Sähkömarkkinan ja säätövoimamarkkinan digitalisaatio on tehtävä hallitusti ja yhteisesti sovituilla pelisäännöillä investointi-intensiivisessä ja kriittisessä sähkön tuotannossa ja jakelussa. VTT ehdottaa ratkaisuksi neljää toimenpidettä, joilla varmistaa Suomen omavaraisuutta sähkömarkkinoilla ja taata yhteiskunnan häiriötön sähkönjakelu ja toiminta eri tilanteissa.
"Kulutuksen hallinnan keskiössä ovat yksittäiset rakennukset ja niiden joustopotentiaalin hyödyntäminen. Suomessa on yli 570 000 sähkölämmitteistä rakennusta, joiden kulutus on suurempi kuin kaikkien maamme ydinvoimaloiden yhteenlaskettu tuotto", sanoo erikoistutkija Klaus Känsälä VTT:ltä.
Yhteiskunta sähköistyy kiihtyvällä tahdilla, ja se luo tarpeita sähkön kulutuksen ohjaamiseen. Yhtenä ratkaisuna huipputehojen hallintaan on luoda paremmat edellytykset sähkön kulutusjoustolle sähkömarkkinoilla. Mahdollistamalla laajemmin rakennusmassan - eli sähköä käyttävien loppuasiakkaiden - ohjaus ja osallistuminen voidaan merkittävästi vaikuttaa yhteiskunnan kokonaislaskuun sekä sähkönkäytön huipuista aiheutuviin päästöihin.
VTT:n mukaan pitäisi ensinnäkin panostaa kysyntäjoustoon, jotta markkinoille saadaan lisää tarjontaa säätövoimasta. Rakennusmassassa piilevä säätöpotentiaali tulisi tuoda markkinoille esineiden internetin eli IoT-teknologian avulla. Sähkön kulutuksen ja tuotannon säätelyn pitää lisäksi olla tulevaisuudessa internetpohjaista ja kilpailulle avointa. Neljänneksi säätövoimalle tulee luoda markkinapaikka, josta voidaan ostaa joustoa tehotasapainon ja sähköverkkojen luotettavan toiminnan varmistamiseksi.
Kysyntäjoustossa kysyntää lisätään tai vähennetään siten, että muutos auttaa kulutuksen ja tuotannon tasapainon saavuttamisessa. Kysyntäjousto voi siirtää kysynnän toiseen ajanhetkeen, jolloin sähkön saatavuus ja hinta ovat edullisempaa käyttäjälle. Kysyntäjouston kehittäminen ja laajempi hyödyntäminen sähkön kysyntähuippujen leikkaamiseksi on tärkeää, sillä sähkön kysynnän joustaessa lisääntyvä tarve säätövoiman tuotannolle on näin vähäisempää.
"Kysyntäjoustossa on paljon hyödyntämätöntä potentiaalia. Siksi on olennaista madaltaa markkinoille tulon kynnystä", Känsälä huomauttaa.
Maailman energiapihein market on jo Suomessa
Internetin ja uusien digitaalisten ratkaisujen ansiosta rakennusten online-hallinta ja reaaliaikainen ohjaaminen ovat jo mahdollisia. Rakennus voi toimittaa tietoa omasta tilastaan ja siitä, voidaanko energian kulutusta lisätä tai vähentää seuraavilla minuuteilla tai tunneilla. Rakennuksen automaatiolla voidaan ohjata yksittäisiä laitteita tai prosesseja, kuten lämmitystä, ilmanvaihtoa, tai muita energiaintensiivisiä prosesseja, toimintaa tai olosuhteita heikentämättä.
"Tästä on jo toimiva esimerkki Suomessa, sillä tiettävästi maailman energiatehokkain kauppa kuluttaa vain noin 40 % energiaa vastaavaan tavalliseen ruokakauppaan verrattuna ja ottaa puolet energiastaan auringosta. Teknologia sopii käytettäväksi muissakin liikekiinteistöissä", Känsälä kertoo.
"Pilottikohteena ollut oululaismarket kuuluu S-ryhmään, jonka kaupat kuluttavat yhteensä noin 1,1 terawattituntia (TWh) sähköä vuodessa, kun taas esimerkiksi VR kuluttaa junissaan yhteensä noin 0,76 TWh", tutkija vertaa.
Pilotti on osa suurempaa, nyt päättyvää VIRPA-hankekokonaisuutta, jonka tuloksena syntyneeseen julkaisuun tulevaisuuden säätövoimasta sähkömarkkinoille VTT:n suositukset kuuluvat. Lisäksi siinä ovat olleet mukana Oulun yliopisto sekä yritysosapuolina Fingrid, S-ryhmä, Rejlers, Jalecon, Jetitek, Green Energy Finland, Fidelix ja Emtele.
Uusia toimijoita mukaan, kuluttajalle parempia palveluita
Sähkökaupan ja kysyntäjouston avautuminen ja sitä tukevat digitaaliset prosessit mahdollistavat monipuolisempien palvelujen toteuttamisen kuluttajille sekä uusien toimijoiden, kuten välittäjien eli aggregaattorien, pääsyn mukaan sähkömarkkinoille.
Uusien teknologioiden ja palvelumallien ansiosta myös kulutuksen jouston voi hyödyntää reaaliaikaisesti osana markkinaa, mitä varten VTT ehdottaa yhteisen digitaalisen kauppapaikan luomista kulutusjoustolle. Kauppapaikan tulee olla läpinäkyvä hintojen ja reagointiaikojen suhteen sekä mahdollistaa myös pienten sähköerien myynti kustannustehokkaasti.
"Tällaisessa markkinapaikassa sähköä voisi ostaa ja myydä hyvin nopeilla vasteajoilla kuten osakepörsseissä. Oikein toteutettuna sähkön avoin markkinapaikka toisi vakautta ja omavaraisuutta Suomelle ja jopa mahdollisuuksia myydä säätösähköä muihin maihin", Känsälä ehdottaa.
Yhtenä mahdollisena kauppapaikan toteutustapana olisi automatisoida kaupankäyntiä rahapörsseistä tuttujen bottien eli itsenäisesti sille määriteltyjen toimintaohjeiden mukaisesti toimivan tietokoneohjelman avulla. Tehtyjen kauppojen todentaminen voidaan tehdä automaattisesti lohkoketjuteknologiaa hyödyntämällä älyverkoissa.
Julkaisu verkossa: http://www.vtt.fi/inf/pdf/whitepapers/VTTWhitePaper2018-Saatovoimaa_tulevaisuuden_sahkomarkkinalle.pdf
Sanastoa:
Säätövoimalla tarkoitetaan energian- eli sähköntuotantoa, joka kykenee reagoimaan tuotannon ja kulutuksen välisiin vaihteluihin. Sähköä ei kyetä nykytekniikalla varastoimaan suuressa mittakaavassa, joten sitä on tuotettava verkkoon joka hetki suurin piirtein saman verran kuin sitä kulutetaan.
Säätövoimaan liittyy toinen käsite, kysyntäjousto, joka tarkoittaa energian kysynnän vähentämistä, kasvattamista tai siirtämistä. Tavoitteena on rakennuksen tai laajemman alueen kustannustehokas toiminta ilman häiriöitä.
IoT mahdollistaa kaikenlaisten laitteiden liittämisen myös tietoverkkoon. Tällöin ne voivat raportoida omasta kulutuksestaan ja jopa sallia oman kulutuksensa säätelyä. Tällaista sähkö- ja tietoverkon yhdistelmää kutsutaan älyverkoksi.
