Energiayhteisöjen toimintamallit ja lainsäädäntö Suomessa

Abstract

Uusiutuvan energiantuotannon hintojen lasku mahdollistaa sähkönkäyttäjille edullisen energian tuotannon omaan käyttöön. Tällä voidaan korvata ostosähköä ja saada säästöä ostosähkön ja sähkönsiirron kustannuksista, jotka ovat viime vuosina kasvaneet. Kaikilla sähkönkäyttäjillä ei esimerkiksi asumismuodosta johtuen ole ollut tasavertaisia mahdollisuuksia oman tuotannon hyödyntämiseen. Suomessa ja Euroopan unionissa pyritäänkin lainsäädännön muutoksilla parantamaan kuluttajien mahdollisuuksia vaikuttaa käyttämänsä sähkön tuotantotapaan ja osallistua sähkömarkkinoille yksin tai yhteenliittyminä.

2010-luvun alun laajoja ja pitkäkestoisia sähkökatkoja aiheuttaneet sään ääri-ilmiöt johtivat Suomessa lainsäädäntömuutoksiin, joilla toimitusvarmuutta sähköverkoissa pyritään parantamaan. Usein verkkoyhtiöissä säävarmaa verkkoa on toteutettu maakaapelointina, vaikka kokonaisedullisempia ratkaisuja voisi olla tarjolla. Syynä tähän ovat verkkoyhtiöiden taloudellista tuottoa sääntelevät kannustimet sekä muu lainsäädäntö.

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää energiayhteisöjä koskevaa kansallista ja Euroopan unionin lainsäädäntöä ja niihin aiottuja muutoksia. Lisäksi esitettiin sähkömarkkinatoimijoiden tavoitteita ja tutkittiin niiden yhteensopivuutta. Tätä taustaa vasten suunniteltiin ja mitoitettiin kaksi kohdetta uusien energiapalveluiden toteuttamiseksi. Toisessa kohteista haluttiin lisätä aurinkovoiman käyttöä energiayhteisönä ja toisessa parantaa sähkön toimitusvarmuutta maaseudulla mikroverkon ja akkuvaraston avulla. Lisäksi energiayhteisölle hahmoteltiin mallit energiatuotannon jakamiseen sekä siihen tarvittavien laitteistoiden omistajuuteen.

Energiayhteisölle tehty kannattavuusanalyysi osoitti, että käytetyillä yksikköhinnoilla nimellisteholtaan 200 kilowatin yhteisövoimalan avulla voitiin lisätä itse tuotetun sähkön käyttöä yhteisössä liki 30 prosentilla, kun vaihtoehtona oli toteuttaa erilliset pienvoimalat kullekin yhteisön jäsenelle. Mikroverkon ja akkuvaraston taloudellinen kannattavuus jakeluverkkoyhtiölle ainoastaan säästö pitkäaikaisistä keskeytyksistä huomioiden ei välttämättä ole riittävä, mutta muiden keskeytyskustannusten välttäminen ja akkuvaraston hyödyntäminen muissa sovelluksissa voivat parantaa kannattavuutta.

Decreasing prices of renewable energy generation enable electricity users to produce energy for their own use. This can replace purchasing electricity and reduce costs of energy and grid service, which have been growing in the past years. For instance, due to form of housing, not all electricity users have equal opportunity to utilize their own generation plant. With upcoming amendments in the legislation, Finland and the European Union are seeking to improve consumers’ opportunities to influence the way of their self-generation and to participate in the energy market, either individually or aggregated.

Widespread and sustained blackouts in the early 2010s were followed by changes in Finnish legislation, which are aiming at improving the security of supply in the electricity networks. Distribution system operators have often improved weather-proof of their network by increasing underground cabling, even though there might be more economic solutions available. This is due to legislation and incentives that regulate the operators’ revenue.

The objective of this Master’s thesis was to investigate both current and proposed legislation in Finland and the European Union regarding energy communities. Additionally, objectives of electricity market stakeholders and their interoperability were examined. Based on this background, two destinations for implementing new energy services were planned and dimensioned. In one urban destination, the objective was to increase solar-PV energy use in an energy community. In the other rural destination, improvement in security of supply was pursued with help of a microgrid and a battery energy storage. Additionally, in the energy community, models for sharing produced energy and for equipment ownership were drafted.

Profitability analysis of the energy community indicated, that with the used unit prices a 200 kWp power plant enabled an increment of nearly 30 percent in the amount of use by self-generation, when the alternative was to build separate smaller systems in each of the community members’ rooftop. For a distribution system operator, utilizing microgrid and battery energy storage is not clearly profitable, when only savings in long-time power interruption reductions were accounted. Taking reduction in short term interruptions and utilizing the storage in other applications into account, profitability could be increased.