Sähkön tuotantorakenteen muutokset ja sähkömarkkinoiden tulevaisuus Jukka Leskelä Energiateollisuus ry Yhdyskunta ja energia liiketoimintaa sähköisestä liikenteestä seminaari 1.10.2013 Aalto-yliopisto 1
Ilmastopolitiikka: Suunta on selvä ja muutos tarvitaan Kokonaispäästöt 80 %, sähkö -95...-99% CO2-päästöt verrattuna vuosi 1990 Ilmastotiekartta kasvihuonekaasujen vähennystavoitteet: 20% vuoteen 2020 (25% nykyisin politiikkatoimin + energiatehokkuus) 40% vuoteen 2030 (54-68% vähennys sähkösektorille) 80% vuoteen 2050 2
EU:n energiatiekartta 2050 Energiasta aiheutuvien kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen 85 % tarkoittaa: Energian kokonaiskäyttö vähenee 30 %... 40 % Sähkön osuus energian loppukäytöstä kasvaa tasolta 20 % tasolle 35...40% sähkön kokonaiskäyttö kasvaa noin 30 % Uusiutuvien osuus koko energian käytöstä nykytasolta (10%) tasolle 50-60 % (tai jopa 75 %) sähköstä tasolle 60-65 % (tai jopa 85%) 3
EU:n jäsenmaiden suunnitelmat: Vuonna 2020 EU:n sähköstä uusiutuvilla tuotetaan 35 % 1400 2000 (EUROSTAT) 2008 (EUROSTAT) 2020 (NREAP) 1200 1000 TWh 800 600 400 200 0 Hydro Biomass Wind Solar TOTAL RES-E 2008 600TWh 2020 1200 TWh Lähde: kansalliset uusiutuvan energian suunnitelmat 4
Tuulivoimakapasiteettia 106 000 MW Uutta kapasiteettia vuodessa 11 900 MW (2012) Tilanne vuoden 2012 lopussa 5
Aurinkosähkökapasiteetti 67 000 MW (2012 loppu) Uutta kapasiteettia vuodessa 20 900 MW (2011) ja 16 750 MW (2012) Tilanne vuoden 2011 lopussa 6
Uusi asennettu kapasiteetti ja kapasiteetin poistuma EU:ssa vuonna 2012 FIGURE 1.3 NEW INSTALLED POWER CAPACITY AND DECOMMISSIONED POWER CAPACITY IN MW Lähde: EWEA 19000 14,000 9,000 16,750 11,895 10,535 4,000 3,065 Tuuli ja aurinko: + 28 645 MW - 207 MW Hiili: + 3065 MW - 5441 MW 0 1,000-207 1,338 424 50 0 22 5-43 -158-1,205 833 0 0 7 6 0-3,204-6,000-5,495-5,441 PV Wind Gas Coal Biomass Hydro Waste Nuclear CSP Fuel oil New Decommissioned 7
Tuuli- ja aurinkosähkön indikaattoreita Saksassa (vuoden 2011 lopun tilanne *) ) Saksa, vuoden 2011 lopun tilanne MW Asennettu kapasiteetti tuuli + PV 54 065 Maksimituotanto 26 479 Minimituotanto 402 Keskimääräinen tuotanto 7 374 Suurin lisäys 1 tunnissa 4 348 Suurin lisäys 5 tunnissa 13 907 Suurin vähenemä 1 tunnissa - 4 723 Suurin vähenemä 5 tunnissa - 14 966 *) Tuuli- ja aurinkosähkön kapasiteetti Saksassa vuoden 2012 lopussa 63 600 MW Lähde: BDEW 8
Pöyryn mallinnus Alppien pohjoispuolisen Euroopan aurinko- ja tuulisähkön tuotannosta vuonna 2035 (vertailu vuoteen 2010) 2010 2035 9
Pöyryn mallinnus: Sähkön tukkumarkkinahinnat vuonna 2035 (vertailu vuoteen 2010) 2010 2035 10
Miltä tilanne näyttää Suomen kannalta? Energiaskenaarioissa yleisesti tehdyt oletukset Suomen tuotantokapasiteetin muutoksista Konventionaalinen lauhdevoima vähitellen poistuu Vesivoiman pysyy, säätömerkitys korostuu ja lisätarvetta olisi Yhteistuotanto ei juuri voi kasvaa Lämmöntarve ei kasva, teollisuuden asema epäselvä Polttoaineiden osuudet muuttuvat (puuta lisää, vähemmän hiiltä ja turvetta) Tuulivoimaa tulee vähitellen (6 TWh/2020) Ydinvoimaa tulee paljon lisää Tuonti Venäjältä on jo pudonnut ja ehkä vieläkin vähenee 11
