Korona on aikakone energiamarkkinoille: sähkön varastointi tekee voittoa negatiivisilla hinnoilla - Ideat | HS.fi
MainosIdeat

Korona on aikakone energiamarkkinoille: sähkön varastointi tekee voittoa negatiivisilla hinnoilla

MAINOS Uusiutuvan tuotannon osuus Euroopan sähköntuotannosta nousi koronaviruksen myötä tasolle, jonka piti olla mahdollista vasta vuosikymmenen päästä.


22.6.2020 8:49

Kestävätkö sähköverkot uusiutuvan sähköntuotannon suurta osuutta? Tästä oli määrä keskustella Euroopassa ja maailmalla seuraavat vuodet. Ei tarvitse enää. Kyllä kestävät.

Koronaviruksen aiheuttama merkittävä sähkön kysynnän heikentyminen erityisesti Etelä-Euroopassa on nostanut uusiutuvan sähköntuotannon osuuden lukemiin, joiden piti olla mahdollisia vasta vuosikymmenen päästä.

Kysynnän heikennettyä tuotantoa on ajettu alas varsinkin kivihiilivoimaloissa, kun taas tuuli- ja aurinkovoima ovat jauhaneet energiaa tavalliseen tapaansa. Itse asiassa tänä keväänä Euroopassa on nautittu poikkeuksellisen aurinkoisista ja vähäsaasteisista keleistä, mikä on lisännyt aurinkovoimaloiden tuotantoa. Myös tuulta on riittänyt hyvin tuulipuistojen tarpeisiin.

Euroopan tasolla uusiutuvilla tuotantomuodoilla on tuotettu lähes puolet kaikesta sähköstä ja Saksassa on yksittäisinä päivinä päästy jopa lähelle 80 prosenttia. Saksan kaikesta sähköstä tuotettiin esimerkiksi 21. huhtikuuta 78 prosenttia uusiutuvalla tuotannolla.

Isossa-Britanniassa puolestaan hiilivoimalla ei ole tuotettu sähköä 10. huhtikuuta jälkeen lainkaan. Saarivaltakunnassa tuotettiin 60 prosenttia kaikesta sähköstä uusiutuvilla tuotantomuodoilla 5. huhtikuuta.

Aikaa, vaivaa ja rahaa säästyy

Saksan, Ison-Britannian ja muiden Euroopan maiden päiväkohtaiset tiedot löytyvät Wärtsilän Energy Transition Lab -nettipalvelusta, joka on vapaasti kaikkien käytettävissä.

Wärtsilän luvut osoittavat, kuinka Euroopan sähkömarkkinat ovat koronaviruksen johdosta päätyneet aikamatkalle tulevaisuuteen. Näin suurten uusiutuvan tuotannon osuuksien piti olla mahdollisia vasta vuosikymmenen päästä.

”Nyt säästyy valtavasti aikaa, vaivaa ja rahaa, kun ei tarvitse spekuloida ja rakentaa testilaboratorioita, joissa selvitetään, kestääkö systeemi näin suurta uusiutuvan tuotannon osuutta. Nyt se on testattu. Kyllä kestää”, Wärtsilän energialiiketoiminnan strategiasta vastaaja johtaja Matti Rautkivi toteaa.

Rautkiven mukaan koronaviruksen aiheuttama tilapäinen hyppäys tulevaisuuteen ei mahdollista vain teknisten seikkojen, kuten sähköverkkojen kestävyyden, testaamista. Kyseessä on myös taloudellinen testi.

Sähkön varastointi hyvä bisnes

Isossa-Britanniassa alkuvuonna toukokuun puoliväliin saakka hiilivoima on tehnyt yli 200 prosenttia huonompaa taloudellista tulosta kuin vuotta aikaisemmin Rautkiven tietojen mukaan.

”Eli hiililaitokset tekevät tappiota. Siellä on henkilöstö töissä, vaikka laitoksia ei ajeta. Niiden talous on ihan kuralla.”

