Kymijoen Inkeroisten vesivoimalaitoksen sähköjärjestelmän lainsäädännöllisten vaatimusten selvitys ja teknistaloudellinen tarkastelu
Tuominiemi, Juho (2021)
Tuominiemi, Juho
2021
Sähkötekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-07-20
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202106185981
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202106185981
Tiivistelmä
Vesivoima on yksi vanhimmista uusiutuvan energian sähköntuotantomuodoista, jonka etuna tulevaan säästä riippuvaan joustavaan sähköjärjestelmään on sen säädeltävyys. Suomessa suurin osa vesivoimaan liittyvistä investoinneista kohdistuvat uusien vesivoimalaitosten rakentamisen sijaan vanhojen voimalaitosten peruskorjauksiin ja kehittämiseen.
Kouvolassa sijaitsevan Kemijoen omistaman Inkeroisten vesivoimalaitoksen sähköjärjestelmä on tulossa käyttöikänsä päähän ja sille suunnitellaan uusintaa. Voimalaitos on yhdistetty viereiseen paikallisen teollisuustoimijan tehtaaseen, johon suurin osa voimalaitoksen tuottamasta sähköstä siirretään. Voimalaitos on yhdistetty myös viereisen Kemijoen omistaman Anjalankosken vesivoimalaitoksen kautta kantaverkkoon. Inkeroisten sähköjärjestelmän uusinnassa pääsyöttöyhteyden sähkönsiirtoreitti on toteutettava joko tehtaaseen tai kantaverkkoon.
Sähköjärjestelmää uusittaessa on huomioitava vanhan sähköjärjestelmän pitoaikana päivittyneet lainsäädännölliset ja tekniset vaatimukset voimalaitoksen toiminnalle. Tässä diplomityössä selvitetään mitkä vaatimukset asettavat reunaehtoja Inkeroisten sähköjärjestelmän uusinnalle ja miten reunaehdot rajoittavat uusinnan toteutusta. Lisäksi työssä tarkastellaan teknistaloudellisesti eri vaihtoehtojen toteutusta pyrkien löytämään niistä kannattavin.
Inkeroisten voimalaitoksen sähköjärjestelmän uusinnalle reunaehtoja antaa sähkömarkkinalaki, jonka kantaa selvitetään Energiavirastolta. Sähköjärjestelmän uusinnalle voidaan määritellä kaksi toteutustapaa. Ensimmäisenä toteutustapana voimalaitos voidaan liittää tehtaaseen erillisellä linjalla suoraa sähköntoimitusta varten. Sähkömarkkinalakiin on kuitenkin tulossa lisäyksiä erilliseen linjaan koskevaan sääntelyyn hallituksen esityksellä, jossa erillisen linjan kautta tapahtuva sähkönjakelu on sallittua vain enintään 2 MVA tehoisella sähköntuotannolla. Inkeroisten voimalaitoksen teho on lähes 20 MVA, joten hallituksen esityksen perusteella erillisen linjan käyttö Inkeroisten voimalaitoksen tuotannon siirtämiseen muuttuu luvanvaraiseksi sähköverkkotoiminnaksi. Nykyisessä sähkömarkkinadirektiivissä enimmäistehorajaa ei ole ja on mahdollista, että enimmäistehoraja poistuu hallituksen esityksen edetessä.
Vaihtoehdon teknistaloudellinen tarkastelu ja tulevaisuuden toiminta vaatii yhteistyötä Kemijoen ja teollisuustoimijan välillä. Etuja ovat säästöt kantaverkkopalvelumaksuissa ja teollisuuden tukeminen apusähköllä. Huonona puolena on sähkön tuotannon riippuvuus tehtaan kulutuksesta.
Toisena toteutustapana Inkeroisten voimalaitos voidaan liittää Anjalankosken voimalaitoksen kautta kantaverkkoon, jolloin voimalaitoksen ja tehtaan välinen yhteys voidaan jättää varasyöttöyhteydeksi. Toteutustavassa voimalaitos toimii sähkömarkkinoilla ja tuotanto ei ole riippuvainen tehtaan toiminnasta. Investointi on hankintakustannuksiltaan Kemijoelle kalliimpi, koska Anjalankosken kytkinkenttää on laajennettava. Investoinnin suunnittelussa on varauduttava myös Inkeroisten voimalaitoksen mahdolliseen tehonnostoon.
