PWC Uutishuone

Liikummeko energiakriisistä kohti tietoliikennekriisiä - Sähkömarkkinat ja sähköistyminen

Juha Remeksen 4-osainen blogisarja käsittelee sähkömarkkinoiden nykytilannetta, sekä sitä miten välttyä mahdolliselta tietoliikennekriisiltä. Blogisarjan ensimmäinen osa käsittelee sähkömarkkinoita.

Big electrical towers of high tension for the distribution of electricity. Valencia, Spain

Sähkömarkkinat ja sähköistyminen

Miten Eurooppa päätyi energiakriisiin? Oliko energiakriisiin taustalla syynä vallitseva sotatilanne vai onko taustalla muitakin syitä? Kiistely vihreän energian ympärillä on jatkunut jo kolme vuosikymmentä. Mikä EU:ssa lopulta luokitellaan vihreäksi energiaksi, on ollut enemmän politiikkaa kuin faktoihin perustuvaa tiedettä.

Kokonaisuutena sähkönkulutus on kasvanut Euroopassa tasaisesti, mutta Suomessa sähkönkulutus on viimeisten kahdenkymmenen vuoden aikana pysynyt lähes ennallaan, 80–90 TWh vuodessa. Suurin muutos on ollut sähköntuotannossa. Tällä hetkellä ollaan enemmän riippuvaisia tuontisähköstä kuin oltiin vuosituhannen alussa. Kaikista suurin muutos on kohdistunut EU:n sähkömarkkinoihin.

Sähkö on muuttunut yhteiskunnallisesti välttämättömästä huoltovarmuuskriittisestä tekijästä pörssistä hankittavaksi raaka-aineeksi. Raaka-aineeksi, jonka kustannus määräytyy kysynnän ja tarjonnan perusteella. Pörssi on toiminut, kun kulutus ja tuotanto ovat olleet pääosin tasapainossa.

Sähkön pörssihinta määräytyy kysynnän ja tarjonnan perusteella kuten muutkin raaka-ainemarkkinat poikkeuksena ylin kattohinta 5000 euroa / MWh. Tämä oli alun perin teoreettinen katto eikä sitä uskottu koskaan saavuttavan.

Koko läntinen Eurooppa on luottanut sähkön saatavuuteen. Energiaratkaisuissa edullisin sähkö on löytynyt pörssistä. Nyt sähkömarkkina on integroitunut laajasti ja siellä myydään paljon EU:n ulkopuolelta tulevaa halvempaa sähköenergiaa, jota on tuotettu mm. Venäjällä. Riskiarvioissa sähkön saatavuuteen liittyvät rajoitteet ovat kohdistuneet vain sääoloihin, ennen vuoden 2022 muutoksia.

Suomen 110 kV, 220 kV sekä 400 kV sähköverkot kattavat hyvin koko Suomen maantieteellisesti. Muuttuviin sääoloihin varaudutaan kaivamalla alemman jännitetason jakeluverkostoa maanalle. Sähköverkko on toimiva, eikä Suomen sähkön kulutusrakenne juuri muuttunut, vai onko? Samalla tuotantorakenne on muuttunut huomattavasti ja Suomen sähköstä jopa viidennes tulee tuontisähkönä. Laajemmin Euroopassa tuontisähkön osuus on huomattavasti Suomea suurempi.

Toteutuuko sähköistyminen liian nopeasti?

Vihreä siirtyminen tarkoittaa käytännössä samaa asiaa kuin kaiken sähköistäminen. Ennen Suomessa käytettiin lämmitykseen useita eri vaihtoehtoja ja sähkölämmitystä ei pidetty energiatehokkaana ratkaisuna johtuen sähköön kohdistuvista energiasiirto- ja tuotantohyötysuhteesta.

Sähkön siirtotekniikka ei ole juurikaan muuttunut vuosikymmenissä, mutta sähköstä on tullut vihreä vaihtoehto. Maalämpö sekä ilmalämpöpumput perustuvat sähköön entistä energiatehokkaammin eli jokaista kulutettua sähkön kWh:ta kohden saadaan enemmän lämmitystehoa ulos. Sähkö on ollut yksikertainen ratkaisu kaikkiin ongelmiin. Sähkö on hajutonta, mautonta sekä näkymätöntä, riippumatta kuinka sitä tuotetaan kaapeleiden lähtöpisteessä. Sähkö kulkee verkossa tuotantopisteeltä kuluttajalle. Se missä sähkö on oikeasti tuotettua ja missä kulutettua, on mahdotonta sanoa, ellei toimita täysin erillisissä tuotantoverkoissa.

Kuinka varmistetaan se, että vihreää sähköä hankkinut kuluttaja tai yritys saa oikeasti, vihreällä energialla tuotettua sähköä, vaatisi paljon enemmän toimenpiteitä, jossa vastuullisuuden sertifiointia pitäisi kehittää pidemmälle ja dynaamisemmaksi. Tämä on ratkaistavissa yritysten, markkinoiden ja regulaation kesken.