Myös joustamattomat, perusvoimaa tuottavat kaasuturbiinivoimalaitokset ovat kärsineet. Koronaviruksen myötä esimerkiksi Isossa-Britanniassa sähkön hinta on laskenut alkuvuonna noin 40 prosenttia ja myös kaasuturbiinilaitokset ovat tehneet lähes saman verran vähemmän voittoa.

 Sähkön varastoinnissa hintojen voimakas vaihtelu, volatiliteetti, on hyvä asia.

Samalla koronavirus on kuitenkin osoittanut, mitkä tahot ovat energiamurroksen selviäjiä ja voittajia. Joustava kaasutuotanto, joka reagoi nopeasti uusiutuvan tuotannon vaihteluihin, teki Isossa-Britanniassa vain kolmisen prosenttia vähemmän voittoa kuin vuosi sitten, Rautkiven tiedoista selviää.

”Tällaisessa tilanteessa, jossa uusiutuvaa on paljon, kyvyllä välttää alhaiset hinnat on suora rahallinen arvo. Joustavat kaasuvoimalat ovat päällä vain silloin, kun hinta on sopiva.”

Selviä voittajia ovat sähköä varastoivat laitokset. Ne lataavat akkunsa sähköverkosta halvalla ja myyvät sähköä, kun hinnat ovat korkeammalla. Isossa-Britanniassa sähkön varastointiratkaisut ovat tehneet alkuvuonna lähes 30 prosenttia enemmän voittoa kuin vuotta aikaisemmin.

”Mielenkiintoista on se, että sähkön varastoinnissa on tehty voittoa varsinkin kun hinnat ovat olleet negatiiviset. Eli sinulle maksetaan sata euroa, kun otat vastaan sähköä, ja myydessäsi sähköä maksat 50 euroa seuraavalle vastaanottajalle. Siinä tulee 50 euroa voittoa samalla lailla kuin jos hinnat olisivat positiiviset.”

Sähkön varastoinnissa hintojen voimakas vaihtelu, volatiliteetti, on hyvä asia. Koronaviruksen myötä volatiliteetti on kasvanut merkittävästi. Volatiliteetti on ollut erityisen voimakasta juuri negatiivisten hintojen osalta, sillä ylöspäin hinnat eivät nouse yhtä voimakkaasti ylitarjonnan takia.

”Euroopassa on paljon uusiutuvaa tuotantoa, mutta vanha fossiilinen tuotanto ja ydinvoima ovat myös yhä markkinoilla. Kun on ylitarjontaa, niin sitten hinnat painuvat nopeasti negatiivisiksi, kun kysyntä nopeasti heikkenee. Mutta jos kysyntä lisääntyy, ylitarjonta estää hinnan voimakkaan nousun”, Rautkivi sanoo.

Joustava kaasuvoimala sammuu kuin auto

Wärtsilälle koronavirus on osoittanut heidän strategiansa toimivan. Wärtsilä investoi useita vuosia sitten sähkön varastointiratkaisujen tuotantoon ja yhtiö on nyt yksi maailman suurimmista kyseisessä bisneksessä.

Toinen Wärtsilän päätuote energiamarkkinoilla on joustava kaasuvoimala. Wärtsilä ei tee kaasua polttavia turbiinilaitoksia vaan sähköä tuottavia kaasumoottorilaitoksia, joissa on männät auton polttomoottorin tapaan.

”Meidän moottorit pystytään sammuttamaan ja käynnistämään kuten autot tekevät nykyään liikennevaloissa. Esimerkiksi Yhdysvalloissa tietyillä alueilla, jossa on paljon uusiutuvaa tuotantoa, kaasumoottorimme sammutetaan ja käynnistetään monta kertaa päivässä”, Rautkivi sanoo.

Wärtsilän nettipalvelu on myynnin apuväline, jota tehdään pro bono -hengessä. Kaikille avoimessa nettipalvelussa näkyy nykytilanne ja sähköntuotannon historia. Mutta Wärtsilän asiakkaat näkevät myös sen, mitä tuotantomäärät ovat tulevaisuudessa palvelun laskeman ennusteen mukaan.

