— Tulevaisuuden sähköjärjestelmä perustuu yhä enemmän sähkön kulutuksen joustoihin, toteaa työ- ja elinkeinoministeriön ylitarkastaja Tatu Pahkala. Hän veti ministeriön asettamaa älyverkkotyöryhmää, joka pohti tulevaisuuden sähköjärjestelmän olemusta. Pahkala kertoi älyverkkotyöryhmän työn tuloksista Energiateollisuus ry:n seminaarissa Verkosto2019-messujen yhteydessä tammikuun lopussa.

Kulutusjoustoja tarvitaan tasaamaan erityisesti aurinko- ja tuulivoiman kaltaisten sähköntuotantomuotojen ajallisia vaihteluita. Ennakoimattomasti toimivien sähköntuotantomuotojen määrän ennustetaankin kasvavan voimakkaasti Suomessa — suurin osa uusista investoinneista kohdistuu lähes yksinomaan tuulivoimaan.

Kulutusjoustojen korostuminen tarkoittaa sitä, että sähköä käyttävät asiakkaat ohjailevat sähkönkäyttöään sähköntuotannosta saatavien signaalien perusteella aktiivisesti ja jatkuvasti. Käytännössä sähkönkäyttäjän ei kuitenkaan tarvitse huolehtia asiasta itse — useimmiten hän ei edes huomaa, että ohjausta tapahtuu. Ohjauksen hoitaa älyteknologia tai ohjauspalveluita tarjoava yritys.

Älykkäät kulutusjoustoja varten kehitetyt järjestelmät osaavat haistella sähkömarkkinoiden tapahtumia, mm. hinnassa tapahtuvia muutoksia. Saamiensa tietojen perusteella älykäs kuormituksenohjaus siirtää esimerkiksi lämminvesivaraajan latausta alkuillasta aamuyöhön. Sähköasiakas ei kuitenkaan havaitse ohjausta — tärkeintä on se, että hän voi ottaa aamulla lämpimän suihkun tavalliseen tapaan.

Joustoja voidaan rakentaa useilla eri tavoilla. Sähkövarastot — suuret akut — ovat yksi tapa. Akkuihin varataan esimerkiksi tuulisähköä silloin kun tuulee tai silloin kun sähkön hinta markkinoilla on alhainen. Akkuihin varastoidulla sähköllä voidaan myöhemmin tasata tuulivoiman tuotannon aukkoja. Sähkövarastoja voivat omistaa sähköä myyvät yhtiöt, energiayhteisöt tai kiinteistöt. Kansalaisten omistamien sähköautojen akut ovat myös sähkövarastoja. Osa kulutusjoustomenetelmistä odottaa ehkä vielä keksijäänsä.

— Kulutusjoustot pitäisi toteuttaa aina markkinaehtoisesti, Pahkala sanoo.

Tämä tarkoittaa sitä, että kulutusjoustojen toteuttamiseen ohjaisi siitä saatava taloudellinen hyöty. Samalla markkinoille odotetaan kehittyvän erilaisia keskenään kilpailevia kulutusjoustopalveluita. Sähkönkäyttäjälle tämä voi näkyä energiankäytön tehostumisena tai halvempana energiana.

Uusien kulutusjoustopalveluiden ilmaantuminen markkinoille pakottaa myös terävöittämään säännellyn monopolitoiminnan (verkkotoiminnan) ja kilpailtujen toimintojen (sähkönmyynnin) välistä rajaa. Joidenkin uusien sähkömarkkinoille tulossa olevien palveluiden osalta on vielä epäselvää, ovatko ne säänneltyä verkkotoimintaa vai kilpailtua toimintaa. Älyverkkotoimikunnan mielestä esimerkiksi sähkön varastointi on pääsääntöisesti kilpailtua liiketoimintaa.

Kulutusjoustojen tarjoajat

Yksittäisen kotitalouden sähkönkäytön ohjaus ei yksin tarjoa riittävästi joustoja. Kotitalouksien tarjoama joustopotentiaali hypähtää kuitenkin aivan uusiin ulottuvuuksiin, kun yksittäisiä joustomahdollisuuksia kootaan yhteen suuremmaksi nipuksi. Pahkala ennustaa, että markkinoille ilmaantuu uudenlaisia yrityksiä, jotka keräävät yhteen yksittäisten kotitalouksien joustopotentiaalit. Kun nipussa on riittävän suuri määrä ohjauspotentiaalia, voidaan nipulla käydä kauppaa markkinoilla.

Joustopalveluilla ja joustopotentiaalilla kauppaa käyviä yrityksiä kutsutaan aggregaattoreiksi. Ne yhdistävät useiden eri asiakkaiden kulutusta, tuotantoa tai sähkövarastoja suuremmiksi kokonaisuuksiksi.

Aggregaattori voi toimia itsenäisesti. Tämä tarkoittaa sitä, että yritys ei ole kotitalouksille sähköä myyvä yritys tai sillä ei ole sopimusta kotitalouden sähkönmyyjän kanssa.

