BL20A0400 Sähkömarkkinat Johdanto Jarmo Partanen 7.9.2015
Sähkömarkkinat, johdanto Luennot maanantaisin 8-10 (2209), tiistaisin 15-17 (2310) Harjoitukset to 8-10, sali 2209 Jarmo Partanen Salla Annala Lappeenranta University of Technology 6.9.2015 2
Sähkömarkkinat, johdanto LUENTOAIHEET ja luennointisuunnitelma Sähkömarkkinoiden toimintaperiaatteet ja kehitystrendit, 7.9;8-10 (2209) Sähkön käytön mallintaminen ja ennustaminen, 8.9; 15-18 (2310) Sähkökauppa; sähköpörssi, 14.9; 8-10 (2209) ja 15.9; 15-17 (2310) Sähkötaseet; tasehallinta, säätösähkökauppa ja taseselvitys, 21.9, 8-10 (2209) Sähkönjakeluverkkoliiketoiminta ja sähkön laatu 22.9; 15-17 (2310) Sähkön siirron hinnoitteluperiaatteet, 5.10, 8-10 (2209) Sähköverkkoliiketoiminnan valvonta ja säätely, 6.10; 15-17 (2310) ja 12.10; 8-10 (2209) Lappeenranta University of Technology 3
Sähköenergiamarkkinat Sähkön siirto keskittynyt yhteen kantaverkkoyhtiöön sähkömarkkinoiden markkinapaikka liiketoiminta-alueena suppea alue, < 0,7 snt/kwh Sähkön jakelu säädelty monopoli 80 jakeluverkkoyhtiötä todellista liiketoimintaa - valvonta; kohtuullisen tuoton periaate liiketoiminta-alueena merkittävä, 2-4 snt/kwh säilynee hajautettuna liiketoiminta-alueena, vaikka onkin suuren mielenkiinnon kohteena liiketoimintojen segmentointi, tehokkuusajattelu Sähkön tuotanto avoin kilpailu markkina-alue laaja, pohjoismaiset ja eurooppalaiset markkinat kysyntä vakaata riskit lisääntyneet asiakkaiden oma sähköntuotanto ympäristötekijät arvaamattomat; ympäristöverot, päästörajat hinnan vaihtelut suuria Sähkökauppa avoin kilpailu hinnoittelun, markkinoinnin ja riskien hallinnan rooli suuri pieni kate, merkittävät riskit Suomessa edelleen paljon toimijoita Lappeenranta University of Technology 4
Mikä on aurinkosähkön rooli Solar power in Germany Installed capacity 36 760 MW (30.6.2014) > 7 000 MW/a in years 2010&2011&2012 http://www.sma.de/en/news-information/pv-electricity-produced-in-germany.html Power to the people Feed-in tariff (nowadays reduced) Price of PV-cells, 50 % reduction per 5 years Lappeenranta University of Technology
Solar power in Germany Installed capacity 37 760 MW (31.1.2015) http://www.sma.de/en/news-information/pv-electricity-produced-in-germany.html Power to the people Feed-in tariff (nowadays reduced) Price of PV-cells, more than 60 % reduction per 5 years Wind power in Germany; 33 GW, 47 TWh/a (2013) Lappeenranta University of Technology
Sähkömarkkinat - sähkön siirto Sähköverkoille, jotka ovat luonteeltaan monopoleja, on asetettu selkeät pelisäännöt: verkonhaltijoiden on avattava verkkonsa kaikkien halukkaiden käyttöön asianmukaista korvausta vastaan. Näin sähköverkoista on muodostunut markkinapaikka, joka palvelee tasapuolisesti sähkökaupan osapuolia. Koko maan kattavan kantaverkkoyhtiö Fingrid Oyj omistaa myös maan rahojen yli menevät johdot. Alue- ja jakeluverkkotoiminnasta vastaavat puolestaan runsas sata sähköyhtiötä, joilla on viranomaisten myöntämä verkkolupa. Sähkön siirron ns. pistehinnoittelun mukaisesti käyttäjä voi hankkia tarvitsemansa sähkön vapaasti mistä tahansa Suomen alueelta. Käyttäjä maksaa sähkön hinnan ohella liittymispisteessään maksun, joka kattaa koko siirtoketjun ilman muita siirtomaksuja. Tuottaja voi syöttää sähköä verkkoon samoin periaattein. Verkon ylläpito, käyttö ja kehittäminen ovat verkonhaltijan tehtäviä. Lappeenranta University of Technology 7
