Sähkön toimitusvarmuutta voidaan lisätä ja huippuhintoja leikata nykyisen pörssihintamekanismin puitteissa.

Sähkön korkeat hetkittäiset hinnat johtuvat riittämättömästä sähkön tuotantotehosta kulutukseen nähden. Näiden kulutushuippujen määriä ja kestoja ei voida tuleville vuosille luotettavasti ennustaa. Tämän vuoksi markkinaehtoisia investointeja tarvittavaan säädettävään sähköntuotantokapasiteettiin ei liene kovin helposti tulossa.

Nykyistä sähkön pörssihinnoittelumekanismia on kritisoitu siitä, että hinta määräytyy korkeimman hyväksytyn tuotantotarjouksen mukaan, jolloin koko tuotetun sähköenergian hinta nousee ajoittain erittäin korkeaksi, riippumatta sähkön keskimääräisistä todellisista tuotantokustannuksista.

Sähkön korkeat hintapiikit tulevat monella eri mekanismilla kalliiksi talouselämälle, kotitalouksille ja koko yhteiskunnalle.

Erilaisia keinoja sähkön hintavaihtelun ja erityisesti huippuhintojen leikkaamiseksi on esitetty. Näistä ehdotuksista useimmat ovat valitettavasti moniongelmaisia.

Hyviäkin ehdotuksia löytyy.

Teknologiateollisuuden ja Elfi:n esittämä malli

Parhaimpiin ja toimivimpiin ehdotuksiin lukeutuu ehdottomasti Uuden Suomen uutisessakin kerrottu Teknologiateollisuus ja Elfi:n esittämä malli, joka on huomioitu nykyisessä hallitusohjelmassakin.

Kyseisessä mallissa 10 prosenttia kalleimmista sähkötarjouksista saisi korvauksen tekemänsä tarjouksen mukaan ja loput 90 prosenttia läpimenneistä tarjouksista saisi tämän perusjoukon korkeimman tarjouksen mukaisen hinnan.

Heille, jotka tuntevat sähköpörssin hinnoittelumekanismin, tämän mallin vaikutusmekanismi on ilmeinen.

Mallin merkittävin ongelma on, että se vaatisi toteutuakseen vastaavan lainsäädäntömuutoksen kaikissa sähköpörssimekanismiin kuuluvissa Euroopan maissa. Malli ei myöskään lisää kannustimia uuteen sähköntuotantokapasiteettiin, jolloin se ei paranna sähköpulan uhatessa toimitusvarmuutta nykyiseen tilanteeseen verrattuna.

Keino sähkön hintavakauden ja toimitusvarmuuden lisäämiseksi

Sähkön hintapiikit ja sähköpula ovat Suomen nykyisen sähköntuotantokapasiteetin johdosta todennäköisiä lähinnä talvikuukausien korkean kulutuksen aikoina, silloin kun tuulivoimatuotanto on tuulen puutteen vuoksi vähäistä. Tilanne tulee vaikeutumaan jatkossa, jos kaukolämmön ja sähkön yhteistuotantoon kykeneviä laitoksia yhä suljetaan ja tarvittavaa lämmitystä tullaan tuottamaan niiden sijaan erilaisilla sähköä kuluttavilla menetelmillä.

Tarvitaan siis lisää  harvoin tarvittavaa mutta teholtaan merkittävää sähköntuotantokapasiteettia. Kysymys kuuluu kenellä on tahtoa tehdä nämä laitosinvestoinnit, jotka tuskin tulevat koskaan maksamaan niillä tuotetun sähkön myynnin kautta itseään takaisin. Yksityiset laskutaitoiset toimijat eivät luonnollisestikaan tällaisia tappiollisia investointipäätöksiä tee.

Sähköntuotannon merkitys kaikelle yhteiskunnalliselle toiminnalle on kriittinen, joten näiden ongelmatilanteiden ratkaisuun on poikkeuksellisesti luontevaa rakentaa kapasiteettia yhteisesti rahoitetun toimijan kautta siten, että tämän vaikutus markkinaehtoisesti toimiviin tuotantolaitoksiin on vähäinen, mieluiten olematon.

