Korkeat hinnat sähkömarkkinoilla ja sähkön tuonnin päättyminen Venäjältä ovat nostaneet Suomen sähköomavaraisuuden ajankohtaiseksi keskustelun aiheeksi. Tässä kirjoituksessa mietitään, että onko sähköomavaraisuus itsessään hyvä tavoite sähköjärjestelmälle.
Kirjoittajina tutkija Hannu Huuki ja tutkimusprofessori Maria Kopsakangas-Savolainen Oulun yliopiston kauppakorkeakoulusta.
Sähköomavaraisuus – Suomen sähkön tuonti- ja vientitase
Suomi on pitkään ollut sähkön nettotuoja, eli sähkön tuonti Suomeen on ylittänyt sähkön viennin Suomesta. Kuva 1 näyttää sähkön nettotuonnin prosenttiosuuden kulutuksesta viime vuosina. Keskimäärin Suomen nettotuonti on ollut noin 21,8 prosenttia kokonaiskulutuksesta vuosina 2015–2020.
Kuva 1. Sähkön nettotuonti 2015–2020. Aineisto: Tilastokeskus (2022).
Yhteisellä markkina-alueella tuonnin ja viennin määrään vaikuttaa sähkön tuotannon ja kysynnän määrä eri alueilla. Sähkö virtaa siirtoyhteyksien rajoissa sinne, missä sähkön hinta on korkeimmillaan. Taloudellinen intressi tuonnille syntyy siitä, että sähkön tuonti on edullisempaa kuin kotimaisen vaihtoehtoisen tuotannon toteuttaminen. Sähkön nettotuonti on siten yksi hyvä mittari kuvaamaan Suomen sähköjärjestelmän toimintaympäristöä, mutta kannattaako nettoviennille itsessään asettaa tavoitetaso? Onko viime vuosien taso sopiva? Tähän on hankala sanoa suuntaan tai toiseen. Ehkä tarvitsemme selkeämpiä tavoitteita.
Sähköjärjestelmän kolmoistavoite
Energiapolitiikassa toimenpiteiden vaikutuksia tulisi arvioida energian saatavuuden, hinnan ja ympäristövaikutusten näkökulmasta (World Energy Counsil, 2021). Sähköjärjestelmän osalta kolmoistavoite kattaa hyvän toimintavarmuuden, alhaiset hiilidioksidipäästöt ja ympäristövaikutukset huomioivan tuotannon sekä sosiaalisesti oikeudenmukaisesti hinnoitellun sähkön kuluttajille.
Kotimainen sähköntuotanto on osa sähkön toimintavarmuutta. Toisaalta sähkön nettotuonti on tärkeässä osassa Suomen jäännöskysynnän (kulutus vähennettynä vaihtelevan tuuli- ja aurinkovoimatuotannon määrällä) tasapainotuksessa (Kuva 2). Korkean omavaraisuusasteen tavoite itsessään voi siten hankaloittaa siirtymää kohti vähäpäästöistä sähköntuotantoa kohtuullisin kustannuksin. Ilman sähkön tuontia ja vientiä tarvittaisiin kotimaista tuotantokapasiteettia paljon nykytilannetta enemmän tasaamaan kulutuksen ja säästä riippuvan tuotannon vaihtelua.
Kuva 2. Sähkön jäännöskysynnän (kulutus -tuulivoima – aurinkovoima) tasapainotusosuudet eri tuotantoteknologioille ja nettotuonnille vuonna 2020. Lähde: Huuki et al. (2022).
Suuri markkina-alue auttaa siirtymässä kohti vähäpäästöistä sähköjärjestelmää. Suomessa rakennetaan paljon uutta tuulivoimakapasiteettia tulevina vuosina (Suomen tuulivoimayhdistys, 2022). Sähköjärjestelmän olisi hankala toimia, jos tuulivoimatuotannon vaihteluihin tulisi reagoida pelkästään kotimaisen kulutuksen ja tuotannon osalta. Kuva 3 osoittaa, että mitä kauemmas Suomesta mennään, sitä vähemmän Suomen tuulivoimatuotanto seurailee tuulivoimatuotantoa muissa Euroopan maissa. Suomen tuulivoimatuotannon korrelaatiokerroin muiden Euroopan maiden tuulivoimatuotannon kanssa on vain 0,178 (Monforti et al., 2016).
Yleisesti Suomen tuulivoimatuotanto on siis korkealla tasolla silloin, kun tuulivoimatuotanto muualla Euroopassa on keskimääräistä matalammalla tasolla, ja päinvastoin. Rajat ylittävä markkinoiden yhdistyminen tasoittaa vaihtelevan tuotannon kokonaisvaihtelua ja vähentää näin muun tuotantokapasiteetin tarvetta alhaisen tuulivoimatuotannon jaksoille (Newbery et al., 2018).
