Tuulivoiman rooli energiaskenaarioissa Leena Sivill Energialiiketoiminnan konsultointi ÅF-Consult Oy 2016-26-10
Sisältö 1. Tausta ja tavoitteet 2. Skenaariot 3. Tulokset ja johtopäätökset 2
1. Tausta ja tavoitteet 3
1. Suomen energia- ja ilmastopoliittiset tavoitteet Osuutena energian loppukulutuksesta kaikilla sektoreilla Uusiutuva energia 50 % Omavaraisuus 55 % Hiilidioksidineutraalisuus 2050 2030 Uusiutuva energia 39.5 % 2015 4
1. Tavoitteet ÅF ORDENA -sähkömarkkinamalli Suomen energiaskenaariot vuoteen 2030 ja 2050 vaihtoehtoisilla politiikkapoluilla 1. Tuulivoiman rooli 2. Kustannukset kuluttajille 5
2. Skenaariot 6
2. Skenaariot Nykypolitiikka Nykyiset tuet ja verot Nopea kasvu Hiilidioksidivapaa Uusiutuva ja Uusiutuva FI Voimakkaampi kasvu Nopeasti kasvava sähkön kysyntä Korkeammat hinnat Korkea päästöoikeuksien hinta Ei tukia uusiutuville Yhteiskunnan sähköistyminen Uusiutuville teknologianeutraali tuki Yhteiskunnan sähköistyminen FI = ei sähkön tuontia 2050 7
TWh 110 2. Sähkön kulutus Vaihtoehtoisissa skenaarioissa oletetaan yhteiskunnan sähköistyvän enemmän kuin Nykypolitiikassa. 105 100 95 90 85 80 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 8
2. Päästöoikeuksien hinta Nykypolitiikka seuraa IEA:n New Policies skenaariota. Nopeassa kasvussa hintaa on korotettu 30 %. Hiilivapaa noudattaa IEA:n 450 -skenaariota. EUR/t CO2 120 100 80 60 40 20 0 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 9
2. Biomassan hinta Hiilivapaa, Uusiutuva ja Uusiutuva FI perustuvat IEA:n Nordic Energy Technology Perspectives 2016 julkaisun oletuksiin. Malli siirtyy metsähakkeesta tuontipelletteihin, kun kokonaiskysyntä ylittää kotimaisen tarjonnan ts. kuitupuuta ei käytetä energiaksi. EUR/MWh 50 Metsähakkeen hinta EUR/MWh 50 Pellettien hinta 45 45 40 40 35 30 35 30 Nykypolitiikka, Nopea kasvu 25 25 20 Nykypolitiikka, Nopea kasvu 15 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 20 15 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 10
2. Teknologian kustannukset 2015 2020 2030 2040 2050 Nuclear CAPEX (EUR/kW) 5000 4750 4500 4350 4250 OPEX (EUR/kW/a) 160 160 160 160 160 Electrical efficiency (%) 37 37 37 37 37 Combined cycle gas turbine plant, condensing CAPEX (EUR/kW) 560 560 560 560 560 OPEX (EUR/kW/a) 30 30 30 30 30 Electrical efficiency (%) 62 63 64 64.5 65 Bio-CHP (as cost of electrical capacity additional to the cost of heat-only boilers) CAPEX (EUR/kW) 1050 1050 1050 1050 1050 OPEX (EUR/kW/a) 53 53 53 53 53 Electrical efficiency (%) 85 85 85 85 85 Bio-condensing CAPEX (EUR/kW) 2700 2700 2700 2700 2700 OPEX (EUR/kW/a) 170 170 170 170 170 Electrical efficiency (%) 36 36 36 36 36 Wind power (onshore) CAPEX (EUR/kW) 1400 1300 1200 1150 1100 OPEX (EUR/kW/a) 52 50 48 46 45 Operation time at peak load (h/a) 3000 3100 3200 3250 3300 Solar (rooftop) CAPEX (EUR/kW) 2100 1800 1100 1050 950 OPEX (EUR/kW/a) 28 25 22 22 22 Operation time at peak load (h/a) 900 950 1000 1000 1000 11