Miten tällainen järjestely sitten toteutettaisiin. Tarvitaan kaksi asiaa: rahoitus ja toteutus.

Toteutus

Aloitetaan toteutuksesta, jotta tietäisimme mihin rahoitusta tarvitaan.

Tarvitsemme siis käskystä käyntiin lähtevää sähköntuotantokapasiteettia, joka pystyy säätymään ja tuottamaan tuntitasolla (jatkossa varttituntitasolla) halutun sähkötehon, tarvittaessa yhtäjaksoisesti useiden viikkojen ajan.

Kuinka paljon tällaista sähköntuotantotehoa sitten tarvittaisiin? Tämä riippuu siitä, kuinka paljon sähkön toimitusvarmuutta halutaan lisätä ja kuinka paljon sähkön huippuhintoja halutaan tasata.

Sähkön kapasiteettivakaudesta ja hintatasauksesta huolehtiminen sälytettäisiin yhden yhteisesti rahoitetun toimijan vastuulle, joka rakentaisi tarvittavaaa kapasiteettia ja osallistuisi sähkömarkkinoille ennalta tiedetyllä ja julkisesti ilmoitetulla tavalla. Nämä sähköpörssiin ilmoitetut tuotantotarjoukset tulisi hinnoitella siten, että ne jättävät tilaa markkinaehtoisille investoinneille, mutta leikkaavat pörssisähkön mahdollisen huippuhinnan kohtuulliselle tasolle.

Oletetaan nyt esimerkin vuoksi että tätä tasaavaa kapasiteettia olisi tarjolla sähköpörssissä tasaushintaan T = 161.23 €/MWh, jolloin arvonlisäverollinen pörssihinta kuluttajalle olisi 20 senttiä/MWh.  Tällöin markkinaehtoiset toimijat, jotka pystyvät tuottamaan ja myymään sähköä alle tämän hinnan, voisivat toimia sähköpörssissä kuten ennenkin.

Tämä hintakatto toki puhkeaisi siinä vaiheessa jos kysyntä ylittäisi pörssissä nämäkin kapasiteettitasaustarjoukset, mutta silti pörssihinta leikkautuisi tasauskapasiteetin verran kalliimpien huippuhintojen osalta.

Kuinka tarjota mahdollisuus kalliimmille sähkön tuotantomuodoille huippukulutustilanteisiin? Käytettävissä näille olisivat ensinnäkin nykyiset Fingridin sähköverkon taajuussäätöön tarkoitetut tarjousmekanismit, mutta lisäksi uusi kapasiteettitasausyhtiö voisi tehdä etukäteissopimuksia kalliimmista tuotantotarjouksista, jotka se voisi pyytää käyttöön tarvittaessa. Tarjoukset ja sopimukset olisivat julkisia, ja näille kalliimmille tarjouksille voisi yhtiö maksaa tasaushinnan T sovitusta kapasiteetista vaikka varsinaista tuotantoa ei tarvitsisikaan ajaa. Niiltä tunneilta, joilla kalleimmat tuotantomuodot tuottaisivat sähköä, maksettaisiin tarjouksen mukainen hinta.

Kapasiteetintasausyhtiö voisi siis rakentaa saamallaan rahoituksella tuotantokapasiteettia, jonka investointi- ja käyttökulut maksettaisiin yhteisellä rahoituksella. Yhtiö voisi myös ostaa edellä mainitulla mekanismilla kalliimpaa sähköä huippukulutustilanteisiin sähköpörssissä myytäväksi, hintaerotuksen tällä yhteisellä rahoituksella maksaen. Yhteistä rahoitustarvetta vähentäisi luonnollisestikin kaikki se tuotto, jonka yhtiö saisi myymästään energiasta sähkön huippukulutustilanteiden tasaukseen.

Rakennettava tasauskapasiteetti

Millaista sähköntuotantokapasiteettia yhtiön kannattaisi sitten rakentaa?

Sähköntuotantokapasiteetin toimintavaatimukset tulikin jo mainittua aikaisemmin ja mikä tahansa teknologia, jolla vaatimukset täyttyvät olisivat mahdollisia toteutukseen.

