Energiayhteisöjen vaikutukset sähköverkkoyhtiön toimintaan ja verkkopalvelumaksuihin

Abstract

Energia-alan on murroksessa, kun uusiutuvaa sähköenergiaa tuotetaan yhä enemmän. Euroopan Unioni ajaa energiayhteisöjä osaksi tätä muutosta energia-alalla. Energiayhteisö tarkoittaa erilaisten toimijoiden yhteisöä, joka tuottaa jäsenilleen uusiutuvaa sähköenergiaa ja muita energiapalveluita. Tässä diplomityössä tarkastellaan energiayhteisöjen vaikutuksia sähköverkkoyhtiön toimintaan. Työn tavoitteena on selvittää energiayhteisöjen teknisiä ja taloudellisia vaikutuksia ja lisäksi tutkia mahdollisuuksia energiayhteisön verkkopalvelutuotteelle ja kulutusjouston ostamiselle energiayhteisöltä.

Energiayhteisöjen vaikutuksia selvitettiin tapaustutkimuksen avulla. Elenia Verkko Oyj:n verkkoalueelle luotiin kolme eri maantieteellisellä sijainnilla olevaa tapausenergiayhteisöä: kaupunkiyhteisö, maaseutuyhteisö ja teollisuusyhteisö. Tapausenergiayhteisöille luotiin vuoden kulutusprofiili mitatuista kulutussarjoista. Kaikille tapausenergiayhteisölle valittiin tuotantomuodoksi kulutukselle sopivat aurinkopaneelit. Lisäksi kaupunkiyhteisöön liitettiin litiumioniakku energiavarastoksi ja maaseutuyhteisöön biokaasuvoimalaitos. Teollisuusyhteisölle ei lisätty energiavarastoa, sillä kaikki aurinkovoiman tuotantoteho käytettiin yhteisön sisällä.

Kulutus- ja tuotantotietojen yhdistämisen jälkeen tapausenergiayhteisöjen verkkoon liittämistä simuloitiin. Tulokseksi saatiin kaikkien kolmen tapauksen osalta, että energiayhteisön verkkoon liittäminen onnistuisi ilman sähköverkon vahvistamista. Seuraavaksi simuloitiin kuinka suuren energiayhteisön ja tuotantolaitoksen liittämisen sähköverkko kestäisi. Tuloksena saatiin huomattavasti suurempi liittämisteho, kuin mitä tapausenergiayhteisöiden tuotantoteho oli. Ensimmäisenä liittämiskriteereistä ylittyi verkon komponenttien kuormitusaste ja maaseutuyhteisöllä lisäksi jännitteen nousu verkon liittymispisteissä.

Tapausenergiayhteisön vuosittaisia verkkopalvelumaksuja laskettiin nykytilanteessa ja energiayhteisön perustamisen jälkeen. Tuloksena saatiin, että sähköverkkoyhtiön julkista verkkoa käytettäessä verkkopalvelumaksut pienentyvät itse tuotetun sähköenergian vuoksi, jolloin sähköverkossa ei tarvitse siirtää niin paljon sähköenergiaa. Kaupunkiyhteisössä käytettiin omaa sähköverkkoa ja omia mittauksia, jolloin vuosittaiset verkkopalvelumaksut pienenivät suuresti, kun perusmaksujen osuus verkkopalvelumaksusta hävisi lähes kokonaan.

Viimeiseksi tutkittiin energiayhteisön verkkopalvelutuotteita ja kulutusjouston toteuttamista kirjallisuuskatsauksen avulla. Energiayhteisön verkkopalvelutuotteen mahdollisiksi periaatteiksi saatiin kolme pääkohtaa. Energiayhteisön jäsenien välillä julkisessa verkossa siirretyn oman sähkön tuotannon siirtomaksun pienentäminen, mikäli se tapahtuu paikallisesti. Hinnoittelun muuttaminen perusmaksupainotteisesta tehopainotteiseksi, jotta tuote on enemmän kustannusvastaava ja asiakkaat voivat vaikuttaa verkkopalvelumaksuihinsa. Tunneittain vaihtuva siirtohinta verkon kuormitustilanteen mukaan, jolloin sähköverkkoyhtiö voi hintoja ohjaamalla pienentää sähköverkon kuormitusta. Kulutusjoustosta saatiin selville, että se voisi mahdollisesti pienentää sähköverkkoon tehtäviä paikallisia investointeja, jos sähköverkkoyhtiö ostaisi kulutusjoustopalvelua energiayhteisöltä. Energiayhteisö sitoutuisi vähentämään kulutustaan sähköverkon huippukulutuksen aikaan esimerkiksi energiavarastojen ja kuormien ohjaamisen avulla.