Tulosten perusteella tässä vaiheessa ei voida määrittää yhtä kannattavinta toteutustapaa. Päätöksenteon perustuessa tarkempaan selvitykseen Kemijoen on odotettava sähkömarkkinalain muuttumista ja selvittää muutoksen vaikutukset erillisen linjan käytön kannattavuustekijöihin. Tulokset antavat Kemijoelle hyvät lähtökohdat uusintainvestoinnin toteutustavan päätöksen tueksi ja alustavan suunnitelman vaihtoehtojen suunnittelun jatkamiseen.
Kouvolassa sijaitsevan Kemijoen omistaman Inkeroisten vesivoimalaitoksen sähköjärjestelmä on tulossa käyttöikänsä päähän ja sille suunnitellaan uusintaa. Voimalaitos on yhdistetty viereiseen paikallisen teollisuustoimijan tehtaaseen, johon suurin osa voimalaitoksen tuottamasta sähköstä siirretään. Voimalaitos on yhdistetty myös viereisen Kemijoen omistaman Anjalankosken vesivoimalaitoksen kautta kantaverkkoon. Inkeroisten sähköjärjestelmän uusinnassa pääsyöttöyhteyden sähkönsiirtoreitti on toteutettava joko tehtaaseen tai kantaverkkoon.
Sähköjärjestelmää uusittaessa on huomioitava vanhan sähköjärjestelmän pitoaikana päivittyneet lainsäädännölliset ja tekniset vaatimukset voimalaitoksen toiminnalle. Tässä diplomityössä selvitetään mitkä vaatimukset asettavat reunaehtoja Inkeroisten sähköjärjestelmän uusinnalle ja miten reunaehdot rajoittavat uusinnan toteutusta. Lisäksi työssä tarkastellaan teknistaloudellisesti eri vaihtoehtojen toteutusta pyrkien löytämään niistä kannattavin.
Inkeroisten voimalaitoksen sähköjärjestelmän uusinnalle reunaehtoja antaa sähkömarkkinalaki, jonka kantaa selvitetään Energiavirastolta. Sähköjärjestelmän uusinnalle voidaan määritellä kaksi toteutustapaa. Ensimmäisenä toteutustapana voimalaitos voidaan liittää tehtaaseen erillisellä linjalla suoraa sähköntoimitusta varten. Sähkömarkkinalakiin on kuitenkin tulossa lisäyksiä erilliseen linjaan koskevaan sääntelyyn hallituksen esityksellä, jossa erillisen linjan kautta tapahtuva sähkönjakelu on sallittua vain enintään 2 MVA tehoisella sähköntuotannolla. Inkeroisten voimalaitoksen teho on lähes 20 MVA, joten hallituksen esityksen perusteella erillisen linjan käyttö Inkeroisten voimalaitoksen tuotannon siirtämiseen muuttuu luvanvaraiseksi sähköverkkotoiminnaksi. Nykyisessä sähkömarkkinadirektiivissä enimmäistehorajaa ei ole ja on mahdollista, että enimmäistehoraja poistuu hallituksen esityksen edetessä.
Vaihtoehdon teknistaloudellinen tarkastelu ja tulevaisuuden toiminta vaatii yhteistyötä Kemijoen ja teollisuustoimijan välillä. Etuja ovat säästöt kantaverkkopalvelumaksuissa ja teollisuuden tukeminen apusähköllä. Huonona puolena on sähkön tuotannon riippuvuus tehtaan kulutuksesta.
Toisena toteutustapana Inkeroisten voimalaitos voidaan liittää Anjalankosken voimalaitoksen kautta kantaverkkoon, jolloin voimalaitoksen ja tehtaan välinen yhteys voidaan jättää varasyöttöyhteydeksi. Toteutustavassa voimalaitos toimii sähkömarkkinoilla ja tuotanto ei ole riippuvainen tehtaan toiminnasta. Investointi on hankintakustannuksiltaan Kemijoelle kalliimpi, koska Anjalankosken kytkinkenttää on laajennettava. Investoinnin suunnittelussa on varauduttava myös Inkeroisten voimalaitoksen mahdolliseen tehonnostoon.
Tulosten perusteella tässä vaiheessa ei voida määrittää yhtä kannattavinta toteutustapaa. Päätöksenteon perustuessa tarkempaan selvitykseen Kemijoen on odotettava sähkömarkkinalain muuttumista ja selvittää muutoksen vaikutukset erillisen linjan käytön kannattavuustekijöihin. Tulokset antavat Kemijoelle hyvät lähtökohdat uusintainvestoinnin toteutustavan päätöksen tueksi ja alustavan suunnitelman vaihtoehtojen suunnittelun jatkamiseen.