Sähkönjakeluyhtiöiden omistus Suomessa, 2011 Vattenfall Fortum EON 10 suurinta verkkoyhtiötä Suomessa (asiakasmäärä): Fortum Sähkönsiirto Oy 432477 Vattenfall Verkko Oy 385730 Helen Sähköverkko Oy 342861 Fortum Espoo Distribution Oy 173461 Tampereen Sähköverkko Oy 129670 Savon Voima Verkko Oy 108704 Kymenlaakson Sähköverkko Oy 100047 Vantaan Energia Sähköverkot Oy 99681 Järvi-Suomen Energia Oy 97403 PKS Sähkönsiirto Oy 85621 Oulun Energia Siirto ja Jakelu Oy 85601 Lappeenranta University of Technology 8
Sähkönjakeluyhtiöiden omistus Suomessa, 2014 Elenia Caruna Kainuun Sähkö 80 verkonhaltijaa 10 suurinta asiakasmäärän mukaan: Caruna Oy 403374 Helsingin Energia 318 695 Elenia Oy 183 464 Caruna Espoo Oy 119 560 Tampereen Sähkölaitos 117 976 Uudenmaan Sähköverkko Oy 109 447 Savon Voima Oy 99 562 Järvi-Suomen Energia Oy 88 213 Vantaan Energia Oy 84 760 Pohjois-Karjalan Sähkö Oy 80 177 Lappeenranta University of Technology 9
Sähkömarkkinat - sähkön myynti Sähkön tuottajat myyvät sähköä sähköpörssiin, suurasiakkaille ja sähkön vähittäismyyjille. Sähkön vähittäismyyjinä toimivat pääasiassa paikalliset ja alueelliset sähkökauppiaat. Lappeenranta University of Technology 10
Sähköjärjestelmän toiminta Sähkön käytön ja tuotannon on oltava joka hetki tasapainossa; Kuormien muuttuessa on tuotannon seurattava muutosta Tuotantohäiriöiden aikana (voimalaitoksen vikaantuminen), on nopeasti lisättävä muiden voimalaitosten tehoa Tehotasapainon epäbalanssi näkyy järjestelmän taajuudessa (50 Hz) Tehotasapainon hallinta toteutetaan kaupallisesti (tasehallinta) ja teknisesti (taajuussäätö) Kaupallinen tehotasapaino selvitetään jälkikäteen taseselvityksen avulla, tästä oma luento. Tavoitteena eri toimijoilla on, että tuotanto ja käyttö ovat ennusteiden mukaisia. Erotus hoidetaan nk. tasesähkönä Tekninen tehotasapaino toteutetaan useilla eri työkaluilla Lappeenranta University of Technology 29.8.2011 11
Sähköjärjestelmän toiminta Sähkön käytön ja tuotannon on oltava joka hetki tasapainossa; tehotasapainon hallinta Lähtökohtana pohjoismaisessa sähkömarkkinassa on olettamus, että tuotantokapasiteettia tulee riittävästi markkinoille; energia on ainoa tuote perusmarkkinoilla. Monilla muilla markkinoilla on erilliset tuotteet teholle (kapasiteettimarkkina) ja energialle. Teknisen tehotasapainon toteutukseen tarvitaan kuitenkin useita eri työkaluja (Fingridillä järjestelmävastuu); Automaattinen taajuudensäätö (Fingrid ostaa kapasiteetin markkinoilta) Taajuusohjattu pyörivä käyttöreservi, 49,9-50,1 Hz Taajuusohjattu häiriöreservi, 49,5 50,5 Hz Häiriöreservi, nopeasti käynnistyvä (5 min) kapasiteetti, Fingridin omia varavoimalaitoksia + käyttösopimuksia Manuaalinen alas-/ylössäätö säätösähkömarkkinoiden kautta, tästä oma luento Lappeenranta University of Technology 29.8.2011 12
Sähkön tuotanto ja myynti Tukkusähkö- ja vähittäismyyntimarkkinat Asiakas G G G Tukkusähkö Markkinat; pörssi ja OTC-kauppa Myynti Asiakas Asiakas Asiakas Asiakas G Sähkön hintataso määräytyy pääosin tukkusähkömarkkinoilla Asiakas = sähkönkäyttäjä G = sähkön tuottaja Lappeenranta University of Technology 13