— Riippumattomien aggregaattoreiden toiminta lisää valinnanmahdollisuuksia sähkömarkkinoilla. Samalla sähkömarkkinoille syntyy uusia ansaintamahdollisuuksia, Pahkala toteaa.

Aggregaattoreiden toimintaan liittyy kuitenkin avoimia kysymyksiä. Vielä ei tiedetä esimerkiksi sitä, minkälaisia vaikutuksia aggregaattoreiden toiminta aiheuttaa muille sähkömarkkinoilla toimiville yrityksille. Älyverkkotyöryhmä suhtautuu kuitenkin positiivisesti aggregaattoreiden tarjoamiin mahdollisuuksiin.

— Itsenäinen aggregaattori voi toimia kaikilla markkinapaikoilla, kunhan varmistetaan tasapuolinen kohtelu, työryhmän loppuraportissa todetaan.

Uusi vähittäismarkkinamalli?

Älykkään sähköjärjestelmän toteuttaminen saattaa muuttaa monia totuttuja käytäntöjä. Yksi on sähköasiakkaiden saamien laskujen määrä. Tällä hetkellä asiakkaat saavat kaksi laskua: yhden ostamastaan sähköenergiasta ja toisen sähkönsiirrosta. Pahkala arvelee, että tulevaisuudessa asiakas voi itse valita laskujensa määrän: yhden laskun tai kaksi laskua.

— Verkkoyhtiöllä pitäisi olla velvollisuus tarjota läpilaskutusmahdollisuus sähkönmyyjälle, Pahkala toteaa.

Pahkala arvelee myös sähkön siirtohinnoittelussa tapahtuvan muutoksia.

— Siirtohinnan rakenteessa kiinteä osuus on kasvussa, koska verkkoyhtiöiden kulut ovat pääasiassa kiinteitä kuluja. Samalla energiaperusteisen maksun osuus laskee.

Hinnoittelussa kiinteän osuuden kasvattaminen ja energiaperusteisen komponentin pienentäminen — jopa sen poistaminen kokonaan — on verkkoyhtiön kannalta kustannusvastaavaa: asiakkaat maksavat ennen kaikkea sähköverkkojen olemassaolosta. Sähköenergian siirtäminen verkoissa ei juuri aiheuta kustannuksia. Kiinteän osuuden kasvattaminen hinnoittelussa kuitenkin vähentää asiakkaan mahdollisuuksia vaikuttaa omaan siirtolaskuunsa.

Jos siirtohinta perustuisi siihen, minkälaisen tehon sähköasiakas varaa liittymänsä kautta johdosta, ohjaisi tehoperusteinen hinnoittelu asiakasta leikkaamaan ja tasaamaan kulutushuippuja. Parhaimmillaan tehokomponentin hyödyntämisellä voitaisiin vaikuttaa sähköverkon mitoitukseen. Verkkoja ei enää tarvitsisi rakentaa sen mukaan, että kaikki asiakkaat käyttäisivät huipputehoja samaan aikaan.

Kaiken muun lisäksi pitäisi vielä miettiä sitä, mitä nykyisin käytössä olevalle verkkoyhtiöiden aikaohjaukselle tehdään. Tällä hetkellä merkittävä osa sähkönkäyttäjien joustoon soveltuvasta sähkönkäytöstä on verkkoyhtiöiden kellonaikaan perustuvassa kuormituksenojauksessa — mm. yösähköohjaus on tällaista toimintaa.

Pahkalan mielestä verkkoyhtiöiden kuormanohjauksesta voitaisiin luopua. Tulevaisuudessa kuormituksenohjauksesta vastaisivat sähkönmyyjät ja muut markkinatoimijat. Älyverkkotyöryhmä toteaa raportissaan, että "markkinaehtoinen ohjaus mahdollistaa joustavammin asiakkaiden markkinoilta saamiin ansaintamalleihin parhaiten sopivat käytännöt". Asia on syytä ottaa huomioon, kun seuraavan sukupolven energiamittareiden ominaisuuksia määritellään.

Tulevaisuudessa myös verkkoyhtiöt ostavat kulutusjoustopalveluita verkonhallinnan tarpeita varten markkinoilta. Joustopalveluita verkkoyhtiö voi tarvita esimerkiksi sähkönverkon pullonkaulojen hallintaa varten.

KAINALOSSA

Energiayhteisöt tulevat

Tulevaisuuden sähköjärjestelmässä moni asia näyttää erilaisesta kuin tänään. Energiayhteisöt ovat uuden ajan ilmiö, joiden syntymistä jo odotetaan. Energiayhteisöt ovat keino lisätä sähköasiakkaiden mahdollisuuksia osallistua aktiivisesti sähkömarkkinoille. Energiayhteisö voi myös tuottaa itse osan tarvitsemastaan sähköstä haluamallaan tavalla. Kollektiivinen toiminta voi tuottaa taloudellista hyötyä, mutta se mahdollistaa myös arvoperusteiset investoinnit. Esimerkiksi aurinkosähkön tuottaminen tai sähkönvarastojen rakentaminen ovat sopivia kollektiivisen toiminnan kohteita. Työ- ja elinkeinoinministeriön asettama älyverkkotyöryhmä mietti myös energiayhteisöjen asemaa.