Kuva 3. Suomen tuulivoimatuotannon korrelaatio eräiden Euroopan maiden tuulivoimatuotannon kanssa. Aineisto: Monforti et al. (2016).
Energiaturvallisuus
Sähkötehon riittävyyden (Fingrid, 2021) ja siirtovarmuuden (Fingrid, 2022) puolesta sähköjärjestelmässä ei käytännössä päästä täydelliseen toimitusvarmuuteen. Samoin sähkön hinta voi ajoittain kohota totuttua selvästi korkeammalle tasolla, kuten vuoden 2021 loppupuolella voitiin havaita (Entso-E tranparenssialusta, 2022). Koska sähköjärjestelmän kolmoistavoitteen kaikkia kärkiä ei nykyteknologialla täysin saavuteta, nousee energiaturvallisuuden käsite kolmostavoitteen rinnalle (Kuva 4).
Kuva 4. Sähköjärjestelmän kolmoistavoite ja energiaturvallisuus.
Metcalf (2013) määrittelee energiaturvallisuuden kotitalouksien, yritysten ja julkisen vallan kykynä sopeutua häiriöihin energiamarkkinoilla. On huomattavaa, että omavarainen tuotanto itsessään ei takaa energiaturvallisuutta, kun markkina-alue on laaja. Tuotantohäiriöt jossain osassa markkinaa nostavat hintoja koko markkina-alueella. Tällöin myös kotimaassa energiahinnat nousevat, ja vaaditaan sopeutuvaa kulutusta.
Sähköjärjestelmän osalta sopeutuminen voi tarkoittaa etenkin kulutuksen vähentämistä silloin, kun tarjonta on niukkaa suhteessa kysyntään. Toisaalta monet kulutuskohteet kuten lämmitys ja sähköautot mahdollistavat kulutuksen siirtämisen hetkelle, jolloin tarjontaa on enemmän suhteessa kysyntään. Osana energiaturvallisuutta on myös etukäteen mietityt toimintatavat poikkeuksellisen sähköniukkuuden tilanteille (Liski et al., 2022).
Omavaraisuus määräytyy muiden tavoitteiden kautta
Sähköjärjestelmän tulisi tarjota mahdollisimman toimitusvarmaa ja oikeudenmukaisesti hinnoiteltua sähköä siten, että tuotannon ympäristövaikutukset pyritään minimoimaan. Koska kaikkien tavoitteiden saavuttaminen ei ole mahdollista, tulee kolmoistavoitteen lisäksi etukäteen huomioida myös kulutuskohteiden kyky sopeutua sähköjärjestelmän niukkuustilanteisiin. Sähköomavaraisuuden voidaan nähdä määräytyvän osana muiden tavoitteiden saavuttamista.
Lähteet:
Fingrid (2021). ENTSO-E:n selvitys kertoo sähkön riittävyyden olevan hyvällä tasolla Suomessa 2020-luvulla.
Fingrid (2022). Sähkön siirtovarmuus.
Huuki, H., Kukkonen, M., Kopsakangas-Savolainen, M. (2022). Vesivoimakatsaus – Vesivoiman toimintaympäristö Suomessa ja Oulujoen vesistöalueella. ARVOVESI-sarjan raportteja. ARVOVESI-hanke (Elinvoimaa Kainuun järviltä Perämeren rannikolle – Oulujoen vesistöalueen vesistövisio 2035). ISBN: 978-952-62-3361-1. Saatavilla kesäkuun 2022 lopussa ARVOVESI-hankkeen verkkosivuilta.
Liski, M., Vehviläinen, I., Keppo, I., Lund, P., Nokso-Koivist, O., Syri, S. (2022). Riskianalyysi: Varautuminen energiakriisiin Suomessa. Aalto-yliopisto. 11.3.2022.
Metcalf, G. E. (2013). The economics of energy security.
Monforti, F., Gaetani, M., Vignati, E. (2016). How synchronous is wind energy among European countries? Renewable and Sustainable Energy Reviews 59, 1622-1638. NBER Working Paper No. 19729. December 2013.
Newbery, D., Pollit, M. G., Ritz, R. A., Strielkowski, W. (2018). Market design for a high-renewables European electricity system. Renewable and Sustainable Energy Reviews 91, 695-707.
Suomen tuulivoimayhdistys (2022). Suunnitelussa olevat hankkeet.
Tilastokeskus (2022). Sähkön Hankinta energialähteittäin.
World Energy Counsil (2021). World Energy Trilemma Index.