Haasteet syntyvät politiikasta. Onko sähkö vihreällä energialla tuotettua vai ei, määritellään yksinkertaisesti kokoushuoneessa neuvottelemalla. 

Mikä lasketaan vihreäksi energiaksi?

Onko ydinvoimalla, maakaasulla, biopolttoaineella, puulla, turpeella, auringolla, tuulella ja vesivoimalla tuotettu sähkö vihreää? Riippuu ajankohdasta, kysyjästä ja vastaajasta. Tällä ei ole varsinaisesti selkeää määritelmää.

Tarkasteluun otetaan energian uusiutuvuus. Mikä on uusiutumisen aikajänne, kun puu kasvaa muutamissa kymmenissä vuosissa täyteen mittaansa ja maakaasu sen sijaan kymmenien tuhansien vuosien aikana maan uumenissa. Tämä on yksi suurista taustasyistä, miksi EU on nyt energiakriisissä. Sähköstä on tullut poliitikkojen vallankäytön väline. Sähköllä on muokattu EU:n sisämarkkinoiden maakohtaisia hintakilpailua ja siitä ei ole saavutettu edes sodan syttyessä selkeää koko EU:ta kattavaa täysin yhteistä ymmärrystä.

Viimeisten kahden vuosikymmenen ajan sähköä koskevia uudistuksia ovat ohjanneet lämmitykseen liittyvät muutokset. Seuraavaksi vastaava uudistus tulee koskemaan liikennettä. EU:n regulaatio nopeuttaa autojen sähköistymistä, ja teollisuudessa ollaan tulossa riippuvaisemmiksi sähköstä. Usein teollisessa tuotannossa käytettiin muuta raaka-aineita ja siitä syntyvistä energiasivuvirroista saatiin ylimääräistä energia ylijäämää. Nyt tämä teollisuus on siirtynyt osin pois Euroopasta ja jäljelle jäänyt teollisuus on sähköistänyt tuotantoaan. Kulutuksen hillitsemiseksi haetaan ratkaisuja automaatiosta, energiatehokkuudesta sekä regulaatiosta.

Sähköön liittyvät infrastruktuurin muutokset

Autojen sähköistyminen aiheuttaa yksin Suomessa kymmenissä tuhansissa taloyhtiöissä sekä liikekiinteistöissä uusia haasteita. Pitkät etäisyydet vaativat myös tienvarsille uusia latauspisteitä, sillä pääosa sähköautoista ei kulje erityisesti kylmällä ilmalla kuin 300-400 km enimmillään.

Yhteiskunta on riippuvainen autoista, joiden latausinfrastruktuurin tarve kasvaa nopeasti. Infrastruktuurin rakentaminen vaatii huomattavia investointeja latauslaitteisiin sekä huomattavasti parempaa kaapelointia kiinteistöihin. Mikäli kaikki autot olisivat ladattavia nyt, sähköverkko ei olisi valmis. Samalla sähkön tuotantokapasiteetti ei riittäisi mitenkään Suomessa tai Euroopassa kattamaan kysyntää ja EU:n sähköpörssissä hinta olisi jatkuvasti katossa, 5 000 eurossa/MWh.

Merkittäviä muutoksia on koettu myös sähkön tuotantorakenteen uudistumisessa. Sähkön hinnan kohotessa yhä useammat kuluttajat ja yritykset ovat siirtyneet itse sähköntuottajiksi. Pitkän odottelun jälkeen lainsäädäntö mahdollistaa pientuottajan sähkön myynnin muillekin kuin verkkoyhtiöille.

Samassa kiinteistössä tuotettu sähkö voidaan kuluttaa samassa paikassa, eikä sähköä tarvitse ensin myydä verkkoyhtiölle, joka myy sen takaisin paikallisen kiinteistön muille osakkaille tai asukkaille. Näin mahdollistetaan uudentyyppiset liiketoimintamallit ja koko sähköverkon rakenne alkaa muuttua enemmän kuluttajalähtöisesti hajautetulle sähköntuotannolle. Tämä luo jälleen uusia teknologisia haasteita koko sähköverkon hallintaan. Uudistunut tuotantorakenne on sääoloista riippuvainen ja uudistuva sähköntuotanto vaatii uudentyyppisiä varastointiratkaisuja, sillä sähkön kulutuksen ja tuotannon on aina oltava tasapainossa. Mikäli tuotanto katkeaa, on kyse vain sekunneista, kun sähkö katkeaa.

Mitä jos?

Sähköistymisessä on jäänyt moni asia miettimättä. Videolinkistä löytyy yksi uusi tapa lähestyä autojen sähköistämistä:  https://www.youtube.com/watch?v=oTXptUuKGrc Olisiko pitänyt miettiä kuinka liikenteen polttoaineen jakelu toimii tällä hetkellä? Olisiko kannattanut standardisoida ensin akkuteknologia ja sitten luoda keskitetty akkujen vaihtoinfrastruktuuri? Samalla olisi ainakin vältytty valtavasta latausinfrastruktuurin päällekkäisestä ja rinnakkaisesta rakentamisesta miljooniin jopa kymmeniin miljooniin pisteisiin pelkästään EU:ssa. Nyt EU päätti USB-C latausjärjestelmän vakioinnista pari vuosikymmentä myöhemmin, kun koko laturi-infrastruktuuri oli muuttunut hyvin sekavaksi. Nokia teki valinnan yhden laturiratkaisun politiikasta jo kaksikymmentä vuotta ennen EU:ta, ja taustalla olivat jo silloin samat syyt.

