

27 Tehotasapaino käyttötunnilla ylläpidetään reservein ja säätösähkömarkkinoiden avulla Taajuusohjattu käyttöreservi Säätösähkömarkkinat säätää koko ajan: pyörivät käytetään 70 % Pohjoismaiset tunneista: voimalaitokset Pohjoismaiset sekä osto Venäjän korjaa voimalaitokset ja ja Viron automaattisesti tuontia tasasähkölinkien taajuutta välityksellä häiriötilanteissa: pyörivät Pohjoismaiset voimalaitokset ja irtikytkettävät kuormat Taajuusohjattu häiriöreservi Nopea häiriöreservi aktivoidaan manuaalisesti siirtojen palauttamiseksi: kotimaiset varavoimalaitokset ja irtikytkettävät kuormat Hz 50,1 50,0 49,9 27

28 Taajuuden laadun kehitys Pohjoismaissa minutes outside the band ±0,1 Hz 28

29 Haaste: tuuli- ja aurinkovoiman tehon repivyys esimerkki Saksasta MW MW MW MW MW MW 0 MW MW MW MW MW Export 0 MW MW MW MW MW Import : : : :00 WIND PV Wind/PV : : : : : :00 Lähde: ENTSO-E:n vuositilasto

30 Tuulivoima lisää säätösähkön tarvetta Suomeen suunniteltu 2500 MW tuulivoima ei muodosta mitoittavaa vikaa eikä lisää häiriöreservien tarvetta Myrskyssä tuulivoimalaitosten tuotanto pysähtyy, nämä tilanteet on kuitenkin ennakoitavissa ja niihin voidaan voimajärjestelmän käytössä varautua Laajamittainen tuulivoima lisää kuitenkin säätösähkön tarvetta Tuulivoiman vaikutuksia voimajärjestelmään on tarkasteltava pohjoismaisella tasolla, sillä sen ajalliset vaihtelut eriaikaisia Tuulivoimatuotannon määrä kovilla pakkasilla: erillisen tehoreservin tarve? 30

31 Ydinvoima lisää häiriöreservien tarvetta Olkiluoto 3 (1600 MW MW järjestelmäsuoja) lisää taajuusohjatun ja nopean häiriöreservin tarvetta Mahdolliset uudet suuret laitosyksiköt lisäävät edelleen reservien tarvetta järjestelmäsuojan irtikytkemiä kuormia ei saada palautettua riittävän nopeasti toisen yksikön käyttöön Lisäksi suuri yksikkö varaa myös verkosta kaupallista siirtokapasiteettia Suomen osuus taajuusohjatusta häiriöreservistä vs. suurin laukeava teho (MW) 31

32 Miten tehotasapaino voidaan varmistaa? Lisää säätöjä ja reservejä Suomi on jo nyt edelläkävijä teollisuuskuormien hyödyntämisessä reservinä, mutta uutta kapasiteettia on löydyttävä myös jakeluverkkojen puolelta (kuormitus, akustot, pientuotanto,...) => älyverkot Lisää häiriösietoisuutta Myös koskien pientuotantoa Häiriökestoisuuden jatkuva monitorointi ja ennustaminen Pohjoismaisen voimajärjestelmän siirtojen ja tuotantotehojen sopeuttaminen kulloiseenkin tilanteeseen Lisää siirtokapasiteettia naapurimaihin ja reservien tehokkaampi hyödyntäminen laajemmalla alueella Vaikka puhutaankin energiaomavaraisuudesta, vaatii sen toteuttaminen ydin- ja tuulivoiman avulla entistä enemmän rajasiirtokapasiteettia! 32

33 Yhteenveto Kantaverkkoa kehitetään eri tarpeisiin: asiakkaiden tuotanto-, kulutus- ja verkkomuutokset yhteiskunnan asettamat laatuvaatimukset sähkömarkkinoiden pullonkaulojen lieventäminen Tarpeita on juuri nyt riittämiin sekä Suomessa, Itämeren alueella että koko Euroopassa: kaikki kantaverkkoyhtiöt investoivat ennätyksellisen paljon Tuotantorakenteen ja sähkömarkkinan muutokset edellyttävät myös toimenpiteitä tehotasapainon hallitsemiseksi ydin- ja tuulivoima eivät ole optimaalinen yhdistelmä, vaikka niiden avulla saavutettaisiinkin energiaomavaraisuus Fingrid tarvitsee käyttöönsä entistä enemmän säätöreservejä, sekä naapurimaista että kotimaisesta tuotannosta ja kulutuksesta 33

34 Kiitos! Fingrid Oyj Läkkisepäntie Helsinki PL 530, Helsinki Puh Fax