Suomen energiajärjestelmän joustotarpeet ja -mahdollisuudet 2035

Abstract

Suomen valtion tavoitteena on hiilineutraali energiajärjestelmä vuoteen 2035 mennessä, mikä asettaa kysyntä- ja joustopuolelle useita haasteita, joita tässä työssä pyritään käymään läpi. Työssä käydään läpi energiantuotannon ja -kulutuksen aiheuttamia haasteita tulevaisuuden Suomessa, sekä tarkastellaan joustoresurssien tarvetta ja saatavuutta. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena ja skenaarioanalyysina. Skenaarioanalyysissä tutkittiin kahta eri tulevaisuuden hiilineutraalia skenaariota ja pyrittiin arvioimaan syntyvää joustoresurssien tarvetta.

Energiajärjestelmän sähköistäminen synnyttää uutta sähkönkulutusta, mikä puolestaan kasvattaa tarvetta uudelle edulliselle sähköntuotannolle, mikä tarkoittaa tulevaisuuden Suomessa tuulivoimaa. Tuulivoima on luonteeltaan hyvin vaihtelevaa ja aiheuttaa energiajärjestelmälle merkittäviä haasteita joustoresurssien osalta. Etenkin talvet näyttäytyvät erittäin haasteellisina niin tuotannon teho-, kuin energiavajeiden kannalta. Haastavimmassa tilanteessa viikkotasolla syntyvät energiavajeet voivat olla jopa 1 TWh.

Energiajärjestelmästä löytyy nyt jo valmiiksi useita potentiaalisia joustoresursseja, esimerkiksi lämmityksen puolelta, mutta haasteena on niiden saattaminen entistä tehokkaammin sähkömarkkinoille. Tulevaisuudessa uudesta kulutuksesta syntyy myös uusia merkittäviä joustoresursseja, kuten sähköautot. Haasteellisten talvien takia pitkäaikaiset kausivarastot sähkön ja lämmön osalta näyttäytyvät erittäin tärkeinä.

The goal of the Finnish government is carbon neutral energy system by 2035. Carbon neutral energy system sets new challenges for the energy system both in form of demand and generation. In this thesis these challenges are analysed and additionally need for new flexibility resources are examined. The thesis was done as a literature review and scenario analysis. The scenario analysis examined two different future carbon neutral scenarios and sought to assess the emerging need for flexibility resources.

Carbon neutrality will require electrification of the industry, transportation as well as the energy sector which will lead to increasing need for new economical generation, which in future will be wind energy in Finland. Wind energy is very variable by its nature, and the production cannot be controlled that well. Wind energy will pose new challenges and lead to considerable increase in demand of flexibility for the energy system. Especially winter poses the most difficult situation for power balance and the weekly energy deficit can be over 1 TWh.

Energy system already has multiple good sources of flexibility, for example in form of residential heating. Challenge is getting these resources to the electricity market and getting adequate compensation for those who offer the resources. New generation will also bring new flexibility resources, for example in form of electric vehicles. Because of challenging winters, seasonal storages for heat and electricity will become important part of the energy system.