Uuden sähkömarkkinamallin kuvaus ja vaikutusten analysointi Selvitys Teknologiateollisuus ry:lle 3.6.2009
Sisältö 1. Työn lähtökohdat 2. Uuden sähkömarkkinamallin toiminnan kuvaus 3. Mallinnuksen lähtöoletukset 4. Mallinnuksen tulokset 5. Johtopäätökset 2
Johdanto Teknologiateollisuus ry on tilannut Pöyryltä raportin ja mallinnuksen uuden sähkömarkkinamallin toiminnasta Pohjoismaisilla sähkömarkkinoilla Uuden sähkömarkkinamallin toimintatapa perustuu Teknologiateollisuuden syksyllä 2008 esittelemiin periaatteisiin, joilla pyritään erottamaan päästökaupan kustannukset sähkön markkinahinnasta ja alentamaan sähkön hintaa kuluttajille. Työssä on tarkasteltu mallin vaikutuksia Pohjoismaisten sähkömarkkinoiden toimintaan ja sähkön hintaan Pohjoismaissa Vastaava malli olisi mahdollista ottaa käyttöön myös muilla Euroopan sähkömarkkina-alueilla 3
Päästökaupan vaikutus sähkön hintaan Pohjoismaissa nykyisessä markkinamallissa 120 100 80 Kysyntä EUR/MWh 60 Marginaalituotantokustannus päästökaupan kanssa 40 Marginaalituotantokustannus ilman päästökauppaa Päästökaupan kustannus Huippuvoima 20 Tuuli Vesi (normaali vuosi) Ydinvoima CHP Hiililauhde Kaasulauhde 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 TWh/a 4
Päästökaupan vaikutus sähkön hinnassa olisi noin 10-kertainen verrattuna päästöoikeuksien oston kustannuksiin vuonna 2015 Päästöoikeuden hinta Sähkön hinta Pohjoismaissa Kustannusvaikutus (sähkön hinnan nousu * kulutus) Päästöt Pohjoismaissa Päästöoikeuksien hankintakustannus 0 /t 28 /MWh 0 40 milj. t 0 25 /t 50 /MWh 8,7 mrd. 35 milj. t 0,87 mrd. 50 /t 70 /MWh 17,2 mrd. 32 milj. t 1,58 mrd. 5
Sisältö 1. Työn lähtökohdat 2. Uuden sähkömarkkinamallin toiminnan kuvaus 3. Mallinnuksen lähtöoletukset 4. Mallinnuksen tulokset 5. Johtopäätökset 6
Uudessa mallissa päästökaupan piiriin kuuluvia laitoksia kohdellaan eri tavoin kuin päästökaupan ulkopuolista sähköntuotantoa 120 100 80 Päästökauppasektorin ulkopuolinen sähköntuotanto Päästökauppasektori EUR/MWh 60 40 20 0 Tuuli Vesi (normaali vuosi) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 TWh/a Ydinvoima CHP Hiililauhde Huippuvoima Kaasulauhde 7
Päästökaupan piirissä olevat laitokset saavat CO 2 kompensaation sähkön markkinahinnan lisäksi 120 100 CO2 -kompensaatio ( ) = Sähköntuotanto päästökauppasektorilla (MWh) * Kompensaatiokerroin (t/mwh) * Päästöoikeuden hinta ( /t) EUR/MWh 80 60 40 20 Markkinahinta uudessa mallissa CO 2 kompensaatio Kysyntä 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 TWh/a 8
CO 2 kompensaatio kerätään koko kulutukselta CO 2 -maksuna 120 100 CO 2 maksu ( /MWh) = Sähköntuotanto päästökauppasektorilla (MWh) * Kompensaatiokerroin (t/mwh) * Päästöoikeuden hinta ( /t) / Kokonaissähkönkulutus (MWh) EUR/MWh 80 60 Markkinahinta nykyisessä mallissa Kysyntä 40 20 Sähkön hinta käyttäjälle uudessa mallissa Markkinahinta uudessa mallissa CO 2 maksu 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 TWh/a 9
