Säävarma sähkönjakeluverkko Prof. Jarmo Partanen 040-5066564, jarmo.partanen@lut.fi

Säävarma sähkönjakeluverkko Prof. Jarmo Partanen 040-5066564, jarmo.partanen@lut.fi

Säävarma sähkönjakeluverkko Säävarmassa sähkönjakeluverkossa sääilmiöt eivät aiheuta useita samanaikaisia vikoja Maakaapeli Ilmajohto avoimessa ympäristössä (pelto) Toimitusvarmuusvaatimukset (TEM) Maksimikeskeytysaika 6 h taajamissa ja 24/36 h muilla alueilla Vaiheittainen tavoiteasetanta; 50 % asiakkaista vaatimuksen piirissä v. 2019 75% asiakkaista vaatimuksen piirissä v. 2023 100 % asiakkaista vaatimuksen piirissä v. 2028 2

Säävarma sähkönjakeluverkko Toimitusvarmuusvaatimukset (TEM) Maksimikeskeytysaika 6 h taajamissa ja 24/36 h muilla alueilla Vaiheittainen tavoiteasetanta; 50 % asiakkaista vaatimuksen piirissä v. 2019 75% asiakkaista vaatimuksen piirissä v. 2023 100 % asiakkaista vaatimuksen piirissä v. 2028 Toimitusvarmuusvaatimukset edellyttävät pääosin säävarmaa sähkönjakeluverkkoa Kuinka paljon säävarmaa verkkoa on oltava, kj- ja pj-verkot Kuinka tavoiteasetannan vaiheistus toteutetaan Millaiset kustannukset rakentamisesta aiheutuvat Seuraavat tulokset ovat raportista Sähkönjakelun toimitusvarmuuden parantamiseen sekä sähkökatkojen vaikutusten lieventämiseen tähtäävien toimenpiteiden vaikutusten arviointi, LUT, 2012 3

Kohti säävarmaa verkkoa 100 % Keskijänniteverkon kaapelointiaste 0 % Nykytilanne Verkkorakenne sellainen, ettei suurhäiriöstä selvitä nykyisellä organisaatiolla (t max > x tuntia) Verkkorakenne sellainen, että suurhäiriöstä selvitään nykyisellä organisaatiolla (t max < y tuntia) Pienjänniteverkon kaapelointiaste Saneerauksen jälkeen Y tuntia X tuntia 100 % 4

Suurhäiriö Sähköttömien asiakkaiden/ vikojen lukumäärä Myrskyn kesto KJ-verkon kaapelointiaste Viankorjausorganisaatio + automaatio KJ PJ PJ-verkon rakenne + viankorjausorganisaatio Aika 5

Verkon kehitystoimenpiteiden vaikutus normaaliin käyttövarmuuteen 6

Verkon kehitystoimenpiteiden vaikutus suurhäiriöriskiin 7

Säävarman verkon määrittäminen, periaatteet Häiriöalueen asiakastiedot Häiriöalueen verkkotiedot Häiriöalueen vikatiedot Viankorjausorganisaatio Verkon nykyinen kaapelointiaste Laskennallinen vikataajuus Korjauskapasiteetti (henkilöt, henkilötyötuntia/vika) Vikamäärät Laskennan reunaehdot: - Suurin sallittu keskeytyksen kesto. - Nykyverkon sijaintitietoluokitus (esim. metsä, pelto, tienvarsi) - Säävarmuusluokitus (esim. onko pellolla sijaitseva johtorakenne säävarma myrskyssä) Vakiokorvausperiaatteet (Lainsäädäntö) Vikojen selvitysaika Suurin sallittu keskeytysaika (Esim. 24 h) VAKIO- KORVAUKSET KAAPELOINTI -TARPEET 8

Taustatiedot, verkkoyhtiöt Johtopituus Yhtiö KJ (km) PJ (km) Asiakasmäärä Vuosienergia (GWh) Fortum Sähkönsiirto Oy 23 094 45 272 441 456 7 135 Kymenlaakson Sähköverkko Oy 4 728 7 799 100 843 1 406 Suur-Savon Sähkö Oy 8 620 17 730 99 311 1 164 PKS Sähkönsiirto Oy 9 759 11 241 86 814 1 107 Savon Voima Verkko Oy 11 149 13 544 110 642 1 739 Parikkalan Valo 926 1 719 10 119 145 Vatajankosken Sähkö Oy 1 431 2 393 17 596 280 Vattenfall Verkko Oy 22 459 38 626 394 705 5 789 82 166 138 324 1 261 486 18 764 Osuus valtakunnallisesti 60 % 59 % 38 % 38 % Mukana olleet verkkoyhtiöt muodostivat vuonna 2010 maksetuista kaikista vakiokorvauksista noin 90 %. 9

