Sähkön hintapiikkien tasaamisen haasteet

Abstract

Tämän tutkielman tarkoituksena on saada kokonaisvaltaisempi kuva sähkön pörssihinnan hinnanvaihtelun syistä. Työssä tarkastellaan myös Suomen sähköntuotantoa, kulutusta sekä pohditaan tapoja, joilla sähkön hintahuippuja voisi tasoittaa näiden tietojen perusteella. Näiden lisäksi työn päätutkimuskysymys tarkastelee sitä, millainen järjestelmä voisi tasata hintahuippuja.

Sähkön pörssihinta muodostuu kysynnän ja tarjonnan mukaan Nordpool-sähköpörssissä, jossa markkinoita ohjaavat vuorokausimarkkinat sekä päivänsisäiset markkinat. Suomi tuottaa lähes kaiken käyttämänsä sähkön, joten omalla tuotannolla on suuri vaikutus pörssisähkön hintaan. Kulutus vaihtelee niin vuorokaudenajan kuin vuodenajan mukaan. Vuonna 2024 sähköpörssissä esiintyi erittäin korkeiden hintojen lisäksi myös negatiivisia hintoja. Suomessa fossiiliset ja biomassa tuotantomenetelmät ovat kalliita. Suuret kustannukset muodostuvat pääosin polttoainekustannuksista ja CO2-kustannuksista. Ydinvoimalla ja uusiutuvilla energialähteillä suurimman osan kustannuksista muodostaa yleisesti pääomakustannukset, mutta uusiutuvat tuovat mukanaan merkittävän määrän systeemikustannuksia.

Hintahuippuja voitaisiin tasata kahdella tavalla: käytön rajoittamisella tai tuotannon infrastruktuurin kehittämisellä. Sähköpörssin hinnanvaihtelua voitaisiin vähentää lisäämällä sähkön tuotantoa konventionaalisilla menetelmillä. Päästöjen takia merkittävä osa hinnasta aiheutuu hiilidioksidin päästöoikeuskustannuksista. Poliittisilla päätöksillä olisi tämänkaltaisia kustannuksia mahdollista pienentää. Energiantuotannon siirtyessä uusiutuviin sekä vähähiilisiin ratkaisuihin ydinvoimalat sopivat piirteiltään hyvin peruskuorman tuotantoon. Ydinvoiman varmuus sekä hiilineutraalius tukee erinomaisesti tulevaisuuden energiajärjestelmän tarpeita. Uusiutuvat energialähteet tarvitsevat tuotannon epätasaisuuden tasaamiseksi energiavarastoja varmistamaan riittävä sähköntuotanto kaikkina aikoina.

The purpose of this thesis is to gain a more comprehensive understanding of why spot electricity price varies so much. This study also takes a look into electricity production and usage, and explores ways to mitigate electricity price spikes based on these insights. In addition, the main research question of this thesis examines what kind of electricity system could even out electricity price spikes.

Electricity price is formed by supply and demand in Nordpool power exchange, where electricity market is driven by day-ahead market and intraday market. Finland produces almost all electricity used in the country, meaning that electricity production has significant impact on spot price. Electricity consumption changes with season and day cycles. In 2024 the electricity market had extremely high prices but also negative prices. In Finland electricity production with fossil fuel and biomass are expensive. High production costs are primarily due to fuel and CO2 emission costs. With nuclear power and renewable energy costs are formed mainly by high capital costs. Renewable energy also brings significant system costs.

Electricity price spikes can be mitigated in two main ways: limiting consumption or developing production infrastructure. Electricity price fluctuation could be reduced by increasing conventional production methods. Due to emissions large part of the costs, electricity price could be reduced by political decisions relating to carbon emission allowance. While electricity production is going toward renewable and carbon neutral solutions nuclear power works well as providing base load. The reliability and carbon neutrality of nuclear power makes it a great option for future energy infrastructure. Renewable energy requires energy storage to ensure sufficient electricity production at all times due to their variable production.