2. SÄHKÖMARKKINAVISIO 2030 –Visio integroituvien eurooppalaisten sähkömarkkinoiden markkinamallista –

4. Taustoitus:

5. Sähkömarkkinat

6. EU:n energiapolitiikka

7. Sähkömarkkinoiden kehityspolkuja

8. Markkinamallit

9. Tukkusähkömarkkinat

10. Vähittäismarkkinat

11. Tutkimustyön tekeminen

12. Vision tausta ja muodostaminen

13. Visio

14. YhteenvetoKalvopaketin sisältö

16. Toteuttajana Lappeenrannan teknillisen yliopiston sähkömarkkinalaboratorion tutkijat

17. Rahoittajina Sähkötutkimuspooli, Energiateollisuus ry, Metsäteollisuus ry, Teknologiateollisuus ry, Suomen ElFi Oy ja Nord PoolSpot

18. Tavoitteena muodostaa visio integroituvien eurooppalaisten sähkömarkkinoiden markkinamallista, joka on tehokas, vastaa ilmastohaasteeseen sekä turvaa sähkönsaannin kestävällä ja taloudellisella tavalla

20. Sähkömarkkinat Sähkömarkkinoiden erityispiirteitä: Tuotannon ja kulutuksen oltava tasapainossa joka hetki Sähkön varastointi suuressa mittakaavassa taloudellisesti kannattavasti ei ole toistaiseksi mahdollista Siirtoverkot määrittävät markkinamallin Siirtoverkot mahdollistavat sähkön siirron halvemman tuotannon alueelta kalliimman tuotannon alueelle Jos sähköä pystytään siirtämään lähes aina halutusti, voidaan ajatella, että siirtoverkko muodostaa markkinapaikan Jos sen sijaan siirtoverkot ruuhkautuvat toistuvasti ja estävät sähkön virtaamisen oikeaan suuntaan markkina-alueella, tarve löytää keinoja siirtoverkon ruuhkaisuuden hallintaan alkaa ohjata markkinamallia

21. Hinnoitteluperiaate Marginaalihinnoittelu ohjaa tuotannon oikean ajojärjestyksen halvimmasta kalleimpaan Marginaalihinta muodostuu viimeisen mukaan tulevan tuotannon mukaan eli se on kysyntä ja tarjontakäyrien leikkauspiste Hinta on sama kaikille tuotantomuodoille, tuottajille ja ostajille Vaihtoehtoinen malli on pay-as-bid, jolloin kullekin tuottajalle maksetaan sen oman tarjouksen mukaisesti. Ostajien maksama hinta on painotettu keskiarvo läpimenneistä tarjouksista. Luo epävarmuutta markkinoille, koska tuottajat eivät pysty ennakoimaan toistensa tarjouksia tai sitä miten ajojärjestys kulloinkin määräytyy Tuottajat lisäävät tarjouksiinsa riskilisiä ja alkavat arvata korkeinta läpimenevää tarjousta

22. EU:n energiapolitiikka EU:n tavoite on luoda vapaat sisämarkkinat erilaisille hyödykkeille ”Toinen energiamarkkinapaketti” 2003 ohjeisti muun muassa jäsenvaltioiden sähkömarkkinoiden avaamista kilpailulle ”Kolmas energiapaketti” tarkensi muun muassa ohjeita sähkön sisämarkkinoiden luomiseksi Alueelliset sähkömarkkinat  yhteinen sähkön sisämarkkina Maiden välisten siirtoverkkoyhteyksien pullonkaulatulojen käyttö ensisijaisesti siirtoverkon kapasiteetin varmistamiseen, ylläpitoon ja kehittämiseen (tai verkkotariffien alentamiseen) EU:n energiapolitiikan keskeisiä tavoitteita Toimitusvarmuus, kilpailukyky, kestävä kehitys 20-20-20 tavoite vaikuttaa sähkön tuotantoon ja käyttöön tulevaisuudessa 20 % vähennys kasvihuonekaasupäästöihin 20 % lisäys energiatehokkuuteen 20 % lisäys uusiutuvien energialähteiden käyttöön vuoteen 2020 mennessä Lähde: EU 2011

23. Sähkön tuotanto ja käyttö Sähkön tuotanto ja käyttö muuttuvat tulevaisuudessa Lähteet: Energiateollisuus ry Hiilineutraalivisio 2050, IEA World Energy Outlook 2009, Eurelectric Power Choices 2009