Koska sähkön toimitusvarmuus on juuri nykyisessä tilanteessa riskialueella, olisi syytä saada ensimmäiset voimalaitokset pystytettyä mahdollisimman pian, joten rakentaminen kannattaisi aloittaa olemassa olevaa toimintavarmaa teknologiaa hyödyntämällä.

Huoltovarmuuden kannalta tuotantokapasiteetti olisi lisäksi hyvä hajauttaa eri paikkoihin, joten rakennettavat yksiköt olisivat pienehköjä mutta niitä olisi suhteellisen runsaslukuisesti.

Rakennettavien tuotantoyksiköiden kannattavuutta ja ekologisuutta parantaisi, mikäli niiden mahdollisesti tuottama hukkalämpö voitaisiin hyödyntää esimerkiksi kaukolämpöverkkoihin.

Esimerkki tuotantoyksiköstä

Tuotantoyksikkö, joita yhtiön kannattaisi rakentaa voisi hyvinkin olla esimerkiksi dieselmoottorilaitos tai pienehköt kaasuturbiinilaitokset. Näitä laitoisia voisi sijoittaa eri puolilla Suomea olemassa olevien kaukolämpöverkkojen yhteyteen. Tuotantoyksikköjä voisi käynnistää sähkötarpeen mukaan järjestyksessä, jota ohjaavat paikallisilta kaukolämpöyhtiöiltä saadut hintatarjoukset kaukolämpöverkkon siirretystä lämpöenergiasta.

Työhypoteesina voitaisiin käyttää arviota jolla yksi 50MW sähköä kevyellä polttoöljyllä tuottava voimalaitos maksaisi 30M€, kiinteät vuosikustannukset 2.5M€ ja muuttuvat sähköntuotantokustannukset 85€/MWh. Energiahyötysuhde sähkön tuotannolle noin 45% jolloin hiha-arviona hukkalämpöä saataisiin talteen noin 30MW teholla.

Kahdeksalla laitoksella saataisiin 400 MW sähkötuotantoteho ja 240 MW lämmöntuotantoteho investointikustannuksen ollessa 240M€ ja kiinteiden vuosikustannusten 20M€. Mikäli pörssisähkötarjouksen hinta olisi mainittu 161€/MWh, saisi laitos käydessään sähköenergian myynnistä muuttuvien kustannusten jälkeen tuottoa 76 €/MWh ja lämmöstä vaikkapa 1/3 kuluttajahinnasta eli noin 25€/MWh.

Rahoitus

Yhtiön rahoitus tulisi pääosin kolmesta mahdollisesta lähteestä:

• Sähkönsiirron pullonkaulatulot
• EU:n mahdollinen tuki huoltovarmuus- tai muin vastaavin perustein tämän kaltaisille hankkeille
• Kapasiteetintasausmaksu

Sähkönsiirron pullonkaulatulot syntyvät sähkömarkkina-alueiden välisistä hintaeroista. Kapasiteetintasausyhtiön toiminta tulee vähentämään tilanteita, joissa sähkön hinnat poikkevat vierekkäisten sähkömarkkina-alueiden välillä ja pienentävät poikkeamatilanteissa hintaeroa, joten Fingrdin saamien pullonkaulatuottojen käyttäminen tähän tarkoitukseen, sähköverkkoyhtiöille jakamisen sijaan, on hyvinkin perusteltua. Nämä tuotot vaihtelevat suuresti vuosittain. Pullonkaulatuotot 2023 olivat jossakin vaiheessa vuotta arvioituna noin 300 M€

Toiseksi on  syytä kammata läpi kaikki EU:n mahdollisesti tarjoamat tuet tämän kaltaisiin hankkeisiin ja hakea niitä. Tämän rahallista arvoa on vaikea arvioda.

Ja sitten vielä mainittu kapasiteetintasausmaksu.

Kapasiteetintasausmaksu

Sähkön pörssihintojen suuri vaihtelu johtuu Suomessa pääosin säätilan satunnaisesta vaihtelusta ja on seurausta tuulivoiman suureksi kasvaneesta osuudesta sähkön tuotannossa. Kovimmat sähkön hintapiikit ja sähköpulan uhka syntyy talvikaudella, kulutuksen ollessa suurta ja tuulivoiman tuotanon vähäistä. Tällöin säädettävä sähköntuotantokapasiteetti ja siirtokapasiteetti uhkaavat loppua kesken.

