Vesivoiman rooli säätövoimana
Vesivoimatuotannon vuoksi heikenneen ympäristön tilan parantamiseksi tarpeelliset toimet voivat vaikuttaa vesivoiman tuleviin sähköntuotantomahdollisuuksiin. VHS Säätövoima -hankkeessa tehtyjen arvioiden mukaan tuotantomahdollisuuksien muutoksien vaikutukset sähkömarkkinoihin ja erilaisiin reserveihin ovat varsin vähäisiä nyt tai näköpiirissä olevissa tulevaisuuden kehityskuluissa. Vesivoiman suhteellinen osuus kulutuksen ja tuotannon tasapainotuksessa vähenee väistämättä muiden ratkaisujen osuuden kasvaessa.
Sähkö on merkillinen hyödyke. Sähkön hinnat määräytyvät markkinoilla, kuten useimpien muidenkin tuotteiden ja palveluiden, joita kulutamme ja käytämme. Sähkö poikkeaa kuitenkin näistä kahdesta pääsyystä: 1) sähköä ei voida kokonaisuudessaan korvata millään muulla tuotteella edes hetkellisesti ja 2) teknisesti sähköä pitää tuottaa jokaisella ajanhetkellä sähkönkulutusta vastaava määrä, muutoin seurauksena on kaikkia koskettava sähkökatko.
Sähkömarkkinalla sähkönkulutuksen ja -tuotannon välinen koordinaatio tapahtuu markkinahintojen kautta: sopivalla hinnalla kulutus ja tuotanto vastaavat toisiaan. Kulutuksen ja tuotannon vastaavuus ei kuitenkaan ole markkinatoimijoiden vastuulla ja yhteensovittaminen voisi epäonnistua esimerkiksi voimalaitoksen vikaantumisen vuoksi.
Sähkömarkkinoiden yhteiskunnallisen merkittävyyden ja eri toimijoiden välisen koordinaatiotarpeen ratkaisemisen vuoksi sähkömarkkinoita säännellään monia muita markkinoita voimakkaammin. On esimerkiksi sovittu, että yhteisin varoin ylläpidetään erilaisia varamekanismeja markkinaehtoisen tasapainotuksen poikkeaminen hallitsemiseksi.
Kulutuksen ja tuotannon tasapainotus
Aiemmin sähkön kulutuksen ja tuotannon tasapainotus on tapahtunut pääasiassa tuotantopuolella. Sähkön kuluttajat ovat käyttäneet sähköä haluamallaan tavalla ja tuotantomääriä on sopeutettu vastaamaan kulutusta.
Tuotannon ja kulutuksen mahdollisuudet vaikuttaa ajan yli tapahtuvaan tasapainotukseen vaihtelevat teknologia-, tuotanto- ja käyttöpaikkakohtaisesti. Esimerkiksi vesivoimalla on tietyt tuotantomahdollisuudet, joita rajoittavat voimalaitoksien tuotantokapasiteetti, tekniset mahdollisuudet muuttaa tuotantoa ajanhetkestä toiseen, vesitilanne ja ympäristörajoitteet.
Tuotantomahdollisuuksiensa puolesta otollisia teknologioita säätöön ovat fossiilisia polttoaineita käyttävät tuotantolaitokset ja vesivoima. Nämä tuotantoteknologiat ovat Suomessa historiallisesti vastanneet tuotannon säätämisestä kulutuksen mukaan, naapurimaista rajasiirtoyhteyksien kautta tulevan säädön ohella.
Valinnat käyttää fossiilisia polttoaineita ja vesivoimaa periytyvät ajalta, jolloin edullista kotimaista sähköntuotantoa on pidetty Suomessa yhteiskunnalle tärkeänä ja muiden arvojen merkitys tehdyissä valinnoissa on ollut vähäisempi. Tieteellinen ymmärrys sekä fossiilisten polttoaineiden käytön että vesivoiman ympäristövaikutuksista on kuitenkin selkiytynyt viimeisten vuosikymmenten aikana:
- Fossiilisten polttoaineiden käytön vähentäminen energiantuotannossa on välttämätön edellytys ilmastotavoitteiden toteutumisen kannalta.
- Vesivoiman tuotannon sopeuttaminen on välttämätön edellytys luontotavoitteiden toteutumisen kannalta.
Tuotantomahdollisuuksien ympäristöperusteinen rajoittaminen on hyväksi ympäristölle, mutta aiheuttaa taloudellisia kustannuksia voimalaitoksien omistajille. Taloudelliset vaikutukset voivat välittyä markkinoiden kautta edelleen muille kuluttajille ja muille tuottajille. Vaikutusten suuruus eri toimijoille on empiirinen kysymys, jota tarkastellaan vesivoiman säätökyvyn osalta loppusuoralla olevassa valtioneuvoston selvitys- ja tutkimustoiminnan (VN TEAS) rahoittamassa Vesienhoidon toimenpiteiden vaikutus säätövoimaan -hankkeessa (VHS Säätövoima -hanke).