24. Sähkömarkkinoiden kehityspolkuja Toteutetaanko verkkojen investointisuunnitelmat?

26. Jos hinta-alueiden sisällä on usein ruuhkaa, johtaa se tuotannon uudelleen aikataulukseen, joka voi antaa pelimahdollisuuksia markkinaosapuolilleRatkaisuna voidaan ottaa käyttöön uusia siirtoverkontilan laskentamenetelmiä, jotta verkkoa saadaan tehokkaampaan käyttöön. Jos verkontilan laskenta voidaan tehdä jokaiselle solmupisteelle, mutta hintalaskenta alueille, on kyseessä hybridimalli. Seuraava askel on siirtyminen nodaalihinnoitteluun, jossa sähkön hinta lasketaan jokaiselle verkon solmupisteelle verkon tilan mukaan

27. Markkinamallit Sähkömarkkinamalli tarkoittaa markkinoiden toimintaperiaatteita Pääasiallisia malleja on kaksi: alue- ja solmupistehinnoittelu Aluehinnoittelu: sähkön hinta lasketaan hinta-alueille ja siirtokapasiteetit huomioidaan erikseen Solmupistehinnoittelu: sähkön hinta lasketaan kaikille verkon solmuille, perustana siirtoverkon tehonjaon laskenta. Solmupisteen hinta koostuu energiasta, häviöistä ja verkon ruuhkamaksuista

28. Tukkusähkömarkkinat Tässä yhteydessä esitellään seuraavat alue- ja solmupistemarkkinat Aluehinnoittelumarkkinat: Pohjoismaat Keski-Eurooppa Solmupistemarkkinat: USA: PJM ja Teksas Australia Uusi-Seelanti Venäjä

30. CWE-alueellamarketcoupling (useampi pörssi, jolloin lasketaan ensin aluehinnat ja yhdistetään niitä rajasiirtokapasiteetin sen salliessa)Pohjoismaiden ja CWE-alueen välillä myös markkinaehtoista kaupankäyntiä Pääasialliset tuotantomuodot energialähteittäin Pohjoismaissa vesi, ydin, hiili, kaasu ja tuuli, sähkönkulutus noin 400 TWh ja systeemihinta 53 €/MWh (2010) Pääasialliset tuotantomuodot energialähteittäin CWE-alueella hiili, ydin, uusiutuvat, kaasu ja öljy, sähkönkulutus yhteensä noin 1267 TWh vuodessa ja keskimääräinen hinta 50-70 €/MWh

32. Teksas Ercot Teksas Ercotin toimialue käsittää lähes koko Teksasin osavaltion USA:ssa Sähkön kulutus noin 312 TWh vuodessa ja keskimääräinen spot-hinta noin 30 €/MWh (2009) Pääasialliset tuotantomuodot energialähteittäin hiili ja kaasu Vaihtamassa parhaillaan markkinamallia aluehinnoittelusta solmupistehinnoitteluun 4000 solmupistettä Hintakatot korkeammat kuin PJM:n alueella ja erillisiä kapasiteettimarkkinoita ei ole

35. ATS (Administrator of Trade System) vastaanottaa tuotantosuunnitelmat sekä kuluttajien tarjoukset ja laskee sen jälkeen sähkön hinnan ja määränSuojaustuotteina on käytössä forwardeja ja futuureja (sekä pörssin kautta että kahdenvälisesti) FTR tuotteet on tarkoitus ottaa käyttöön myöhemmin Kapasiteettimarkkinat on perustettu kattamaan tuottajien kiinteät kulut ja kannustamaan uusiin tuotantoinvestointeihin. Tuottajat tekevät tarjoukset kapasiteetista ja ostajilla on velvoite ostaa huippukuormaansa vastaava kapasiteettimäärä markkinoilta Valtiolla on pitkiä kapasiteettisopimuksia uusien ydin- ja vesivoimalaitosten kanssa Uusille lämpövoimalaitoksille on oma kapasiteettisopimusjärjestelmänsä

36. Vähittäismarkkinat Sähkön vähittäismarkkinat ovat kansallisia myös niillä alueilla, joissa tukkumarkkinat ovat yhteiset Pohjoismaissa on suunnitelmia myös vähittäismarkkinoiden yhdistämisestä Tavoitteena vähentää regulatorisia ja teknisiä esteitä, jotta myyjät voivat toimia useammassa maassa Sopimusjärjestelyt jakeluverkko-operaattoreiden, myyjien ja asiakkaiden välillä; laskutuskäytännöt; vähittäismarkkinoiden prosessit ja taseselvitysmalli Yhteiset markkinat olisi tarkoitus saada toimintaan 2015, tosin esimerkiksi tietojärjestelmien luominen voi viedä kauemmin Australiassa Victorian osavaltion sähkön vähittäismarkkinat ovat yhdet maailman aktiivisimmat (eli asiakkaat vaihtavat sähkön myyjäänsä) Syitä tähän ovat mm. säästömahdollisuudet tai erillinen bonus, esimerkiksi lehtitilaus tai tyytymättömyys entiseen myyjään