2. Capacity assumptions Technology Current Policies Rapid Growth Carbon-free Renewable Nuclear OL3 2018, 1200 MW in 2024 OL3 2018, 1200 MW in 2024 OL3 2018, new capacity 1200 MW market based OL3 2018 Gas (CCGT) Market based Market based - - Coal - - - - In 2016-2030: max. 250 MW In 2016-2030: max. 250 MW In 2016-2030: max. 250 MW In 2016-2030: max. 250 MW per 5 years per 5 years per 5 years per 5 years Bio-CHP In 2031-2050: max. 150 MW In 2031-2050: max. 150 MW In 2031-2050: max. 150 MW In 2031-2050: max. 150 MW per 5 years per 5 years per 5 years per 5 years Current subsidy and tax systems Supported if not market based Bio-condensing Market based Market based Market based Supported if not market based Hydro power - - - - Wind power Solar power 2170 MW by the end of 2017 2170 MW by the end of 2017 2170 MW by the end of 2017 2170 MW by the end of 2017 Market based in 2020-2050 Market based in 2020-2050 Market based in 2020-2050 Supported if not market based in 2020-2050 2020: 0.0 TWh 2020: 0.0 TWh 2020: 0.0 TWh 2020: 0.0 TWh 2030 0.1 TWh 2030 0.1 TWh 2030 0.5 TWh 2030 0.5 TWh 2040 0.4 TWh 2040 0.4 TWh 2040 1.8 TWh 2040 1.8 TWh 2050 1.0 TWh 2050 1.0 TWh 2050 3.0 TWh 2050 3.0 TWh Siirtokapasiteettia maiden välillä rakennetaan ENTSO-E:n 10-vuotissuunnitelman mukaisesti ja tämän jälkeen markkinaehtoisesti. Kysyntäjoustoksi oletetaan 7 % huippukuormasta joka vuosi. Huippukuorman aikaista kapasiteettia rakennetaan lisää siten, että toimitusvarmuus on aina 100 %. 12
3. Tulokset ja johtopäätökset 13
3. Sähkön hinta Suomessa EUR/MWh 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 Hiilivapaa johtaa korkeimpiin sähkön hintoihin, koska investointeja ei tueta. 30 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 14
3. Sähkön kulutus TWh Hiilivapaa TWh Uusiutuva 120 73% 74% 100 65% 40% 30% 80 30 Turve 16 Hiili 60 17 36 Maakaasu 17 40 40 44 14 27 20 10 1 6 0 Realised Carbon-free Carbon-free 2014 Carbon-free Carbon-free Korkea sähkönhinta johtaa uusiutuvien nopeaan kasvuun 100% 120 90% 100 80% 70% 80 60% 50% 60 40% 40 30% 20% 20 10% 0% 0 74% 61% 39% 47% 30% 17 31 36 18 18 44 14 26 10 10 6 1 Realised Renewable Renewable 2014 Renewable Renewable 100% Uusiutuvien % 90% Tuonti 80% Ydinvoima 70% Jäte 60% Biomassa 50% 3 Aurinko 40% Tuuli 30% 20% 10% Vesivoima 0% Alemmilla hinnoilla päästään samaan lopputulokseen hitaammin 15
3. Sähkön kulutus, jatkoa TWh Uusiutuva TWh Uusiutuva FI 120 100 80 Turve 60 Hiili Maakaasu 40 20 0 74% 61% 39% 47% 30% 17 31 36 18 18 44 14 26 10 10 6 1 Realised Renewable Renewable 2014 Renewable Renewable Sähkön tuonti on kannattavaa koko tarkastelujakson 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 120 100 80 60 40 20 0 89% 74% 55% 30% 39% 21 18 18 56 38 14 18 10 6 1 Realised Renewable FI Renewable FI 2014 Renewable FI Renewable FI Jos tuontia haluttaisiin vähentää, täytyisi kansallisten tukien määrää edelleen lisätä 100% Uusiutuvien % Tuonti 90% Ydinvoima 80% Jäte Biomassa 70% Aurinko 60% 50% 40% Tuuli 30% 20% 10% Vesivoima 0% 16