CO 2 kompensaatiokerroin määritellään Pohjoismaiselle markkinaalueelle etukäteen Markkinahinnan lisäksi tuotanto saa CO 2 -kompensaation, joka on saman suuruinen kaikelle päästökauppasektorin sähköntuotannolle CO 2 -kompensaatiokerroin määritellään etukäteen vähintään vuodeksi Tässä työssä kompensaatiokerroin on määritelty hiililauhteen perusteella käyttäen BAT*-tasoa uusille hiililauhdelaitoksille Hyötysuhde 45% * Hiilen ominaispäästökerroin 0,334 tco2/mwh f Kompensaatiokerroin 0,743 tco2/mwh e (tuotetulle sähkölle) Mallinnuksen perusteella vastaa hyvin (hieman alle) päästökaupan vaikutuksia sähkönhintaan vuonna 2015 CO 2 -kompensaation arvo riippuu päivittäisestä päästöoikeushinnasta: Esim. 0,743 tco2/mwh e * 25 /tco2 = 18,6 /MWh e * Best Available Technology 10
CO2-maksun maksaminen tapahtuisi käytännössä markkinaviranomaisen tai vastaavan tahon kautta Pienet sähkönkäyttäjät CO 2 - maksu Markkinaviranomainen Jakeluverkonhaltijat CO 2 - maksu CO 2 -kompensaatio Päästökauppaan kuuluvat tuottajat Suuret sähkönkäyttäjät CO 2 - maksu CO 2 -kompensaatio Päästökauppaan kuuluvat tuottajat Päästökauppaan kuuluvat tuottajat 11
Esimerkki siirtoyhteyden käytön hinnoittelusta EEX Tuonti Vienti EEX 60 /MWh Sähkö Kompensaatio - 20 /MWh Siirtoyhteyden haltija Markkinaviranomainen Kompensaatioveloitus 20 /MWh 60 /MWh 40 /MWh Siirtoyhteyden haltija Sähkö Kompensaatio + 20 /MWh 40 /MWh Sähkö Kompensaatiohyvitys 20 /MWh Sähkö Nord Pool Nord Pool 12
Sähköntuotannon hinnoittelu toimivilla markkinoilla perustuu marginaalikustannuksiin Päästökaupan piiriin kuuluvat tuotantolaitokset huolehtivat edelleen itse omista päästökauppakustannuksistaan Toimivilla ja kilpailluilla markkinoilla tuottajat vähentävät päästökauppasektorin tuotantoyksiköidensä marginaalikustannuksista CO 2 -kompensaation arvon ja tarjoavat sähkön markkinoille tällä hinnalla Päästökauppasektorin ulkopuolinen tuotanto tarjotaan markkinoille samoin kuin nykyisessä järjestelmässä 13
Sisältö 1. Työn lähtökohdat 2. Uuden sähkömarkkinamallin toiminnan kuvaus 3. Mallinnuksen lähtöoletukset 4. Mallinnuksen tulokset 5. Johtopäätökset 14
Tehdyt mallinnukset Uuden sähkömarkkinamallin vaikutusten analysoimiseksi tehtiin mallinnusajoja Pöyryn BID-sähkömarkkinamallilla, joka laskee sähkön hinnan kaikille Pohjoismaisten sähkömarkkinoiden hinta-alueille sekä Keski- Euroopan maille Malli laskee tuotantokapasiteetin käytön ja sähkön hinnan vuoden jokaiselle tunnille Malli optimoi vesivoimatuotannon perustuen veden arvoon sähkömarkkinoilla BID-malli on kehitetty vuonna 2003 perustuen Econ Pöyryn aikaisempiin sähkömarkkinamalleihin BID-mallin avulla on tehty satoja skenaariotarkasteluja erilaisissa projekteissa Malliajot tehtiin tässä työssä uudelle ja nykyiselle sähkömarkkinamallille vuodelle 2015 käyttäen Pöyryn oletuksia markkinoiden kehityksestä Polttoainehinnoille ja päästöoikeuksien hinnoille käytettiin kahta erilaista oletusta 15