37. Vähittäismarkkinat –kysynnän hintajousto Vähittäisasiakkaiden kulutus ei toistaiseksi juurikaan jousta tukkumarkkinahintoihin perustuen (raportissa käsitellyt maat) Usein vähittäisasiakkaiden tariffirakenteet eivät edes kannusta tähän Monissa maissa on kuitenkin tariffeja tai pilottikokeiluja, joilla pyritään saamaan kulutusta pois tyypillisiltä huippukuormatunneilta Älykkäiden mittareiden lisääntyminen mahdollistaa myös reaaliaikaisemman hinnoittelun

38. Tutkimustyö, 1 Sähkömarkkinoiden tulevaisuudennäkymiä kartoitettiin erilaisten sidosryhmäprosessien avulla Skenaarioprosessi Kuvaus sähkömarkkinoiden mahdollisista kehityssuunnista ja kilpailun muodoista sähkömarkkinoilla erilaisten reunaehtojen vallitessa (skenaariot liitteessä) Laaja-alaisesti suomalaisille sähkömarkkina-asiantuntijoille GDSS-workshop (Group DecisionSupport System) Tunnistaa sähkömarkkinoiden kilpailullisuuteen vaikuttavia tekijöitä sekä arvioida tekijöiden merkittävyyttä Valikoitu joukko suomalaisia sähkömarkkina-asiantuntijoita Tuloksia hyödynnettiin Delfoi-kyselyn tekemisessä

40. Toisella kierroksella tarkennettiin kehityssuuntaa ja kerättiin keinoja vaikuttaa tavoitetilan toteutumiseenVastausprosentti ensimmäisellä kierroksella oli 51,7 % ja toisella kierroksella 86,7 %

42. Delfoi-kysely 2. kierroksen tuloksia Hyödynnettiin 1. kierroksen tuloksia ja kysyttiin, miten esimerkiksi siirtoverkkoinvestointien toteuttamiseen voitaisiin vaikuttaa Vastauksissa ehdotettiin esimerkiksi sääntely-yhteistyötä, siirtoverkkojen omistajuuden ja operoinnin eriyttämistä, pullonkaulatulojen kieltämistä, kaupallisia linjoja, ACER:n vahvaa roolia, helpompia luvistusprosesseja ja että kantaverkko-operaattorien on maksettava pullonkauloista Kysyttiin myös pienten hinta-alueiden merkityksestä, kapasiteettimarkkinoiden tarpeesta, yhteisistä vähittäismarkkinoista ja sähkön varastoinnista Pienet hinta-alueet nähtiin ongelmallisena kilpailun kannalta Vastaajat olivat sitä mieltä, että pelkät energiamarkkinat riittävät takamaan riittävät signaalit uusille tuotantoinvestoinneille Sähkön varastointi on villi kortti markkinoilla

43. Delfoi-kysely 2. kierroksen vastauksia kysymyksiin, onko Euroopassa yksi sähköpörssi vuonna 2030 ja tarvitaanko erillisiä kapasiteettimarkkinoita 2. kierroksen vastaus kysymykseen, onko samaa mieltä, ettei siirtoverkkoyhtiöillä ole riittäviä kannusteita siirtoverkkoinvestointien tekemiseen

44. Vapaa kilpailu – säännelty kilpailu Vapaiden sähkömarkkinoiden päätavoitteet: valtion osallistumisen vähentäminen, kilpailun lisääminen ja kysyntäpuolen osallistumisen lisääminen Keskeinen ero eri markkinamallien välillä on valvonnan määrä Vapaassa kilpailussa sähkön hinta on yhteinen suure koko markkinalle ja sähkö on kuin mikä tahansa muu hyödyke Säännellyssä kilpailussa sähkön hinta lasketaan jokaiselle verkon solmulle, jolloin markkina-alueet ovat pieniä  tarvitaan yksityiskohtaista kilpailunvalvontaa estämään markkinavoiman väärinkäyttöä Vapaan kilpailun käytännön vaatimuksia ovat riittävä siirtoverkko ja kysynnän hintajousto Kysyntäpuoli osallistuu markkinoille ilmoittamalla halukkuutensa maksaa sähköstä ja osallistumalla näin sähkön hinnan muodostukseen Säännellyssä kilpailussa kysyntäpuoli ei välttämättä osallistu lainkaan sähkön hinnan muodostukseen vaan kysyntä ennustetaan Säännelty kilpailu on usein ratkaisu, jos siirtoverkot eivät mahdollista vapaata kilpailua Sääntely saattaa kuitenkin heikentää markkinoiden dynaamista kehittymistä