3. Kustannukset kuluttajille Kuluttajien kustannuksina on huomioitu kapasiteettimaksut, energia, rajasiirtolinjat ja uusiutuvien tuet 1. Vuodesta 2040 alkaen kaikissa skenaarioissa tarvitaan kapasiteettimekanisimia. Uusiutuva FI:ssa tarvittaisiin lisätukea vuoden 2045 jälkeen, jotta asetettuun 100% kotimaisen tuotannon tavoitteeseen päästäisiin. Mrd. EUR vuodessa 12 11 Uusiutuva FI 10 9 8 7 6 5 4 Uusiutuva 100 % kotimaisen tuotannon tavoite ei olisi kuluttajien näkökulmasta kannattava. 3 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 1 Valtion tuloja päästöoikeuksien huutokaupasta sähköntuottajille ei ole huomioitu (vaikutus pieni ja laskee ajan kuluessa). 17
3. Kustannusten nettonykyarvo kuluttajille Mrd. EUR 80 70 60 50 Δ -8.1 Δ -5.0 Energy Energia RES Uusiutuvien support tuki 40 30 20 10 0 68,8 58,7 58,2 0,0 1,8 5,4 0,4 0,4 0,4 0,7 0,9 0,9 Carbon-free Hiilivapaa Uusiutuva Renewable Renewable Uusiutuva FI FI Transmission Rajasiirtolinjat Capacity Kapasiteettituki Uusiutuva on edullisin skenaario kuluttajille 18
Johtopäätökset Energiaskenaariot vuoteen 2030 ja 2050 vaihtoehtoisilla politiikkapoluilla 1. Tuulivoimalla on merkittävä rooli kaikissa tutkituissa skenaarioissa 2. Teknologianeutraali tuki tarjoaa kuluttajien kannalta edullisimman vaihtoehdon Loppuraportti sisältää tulokset kaikille energian loppukäyttösektoreille. 19
ÅF-Consult Oy Bertel Jungin aukio 9 02600 Espoo Puh. 010 574 400 http://www.afconsult.com/ 20
Liitteet 21
Kivihiilen ja maakaasun hinnat Nykypolitiikka seuraa IEA:n New Policies 2015 -skenaariota, lukuunottamatta viimeaikaisiin hiilifutuureihin perustuvia hintoja vuoteen 2020 saakka. Nopea kasvu seuraa IEA:n Current Policies -skenaariota. EUR/MWh 20 Kivihiilen hinta 50 EUR/ MWh LHV Maakaasun hinta 18 45 16 40 14 35 12 30 10 25 8 20 6 15 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042 2044 2046 2048 2050 22
Muita oletuksia Ydinvoima OL3 aloittaa toiminnan 2018 ja uusi kapasiteetti 2024, mikäli mukana skenaariossa joka tapauksessa tai markkinaehtoisena optiona Ruotsin ydinvoimaa poistetaan käytöstä seuraavasti viimeisimpiin tietoihin perustuen: OH1 2017, RH1 2020, RH2 2019 Nopea kasvu seuraa Nykypolitiikkaa lukuun ottamatta sitä, että OH1 on käynnissä teknisen käyttöikänsä loppuun 2022 ja FM1 kapasiteettia nostetaan 114 MW vuonna 2017. Kaikki skenaariot sallivat markkinaehtoisen ydinvoiman rakentamisen Ruotsiin. Aurinko Aurinkovoima on kilpailukykyistä vähittäismarkkinoilla. Sen kapasiteetin oletetaan lisääntyvän tiettyinä prosenttiosuuksina rakennuskannasta. 23