Sähkömarkkinat - sähkön hinnan muodostuminen Keskisuuren teollisuusasiakkaan sähkön hinnan muodostuminen Kotitalouksien sähkönhinnan muodostuminen 1.1.2015 (15,6 snt/kwh) 1.1.2015, kulutus 5000 kwh/vuosi, 15,57 snt/kwh Arvonlisävero 18 % Sähköverot 7 % Sähkön hankinta 52 % Jakeluverkkosiirto 16 % Alueverkkosiirto 3 % Kantaverkkosiirto 3 % Sähkön myynti 1 % Hankinta 27,0 % Myynti 10,3 % Jakeluverkko 26,9 % Kantaverkko 2,0 % Sähkövero 14,5 % Arvonlisävero 19,4 % Myynti Siirto Verot Lappeenranta University of Technology 14
Sähköenergian hinnan kehitys, reaalinen Lähde: Energiamarkkinavirasto Lappeenranta University of Technology 15
Sähkönsiirtohinnan kehitys, veroton, reaalinen Lähde: Energiamarkkinavirasto Lappeenranta University of Technology 16
Sähkön kokonaishinnan komponentit, kotitalous 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 1.1.1998 1.1.1999 1.1.2000 1.1.2001 1.1.2002 1.1.2003 1.1.2004 1.1.2005 1.1.2006 1.1.2007 1.1.2008 1.1.2009 1.1.2010 1.1.2011 1.1.2012 1.1.2013 1.1.2014 1.1.2015 Verot Energia Siirto Lähde: Energia.fi Lappeenranta University of Technology 17
Lappeenranta University of Technology 29.8.2011 6.9.2015 18
Sähkön tuotanto pohjoismaisilla sähkömarkkinoilla 2013 Uusiutuvat: 63 % (v. 2012 68 %) Hiilidioksidivapaat: 85 % (v. 2011 88 %) Lappeenranta University of Technology 19
Nord Pool Spot system price, monthly average High variation in prices Source: Nord Pool Spot Lappeenranta University of Technology 20
Nord Pool Spot system price, hourly prices, 2013 Negative prices are possible and have been realized Source: Nord Pool Spot Lappeenranta University of Technology 21
Nord Pool Spot system price, hourly prices, 2015 Big differences in areal (zonal) prices Source: Nord Pool Spot Lappeenranta University of Technology 22
Pohjolan vesivarantojen erotus normaalivuoteen ja sähkön hinnan käyttäytyminen, voimakas korrelaatio GWh /MWh 20000 180 15000 160 10000 5000 140 0 120-5000 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 100-10000 80-15000 60-20000 -25000 40-30000 20-35000 Erotus normaaliin vesivuoteen Systeemihinta Suomen aluehinta Lähde: SKM Syspower 0 Lappeenranta University of Technology
Vesitilanne Pohjoismaissa, 2015 http://wwwdynamic.nordpoolspot.com/marketinfo/rescontent/area/rescontent.cgi Lappeenranta University of Technology 24
Sähköpörssin toteutunut hinta ja tulevaisuuden hintanoteeraukset 18.8.2015 Kuvassa ovat kahden vuoden toteutuneiden päivähintojen viikkokeskiarvot ja tulevaisuuden hintanoteeraukset 18.8.2015 Tulevaisuuden hintanoteeraukset (finanssituotteiden hinnat) kertovat markkinatoimijoiden hintakehitysodotuksist a. Lähde: SKM Syspower 25
Sähköenergian markkinahinnan muodostuminen KYSYNTÄ Muuttuvat tuotantokustannukset [ /M Wh] SYSTEEMIHINTA Ves ivoima TARJONTA Ydinvoima CHP Hiililauhde Öljylauhde Kaasuturbiini TUOTANTO [TWh] VAIHTO Lappeenranta University of Technology 26
Päästöoikeuden hintakehitys /tco2 35 EUA-Dec xx 30 25 20 15 10 5 0 Lähde: SKM Syspower 21.1.2015 27
Sähkön tuotanto pohjoismaisilla sähkö-markkinoilla 2012 Sähkön tuotantotavat ovat hyvin erilaiset Pohjoismaissa. Uusiutuvat: 68 % (v. 2011 62 %) Hiilidioksidivapaat: 88 % (v. 2011 83 %) Lappeenranta University of Technology
Pohjoismaiden rajasiirrot 2008 682 758 1337 3261 468 Lappeenranta University of Technology 29
NordPool markkina, esimerkkitilanne Lappeenranta University of Technology 30
NordPool, ElSpot markkinatilanne 16.8.2011 Lappeenranta University of Technology 31
