Tuulivoiman integraatio Suomen sähköjärjestelmään - kommenttipuheenvuoro Sanna Uski-Joutsenvuo Säteilevät naiset seminaari 17.3.2009
Tuulivoiman fyysinen verkkoon liityntä Laajamittainen tuulivoima Suomessa uusi asia ja tuulivoima luonteeltaan erilainen kuin konventionaaliset tuotantomuodot - pitää tarkistaa menettelytapoja ja vaatimuksia jne. Verkkovahvistuksista; Osa vahvistuksista ehkä jouduttaisi tekemään muutenkin kuin tuulivoiman vuoksi Myös muut hyötyvät tuulivoiman vuoksi tehtävistä vahvistuksista 2
Tuulivoiman tuotantovaihtelut sähköjärjestelmän tehotasapainon näkökulmasta Tuulivoimatuotannolla yhteneväisyyksiä kulutuksen kanssa; vaihtelevaa, ei määrättävissä, mutta jokseenkin ennustettavissa Finland - load and upscaled wind power data from January 2000 Finland - load and upscaled wind power data from January 2000 12000 12000 10000 10000 8000 8000 MW 6000 MW 6000 4000 4000 2000 Load Load - W ind (500 MW ) 2000 Load Load - Wind (2000 MW) 0 01.01.2000 08.01.2000 15.01.2000 22.01.2000 29.01.2000 Time 0 01.01.2000 08.01.2000 15.01.2000 22.01.2000 29.01.2000 Time 3
Tuulivoiman aiheuttama säätö(voima)tarve 1/2 Tunnin sisäisen tuulivoimavaihtelun maksimi 25 %? Suomen 100 MW tuulivoimakapasiteetin peräkkäisten tuntien keskitehojen maksimivaihtelu vuosina 2005-2007 16 % - lyhyemmän aikajakson vaihtelut aina pienempiä kuin tuntivaihtelut (esimerkkejä useista maista) kun tuulivoima on maantieteellisesti riittävästi jakautunut Maksimivaihtelut harvinaisia vielä epätodennäköisempää että maksimivaihtelu esiintyisi haastavassa tilanteessa (esim. huippukuorma, häiriötilanne ) Vuorokauden sisäisillä tuuliennusteilla voidaan pienentää tuulivoimatuotannon ennusvirheitä huomattavasti ja intra-day (Elbas) markkinalla vähentää säätövoiman käyttötarvetta Maantieteellinen tuulivoiman hajautus tasoittaa kokonaistuulivoimatuotantoa Suomen tuulivoimatuotanto tunneittain 12.-25. tammikuuta 2005 Tuulivoimateho % nimelliskapasiteetista 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Tuulivoima ~80 MW: min 0% max 82% v. 2005 Lumituuli 0.66 MW: min 0% max 100% v. 2005 1 25 49 73 97 121 145 169 193 217 241 265 289 313 tunnit 4
Tuulivoiman aiheuttama säätö(voima)tarve 2/2 Myrskyt eivät välttämättä pudota koko maan tuulituotantoa niin nopeasti kun luullaan Fingridin arvio aika suuri; Suomessa 15-25 % maksimipudotus 15 minuutissa Säätösähkön tarve kasvaa tuulivoiman määrän lisääntyessä totta Suurissa tuulivoimamaissa (esim. Tanska, Saksa, Espanja) säätöä käytetään tuulivoimasta johtuen enemmän, mutta säätövoimaa ei ole rakennettu lisää. Tulevaisuudessa huolehdittava että säätösähkömarkkinoilla riittävästi tarjouksia Tuulivoima korvaa hiili-/kaasulauhdevoimaa niitä, tai muuta soveltuvaa säätövoimaa pitää kuitenkin pitää markkinoilla Tuulivoimaakin voi käyttää säätöön jos edullisempaa ei markkinoilta löydy 3000 6h Tuulituotantoteho [MW] 2500 2000 1500 1000 500 0 Tanska Janika-myrsky Tammikuussa 2005 8.1.2005 0:00 8.1.2005 6:00 8.1.2005 12:00 8.1.2005 18:00 9.1.2005 0:00 9.1.2005 6:00 9.1.2005 12:00 9.1.2005 18:00 10.1.2005 0:00 5
Tuulivoimatuotannon saatavuus Huippukulutusaikaan Suomessa tuulivoiman käytettävyys 6 %? 90-luvun alussa VTT:llä laskettu 13-18 % käytettävyys kun tuulivoima kattaa alle 10 % vuosikulutuksesta Tällä hetkellä lasketaan uudet käytettävyysluvut meneillään olevassa diplomityössä Reservikapasiteetin tarve kasvaa - tarkoitetaanko reservissä olevaa tuotantokapasiteettia? Totta; Tuulivoimaa täytyy olla kapasiteetiltaan enemmän esim. jatkuvasti ajettavaan ydinvoimaan verrattuna tuottaakseen saman verran energiaa vuodessa (tuulivoiman keskiteho maalla 20-30 %, merellä 30-50 %) Huippukuorman aikaan pienehkön tuulivoiman käytettävyystodennäköisyyden vuoksi pitää olla riittävästi muuta tuotantokapasiteettia 6
Reservitarpeista Häiriöreserveihin tuulivoimalla ei vaikutusta Yksittäiset puistot voi pudota muutamissa minuuteissa myrskyn takia, verkkovian takia hetkessä, mutta OL3 suuritehoisimpana järjestelmän mitoittava Tuulivoimakin voisi toimia taajuusohjattuna häiriöreservinä Säätöreserviin suurella tuulivoimamäärällä on vaikutusta - säätösähköä käytetään enemmän ja säätösähkömarkkinatarjonta tulee varmistaa Tuotantoreserveihin eli tuotantokapasiteettiin tuulivoima voi vaikuttaa; Tuulivoimakapasiteetti ei vastaa muuta tuotantokapasiteettia MW:ssa (tuulivoimaa oltava suurempi määrä täyttämään sama energian vuosituotanto) Huippukuorman aikaan pienehkön tuulivoiman käytettävyystodennäköisyyden vuoksi täytyy olla muuta tuotantokapasiteettia 7
Syöttötariffi Syöttötariffi järjestelmä Suomessa tällä hetkellä selvityksen alla (VTT työryhmässä mukana) Voidaan toteuttaa Kierrättämällä tuulivoimatuotanto järjestelmävastaavan (Fingrid) kautta sähkömarkkinoille (kuten Saksassa ja Tanskassa) Etu; tasoittaa tuulivoiman kokonaisennusvirheitä ja helpottaa pienten tuottajien toimintaa Ei kierrätetä Fingridin kautta, tuulivoimatuotannon jääden näin tuotantoyhtiöiden omalle vastuulle Etu; kannustaa tuulivoimatuottajia tekemään parhaat mahdolliset ennusteet, ja suuret toimijat integroivat tuulivoiman paremmin omaan toimintaansa Kuluttajan kannalta merkittävää; Tuulivoima alentaa sähkön markkinahintaa (2 e/mwh 10 TWh/a pohjoismaissa), mutta syöttötariffi nostaa kuluttajan sähkölaskun hintaa riippuen tuulivoimakapasiteetin osuudesta (3-8 e/mwh 3800 MW kapasiteetilla, vastaa 10 TWh/a tuotantoa ) 8
VTT luo teknologiasta liiketoimintaa 9