45. Vision muodostaminen Sähkömarkkinavisio 2030:n perusperiaate on vapaa kilpailu Toimiva kilpailu tehokkaiden sähkömarkkinoiden ehto ja siitä hyötyy sekä tuottajat että ostajat Haasteita riittävän siirtokapasiteetin saaminen markkinoille ja hintajoustava kysyntä Jos näistä tavoitteista luovutaan, ajaudutaan kohti säänneltyä kilpailua Visio täyttää myös EU:n asettaman tavoitteen yhteisistä sähkömarkkinoista Muita vision täyttämiä ehtoja Ei rakenteellisia esteitä uusiutuvien markkinoille tulolle Energiatehokkuuden tukeminen CO2 -päästöjen vähentäminen sähkön tuotannossa Visiossa sähköverkot nähdään mahdollistajina Siirtoverkon pullonkaulat eivät häiritse markkinoiden toimintaa Jakeluverkot puolestaan mahdollistavat vähittäismyyjien toiminnan myös rajojen yli

47. Vision ja vaihtoehtoskenaarion rajoitteet Kummassakin sekä visiossa että vaihtoehtoskenaariossa perusoletuksena on marginaalihinnoittelu päivää edeltävässä sähkökaupassa Jos jokin tapahtuma tai ilmiö johtaa siihen, että päivää edeltävää hintaa ei pystytä muodostamaan marginaalihinnoittelumekanismilla, ajaudutaan täysin uuteen tilanteeseen Esimerkiksi erittäin suuri määrä vaihtelevaa tuotantoa, jonka seuraavan päivän tuotantomääriä ei pystytä ennustamaan, saattaa olla tällainen tapahtuma Päivää edeltäville markkinoille ei ehkä pystytä tarjoamaan tuotantoa, jolloin päivää edeltävää hintaa ei pystytä muodostamaan Tämä voi johtaa markkinamallin merkittäviin muutoksiin Myös sähkön varastointi suuressa mittakaavassa voi vaikuttaa markkinoiden toimivuuteen ja markkinamalliin

48. Visio - Siirtoverkko EU:n yhteinen sähkön sisämarkkina sekä tukku- että vähittäismarkkinoiden osalta Riittävä siirtoverkko markkina-alueella mahdollistaa laajat hinta-alueet, joissa ei ole rakenteellisia sisäisiä pullonkauloja Siirtoverkkojen suunnittelun lähtökohtana on koko markkinan etu, joista edetään maakohtaisiin suunnitelmiin TSO:illa on velvollisuus toteuttaa investoinnit ja koko markkina-aluetta hyödyttävien investointien kustannukset jaetaan hyötyjen suhteessa TSO:iden kesken Kantaverkkoyhtiöiden toimintojen valvontamallit ovat harmonisoidut ja ne ohjaavat pullonkaulojen poistamiseen ja niiden aiheuttamien haittojen pienentämiseen. Olemassa olevan siirtokapasiteetin tehokas jakaminen ja käyttö varmistetaan markkinaehtoisilla menetelmillä sekä päivää edeltävällä että päivän sisäisellä markkinoilla

49. Visio - Hinnoittelu Sähkön tukkukaupassa hinta muodostuu vapaasti ilman hintakattoja tai –lattioita Hinnoitteluperiaatteena on yleisesti hyväksytty marginaalihinnoittelu, joka ohjaa tuotannon ajojärjestyksen halvimmasta kalleimpaan Euroopassa on yksi tai muutama tiivistä yhteistyötä tekevä sähköpörssi, jotka käyttävät yhteistä single pricecoupling –mekanismia Päivän sisäisten markkinoiden toimintaperiaatteet on harmonisoitu Markkinatoimijoiden kannalta relevantti markkinatieto on kaikkien saatavilla ja markkinoiden toiminnasta pystytään viestimään uskottavasti