”Emme mene myymään jotain tiettyä ratkaisua, vaan ensin kartoitamme asiakkaan markkinan tilanteen ja laadimme palvelumme avulla erilaisia skenaarioita, miten sähkömarkkina kehittyy ja mitä asiakkaan kannattaisi tehdä.”

Mikä on hyvä hinta päästöoikeudelle?

Rautkivi lisää, että palvelua tarjotaan myös valtioille, niin viranomaisille kuin poliitikoille, työkaluksi energiamurroksen suunnitteluun ja siitä käytävään keskusteluun. Yksi keskeisimmistä keskusteluista koskee päästöoikeuksien hinnoittelua.

Ennen koronavirusta yhden hiilidioksiditonnin päästöoikeus maksoi Euroopassa noin 25 euroa. Viruksen rantauduttua Eurooppaan kaikki energiahinnat ja myös päästöoikeuksien hinnat notkahtivat rajusti. Päästöoikeuksien hinta on toipunut osittain ja on nyt 20 euron tuntumassa.

Kahden arvostetun taloustieteilijän, Nicholas Sternin ja Joseph Stiglitzin mukaan päästöoikeuksien tulisi olla 35-75 euroa tonnilta, jotta päästöoikeuskauppa todella ohjaisi markkinoita pois fossiilisista polttoaineista. Euroopassa on esitetty, että päästöoikeuksien tulisi olla vähintään 50 euroa tonnilta.

”Meidän palvelumme pystyy laskemaan siihen kerätyn datan perusteella, miten sähköntuotanto kehittyisi maittain, jos Euroopassa asetettaisiin 50 euron alaraja päästöoikeuksille”, Rautkivi toteaa.

Tuulivoima edullisin energiamuoto

Voittajia tulevat varmuudella olemaan sähkön varastointiratkaisujen sekä joustavien kaasuvoimaloiden lisäksi aurinko- ja tuulivoima. Tuulivoima on muutamassa vuodessa erottunut edullisimmaksi sähköntuotannon muodoksi, kun kyse on kokonaan uuden tuotannon rakentamisesta.

Kyse on täysin markkinaehtoisesta tuulivoimasta, joka ei saa yhteiskunnan tukia. Muutos näkyy selvästi Suomessakin, jossa rakennetaan suuret määrät uutta tuulivoimaa markkinaehtoisesti.

Suomen Tuulivoimayhdistyksen toimitusjohtajan Anni Mikkosen mukaan kehitys on ollut häkellyttävän nopeaa. Suomessa syöttötariffilla tuettu tuulivoimarakentaminen päättyi vuonna 2017. Tuon vuoden syksyllä Mikkonen kyseli asiantuntijoilta, olisiko Suomessa edellytyksiä muissa maissa suosittuihin PPA-sopimuksiin (power purchase agreement). Eli tuulipuisto tekisi sopimuksen ison toimijan kanssa, joka ostaisi kaiken sähkön sovittuun hintaan esimerkiksi 10 tai 15 vuoden ajan.

”Minulle vastattiin, että ei onnistu Suomessa. Meillä oli kuulemma liian alhainen sähkön markkinahinta ja tuulivoiman tuotantokustannukset liian korkeat”, Mikkonen muistelee.

Tilanne muuttui jo kevätkesällä 2018, kun Suomessa ilmoitettiin uusista, PPA-sopimuksiin pohjautuvista markkinaehtoisista tuulipuistohankkeista.

”Se oli monen asian yhdistelmä. Sähkön hinta nousi hieman, uuden sukupolven voimalat laskivat tuotantokustannuksia ja rahoituskustannukset laskivat.”

Tuulivoiman kustannuksista iso osa rahoitusta

Tuulivoimahankkeen kustannuksista noin 40 prosenttia on rahoituskustannuksia. PPA-sopimukset olivat tärkeässä roolissa rahoituskustannusten laskemisessa, sillä rahoittaja antaa edullisempaa lainaa, kun sen vastineena on pitkäaikainen sähkönostosopimus luotettavan sähkönostajan kanssa.