ElSpot Markkinatilanne 3.8.2012 NordPool markkinatilanne 3.8.2012 Lappeenranta University of Technology 29.8.2011 6.9.2015 32
Lappeenranta University of Technology 33
Ostovoimaan suhteutettu kotitaloussähkön verollinen kokonaishinta (kulutus 2500-5000 kwh vuodessa) 2. puolivuotiskausi 2014 30 25 PPS / 100 kwh 20 15 10 5 0 Lähde: Eurostat Lappeenranta University of Technology 34
Sähkön nettohankinta 2014 (83,3 TWh) Vesivoima 15,8 % Tuulivoima 1,3 % Ydinvoima 27,2 % Nettotuonti 21,6 % Yhteistuotanto, kaukolämpö 15,1 % Erillistuotanto 8,0 % Yhteistuotanto, teollisuus 11,0 % Lappeenranta University of Technology 35
Sähkön hankinta energialähteittäin 2014 (83,3 TWh) Ydinvoima 27,2 % Jäte Turve 1,0 % 3,5 % Kivihiili 9,8 % Öljy 0,3 % Biomassa 13,2 % Maakaasu 6,3 % Vesivoima 15,8 % Tuuli 1,3 % Nettotuonti 21,6 % Lappeenranta University of Technology 36
Sähkön hankinnan aikavaihtelu 2013 (viikkokeskiteho) 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Ydinvoima Yhteistuotanto, teollisuus Vesivoima viikko Yhteistuotanto kaukolämpö Erillistuotanto Nettotuonti Lähde: www.energia.fi Lappeenranta University of Technology 37
Sähkön kulutushuiput 1970-2030 suurin tuntiteho megawattia (MW) MW 21000 18000 15000 12000 9000 6000 3000 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 helmikuun 2011 huippu 14 998 MW Lähde: Elinkeinoelämän keskusliitto ja Energiateollisuus ry, Arvio Suomen sähkön kysynnästä vuonna 2030 Lappeenranta University of Technology 38
Sähkönkulutuksen huipputeho 8.2.2007 klo 7-8, 14 914 MW megawattia, MW Suomen tuotanto 12 078 - vesivoima 1 974 - ydinvoima 2 730 - yhteistuotanto CHP, teollisuus 1 802 - yhteistuotanto CHP, kaukolämpö 2 845 - lauhdevoima 2 724 - tuulivoima 3 + Sähköntuonti 2 886 Venäjältä 1 465 Ruotsista 1 094 Virosta 322 - Sähkönvienti Norjaan 46 Sähkön kokonaiskulutus 14 914 Lähteet: Energiateollisuus ry, Adato Energia Oy, Fingrid Oyj Lappeenranta University of Technology 39
Lähde: Fingrid Lappeenranta University of Technology 40
Sähkön käyttö Sähkön osuus energianloppukäytöstä on 25 %. Teollisuus käyttää Suomen sähköenergiasta lähes puolet. Tästä valtaosa menee metsäteollisuuden tarpeisiin. Kotitaloudet käyttävät sähköstä yli viidenneksen ja loppu jakautuu palveluiden, julkisen kulutuksen ja maatalouden kesken. Sähkön kokonaiskulutus 2014 83,3 TWh Sähkönkäytöstä yli 10 % menee sähkölämmitykseen. Sähköllä lämmitetään yli 600.000 asuntoa, joissa asuu lähes 1,6 miljoonaa suomalaista. Viime vuosina 60-70 %:iin uusista pientaloista on valittu sähkölämmitys Metallinjalostus 10% Kemianteollisuus 8 % Muu teollisuus 5% Asuminen ja maatalous 27 % Teollisuus yhteensä 47 % (v. 2013 47%) Muu kulutus yhteensä 50 % (v. 2012 50 %) Metsäteollisuus 24 % Häviöt 3 % Palvelut ja rakentaminen 23 % Lähde: www.energia.fi Lappeenranta University of Technology 41
Sähkön kokonaiskäyttö v. 2014 83,3 TWh TWh 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008 2012 0 (Lähde: www.energia.fi) Lappeenranta University of Technology 42
Lämpötilakorjattu sähkönkäyttö v. 2014 84,8 TWh GWh 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 GWh 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 Sähkön kulutus Lämpötilakorjattu sähkönkulutus (Lähde: www.energia.fi) Lappeenranta University of Technology 43
