Power procurement and consumption optimization in a global industrial company

Abstract

This master’s thesis studies the different electricity procurement possibilities provided by the wholesale electricity markets. The thesis studies whether it is profitable for a company to change their current electricity procurement that focuses on other companies’ services and long-term price safeguarding through financial markets. The optional markets are the wholesale markets including day-ahead and intraday with the secondary markets included.

The study is conducted with one-year market history data provided by Fingrid and Nordpool that is then compared to the expenses a company had with their electricity procurement. Once the initial results of profitability are shown, this thesis provides a study on how to improve profitability under different market scenarios.

The study shows that 100% wholesale market participation would have been unprofitable for the company in the spot price ascension scenario of the thesis in 2019 but indicates how with partial market participation to the wholesale side of the electricity procurement, the company can find secondary income streams from consumption timing and the reserve- and balancing markets. With these streams in place, the profitability could have been improved for the whole year. The thesis further proposes a good medium that does not erase price safeguards from the financial markets but rather reduces it in order to have some wholesale market participation in order to profit from both.

The results of the study are then further reflected in other electricity markets in China, Europe, USA, India and Brazil where some markets provide ample opportunities but with high risks, while others provide potential but with smaller risks maybe worth taking.

Tämä diplomityö tutkii teollisen yrityksen sähkön hankintaa ja sen optimoinnin rahallisia hyötyjä. Tutkimuksessa perehdytään yrityksen sähkönhankintaan, jossa sähkön hinta pyritään suojaamaan finanssimarkkinoilla pitkän aikavälin tilauksilla. Tilaukset suunnittelevat ja toteuttaa ulkoinen palveluntarjoaja. Diplomityössä tutkitaan, onko päivä- ja tuntikohtaisille markkinoille syytä osallistua sähkön hankinta säästöjen toivossa. Tutkimus sisältää myös reservi- ja säätömarkkinat.

Tutkimus suoritetaan sähkömarkkinoiden historiadatalla yhden vuoden osalta. Data ladattiin Fingridin ja Nordpoolin tietopankeista ja sitä verrataan yrityksen toteutuneisiin sähkönhankintakuluihin kyseiseltä vuodelta. Kun vertailussa selviää, olisiko kannattavaa siirtyä pitkän aikavälin sähkön hankinnasta lyhyen aikavälin hankintaan, tilanteen kannattavuutta ja sen parantamista lähdetään tutkimaan eri markkinaskenaarioilla.

Tutkimuksen tuloksen yrityksen ei kannata siirtyä täysin päivä- ja tuntikohtaisille sähkömarkkinoille sähkön hankintansa osalta, mutta tutkimus osoittaa, että osittaisella osallistumisella lyhyen aikavälin sähkömarkkinoille, yritys voi hyödyntää reservi- ja säätömarkkinoita luodakseen uusia tulon lähteitä. Myös kysyntäjoustamisen toteuttaminen lyhyen aikavälin markkinoilla osoittautuu tuottoisaksi. Nämä tulonlähteet lähes korvaavat suorasta hankinnasta tulevat tappiot. Työn tuloksena ehdotetaan sekoitusta sekä finanssi-, että tukkumarkkinoista, jolloin toissijaisia tulonlähteitä voidaan hyödyntää nykyistä paremmin.

Tutkimuksen tuloksia heijastetaan Kiinan, USA:n, Intian, Brasilian ja Euroopan sähkömarkkinoille, joissa osassa riskit ovat suuret potentiaalin ohella, kun taas osassa riskit ovat niiden ottamisen arvoisia.