Kapasiteetintasausmaksu kohdistuisi tasasuuruisena tuotettua sähköenerigiayksikköä kohden niille sähkön tuotantomuodoille, joita ei voi halutusti säätää tilanteissa, joissa sähkön tarve on suurta. Kapasiteetintasausmaksu perittäisiin näiden tuotantomuotojen sellaisilta sähkön tuottajilta, joiden tuotantoyksikköjen maksimituotantoteho ylittää esimerkiksi 1MW. Pientuotanto jätettäisiin siis tämän maksun ulkopuolelle.

Aurinkovoima tuottaa myös satunnaisesti sään mukaan, mutta sen teoreettinenkin maksimituotto talvisaikaan on pimeydestä ja lumitilanteestakin johtuen lähes olematonta, joten sen merkitys huippukulutusaikoina on käytännössä merkitysetöntä.

Käytännössä tämä maksu kohdistuisi siis tuulivoimaan.

Tuulivoiman tuotanto vuonna 2023 oli noin 14,5 TWh ja on kasvussa. Mikäli kapasiteetintasausmaksu olisi 1.0 €/MWh ( 0,124 c/kWh sis.alv 24%) olisi tuloutus kapasiteetintasausyhtiölle tällöin 14,5 M€ vuodessa.

Kapasiteetintasausmaksu antaisi myös tuulivoimalle nollaa suuremman rajakustannushinnan ja voisi siten osaltaan tervehdyttää sähkömarkkinan halvimman hinnan vaihtelua ja hitaammin säädettävien voimalaitosten hintapaineita sähkön ylituotantotilanteissa.

Yhteenveto

Sähkön kapasiteetin tasaukseen voisi edellä mainitulla mekanismilla rakentaa kolmessa vuodessa arviolta 1000 MW sähkötehon verran tuotantolaitoksia, eli noin 20 kappaletta 50 MW tehoista sähköntuotantoyksikköä. Lisäksi laitoksista voitaisiin saada, niiden käydessä täydellä nimelliskapastiteetillaan, noin 600 MW teholla kaukolämpöä.

Mikäli laitosten tarkoituksena olisi leikata sähköpörssin verollinen huippuhinta tasolle 20 c/kWh (sis.alv 24%), olisi näitä tunteja arviolta vuodessa noin 500 ja vaikutus yksityistalouksien sähkömaksuihin vuositasolla noin 20M€.

Huippuhintojen leikkaaminen olisi vain toinen puoli kolikkoa. Merkittävämpi puoli hyödystä tulisi lopulta sähkön toimitusvarmuuden lisääntymisen ja sähköpulan riskin pienenemisen kautta.

Mikäli tuulivoiman kapasiteetin kasvuennusteet pitävät paikkanssa, on Suomeen tulossa huimasti lisää satunnaista sähköntuotantotehoa. Tämä sähkötarjonta lisää toivottavasti myös sähkön kulutusta siten, että mahdollisimman suuri osa tarjolla olevasta sähkötehosta voidaan hyödyntää. Lisääntyvä kulutus ei oletettavasti tapahdu pelkästään aikoina, joina sähköstä on yhteiskunnan peruskulutuksen kannalta ylitarjointaa, vaan lisääntyvä kulutus kasvattaa myös sähkön minimikulutuksen hintatasolle, jossa sen käyttö on uuden kulutuksen investointien kannalta vielä kannattavaa. Tämä on sähkön hinnan ja kapasiteettipulan riskin takia ongelma, joka tulee ratkaistavaksi sääntelyllä tai säädettävää sähköntuotantokapasiteettia tässä kuvatun kapasiteetintasausmekanismin avulla sekä markkinaehtoisesti lisäten.

Joka tapauksessa säädettävää sähköntuotantoa tullaan tulevaisuudessa tarvitsemaan merkittäviä määriä lisää.

Huomattakoon vielä, että tässä esitetyt laskelmat eivät ole millään tavalla tarkkoja, ainoastaan ajattelun tueksi satunnaisia datalähteitä hyväksi käyttäen tehtyjä karkeita arvioita.