Sähkön kulutuksen ja tuotannon kehitys vuoteen 2015 Pohjoismaissa Kysyntä Sähkön kysynnän odotetaan kasvavan edelleen Pohjoismaissa, mutta hitaasti aikaisempaan verrattuna Tarjonta Uusi tuotantokapasiteetti on erityisesti päästötöntä ja uusiutuvaa energiaa Tuulivoimaa yli 25 TWh Olkiluoto 3 ja Ruotsin ydinvoiman tehonkorotukset Vesivoiman tehonkorotukset ym. Biomassaa käyttävät yhteistuotantolaitokset (CHP) Lisäksi kaasuun perustuvia yhteistuotantolaitoksia Pohjoismaista tulee sähkön nettoviejä vuoteen 2015 mennessä normaalina vesivuotena 16
Polttoaine- ja CO 2 -hinnat CO 2 päästöoikeuksien hintoina on käytetty 25 ja 50 /t Polttoaineiden hintaennusteet ovat lähellä IEA:n ja EIA:n pitkänaikavälin hintaennusteita Lisäksi tehty tarkastelu 20% korkeammilla hinnoilla Mallinnuksessa käytetyt polttoainehinnat Yksikkö 2008 2015 2015 +20% Öljy $/bbl 97 72 86 Hiili $/t 148 70 84 Kaasu /MWh 30 28 34 17
Sisältö 1. Työn lähtökohdat 2. Uuden sähkömarkkinamallin toiminnan kuvaus 3. Mallinnuksen lähtöoletukset 4. Mallinnuksen tulokset 5. Johtopäätökset 18
Mallinnettu vaikutus sähkön hintaan päästöoikeuden hinnalla 25 /t /MWh Sähkön hinta nykyisessä ja uudessa markkinamallissa 60 50 40 30 20 10 0 Nykyinen malli Uusi malli Nykyinen malli - korkeat pahinnat Uusi malli - korkeat pahinnat Markkinahinta /MWh Kompensaatio /MWh Sähkön hinta ostajille laskee 15 /MWh (30%) Kustannusvaikutus koko Pohjoismaiselle kulutukselle 6,3 mrd. 19
Mallinnettu vaikutus sähkön hintaan päästöoikeuden hinnalla 50 /t Sähkön hinta nykyisessä ja uudessa markkinamallissa 80 70 60 /MWh 50 40 30 20 10 0 Nykyinen malli Uusi malli Nykyinen malli - korkeat pahinnat Markkinahinta /MWh Uusi malli - korkeat pahinnat Kompensaatio /MWh Sähkön hinta ostajille laskee 30 /MWh (43%) Kustannusvaikutus koko Pohjoismaiselle kulutukselle 12,3 mrd. 20
Sähkön hinta tuottajille verrattuna muuttuviin tuotantokustannuksiin Päästökaupan ulkopuoliset Päästökauppaan kuuluvat 60 50 60 50 /MWh 40 30 20 /MWh 40 30 20 10 10 Vesivoima Tuulivoima Ydinvoima Nykyinen markkinahinta Uusi markkinahinta CHP Lauhde Nykyinen markkinahinta Uusi markkinahinta + kompensaatio 21
Ydinvoiman kustannukset verrattuna sähkön hintaan Ydinvoiman tuotantokustannukset ja sähkön markkinahinta 60 50 /MWh 40 30 20 10 Nykyinen markkinamalli Uusi markkinamalli 0 Ydinvoima Investointi Polttoaine O&M Perusskenaario EUA 25 /t Perusskenaario EUA 25 /t Korkeat pahinnat EUA 25 Ydinvoimakustannusten lähde: Tarjanne 2008 22
