Tuulivoiman tuotantoprofiilin vaikutus sähkön markkinahintaan
Syväoja, Samu (2020)
Kandidaatintyö
Syväoja, Samu
2020
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202003178304
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202003178304
Tiivistelmä
Uusiutuvien energianlähteiden osuus sähköntuotannossa kasvaa nopeasti Suomessa edettäessä kohti hiilineutraalia energiajärjestelmää. Tuulivoima on tällä hetkellä edullisin tapa tuottaa sähköä, joten sen määrää tulee lähivuosina moninkertaistumaan. Tässä kandidaatintyössä tutkitaan korrelaation avulla, miten tuulivoimalle ominainen sään mukaan vaihteleva tuotantoprofiili vaikuttaa sähkön markkinahintaan ja mitä se merkitsee tuulivoimatuottajan kannalta.
Tanska kuuluu Suomen kanssa samaan markkina-alueeseen, mutta siellä tuulivoima on jo pitkään ollut suurin yksittäinen sähköntuotantomuoto. Tarkastellaan siis myös Tanskan tuotantorakennetta ja tasemallia ja tehdään sille vastaava korrelaatiotarkastelu ja verrataan sitä Suomeen. Näin saadaan merkittävä vertailukohde ajatellen Suomessa lisääntyvää tuotantoa.
Markkinahintaan vaikuttavat myös luonnollisesti muut tekijät, kuten sähkön kokonaiskulutus, siirtoyhteydet ja energian varastointikyky. Rajataan tämän työn tarkastelukohteeksi kuitenkin vain tuulivoiman tuotantoprofiili. Tutkimuskohteena ovat tuntihinnat, päivittäiset hinnat sekä kuukausittaiset hinnat vuonna 2019. Korrelaatio on selkeintä päivittäisessä tarkastelussa, jossa jokaisena kuukautena korrelaatio on negatiivista ja keskiarvoiksi saatiin Tanskan hinta-alueelle DK1 -0,60, hinta-alueelle DK2 -0,55 ja Suomen hinta-alueelle -0,43. Tuntihintatarkastelussa vaihtelu on suurta ja kuukausitarkastelussa ei korrelaatiota havaittu. Korrelaation havaittiin voimistuvan, kun tuulisuus vaihtelee merkittävästi ohjaten markkinahintaa. Tuulisuuden ollessa tasaista markkinahinta ei kuitenkaan pysy tasaisena, joten korrelaatio heikkenee.
Tulokset antavat yksiselitteisen yhteyden tuulivoiman tuotantoprofiilin ja sähkön markkinahinnan välille, mutta niissä ei oteta huomioon muita vaikuttavia tekijöitä. Tämä tulee huomioida pohdittaessa tulosten merkittävyyttä. Tulosten varmentaminen siis edellyttäisi myös tulosaineiston tilastollisen merkittävyyden analysointia. The share of renewable energy sources in electricity production is growing rapidly in Finland as we move towards a carbon-neutral energy system. Wind power is currently the most profitable way to generate electricity, so wind power generation will multiply in the next few years. This Bachelor's thesis investigates, using correlation as a tool, how the variable production profile of wind power affects the market price of electricity and what it means for a wind power producer.
Denmark is part of the same market area as Finland, but wind power has long been the largest single form of electricity generation there. Therefore, the Danish production structure and the balancing model is studied, and a corresponding correlation analysis is made and compared with Finland. This provides a significant benchmark for increasing production in Finland.
Other factors, such as total electricity consumption, transmission links and energy storage capacity, naturally also influence the market price. However, the focus of this work is limited to the wind power production profile. The study focuses on hourly prices, daily prices and monthly prices in 2019. The correlation is clearest in the daily price analysis, where each month the correlation is negative and averaged in the Danish price area DK1 -0.60, price area DK2 -0.55 and Finnish price area -0.43. In the hourly price analysis the volatility is large and in the monthly price analysis no clear correlation was observed. The correlation was found to be stronger when the wind fluctuates significantly, controlling the market price. However, when the wind is steady, the market price does not remain constant, so the correlation weakens.
The results provide a clear link between the wind power generation profile and the market price of electricity, but do not take other influencing factors into account. This should be regarded when considering the significance of the results. Certification of the results would therefore also require an analysis of the statistical significance of the data.
Tanska kuuluu Suomen kanssa samaan markkina-alueeseen, mutta siellä tuulivoima on jo pitkään ollut suurin yksittäinen sähköntuotantomuoto. Tarkastellaan siis myös Tanskan tuotantorakennetta ja tasemallia ja tehdään sille vastaava korrelaatiotarkastelu ja verrataan sitä Suomeen. Näin saadaan merkittävä vertailukohde ajatellen Suomessa lisääntyvää tuotantoa.
Markkinahintaan vaikuttavat myös luonnollisesti muut tekijät, kuten sähkön kokonaiskulutus, siirtoyhteydet ja energian varastointikyky. Rajataan tämän työn tarkastelukohteeksi kuitenkin vain tuulivoiman tuotantoprofiili. Tutkimuskohteena ovat tuntihinnat, päivittäiset hinnat sekä kuukausittaiset hinnat vuonna 2019. Korrelaatio on selkeintä päivittäisessä tarkastelussa, jossa jokaisena kuukautena korrelaatio on negatiivista ja keskiarvoiksi saatiin Tanskan hinta-alueelle DK1 -0,60, hinta-alueelle DK2 -0,55 ja Suomen hinta-alueelle -0,43. Tuntihintatarkastelussa vaihtelu on suurta ja kuukausitarkastelussa ei korrelaatiota havaittu. Korrelaation havaittiin voimistuvan, kun tuulisuus vaihtelee merkittävästi ohjaten markkinahintaa. Tuulisuuden ollessa tasaista markkinahinta ei kuitenkaan pysy tasaisena, joten korrelaatio heikkenee.
Tulokset antavat yksiselitteisen yhteyden tuulivoiman tuotantoprofiilin ja sähkön markkinahinnan välille, mutta niissä ei oteta huomioon muita vaikuttavia tekijöitä. Tämä tulee huomioida pohdittaessa tulosten merkittävyyttä. Tulosten varmentaminen siis edellyttäisi myös tulosaineiston tilastollisen merkittävyyden analysointia.
Denmark is part of the same market area as Finland, but wind power has long been the largest single form of electricity generation there. Therefore, the Danish production structure and the balancing model is studied, and a corresponding correlation analysis is made and compared with Finland. This provides a significant benchmark for increasing production in Finland.
Other factors, such as total electricity consumption, transmission links and energy storage capacity, naturally also influence the market price. However, the focus of this work is limited to the wind power production profile. The study focuses on hourly prices, daily prices and monthly prices in 2019. The correlation is clearest in the daily price analysis, where each month the correlation is negative and averaged in the Danish price area DK1 -0.60, price area DK2 -0.55 and Finnish price area -0.43. In the hourly price analysis the volatility is large and in the monthly price analysis no clear correlation was observed. The correlation was found to be stronger when the wind fluctuates significantly, controlling the market price. However, when the wind is steady, the market price does not remain constant, so the correlation weakens.
The results provide a clear link between the wind power generation profile and the market price of electricity, but do not take other influencing factors into account. This should be regarded when considering the significance of the results. Certification of the results would therefore also require an analysis of the statistical significance of the data.