Taustatiedot 10

Tarkastelun kohteena olleet myrskyt kesämyrskyt; Asta ja Veera talvimyrskyt; Tapani ja Hannu 11

Mallintaminen, tulokset (24 h raja) 100 % 90 % 80 % TALVI KJ Kaapelointiaste 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % PJ Kaapelointiaste KESÄ KJ Kaapelointiaste 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % PJ Kaapelointiaste 12

Mallintaminen, tulokset (36 h raja) 100 % 90 % 80 % TALVI KJ Kaapelointiaste 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % PJ Kaapelointiaste 100 % 90 % 80 % KESÄ KJ Kaapelointiaste 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % PJ Kaapelointiaste 13

Mallintaminen, tulokset 100 % 90 % 80 % 24 h (alaraja) 36 h (yläraja) 24 h (yläraja) TALVI Keskijännitekaapelointiaste 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 36 h (alaraja) 0 % 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % Pienjännitekaapelointiaste 100 % 90 % 80 % 36 h (alaraja) 24 h (alaraja) 36 h (yläraja) 24 h (yläraja) KESÄ Keskijännitekaapelointiaste 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % Pienjännitekaapelointiaste 14

Nykytilanteesta tavoiteverkkoon 100 % Keskijänniteverkon kaapelointiaste Prioriteetti: KJ-kaapelointi Nykytilanne Prioriteetti: PJ-kaapelointi Tavoitetilanteet Y tuntia X tuntia 0 % Pienjänniteverkon kaapelointiaste 100 % Nykytilanne Vakiokorvaukset [ ] Tavoitetilanteet Prioriteetti: PJ-kaapelointi Prioriteetti: KJ-kaapelointi 0 % 24 tuntia 36 tuntia Suurin keskeytysaika [h] 15

24 tunnin ja 36 tunnin maksimikeskeytysaika, kaapelointiasteet Vaadittavat kaapelointiasteet ovat tarkastelun kohteena olleissa esimerkkiyhtiöissä (kalvo 9) 24 tunnin keskeytysajalla 60-80 % keskijänniteverkossa ja 50-90 % pienjänniteverkossa 36 tunnin keskeytysajalla kaapelointiastevaatimukset ovat 40-75 % keskijänniteverkossa ja 40-90 % pienjänniteverkossa. Yksittäisten yhtiöiden kohdalla ero (24 h ja 36 h) kaapelointiasteessa on 5-20 %-yksikköä Tarkastelussa ei ole otettu huomioon, että 24 tunnin aikana tehollinen viankorjausaika/työntekijä on 12-17 h 36 tunnin aikana tehollinen viankorjausaika/työntekijä on 24-29 h 16

24 tunnin ja 36 tunnin maksimikeskeytysaika, kustannusanalyysi Kustannusvaikutusanalyysi on tehty R4-yhtiöille koko verkko-omaisuusmassa, komponentti- ja ikätiedot ilmajohtoverkkojen kokonaispituus on noin 27 % (keskijänniteverkko) ja noin 28 % (pienjänniteverkko) valtakunnallisista kokonaismääristä kustannusvaikutukset on laskettu kj- ja pj-verkon 0, 25, 50 ja 75 % kaapelointiasteilla ilmajohtoverkon ja maakaapeloinnin yksikkökustannukset kj-verkko; uusi ilmajohto noin 30 k /km, maakaapeli 61 k /a pj-verkko; ilmajohto ja maakaapeli, 18 k /km 17