Vaikutus investointeihin sähkömarkkinoilla Päästökaupan ulkopuolella olevien laitosten investoinnit vaikeutuvat Tuulivoiman ja muun uusiutuvan energian investointien tukitarve kasvaa (biopolttoaineiden käyttö polttolaitoksissa on päästökaupan piirissä) Ydinvoiman uusinvestoinneille uusi markkinahinta voi olla liian matala Käytetyillä maltillisilla polttoainehinnoilla on suuri vaikutus sähkön hintaan Vesivoiman lisäys joka tapauksessa rajoitettua, perustuu olemassa olevien laitosten tehonkorotuksiin ja muihin parannuksiin Päästökauppaan kuuluvien laitosten ajojärjestykseen tai investointeihin järjestelmä ei vaikuta Tuottajat saavat CO 2 -kompensaation sähkön markkinahinnan päälle Markkinoiden toimiessa näiden yhteenlaskettu summa vastaa nykyistä sähkön markkinahintaa 23
Vaikutus tuulivoiman tukitarpeeseen esimerkkinä Suomi Arvio perustuu TEM:n syöttötariffityöryhmän väliraportin tietoihin Ehdotettu takuuhinnan tavoitetaso 83,5 /MWh Tuki kattaa markkinahinnan ja takuuhinnan erotuksen Oletettu tuulivoimatuotanto Suomessa vuonna 2015 on noin 2 TWh Vaikutus tuulivoiman tukitarpeeseen Nykyinen markkinamalli Uusi markkinamalli Takuuhinta /MWh 83.5 83.5 Sähkön markkinahinta /MWh 49.7 31.2 Tukitaso /MWh 33.8 52.3 Kokonaiskustannus, milj. /a 68 105 Tukea tarvittaisiin noin 37 milj. enemmän vuodessa 24
Sisältö 1. Työn lähtökohdat 2. Uuden sähkömarkkinamallin toiminnan kuvaus 3. Mallinnuksen lähtöoletukset 4. Mallinnuksen tulokset 5. Johtopäätökset 25
Sähkönkäyttäjien säästöt koko Pohjoismaissa vuonna 2015 olisivat noin 6-12 miljardia euroa Kustannusvaikutus sähkön kuluttajille, miljardia euroa (ilman veroja) Suomi Ruotsi Norja Tanska Yhteensä Perusskenaario - EUA 25 /t 1.4 2.3 2.0 0.6 6.3 Perusskenaario - EUA 50 /t 2.7 4.5 3.9 1.1 12.3 Korkeat polttoainehinnat - EUA 25 /t 1.4 2.4 2.0 0.6 6.4 Korkeat polttoainehinnat - EUA 50 /t 2.7 4.5 3.9 1.1 12.3 Kokonaissäästö riippuu ennen kaikkea päästöoikeuksien (EUA) hinnasta, sillä päästöoikeuden hinnalla on suuri vaikutus sähkön hintaan nykyisessä markkinajärjestelmässä Uudessa järjestelmässä päästöoikeuksien vaikutus sähkön hintaan on pieni 26
Esimerkkinä vaikutus suomalaisten sähkönkuluttajien vuosikustannuksiin Vaikutukset laskettu tyypilliselle kerrostaloasunnolle ja sähkölämmitteiselle omakotitalolle Kustannusvaikutus kahdelle sähkön tyyppikuluttajille (sis. ALV:n) Kerrostaloasunto 2000 kw/vuosi Omakotitalo 20 000 kw/vuosi Kustannussäästö % Kustannussäästö /vuosi Kustannussäästö % Kustannussäästö /vuosi Perusskenaario - EUA 25 /t 13 % 37 20 % 373 Perusskenaario - EUA 50 /t 25 % 74 39 % 736 Korkeat polttoainehinnat - EUA 25 /t 13 % 38 20 % 384 Korkeat polttoainehinnat - EUA 50 /t 25 % 73 38 % 733 Matalampi sähkönhinta voi vähentää innokkuutta energiansäästöön Kotitalouksissa kokonaisvaikutus ei kuitenkaan ole välttämättä niin suuri että se vaikuttaisi päätöksiin, toisaalta päätöksiin voidaan vaikuttaa myös muilla ohjauskeinoilla Teollisuuden energiansäästöinvestointeihin uusi markkinamalli sen sijaan vaikuttaisi 27
28