Kokonaisuuksien ymmärtämättömyys sekä päättämättömyys, soveltuvan regulaation ja standardisoinnin puuttuminen johtaa lopulta kaaokseen. Olemme sähköistymisen osalla kriisissä ja korjaaminen tulee viemään aikaa.

Sähkö on yhteiskunnalle kuin veri ihmisen verisuonissa

Sähkö ei ole raaka-ainetta, vaikka siitä on nyt tehty EU-laajuinen pörssistä hankittava hyödyke. Sähkö on yhteiskunnalle elinkelpoisuuden ylläpitämiseen liittyvä välttämättömyys. Suomessa oli vielä muutamia vuosikymmeniä taaksepäin, alueellinen laajempi saatavuus varavoimalle. Alueellinen teollisuus kykeni tuottamaan sähköä energian sivuvirroilla, kunnat olivat paremmin varautuneet ja omavaraisempia energiataseen osalta. Nyt osa kunnista on myynyt energiayhtiönsä ja osa lopettanut varavoimaratkaisujen ylläpitämisen, sillä se ei ole taloudellisesti kannattavaa. Kansallisesti, eikä EU-laajuisesti ei ole muodostettu varavoimakapasiteetille markkinataloudellisesti soveltuvia malleja korvaamaan muutosta. Mitä turhaa, kun sähköä tulee johdon päästä aina, tarpeeksi ja edullisesti!

Yhteiskunnallisesti varavoima edesauttoi siihen, ettemme olleet yhtä haavoittuvia sähkön saatavuudessa.  Sähkön saatavuus on ollut korkealla SLA-tasolla, ja meillä on ollut hyvin harvoin sähkön jakeluhäiriöitä. Kotitalouksissa ei ole tarvittu UPS-laitteita tai generaattoreita sähkön saatavuuden varmistamiseen epävarmuuksien takia. Sitä vastoin kehittyvillä markkinoilla jokaisella on ollut omat varavoimaratkaisut hankittuna, jos vain oli varaa sijoittaa niihin. Nyt Suomessa, varageneraattorihyllyt ovat aika tyhjillään.

Lainsäädännöllisesti olemme Suomessa olleet varovaisempia kuin muualla Euroopassa. Meillä on voimassa huoltovarmuusajattelu yhteiskunnan kriittisille toiminnoille. Niissä toiminnoissa on pyritty varautumaan ja sinne on ulotettu lain ja määräysten perusteella varautumiseen liittyviä vaatimuksia. Tämä on taannut sähkön saannin varmistamisen sairaaloissa, tietoliikenteessä, vesihuollossa, jopa ruokalogistiikassa, lentokenttien ja satamien yhteydessä ja yhteiskunnallisesti muuten merkittävien toimintojen ylläpitämisessä. Tässä, onneksi, Suomi on keskivertoa eurooppalaista yhteiskuntaa paljon varautuneempi. 

Olemmeko silti tehneet riittävästi? Esimerkiksi tietoliikenneverkkojen rakentamisessa, meillä on muuta Eurooppa tiukempi regulaatio. Tukiasemilla on oltava globaaleja teollisia standardeja tiukemmat varausmääräykset. Akkuvarmistusten on kestettävä tukiasemalle kolme tuntia, kuin muualla vaatimus on pienempi. Suomessa näitä testataan ja tarkistetaan useammin, kun taas muualla maailmassa kustannusten säästämiseksi jätetään jopa perusstandardien noudattaminen tekemättä. Tämä näkyy jopa EU:ssa, jossa päättämättömyys, päätöksen tekemisen hitaus ja lopulta noudattaminen ei ole yhtäläistä.

Onko Suomessa vaadittu tarpeeksi? Esimerkkinä, jos verkossa on säännöllisiä sähkökatkoja kaksi tuntia vuorokaudessa, ja ensimmäinen katkos on ensimmäisen vuorokauden lopulla, ja toinen heti seuraavan vuorokauden alussa. Vaatimuksena on kolmen tunnin varaus akuille ja 48 tunnin uudelleen latautuminen. Akut eivät ole ehtineet latautua uudelleen? Fyysisen ja digitaalisen maailman integroituminen, sähkön ja tietoliikenteen välinen riippuvuus, luovat yhteiskunnallisesti kokonaan uusia haasteita sekä huomattavasti uusia vaatimuksia regulaatiolle, standardeille sekä laadun kehittämiselle. Tämä ei ole enää asia, jonka yhteiskunta ratkaisee, vaan se on myös ratkaistava jokaisessa yrityksessä ja organisaatiossa itse.