50. Visio - Tuotanto Sähköenergian hinta muodostaa riittävän signaalin uusille tuotantoinvestoinneille, eikä erillisiä kapasiteettimarkkinoita tai –maksuja tarvita Tuotannon markkinoille tulo ja poistuminen ovat markkinaehtoisia Uuden tuotannon lupamenettelyt ovat yhteisiä koko Euroopassa Satunnaisesti vaihteleva tuotanto osallistu markkinoille markkinaehtoisesti Hiilidioksidipäästöjen rajoittamiseen on selkeä globaali menetelmä Sähkön siirtoverkko toimii mahdollistajana eli se ei rajoita uuden tuotannon sijoittumista Markkina-alueella on riittävästi säätö- ja varakapasiteettia ja vapaa hinnanmuodostus antaa myös niille riittävät kannusteet markkinoilla pysymiseen

51. Visio - Vähittäismarkkinat Yhteinen laaja tukkumarkkina-alue edistää myös yhteisten vähittäismarkkinoiden kehittymistä EU:n alueella on harmonisoitu vähittäismarkkinamalli, joka sisältää muun muassa asiakasrajapinnan prosessit, tiedon vaihdon ja siirron mekanismien periaatteet ja muut toimintaperiaatteet. Nämä mahdollistavat ylikansalliset vähittäismarkkinat, joilla toimii paljon myyjiä. Tukkumarkkinoiden hintasignaalit menevät läpi vähittäismarkkinoille, eikä vähittäismarkkinahintoja ole subventoitu Vähittäismyyntituotteiden valikoima on monipuolinen ja sähkön myyjän voi valita vapaasti Jakeluverkot mahdollistavat kilpailun vähittäismarkkinoilla Kaikki sähkön käyttäjät osallistuvat kysynnän hintajoustoon Osallistumista markkinoille edistää asiallinen tieto mahdollisuuksista ja riittävä kuluttajansuoja Sähköä voi varastoida laajassa mittakaavassa esimerkiksi sähköautojen akkuihin Osalla kotitalouksista on myös omaa pienimuotoista tuotantoa ja ylijäämäsähkön voi myydä markkinoille

53. Miten vaikuttaa vision toteutumiseen? Siirtoverkot TYNDP:n toteuttaminen huomioiden Euroopan sähkömarkkinoiden tarpeet Riittävät uudet siirtoverkkoinvestoinnit laajojen hinta-alueiden takaamiseksi ja kannusteet pullonkaulojen poistamiseen Luvitusprosessien nopeuttaminen ja yksinkertaistaminen Uusiutuva energia Siirtoverkot mahdollistavat markkinaehtoiset investoinnit tuotantoon Uusiutuvan energian tuet eivät häiritse markkinoiden toimintaa Sähköpörssit Hintakytkentä käyttäen yhteistä laskenta-algoritmia Päivän sisäisellä markkinalla EU:n laajuinen yhteinen tilauskirja ja siirtoverkon kapasiteetin hallintamekanismi Kysyntäpuolen aktivoiminen Smartgrid:n mahdollisuudet Sähkön varastoiminen Luottamus markkinoihin

54. Yhteenveto Sähkömarkkinavisio 2030 on tehty 4/2010 – 4/2011 välisenä aikana Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa Tutkimustyössä on muun muassa muodostettu erilaisia skenaarioita tulevaisuuden sähkömarkkinoista ja tehty asiantuntijahaastatteluja sekä Suomessa että Euroopassa Sähkömarkkinavisio 2030 tukee vapaata kilpailua, mahdollistaa EU:n tavoitteet sähkön sisämarkkinoista eikä tee uusiutuviin energialähteisiin perustuvasta sähköntuotannosta tukiaddiktia Sähkön hinta määräytyy kysynnän ja tarjonnan perusteella Tarvitaan riittävästi siirtokapasiteettia ja aktiivinen kysyntäpuoli Jos sähkömarkkinoille ei saada riittävästi siirtokapasiteettia ja hinnan suhteen joustavaa kysyntää, niin markkina ajautuu kohti säänneltyä kilpailua Markkinoiden dynaaminen kehittäminen vaikeutuu Toisin kuin vapaassa kilpailussa, sääntelyssä ei ole sisäänrakennettuna kannustinta tehokkaaseen toimintaan Tarvitaan erillisiä kannustinjärjestelmiä, jotka yrittävät matkia vapaata kilpailua Sääntelyjärjestelmistä tulee helposti raskaita ja ne ajautuvat monimutkaistumiskierteeseen

55. Liite 1 Skenaariokuvaukset

56. Liite 2 Skenaariokyselyn tuloksia Voiko skenaario toteutua vuoteen 2030 mennessä?