Energiayhteisö voi olla hajautettu tai paikallinen. Pienimmillään paikallinen energiayhteisö on yksi kiinteistö — esimerkiksi taloyhtiö. Energiayhteisö voi olla myös useamman kiinteistön muodostama kokonaisuus. Sähkön siirtäminen kiinteistöjen tai kiinteistöryhmien rajojen ylitse on kuitenkin luvanvaraista toimintaa.

Hajautettu energiayhteisö perustuu ajatukseen, että esimerkiksi kaupungissa asuva henkilö voisi hyödyntää kesämökin katolle asentamansa aurinkopaneelin sähkösaalista kaupunkiasuntonsa tarpeisiin. Sähkön siirtämisessä kesämökiltä kaupunkiasuntoon hyödynnettäisiin olemassa olevia jakeluverkkoja.

Parhaimmillaan energiayhteisö voi tarjota jäsenilleen tai osakkailleen parempaa sähkön toimitusvarmuutta kuin yleisesti ottaen on mahdollista saada. Tämä tarkoittaa sitä, että jakeluverkon toimitushäiriöt eivät välttämättä aina yllä energiayhteisön alueelle.

Toistaiseksi energiayhteisön käsite on kuitenkin vielä vakiintumaton. Tämä tarkoittaa sitä, että kukaan ei tiedä aivan tarkasti, mikä energiayhteisö lopulta on. Suomeen ja EU-maihin on jo syntynyt energiayhteisökokeiluja, mutta niihin liittyvät käytännöt ja toimintatavat ovat vielä kirjavia. Siksi myös lainsäädännöllinen tulkinta on vielä puutteellista.

EU-komission puhtaan energian paketissa tehtiin ensimmäisiä tulkintoja ilmiön tunnistamiseksi. Esimerkiksi energiayhteisön jäsenen oikeuksia on jo hahmoteltu. Eurooppalaisessa keskustelussa Suomi on kannattanut energiayhteisöjä.

Ongelmaksi ovat nousemassa energiayhteisön määritelmän päällekkäisyydet jakeluverkkotoiminnan kanssa. Äärimmilleen vietynä energiayhteisön rakentama oma jakeluverkko muodostaisi rinnakkaisen verkon julkisten jakeluverkkojen kanssa. Tämä voi johtaa jakeluverkkojen tehottomaan käyttöön ja kustannusten epäoikeudenmukaiseen kohdentumiseen.

CASE — Lempäälän Energia

Lempäälässä kauppakeskus Ideaparkin pohjoispuolella rakennetaan energiayhteisöä, jonka tavoitteena on hyödyntää aurinkoenergiaa ympäri vuoden energiavarastojen avulle. Hanke valittiin vuonna 2017 työ- ja elinkeinoministeriön energiateknologian kärkihankkeeksi. Lempäälän energiayhteisön pitäisi valmistua tämän vuoden aikana.

Lempäälän energiayhteisössä mukana on vain teollisuuslaitoksia ja kaupallista toimintaa harjoittavia yrityksiä. Nykyinen lainsäädäntö ei mahdollista kotitalouksien osallistumista tämäntapaiseen energiayhteisötoimintaan. Mukana on myös Lempäälän Energia Oy, joka tuottaa alueella sähköä ja lämpöä. Lisäksi energiayhtiö toimii operaattorina energiayhteisön jäsenyritysten välillä.

Tavoitteena on, että Lempäälän energiayhteisö tuottaisi itse kaiken tarvitsemansa energian. Yhteisön jäsenyritykset jakavat myös resursseja keskenään. Esimerkiksi yhden yrityksen tuotantoprosessissa syntyvästä hukkalämmössä osa voidaan sellaisenaan hyödyntää toisen yrityksen tarvitsemana lämpöenergiana ja osalla voidaan tuottaa jäähdytysenergiaa kolmatta yritystä varten.

Yksittäisten yritysten omistamien aurinkopaneeleiden tuotanto voidaan taas hyödyntää laajamittaisesti suuremman porukan kesken. Jos yritys jollain tietyllä jaksolla tuottaa energiaa yli oman tarpeen, voi joku muu energiayhteisön jäsenistä hyödyntää ylijäämän.

Jos Lempäälän energiayhteisön tuottama sähköenergia ei riitä, ostetaan sitä valtakunnan verkosta. Vastaavasti energiayhtiön ylimääräinen sähkö voidaan myydä valtakunnan verkkoon.

teksti Petri Sallinen / kuva Scanstockphoto