Jouston arvo ja hinnoittelu jakeluverkkotoiminnassa
Myllykangas, Jere (2025)
2025
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
2025-07-03
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202507037515
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202507037515
Tiivistelmä
Energiamurros on muuttanut merkittävästi sähköverkon toimintaympäristöä. Hajautetun ja sääriippuvaisen sähköntuotannon lisääntyminen sekä yhteiskunnan sähköistymisen myötä nopeasti kasvanut sähkönkulutus ovat lisänneet painetta verkon siirtokapasiteetille. Perinteiset verkon vahvistusinvestoinnit eivät aina kykene vastaamaan riittävän nopeasti muuttuviin tarpeisiin, minkä vuoksi jakeluverkkoyhtiöiden on hyödynnettävä vaihtoehtoisia siirtojenhallinnan keinoja. Yksi tällainen keino on paikalliset joustomarkkinat, joiden avulla voidaan hankkia joustoa markkinaehtoisesti pullonkaulatilanteiden ehkäisemiseksi.
Tässä diplomityössä tutkittiin paikallisten joustomarkkinoiden käyttöä siirtojenhallinnan työkaluna ja erityisesti siellä ostettavien joustotuotteiden hinnoittelua jakeluverkkoyhtiön näkökulmasta. Tavoitteena oli määrittää kapasiteetti- ja energiatuotteille hintaikkuna, jonka sisällä jouston hankinta on kustannustehokasta verrattuna verkkoinvestointeihin tai kuormien irtikytkentään.
Työssä analysoitiin Helsingin alueen neljää eri tulevaisuuden sähkönkulutuksen skenaariota , jotka perustuivat Helen Sähköverkon 2040-luvun verkkoselvitykseen. Kullekin skenaariolle laskettiin alueen sähköverkon siirtorajapintojen joustotarpeet ja niihin perustuvat kapasiteetti- ja energiatuotteen kattohinnat kahdella eri joustostrategialla. Ensimmäisessä joustostrategiassa joustoa hankittiin aina, kun sähkönkulutus ylitti siirtorajapinnan N-1-rajan. Toisessa joustostrategiassa joustoa hankittiin vasta mitoittavan vian jälkeen, jolloin sähkönkulutusta rajoitettiin N-1-rajan alapuolelle. Lisäksi työssä arvioitiin joustopalvelutoimittajille syntyviä vaihtoehtoiskustannuksia muun muassa sähkön spot-hinnan ja Fingridin reservimarkkinoiden perusteella.
Tulosten perusteella ensimmäinen joustostrategia oli kannattavaa vain yhdessä skenaariossa, jossa joustotarve oli pienin ja harvoin esiintyvä. Sen sijaan toinen joustostrategia osoittautui kannattavaksi useammassa skenaariossa, koska joustoa tarvittiin harvemmin ja korkeammat kattohinnat mahdollistivat joustopalvelutoimittajien osallistumisen. Esimerkiksi yhdessä tarkastellussa skenaariossa toisen joustostrategian kapasiteettituotteen kattohinta oli 108,8 €/MW ja energiatuotteen 827 €/MWh. Hinnoittelun alarajat määritettiin joustopalvelutoimittajien vaihtoehtoiskustannusten perusteella, ja niiden arvioitiin olevan kapasiteettituotteelle noin 20–50 €/MW ja energiatuotteelle 70–150 €/MWh.
Yleisesti voidaan todeta, että paikalliset joustomarkkinat voivat tarjota kustannustehokkaan vaihtoehdon verkkoinvestoinneille erityisesti tilanteissa, joissa joustotarpeet ovat maltillisia. Joustotuotteiden hinnoittelussa on myös huomioitava sekä jakeluverkkoyhtiön että joustopalvelutoimittajien näkökulmat, jotta markkinat toimivat tehokkaasti ja houkuttelevat riittävästi osallistujia.
Tässä diplomityössä tutkittiin paikallisten joustomarkkinoiden käyttöä siirtojenhallinnan työkaluna ja erityisesti siellä ostettavien joustotuotteiden hinnoittelua jakeluverkkoyhtiön näkökulmasta. Tavoitteena oli määrittää kapasiteetti- ja energiatuotteille hintaikkuna, jonka sisällä jouston hankinta on kustannustehokasta verrattuna verkkoinvestointeihin tai kuormien irtikytkentään.
Työssä analysoitiin Helsingin alueen neljää eri tulevaisuuden sähkönkulutuksen skenaariota , jotka perustuivat Helen Sähköverkon 2040-luvun verkkoselvitykseen. Kullekin skenaariolle laskettiin alueen sähköverkon siirtorajapintojen joustotarpeet ja niihin perustuvat kapasiteetti- ja energiatuotteen kattohinnat kahdella eri joustostrategialla. Ensimmäisessä joustostrategiassa joustoa hankittiin aina, kun sähkönkulutus ylitti siirtorajapinnan N-1-rajan. Toisessa joustostrategiassa joustoa hankittiin vasta mitoittavan vian jälkeen, jolloin sähkönkulutusta rajoitettiin N-1-rajan alapuolelle. Lisäksi työssä arvioitiin joustopalvelutoimittajille syntyviä vaihtoehtoiskustannuksia muun muassa sähkön spot-hinnan ja Fingridin reservimarkkinoiden perusteella.
Tulosten perusteella ensimmäinen joustostrategia oli kannattavaa vain yhdessä skenaariossa, jossa joustotarve oli pienin ja harvoin esiintyvä. Sen sijaan toinen joustostrategia osoittautui kannattavaksi useammassa skenaariossa, koska joustoa tarvittiin harvemmin ja korkeammat kattohinnat mahdollistivat joustopalvelutoimittajien osallistumisen. Esimerkiksi yhdessä tarkastellussa skenaariossa toisen joustostrategian kapasiteettituotteen kattohinta oli 108,8 €/MW ja energiatuotteen 827 €/MWh. Hinnoittelun alarajat määritettiin joustopalvelutoimittajien vaihtoehtoiskustannusten perusteella, ja niiden arvioitiin olevan kapasiteettituotteelle noin 20–50 €/MW ja energiatuotteelle 70–150 €/MWh.
Yleisesti voidaan todeta, että paikalliset joustomarkkinat voivat tarjota kustannustehokkaan vaihtoehdon verkkoinvestoinneille erityisesti tilanteissa, joissa joustotarpeet ovat maltillisia. Joustotuotteiden hinnoittelussa on myös huomioitava sekä jakeluverkkoyhtiön että joustopalvelutoimittajien näkökulmat, jotta markkinat toimivat tehokkaasti ja houkuttelevat riittävästi osallistujia.