Tuuli- ja aurinkovoiman vaikutukset sähköjärjestelmään
Viimeisen kymmenen vuoden aikana aurinko- ja tuulivoiman osuus sähköntuotannosta on kasvanut merkittävästi. Vuoden 2024 loppuun mennessä Suomessa oli käytössä yhteensä 8,4 gigawattia tuulivoimaa ja 1,1 gigawattia aurinkovoimaa. Suomen Tuulivoimayhdistyksen mukaan vuoden 2025 alussa rakenteilla oli 1,1 gigawattia uutta tuulivoimaa ja lisäksi kaavoitus- ja luvitusvaiheessa oli jopa 6 gigawattia kapasiteettia. Ympäristövaikutusten arviointivaiheessa oli noin 30 gigawattia.
Aurinkovoiman osalta vuoden 2025 aikana odotetaan valmistuvan lähes yksi gigawatti lisää kapasiteettia, vaikka taloudellinen epävarmuus on hidastanut kehitystä verrattuna aikaisempiin arvioihin.
Aurinko- ja tuulivoiman lisääntyminen on jo vaikuttanut merkittävästi sähköjärjestelmään. Suomi siirtyi uusiutuvien integroinnin kolmanteen vaiheeseen vuosien 2021–2023 aikana, mutta koronapandemia ja Ukrainan sota veivät huomion osittain muualle.
Uusiutuvan tuotannon vaihtelu on kuitenkin jo selvästi muokannut sähköjärjestelmän toimintaa, erityisesti vuosien 2023 ja 2024 aikana. Vuoden 2024 loppu oli tuulinen ja noin joka viideskymmenes tunti tuulen ja auringon tuotanto ylitti 60 prosenttia Suomen sähkön kysynnästä. Sähköntuonnilla ja -viennillä on ollut keskeinen rooli sähköjärjestelmän tasapainottamisessa.
Taulukko
Kuva: uusiutuvan integroinnin vaiheet. Vapaasti suomennettu lähteestä https://www.iea.org/reports/integrating-solar-and-wind/infographic-six-phases-of-variable-renewables-integration(avautuu uuteen ikkunaan, siirryt toiseen palveluun)
Kasvavan uusiutuvan tuotannon seurauksena sähkön keskimääräinen hinta on laskenut. Tämä johtuu siitä, että kalliimman marginaalikustannuksen tuotantoa tarvitaan yhä harvemmin. Kuitenkin yksittäisinä tunteina hinta voi nousta korkealle, koska säädettävän tuotannon käynnistämiseen liittyy kustannuksia. Vuonna 2024 sähkömarkkinoilla oli noin 700 tuntia, jolloin hinta oli negatiivinen, ja noin 200 tuntia, jolloin hinta ylitti 200 euroa megawattitunnilta. Tämä kertoo suuresta hintavaihtelusta, joka seuraa uusiutuvan tuotannon vaihtelevuudesta.
Vaikka tuuli- ja aurinkovoiman kapasiteetti kasvaa nopeasti, rajasiirtokapasiteetti kasvaa hitaasti
Fingridin kantaverkon kehittämissuunnitelma vuosille 2024–2033 sisältää noin neljän miljardin euron investoinnit, ja merkittäviä vahvistuksia on suunnitteilla erityisesti Pohjois- ja Etelä-Suomen välille. Tavoitteena on pitää Suomi yhtenä hinta-alueena ja kasvattaa rajasiirtokapasiteetti Ruotsiin ja Viroon nykyisestä noin 3,5 gigawatista 5 gigawattiin vuoteen 2031 mennessä. Tuotannon vaihtelu kuitenkin kasvaa nopeammin kuin rajasiirtokapasiteetti, minkä seurauksena Suomi joutuu jatkossa ratkaisemaan sähköjärjestelmän tasapainottamisen haasteet yhä enemmän omin voimin. Vastaava tilanne on havaittavissa myös muualla Euroopassa.
Nopea tuotannon vaihtelu lisää tarvetta nopeasti säädettävälle kapasiteetille. Esimerkiksi ydinvoima, yhteistuotanto ja vesivoima joutuvat sopeutumaan negatiivisiin hintoihin tai säätämään tuotantoaan aiempaa useammin.
Ennen vuotta 2023 suurimmat tuotannon tuntimuutokset olivat noin tuhat megawattia kumpaankin suuntaan. Vuosina 2023 ja 2024 vaihtelut ovat kasvaneet jopa 1700 megawattiin tunnissa, ja varttitason datassa on havaittu vielä nopeampia vaihteluita (MW/h). Tämä osoittaa, että järjestelmässä tarvitaan nopeasti reagoivaa kapasiteettia. Vuonna 2025 käyttöön tuleva varttihinnoittelu lisää tarpeen entistä tarkemmalle tuotannon ja kulutuksen hallinnalle.
Graafit
Kuva: Nettokulutuksen (sähkön kulutus – tuulen ja auringon tuotanto) tuntimuutokset 2015-2024 sekä 2024 tunti- ja varttidatasta.
Kulutusjouston määrä lisääntyy ja rooli kasvaa
Myös sähkökattiloiden ja lämpövarastojen rooli joustavassa lämmöntuotannossa kasvaa. Kulutusjousto lisääntyy esimerkiksi rakennusten ja teollisuuden sähköistyessä. Sähköautojen määrän kasvu on ollut nopeampaa kuin aiemmin, ja älykäs lataus voisi tarjota merkittäviä mahdollisuuksia kulutusjoustoon, mutta sen todellinen potentiaali vaatii vielä lisäselvityksiä.
Samalla perinteisten, suuren käyttöasteen tuotantoyksiköiden kannattavuus heikkenee, mikä voi aiheuttaa ongelmia erityisesti niille laitoksille, jotka tarvitsevat yli 8000 käyttötuntia vuodessa pysyäkseen kannattavina.
