Asiakkaiden sähkövarastojen joustomahdollisuudet energiayhtiölle ja jouston asiakasarvolupaukset

Abstract

Energiantuotantorakenne muuttuu ja yhteiskunnassa eletään energiamurrosta, missä tuotanto siirtyy keskitetystä yhteistuotannosta kohti lämmön erillistuotantoa ja sähkön hajautettua tuotantoa uusiutuvilla energian tuotantomuodoilla. Suuremmassa roolissa on myös asiakas, jonka laitteet liittyvät osaksi sähköjärjestelmän kokonaisvaltaista hallintaa. Uusiutuvaan energiaan pohjautuvan tuotannon vaikutuksesta sähköjärjestelmän tehotasapaino ja sen ylläpito vaativat panostuksia. Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid Oyj ylläpitää reservimarkkinoita, joiden yhtenä tehtävänä on ylläpitää sähköjärjestelmän tehotasapainoa.

Joustoa lisääviä ratkaisuja ovat kulutus, tuotanto, Suomen rajat ylittävät siirtoyhteydet sekä markkinat kuten Fingridin ylläpitämät reservimarkkinat. Joustoon kykeneviä laitteita ja ratkaisuja ovat sähkövarastot, sähköautojen latauskuormat, sähkölämmityskuormat, varavoimakoneet ja irti kytkettävät kuormat kuten pumput, ilmanvaihto ja valaistus. Joustossa edellä mainittuja laitteita ja ratkaisuja ohjataan esimerkiksi sähköjärjestelmän taajuuden mukaan.

Tässä työssä tavoitteena oli selvittää kuluttaja-asiakkaiden asenteita ja suhtautumista kulutusjoustoon kirjallisuuskatsauksen sekä asiakashaastatteluiden kautta. Kuudessa asiakashaastattelussa selvitettiin asiakkaiden tärkeinä pitämiä ominaisuuksia heidän hankkimissa aurinkopaneelit ja sähkövaraston sisältävissä järjestelmissä. Haastatteluissa pyrittiin tunnistamaan, minkä tekijöiden koetaan tuottavan arvoa järjestelmän omistamisessa ja käytössä. Havainnoista muokattiin ehdotukset joustopalvelun arvolupauksiksi.

Työssä keskityttiin kuluttaja-asiakkaiden sähkövarastojen ohjausmahdollisuuksiin ja potentiaaliin kulutusjoustossa. Asiakashaastatteluiden lisäksi työssä tehtiin numeerinen analyysi joustopotentiaalista Fingridin FCR-N reservimarkkinalla. Numeerista analyysiä varten tehtiin Matlab-laskentamalli, jonka avulla määritettiin sähkövarastojen joustoon käytettävissä oleva aika verrattuna asiakkaiden omaan tarpeeseen varastoida itse tuotettua aurinkoenergiaa. Tuloksia jatkokäsiteltiin määrittämällä joustolle taloudellinen potentiaali nykymarkkinamallilla ja netotusmallilla. Lisäksi tarkasteltiin jouston vaikutuksia sähkövaraston elinikään.

Lopputulos osoittaa joustopotentiaalin olevan pieni nykymarkkinamallilla. Nykymarkkinamallissa FCR-N tuntimarkkinahinnan tulisi ylittää 36 €/MW/h, jotta tarjous kannattaisi jättää. Netotusmallissa minimitarjoushinta määritettiin olevan 13 €/MW/h. Nykymarkkinamallissa joustoon käytettäviä tunteja oli vuoden 2018 FCR-N tuntimarkkinalla 15 % koko vuoden tunneista, eli yhteensä noin 1300 tuntia. Kannattavuuden lisäksi joustopotentiaalia pienentää asiakkaan oma sähkövaraston käyttö aurinkoenergian varastointiin. Tarkasteltujen viiden asiakkaan taloudellisen joustopotentiaalin keskiarvo on viidesosan pienempi, kuin mitä nykymarkkinamallissa olisi mahdollista saavuttaa osallistumalla joustoon kaikkina niinä tunteina, kun minimitarjoushinta 36 €/MW/h ylittyy. Netotusmallilla tulokset paranevat, jonka mukaan viiden asiakkaan taloudellisen joustopotentiaalin keskiarvo on noin puolet pienempi, kuin mitä netotusmallissa olisi mahdollista saavuttaa osallistumalla joustoon kaikkina niinä tunteina, kun mi-nimitarjoushinta 13 €/MW/h ylittyy. Netotusmallissa vuoden 2018 FCR-N tuntimarkkinalla 62 % tunneista ylitti minimitarjoushinnan, eli joustoon olisi ollut kannattavaa osallistu noin 5430 tuntina.

Sähkövarastojen käyttöiän todettiin myös lyhenevän joustossa: nykymarkkinamallissa syklien lisääntyminen on maltillista, 34 % lisäys aurinkoenergian tuotantoon pohjautuvaan optimointiin. Netotusmallissa jäädään 11 % alle sähkövaraston takuun rajan. Asiakkaat tunnistivat akkujen kulumisen lisääntyvän jouston takia ja siihen suhtauduttiin kaksijakoisesti. Osa asiakkaista piti hyvänä asiana sähkövaraston käyttämistä myös talvella. Toiset asiakkaat olivat huolissaan akkujen ikääntymisestä talvikäytön myötä ja kyseenalaistivat jouston. Lisäksi samat asiakkaat halusivat joustopalveluntarjoajan huolehtivan akuista ja tarjoavan joustossa kuluneiden tilalle uudet akut.

Asiakkaat pystyttiin jaottelemaan teknologiasta kiinnostuneisiin ja ympäristötietoisiin sekä vaivattomuutta arvostaviin ja ympäristötietoisiin. Teknologiasta kiinnostuneiden joukossa korostui myös tutkijataustaiset asiakkaat, joilla oli muita syvempää innostusta ja kiinnostusta sähkövarastoa ja sen toimintaa kohtaan. Kaikki haastatellut korostivat oman käytön turvaamisen tärkeyttä, eli kaikki itse tuotettu aurinkosähkö halutaan ensisijaisesti käyttää ennen kuin sähkövarastoa ollaan antamassa muiden käyttöön. Myös muut henkilökohtaiset tarpeet menevät kulutusjouston edelle. Haastatellut edelläkävijäkäyttäjät kuitenkin suhtautuivat myönteisesti kulutusjoustoon ja pitivät sitä mahdollisena, mikäli se toteutettaisiin läpinäkyvästi ja siitä saisi reilun korvauksen. Asiakashaastatteluissa asiakkaille ehdotettiin reiluna korvauksen Helenin olemassa olevaa 13 snt/kWh hyvitystä sähköverkkoon myydystä, eli sähkövarastosta puretusta energiasta.

Vaikka jouston potentiaali on nykymarkkinamallilla pieni ja sähkövarastojen määrä on vasta kasvussa, saatiin asiakashaastatteluista vahvistusta sille, että osana yhteisiä ilmastotalkoita asiakkaat ovat valmiita antamaan sähkövarastojen kapasiteetin lainaan kohtuullista käyttöä ja reilua korvausta vastaan. Ilmaston kannalta joustossa saavutettavissa olevat hyödyt pitää pystyä konkretisoimaan asiakkaan elämää koskettavalla tavalla. Lisäksi viestinnässä tämänhetkiselle kohderyhmälle olisi syytä olla rohkeampi ja tuoda saataville lisää tietoa esimerkiksi yhtiöiden verkkosivuille.