24 tunnin ja 36 tunnin maksimikeskeytysaika, kustannusanalyysi Verkkopituus Asiakasmäärä Siirretty energia Tuotokset Kj-verkon kaapelointiaste (%) (ympäristötekijä) Tehokkuusmittaus StoNED Tehokkuusluku Laatu bonus/sanktio; 0,5* (todelliset vertailutason kesk.kustannukset ). Max 20 % kohtuullisesta tuotosta Verkko-omaisuus, määrät Yksikköhinnat Jälleenhankinta-arvo (JHA) Pitoajat, ikä Nykykäyttöarvo (NKA) Input; TOTEX 2005-2010 Kontrolloitavat operatiiviset kustannukset, KOPEX + - Liittymismaksut Muut taseen erät + Verkkotoimintaan sitoutunut oikaistu pääoma WACC, CAP Sallittu STOTEX 2012-2015 0,5 *Keskeytyskustannukset 0,5*Keskeytyskustannukset + - X %/a + Kontrolloitavat operatiiviset kustannukset, KOPEX Investointikannustin (tasapoistot) Innovaatiokannustin Kohtuullinen tuotto 18

Esimerkki,kj-verkon kaapelointiaste 50 % 19

24 tunnin ja 36 tunnin maksimikeskeytysaika, kustannusanalyysi Yhteenveto neljälle esimerkkiyhtiölle lasketuista kustannusvaikutuksista. Kaapelointiaste kj- ja pj-verkossa 25 % 50 % 75 % Lisähinta snt/kwh, alv 23 % 0,30 1,2 0,80 2,5 1,3 3,9 Ennenaikaisesti uusitun verkon arvo, M 100 160 240 Vieraan pääoman määrä, M 450 760 1050 20

24 tunnin ja 36 tunnin maksimikeskeytysaika, kustannusanalyysi Keskimääräinen hinnankorotustarve [snt/kwh] 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 1 4 7 1013161922252831343740434649525558616467707376798285 Verkkoyhtiöt Siirtohintojen korotustarve eri verkkoyhtiöissä, kun keski- ja pienjänniteverkon ilmajohdoista 50 % muutetaan maakaapeleiksi vuoden 2027 loppuun menness, alv 23 % 21

24 tunnin ja 36 tunnin maksimikeskeytysaika, kustannusanalyysi Asiakkaat säävarman verkon piirissä [%] 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Kaapelointiaste [%] Säävarman verkon piiriin saatavissa olevien sähkönkäyttäjien määrä keskijänniteverkon kaapelointiasteen funktiona 22

24 tunnin ja 36 tunnin maksimikeskeytysaika, kustannusanalyysi Kj-verkon kaapelointiasteen muutos 50 % (36 h vaatimus) -> 70 % (24 h vaatimus) 70-80 % asiakkaista ei tapahdu merkittävää muutosta keskeytysajoissa. Keskeytysajat pahojenkin myrskyjen aikana eivät muutu, koska sähkönjakelu joka tapauksessa tulee säävarman verkon kautta. Tällöin keskeytyksiä on vähän ja kestot maksimissaan muutamia tunteja. 10-20 % uusia asiakkaita tulee säävarman verkon piiriin. Heillä keskeytysajoissa tapahtuu merkittäviä muutoksia. Maksimissaan 36 tunnin keskeytysten sijasta heillä on keskeytyksiä vain harvoin ja niiden kesto on enintään muutamia tunteja. lopuilla 10 % asiakkaista keskeytysten maksimikestoaika lyhenee 36 tunnista 24 tuntiin. He eivät ole säävarman verkon piirissä eli keskeytyksiä on edelleen suurin piirtein nykyinen määrä. Asiakkaat säävarman verkon piirissä [%] 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Kaapelointiaste [%] 23

24 tunnin ja 36 tunnin maksimikeskeytysaika, kustannusanalyysi Maksimikeskeyt ysaika hajaasutus-alueella, asiakkaita säävarman verkon piirissä Keskijänniteverk ko Investoinnit M Pienjänniteverkko Yhteensä siirtohinta, snt/kwh Hintavaikutus kokonaishinta % 24 h 80-90 % 4 000 1 100 5 100 + 1,7 snt/kwh + 11 14 % 36 h 70-85 % 2 700 800 3 500 + 1,2 snt/kwh + 8 10 % On huomionarvoista, että vuoden 2019 tavoitteet on saavutettavissa useimmissa tapauksissa 20-25 % kaapelointiasteilla. Kustannusvaikutus on tässä vaiheessa selvästi alle puolet verrattuna esimerkiksi 36 tunnin kokonaiskustannuksiin vuonna 2028. Yhteenveto: 36 tunnin maksimikeskeytysaikavaatimus on kansantaloudellisesti parempi vaihtoehto 24 tunnin aikavaatimukseen verrattuna 24

Rakennamme maailmasta sellaista kuin sen pitäisi mielestämme olla. - kiitos. (LUT) 25