Suomessa tuulipuistohankkeita on toteutettu myös rahoituskustannuksia laskevalla ns. Mankala-mallilla. Siinä voimalayhtiön osakkaat saavat yhtiön tuottaman sähkön omakustannehintaan omistuksiensa suhteessa. Esimerkiksi Suomen Hyötytuulen osakkaina ovat suuret suomalaiset kaupunkienergiayhtiöt kuten Helenin tuotantoyhtiö Oy Mankala Ab, jonka mukaan toimintamalli on saanut nimensä.

 ”Tärkein kehitys on ollut kyky rakentaa entistä pidempiä lapoja, jotka kestävät.”

Mankala-malli on ollut pitkään käytössä muissa tuotantomuodoissa. Suomen Hyötytuuli on ollut ensimmäisiä Mankala-mallilla toimivia tuulivoimayhtiöitä Suomessa. Sekin on hyötynyt merkittävästi tuulivoiman teknologisesta kehityksestä. Ennen kaikkea kehitystä on tapahtunut tuulivoimaloiden koon kasvattamisessa.

”Nyt pystytään tekemään selvästi korkeampia tuulivoimaloita ja pidempiä lapoja, jolloin lapojen pyyhkäisypinta-ala on kasvanut. Nyt puhutaan kahden hehtaarin kokoisesta pyyhkäisypinta-alasta”, Tuulivoimayhdistyksen Mikkonen toteaa.

Lavan korkein piste 250 metrissä

Mitä korkeammalla ollaan, sitä enemmän tuulee. Ja entistä korkeammalle saadaan samalla entistä isompia pyyhkäisypinta-aloja keräämään mahdollisimman paljon tuulienergiaa talteen.

”Lapojen aerodynaamiset ominaisuudet ovat myös kehittyneet, mutta tärkein kehitys on ollut kyky rakentaa entistä pidempiä lapoja, jotka kestävät”, Mikkonen sanoo.

Torni on eurooppalaisissa tuulivoimaloissa yleensä putkirakenteinen terästorni, kun taas esimerkiksi Yhdysvalloissa käytetään myös ristikkorakenteisia. Käytössä on myös ns. hybriditorneja, joissa osa tornista on betonia ja osa terästä. Kun tavoitellaan mahdollisimman korkeaa tornia, alin terästornilohko on halkaisijaltaan niin suuri, että sen kuljettaminen käy vaikeaksi. Tällöin vaihtoehdoiksi voivat tulla hybriditorni tai teräslevytorni, jotka kootaan tuulivoimalan rakennuspaikalla.

”Suomessa ei ollut aikaisemmin myöskään riittävän järeää nostokalustoa, mutta nyt on ja meillä on jo pystytetty 175-metrisiä tuulivoimaloita. Tuo 175 metriä on napakorkeus. Korkeimpien Suomeen rakennettujen voimaloiden lavan korkein piste on 250 metriä”, Mikkonen jatkaa.

Riisin oljista energiaa

Myös muissa uusiutuvan tuotannon muodoissa on tapahtunut edistystä. Yksi tällainen on biomassan ja erilaisten aikaisemmin hyödyntämättömien jätevirtojen polttaminen energiaksi. Tässä yksi maailman johtavista yhtiöistä on teknologiayhtiö Valmet, joka on erikoistunut nimenomaan vaativia polttoaineita ja jakeita hyödyntävien energiaratkaisuiden suunnitteluun ja toimittamiseen.

”Kysehän on kemiasta. Meillä on tuhansien polttoaineiden ja polttoaineseosten kirjasto niiden kemiallisesta koostumuksesta sekä käyttäytymisestä”, Valmetin Energia-liiketoimintayksikön johtaja Kai Janhunen sanoo.

Valmetilla on Tampereella täyden mittakaavan tutkimus- ja tuotekehityslaitos, johon voidaan ottaa uusia polttoaineita eri puolilta maailmaa ja ajaa testejä todellisen voimalaitoksen kokoluokassa.