Selvitettiin lisääntyvän tuulivoiman vaikutusta säätötarpeeseen esimerkkiviikkojen avulla Esimerkkiviikot valittiin niin, että niissä oli sekä huippukulutustilanteita että oletettavasti säädön kannalta mielenkiintoisia tilanteita 12
Suomessa vuonna 2030 tuulivoimatuotannon vaihtelu ja säätötarve ovat samaa kokoluokkaa kuin nykyinen sähkön kulutuksen vaihtelu 13.-19.12.2010 tiedoilla 14.-20.5.2012 tiedoilla Lähde: ÅF Consult, Mistä joustoa sähköjärjestelmään 28.11.2012, www.energia.fi/julkaisut 13
Selvityksessä arvioitu tuotannonvaihtelu ja siitä aiheutuva säädön tarve 2030 Esitettävät luvut perustuvat tarkasteltuihin esimerkkiviikkoihin, eikä niiden siten voida olettaa kuvaavan keskimääräistä tilannetta tai ääritilanteita, joita esiintyy harvoin. Tuulivoimakapasiteetti, MW 212 2400 3600 4000 Tuotannon maksimaalinen vaihtelu 6h sisällä, MW 93 1056 1584 1760 Tuotannon maksimaalinen vaihtelu 24 h sisällä, MW 153 1728 2592 2880 Mikäli oletetaan, että tuulivoiman tunnin sisäinen vaihtelu voi olla maksimissaan 16 %, kuten Fingrid oletti omassa arviossaan säätövoiman tarpeesta, muodostuisi tunnin sisäiseksi vaihteluksi oletetuilla tuulivoimakapasiteeteilla: tuulivoimakapasiteetti 2400 MW, tunnin sisäinen vaihtelu 384 MW tuulivoimakapasiteetti 3600 MW, tunnin sisäinen vaihtelu 576 MW tuulivoimakapasiteetti 4000 MW, tunnin sisäinen vaihtelu 640 MW 14
Miten järjestelmä saadaan toimimaan? Joustava kysyntä Perinteinen kysyntäjousto Uusi kysyntä kehittyy hintajoustavaksi Sähköautot, hintakuopat hyödyntävä teollinen tuotanto,... Säätövoiman lisääminen Keski-Euroopassa pumppuvesivoimaa Suomessa vesivoiman tehonkorotukset ja uudet laitokset Kaasuturbiinit, ehkä dieselmoottoritkin Perustuvat fossiilisiin polttoaineisiin, edellyttävät jonkinlaista tukea yhteiskunnalta Sähkön siirtoinvestoinnit Sekä uusia valtateitä että nykyverkon vahvistusta Valitettavan hitaita 15
Teknologiakehitys vaikuttaa: älyverkot ja mikrotuotanto Hajautettu mikrotuotanto tulee integroiduksi osaksi sähköjärjestelmää Erityisesti aurinkosähkö Älykäs sähköjärjestelmä tuo markkinoille uusia tuotantomuotoja Negawatteja eli energian säästöä ja tehokkuutta Uutta säätötehoa kulutuksen puolelta (modernia kysyntäjoustoa) Sähkövarastoja eri muodoissaan 16
Sähköisen liikenteen mahdollisuudet Sähköajoneuvo voi olla markkinoilla Älykäs kuluttaja Kysyntäjoustaja Sähkövarasto Säädön tuottaja Sähkön kuluttajana henkilöautoliikenne ei ole järin mittava 17
Energiateollisuuden visio 2050 Sähkön kysyntä Sektori Sähkön käyttö (TWh/a) 2007 2030 2050 Asuminen 23 24-26 24-27 Kotitaloussähkö 11 13 13-14 Rakennusten lämmitys Rakennnusten jäähdytys 12 11 9-11 0,2 1 2 Teollisuus 48 49-56 48-58 Palvelut & julkinen 15,5 22 30-40 Liikenne 0,5 3 8-10 Häviöt 3 3 4 Yhteensä 90 100-111 113-138 2030: ET:n ja EK:n arvio syksyltä 2009 2050: ET:n hiilineutraali visio 18 18