Sähkönjakeluverkkoon liittyvät saarekekäytöt, käyttötapaukset ja niiden kannattavuuden perusteet

Abstract

Energian hintojen nousun, kasvavan energiantarpeen ja ilmastonmuutoksen myötä hajautettujen energiaresurssien käyttö yleistyy. Hajautetut energiaresurssit voivat olla uusiutuvia tai uusiutumattomia energiateknologioita hyödyntäviä tuotantolaitoksia tai energiavarastoja. Hajautetut energiaresurssit mahdollistavat sähkönjakeluverkkoon liittyvät saarekekäytöt, joita voidaan hyödyntää esimerkiksi toimitusvarmuuden parantamisessa ja energiakustannusten leikkaamisessa. Saarekekäyttöön tarvitaan energiaresurssien lisäksi kuormia sekä verkon- tai energianhallintajärjestelmä. Diplomityön tarkoituksena oli tutkia sähkönjakeluverkkoon liittyviä saarekeverkkoja, niiden saarekekäyttöä, käyttökohteita sekä selvittää saarekekäytön taloudelliseen kannattavuuteen vaikuttavia tekijöitä. Työssä oli tarkoituksena selvittää saarekekäytön nykytilaa Suomessa kyselytutkimuksen avulla, tarkastella saarekekäytön taloudellista kannattavuutta esimerkkiverkossa sekä luoda toimenpide-ehdotuksia edistämään saarekekäytön laajempaa hyödyntämistä. Kyselytutkimuksen perusteella yleisimmin käytössä oli polttoainekäyttöisiä varavoimalaitteistoja, jotka otettiin käyttöön manuaalisesti ohjaten lyhyen katkon kautta. Akkupohjaisia ratkaisuja käytettiin vain yksittäisissä tapauksissa. Siirrettävät varavoimalaitteistot olivat yleisempi ratkaisu, koska niillä on enemmän käyttökohteita kuin kiinteillä varavoimalaitteistoilla. Varavoimalaitteistoilla oli varauduttu useita päiviä tai viikkoja kestäviin sähkönjakelun häiriöihin. Sähköverkkoyhtiöt hyödyntävät saarekeratkaisuja yleisimmin keskeytyskustannusten pienentämiseen vikakeskeytyksissä tai suunnitelluissa keskeytyksissä. Nykyisen verkkoliiketoiminnan valvontamallin näkökulmasta maakaapelointi on saarekekäyttöä kustannustehokkaampi vaihtoehto verkon toimitusvarmuuden kehittämiseen. Loppukäyttäjät hyödyntävät saarekeratkaisuja energiakustannuksissa säästämiseen tai välttääkseen sähkönjakelun keskeytyksestä aiheutuvia haittoja. Maatilayrittäjillä on oltava eläintensuojelumääräysten ja erilaisten tukien velvoittamana varavoimalaitteisto turvaamaan eläinten hyvinvointia ylläpitävien laitteistojen toiminta. Varavoimalaitteistoja käytetään myös estämään tuotteiden pilaantumista pitkien sähkökatkojen aikana. Kyselyn perusteella jakeluverkkoyhtiöt ja maatilayrittäjät olisivat valmiita kehittämään toimitusvarmuus- ja kapasiteettijoustopalveluita, jos niiden kustannukset olisivat kummallekin osapuolelle liiketaloudellisesti kannattavia ja toteutus teknisesti toimiva. Tarkasteltaessa saarekekäytön taloudellista kannattavuutta jakeluverkkoyhtiön kannalta huomattiin, että ostamalla saarekekäyttö palveluna maatilalta esimerkkiverkon tapauksessa palvelun hinnan perustuessa kulutetun polttoaineen hintaan oli mahdollisuus kustannussäästöihin. Keskeytystilanteessa loppukäyttäjän kannattaa aina siirtyä saarekekäyttöön haittojen minimoimiseksi. Korkean sähkön hinnan aikaan saarekekäytön todettiin olevan loppukäyttäjälle kannattavaa sähkön hinnan ollessa yli 50–80 snt/kWh riippuen polttoaineen hinnasta ja varavoimalaitteiston polttoaineenkulutuksesta. Saarekekäytön laajempi hyödyntäminen vaatii vielä tarkennuksia asiaa koskeviin valtakunnallisiin säädöksiin. Lisäksi jakeluverkkoyhtiöiden, saarekeratkaisuiden omistajien ja ulkoisten palveluntarjoajien on kehitettävä liiketoiminta- ja palvelumalleja saarekekäytölle, joustopalveluille ja energiayhteisöille. Myös jakeluverkkoyhtiöiden ja loppukäyttäjien välisiin toimitusvarmuus- ja kapasiteettijoustopalveluihin liittyviä sopimus-, omistajuus- ja vastuunjakokysymyksiä tulee selvittää. Eri toimijoiden tulisi osallistua saarekekäyttöjen kehittämiseen sekä varautua sähkökatkoihin varavoimalaitteistoilla tukeakseen yhteiskunnan toimintaa. Saarekekäyttömahdollisuus sekä hajautetut energiaresurssit on huomioitava laajemmin osana rakennusten suunnittelua ja energiaresursseihin, saarekekäyttöön sekä energiayhteisöihin liittyvää tiedotusta sekä neuvontaa tulee lisätä.