”Testitulosten pohjalta suunnitellaan teknisesti kestävä ja hyvän hyötysuhteen omaava laitos asiakkaalle”, Janhunen sanoo.

Tampereelle on tuotu poltettavaksi muun muassa riisin olkia. Janhusen mukaan maatalouden hyödyntämätön biomassa on yksi selvästi kasvava uusiutuvan energian lähde.

”Agropohjaisissa polttoaineissa on korkeat alkalipitoisuudet ja kun niitä poltetaan korkealla hyötysuhteella, haasteeksi muodostuu kattilan korroosiokestävyys. Tässä on otettu selkeästi askeleita eteenpäin.”

Tampere investoi uusiutuvaan polttamiseen

Euroopassa kiihtyvä hiilivoiman alasajo tuo lisää kauppoja Valmetin energiabisnekselle. Yhtiö kertoi huhtikuun lopussa 20 miljoonan euron kaupasta, jossa ruskohiiltä polttava kattilalaitos muutetaan biomassapolttoiseksi Puolassa.

Vielä selvästi isompi kauppa ilmoitettiin muutama päivä aikaisemmin Suomessa, kun Valmet kertoi toimittavansa 70 miljoonan euron arvoisen uusiutuvia biomassoja käyttävän kattilalaitoksen Tampereen Sähkölaitokselle.

Janhusen mukaan Valmetilta tilataan uusia kattilalaitoksia pääasiassa teollisuuden ja kaukolämmön tarpeisiin, varsinkin Euroopassa. Sähköntuotannon merkitys on laskenut samaa rataa kun tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto ja kilpailukyky ovat kehittyneet.

Korkean hyötysuhteen aikaansaamiseksi kattilalaitos on tyypillisesti yhdistelmälaitos, joka tuottaa myös jonkin verran sähköä. Lisäksi piipuissa on lämpöä talteen ottavat lauhduttimet.

”Savukaasun sisältämän vesihöyryn lauhdutuksen ansiosta esimerkiksi Tampereen Sähkölaitoksen uuden laitoksen kokonaishyötysuhde on noin 112 prosenttia perustuen polttoaineen teholliseen lämpöarvoon. Siinä onkin ihmettelemistä, kun hyötysuhde on jo saatu yli sadan”, Janhunen hymähtää.

Tampereen Sähkölaitos säästyy samalla päästöoikeuksien ostamiselta, kun maakaasua käyttävä vanha laitos korvataan biomassaa hyödyntävällä kattilalaitoksella. Samalla yhtiö pienentää riskiään sille, että päästöoikeuksien hintaa nostettaisiin voimakkaasti Euroopassa tulevina vuosina. •

Koronavirus haastaa päästöoikeuskaupan

Koronaviruksesta huolimatta markkinat ennakoivat Euroopan päästöoikeuksien hintojen pysyvän lyhyellä aikavälillä suurin piirtein nykyisellä tasollaan. Mutta miten jatkossa?

Myös reilun kymmenen vuoden takaisen finanssikriisin aikaan kysyntä laski nopeasti, ja päästöoikeuksia jäi käyttämättä. Kun kysyntä elpyi, fossiilisten polttoaineiden käyttäjillä oli runsaasti käyttämättömiä päästöoikeuksia. Tästä seurasi päästöoikeuksien hintojen voimakas halpeneminen lähes vuosikymmenen ajaksi.

Energiateollisuus ry:n asiantuntijan Petteri Haverin mukaan riskinä on, että koronavirus aiheuttaa päästöoikeuksien kauppaan markkinahäiriön samaan tapaan kuin finanssikriisi. EU:n päästökauppajärjestelmään on luotu finanssikriisin opetuksien pohjalta automaattinen vakautusmekanismi, joka tasoittaa talouden heilahteluita.

”Kysymys kuuluukin, miten mekanismi selviää tästä tilanteesta”, Haveri toteaa.

Lue myös:

Lue myös: