Pörssisähkön vaikutus aurinkovoimaloiden investointeihin
Postari, Dimitri (2019)
Kandidaatintyö
2019
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201902215863
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201902215863
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tarkastellaan pörssisähkön ja aurinkovoimaloiden investointien välistä yhteyttä. Tavoitteena on muodostaa aurinkosähkölle pörssisähköstä saatava hinta sekä mallintaa aurinkosähkölle muodostuvan hinnan kehitystä aurinkosähkön asennetun kapasiteetin kasvaessa. Saatujen tuloksien vaikutusta aurinkovoimaloiden investointeihin selvitetään esimerkkilaskelman avulla.
Toteutuvan hinnan muodostus toteutetaan tarkastelemalla sähkön spot-markkinoita ja Suomen sähköntuotantojärjestelmää. Lisäksi tarkastellaan aurinkosähköntuotantoon ja investointeihin liittyviä tekijöitä, sekä mallinnetaan aurinkosähköntuotantoa.
Hintakehityksen tarkastelu toteutetaan tarkastelemalla tuulivoiman ja sähkön tuntitasoisen hinnan välistä yhteyttä. Lisäksi luodaan mallinnus sähkön hinnan muodostumisesta, jonka avulla tehdään vertaileva tarkastelu aurinkosähkön kapasiteetin kasvun ja sähkön hinnan väliseen yhteyteen. Saatujen tulosten perusteella muodostetaan esimerkkilaskelma aurinkosähköinvestoinnista, ja tarkastellaan aurinkosähkön hinnan ja pörssisähkön keskiarvon välisen kehityksen vaikutusta investointiin.
Tutkimuksen perusteella saatiin aurinkosähkölle hinnanmallinnuksella 1 GW:n ja tuulivoiman tarkastelulla 1,2 GW:n rajakapasiteetti, jonka ylittyessä aurinkosähkön toteutuva hinta on matalampi kuin pörssisähkön keskiarvo. Aurinkosähkölle muodostui tarkasteluvuosien aikana keskimäärin 13,85 %:a vuotuista keskiarvoa korkeampi hinta. Pörssisähköllä investointia laskettaessa saatiin esimerkkikohteessa sisäiseksi korkokannaksi aurinkosähkön toteutuneella hinnalla 2,08 %:a ja pörssisähkön keskiarvolla 1,46 %:a. Lisäksi tarkastellaan aurinkosähkön kapasiteetin kasvun vaikutusta sisäiseen korkokantaan.
Ratkaistut rajakapasiteetit ovat aurinkosähkön nykyisellä kehitystahdilla saavutettavissa jopa kolmessa vuodessa, joten sille tällä hetkellä muodostuvan korkeamman hinnan vaikutukset investointiin sen koko pitoaikana jäävät suhteellisen pieniksi. Kehitykseen ja kapasiteettirajoihin vaikuttavat kuitenkin myös moninaiset tässä työssä esitetyn tarkastelun ulkopuolelle rajatut tekijät sähköntuotantojärjestelmän sekä sähkön kulutuksen muutoksista sosiopoliittisiin päätöksiin. This bachelor’s thesis studies the effect of spot-priced electricity on photovoltaics investments. The objective is to form the actual price for solar electricity on spot-markets and to model the development of the price when PV capacity is increased. The results are used in calculations of an example investment.
Forming the actual price of solar electricity is accomplished by studying the spot-market and Finland’s electricity production system. In addition, issues regarding investments and production of solar electricity are examined and the production of solar electricity is modelled.
The analysis of the development of solar price is achieved by inspecting wind power and the effects it has on spot-prices of electricity. A model for forming the spot-price of electricity is also made, which is used to form a comparison analysis on the effect that increased PV capacity has on the price of spot-electricity. Results of the research are used in the forming of an example PV investment calculation, which is then used to examine the effect that the difference between the average spot-price of solar electricity and the average spot-price of electricity has on the investment.
The results of the research on price model are that with over 1 GW installed solar capacity, and with wind power’s examination 1.2 GW, the spot-price of solar electricity will fall below the average spot-price of electricity. The average solar price was examined to be on average 13.85 % higher than the average spot-price of electricity. The internal rate of return on the example investment was calculated to be 2.08 % when using actual solar spot-price, and 1.46 % when using the average spot-price of electricity. Additionally, the effect of increasing PV capacity on example calculation is studied.
The solved capacity limitations on PV could be reached promptly with the current state of development in PV capacity, so the effects of the higher spot-price of solar electricity on PV investment during its lifetime are limited. However, there are numerous variables that are not examined in this research, which vary for example from changes to the system of electricity production or its consumption to sociopolitical decisions, that could end up having a major impact on the achieved results.
Toteutuvan hinnan muodostus toteutetaan tarkastelemalla sähkön spot-markkinoita ja Suomen sähköntuotantojärjestelmää. Lisäksi tarkastellaan aurinkosähköntuotantoon ja investointeihin liittyviä tekijöitä, sekä mallinnetaan aurinkosähköntuotantoa.
Hintakehityksen tarkastelu toteutetaan tarkastelemalla tuulivoiman ja sähkön tuntitasoisen hinnan välistä yhteyttä. Lisäksi luodaan mallinnus sähkön hinnan muodostumisesta, jonka avulla tehdään vertaileva tarkastelu aurinkosähkön kapasiteetin kasvun ja sähkön hinnan väliseen yhteyteen. Saatujen tulosten perusteella muodostetaan esimerkkilaskelma aurinkosähköinvestoinnista, ja tarkastellaan aurinkosähkön hinnan ja pörssisähkön keskiarvon välisen kehityksen vaikutusta investointiin.
Tutkimuksen perusteella saatiin aurinkosähkölle hinnanmallinnuksella 1 GW:n ja tuulivoiman tarkastelulla 1,2 GW:n rajakapasiteetti, jonka ylittyessä aurinkosähkön toteutuva hinta on matalampi kuin pörssisähkön keskiarvo. Aurinkosähkölle muodostui tarkasteluvuosien aikana keskimäärin 13,85 %:a vuotuista keskiarvoa korkeampi hinta. Pörssisähköllä investointia laskettaessa saatiin esimerkkikohteessa sisäiseksi korkokannaksi aurinkosähkön toteutuneella hinnalla 2,08 %:a ja pörssisähkön keskiarvolla 1,46 %:a. Lisäksi tarkastellaan aurinkosähkön kapasiteetin kasvun vaikutusta sisäiseen korkokantaan.
Ratkaistut rajakapasiteetit ovat aurinkosähkön nykyisellä kehitystahdilla saavutettavissa jopa kolmessa vuodessa, joten sille tällä hetkellä muodostuvan korkeamman hinnan vaikutukset investointiin sen koko pitoaikana jäävät suhteellisen pieniksi. Kehitykseen ja kapasiteettirajoihin vaikuttavat kuitenkin myös moninaiset tässä työssä esitetyn tarkastelun ulkopuolelle rajatut tekijät sähköntuotantojärjestelmän sekä sähkön kulutuksen muutoksista sosiopoliittisiin päätöksiin.
Forming the actual price of solar electricity is accomplished by studying the spot-market and Finland’s electricity production system. In addition, issues regarding investments and production of solar electricity are examined and the production of solar electricity is modelled.
The analysis of the development of solar price is achieved by inspecting wind power and the effects it has on spot-prices of electricity. A model for forming the spot-price of electricity is also made, which is used to form a comparison analysis on the effect that increased PV capacity has on the price of spot-electricity. Results of the research are used in the forming of an example PV investment calculation, which is then used to examine the effect that the difference between the average spot-price of solar electricity and the average spot-price of electricity has on the investment.
The results of the research on price model are that with over 1 GW installed solar capacity, and with wind power’s examination 1.2 GW, the spot-price of solar electricity will fall below the average spot-price of electricity. The average solar price was examined to be on average 13.85 % higher than the average spot-price of electricity. The internal rate of return on the example investment was calculated to be 2.08 % when using actual solar spot-price, and 1.46 % when using the average spot-price of electricity. Additionally, the effect of increasing PV capacity on example calculation is studied.
The solved capacity limitations on PV could be reached promptly with the current state of development in PV capacity, so the effects of the higher spot-price of solar electricity on PV investment during its lifetime are limited. However, there are numerous variables that are not examined in this research, which vary for example from changes to the system of electricity production or its consumption to sociopolitical decisions, that could end up having a major impact on the achieved results.