Sähkömarkkinat Sähkömarkkinat -yritystoimintaa Yritystoiminnan tavoite Omistajien hyvinvoinnin lisääminen * Toiminnan on oltava voitollista * Kasvu luo pohjaa voitolliselle toiminnalle * Toimintojen tehostaminen Strateginen suunnittelu ja toteutus 1. Business sense 2. Yrityksen suhde ympäristöön sidosryhmien tunnistus ja suhteiden hallinta 3. Liiketoimintastrategian laadinta missio strategia taktiikka markkinointistrategia tuotanto-/palvelustrategia tutkimus- ja kehitysstrategia rahoitusstrategia 4. Strategian toteutus (jää yleensä tekemättä) Business Sense Mitä liiketoimintaa olemme harjoittamassa? Tunnista ja määrittele eri liiketoiminnot. Jos tämä asia on epäselvä - voit vetäytyä pois liiketoiminnasta. Laadi jokaiselle liiketoiminnalle oma toimintamalli. Lappeenranta University of Technology 44
Sähkömarkkinat Sähkömarkkinoiden kehykset Sähkömarkkinalaki (n:o 386/17.3.1995) Sähkömarkkina-asetus (n:o 518/7.4.1995) Laki sähkömarkkinakeskuksesta (n:o 387/1995) KTM:n päätökset sähköverkkotoiminnan tunnuslukujen julkaisemisesta (1637) sähkömarkkinakeskuksen maksullisista suoritteista (1479) verkkopalvelujen myyntiehtojen ja -hintojen ilmoittamisesta (1256) sähköliiketoimintojen eriyttämisestä (885) vastuualueiden muutoksista ilmoittamisesta Historiaa sähkömarkkinoilla Vertikaalinen eriyttäminen ja subventoinnin poistaminen sähkön tuotanto, myynti, siirto ja jakelu eriytetty toisistaan Markkinoiden vapauttaminen (myynti) sähköä voi tuottaa, ostaa ja myydä ilman sääntelyä, huom. Rajajohdot sähköverkko on markkinapaikka, jota asiakkaat pääsevät vapaasti käyttämään - 11/1996 yli 500 kw asiakkaat - 1/1997 kaikki (tuntimittaus) - 9/1998 kaikki (pienkuluttajille tyyppikäyrät) Lappeenranta University of Technology 45
Sähkömarkkinat Valvonta sähkömarkkinoilla Verkkoliiketoiminta siirtoliiketoimintaa varten perustettiin uusi kantaverkkoyhtiö, joka aloitti toimintansa 1.9.1997 Energiavirasto vahvistaa vastuualueen, jossa verkonhaltijalla on yksinoikeus rakentaa ja hallita jakeluverkkoa, poikkeuksena - lyhyt liityntäjohto - kiinteistöjen sisäinen verkko - verkonhaltijan luvalla verkkoyhtiön liiketoiminta saa tuottaa kohtuullisen voiton verkkoyhtiöillä myyntitaseiden ylläpito- ja välitysvastuu Yhteiskunta, säädökset Liiketoimintojen eriyttäminen; vaadittu hyvin selkeästi, ymmärretty edelleenkin osin huonosti Sähkökauppa täysin vapaata Verkkotoiminnan alueellinen monopoli säilyy hintavalvonta tehostuu ja ohjaa oikeaan suuntaan tehokasta toimintaa kannustetaan yritykset eivät kilpaile keskenään, yhteistyölle on tarvetta Vertikaalinen integraatio osin kielletty Lappeenranta University of Technology 46
Sähkömarkkinat - sähkömarkkinoiden valvonta Energiavirasto (entinen Sähkömarkkinakeskus, Energiamarkkinavirasto) perustettu huhtikuussa 1995 Työ-ja elinkeinoministeriön hallinnonalalla itsenäinen asiantuntijavirasto, valitustie korkein hallinto-oikeus rahoitus lupa- ja budjettimaksuilla Muita viranomaisia TEM Energiaosasto Kilpailuvirasto TUKES Kuluttajaviranomaiset Rahoitustarkastus ja VM Energiaviraston tehtävät Valvoo sähkömarkkinalain noudattamista Edistää sähkömarkkinoiden toimintaa Myöntää toimiluvat verkkotoimintaan ja rakentamisluvat 110 kv johdoille Valvoo lupaehtojen noudattamista Valvoo sähköverkkotoimintaa ja verkkopalvelumaksujen kohtuullisuutta Valvoo sähkön myyntiä ns. toimitusvelvollisille Kerää ja julkaisee valvontaan liittyviä tietoja Lappeenranta University of Technology 47