Luontoarvojen tasapainotus
Ilmastonmuutos ja luontokato ovat toisiinsa kytkeytyneitä ongelmia. Ilmastonmuutos on yksi merkittävistä luontokadon aiheuttajista ja ympäristön tilan heikentyminen vähentää luonnon kykyä säännellä muuttuvaa ilmastoa. Molempia ympäristöongelmia ruokkii taloudellinen toimeliaisuus yhteiskunnan eri osa-alueilla, myös sähkömarkkinalla. Kun ihmisten toiminta vaikuttaa sekä ilmastoon että muuhun luontoon, kytkeytyvät toimenpiteet haittojen vähentämiseksi markkinavaikutusten kautta toisiinsa.
Energiantuotannon fossiilisten polttoaineiden käytön aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt Suomessa ovat EU:n yhteisen päästökauppajärjestelmän piirissä. Koska kasvihuonekaasupäästöistä aiheutuva ympäristöhaitta on globaali, ei päästöjen lähtömaalla tai syntytavalla ole väliä, vain kokonaismäärä ratkaisee ilmastonmuutoksen suunnan. EU:n päästökauppa tuottaa markkinaehtoisesti päästövähennyksiä siellä missä niitä on edullisinta toteuttaa. Suomessa on kuitenkin päätetty tehdä kunnianhimoisempia energiasektoriin kohdistuvia ilmastotoimia, kuten kivihiilen käytön kieltäminen energiantuotannossa. Näiden toimien vaikutukset EU:n kokonaispäästöihin ovat epäselviä, mutta sähkömarkkinavaikutukset on aiemmissa selvityksissä arvioitu vähäisiksi.
EU:ssa luonnon tilan parantamiseen tähtäävä ennallistamisasetus hyväksyttiin kesällä 2024 niukasti mm. Suomen vastustuksesta huolimatta. Vesivoimatuotannon ympäristövaikutuksia säädellään kuitenkin jo myös muuta kautta, esimerkiksi EU:ssa vesipuitedirektiivi velvoittaa toimiin ympäristön tilan parantamiseksi. Toisin kuin ilmastonmuutoksen yhteydessä, vesivoiman ympäristölle aiheuttamat haitat ovat paikallisia. Suomalaisen luonnon tilan parantamiseksi tehtävät toimet pitää tehdä Suomessa ja on selvää, että ilman kotimaisia toimia ympäristön tila ei parane.
Vesivoiman tuotantomahdollisuuksien rajoittamisen sähkömarkkinavaikutukset
Sähkömarkkinavaikutukset vesivoiman tuotantomahdollisuuksien rajoittamisesta jäävät VHS Säätövoima -hankeessa tehtyjen arvioiden perusteella vähäisiksi. Ympäristösääntelyn muutoksien vaikutukset kohdistuvat paikallisesti yksittäisiin voimalaitoksiin. Toimenpiteistä riippuen näiden voimaloiden sähköntuotanto ja vesivoimalan säätökyky voivat alentua, mutta ekologisesti merkityksellisiä vaikutuksia saadaan aikaan keskimäärin joidenkin prosenttien vähenemällä.
Vesivoiman tuotantomahdollisuuksien rajoittamisen suorat taloudelliset vaikutukset kohdistuvat valtaosin niihin yrityksiin, joiden tuotanto vähentyy. Sähkömarkkinan taloudellinen tehokkuus alenee vain hyvin vähän, eikä sähkömarkkinan toimivuudelle aiheudu toimenpiteistä juurikaan vaikutuksia.
Pienetkin muutokset sähkön tuotantomääriin voivat kuitenkin vaikuttaa sähkön hintoihin tavalla, joka nostaa kuluttajien sähkölaskuja ja hyödyttää sähköntuottajia. Tämä markkinavaikutus tulee ottaa huomioon, kun arvioidaan toimialalle aiheutuvia haittoja ja näiden perusteella mahdollisesti maksettavia korvauksia.
Tuleva kehitys
Fossiilisista polttoaineista irtautuminen on edennyt Suomen sähköntuotannossa suhteellisen ripeästi. Lisääntynyt tuulivoiman tuotanto Suomessa ja naapurimaissa on alentanut sähkön markkinahintoja ja fossiilista sähköntuotantoa on suljettu vastineena alhaisiin markkinahintoihin. Voidaan ajatella, että tämä kehitys olisi lisännyt kotimaisen vesivoiman käyttöä tuotannon ja kulutuksen tasapainottamisessa, mutta vuosien 2015–2023 tarkastelu ei anna tästä viitteitä. Vaikka tuulivoiman tuotanto vaihtelee voimakkaasti, vapautuu tuulisina aikoina rajasiirtokapasiteettia naapurimaihin ja muu pohjoismainen vesivoima on vastannut enenevissä määrin tasapainotuksesta myös Suomessa.
Tulevaan kehitykseen liittyy historiallisen suurta epävarmuutta yhteiskunnan sähköistymisen vaikutusten ja tuotantorakenteen kehittymisen osalta. Erilaisissa skenaariossa ja selvityksissä on tarkasteltu sähkönkulutuksen kasvua ja sähköntuotannon muutoksia Suomessa ja lähialueillamme. Tyypillisissä skenaariossa sähkönkulutus kasvaa nopeasti ja jopa tuplaantuu vuoteen 2035 mennessä samalla kun tuulivoiman määrä moninkertaistuu. Skenaarioissa kuviteltu kehitys edellyttäisi pitkään tasaisena tai hieman laskussa olleen sähkönkulutuksen suunnan ripeää kääntymistä lähivuosina.
Mitä nopea sähköistymien tarkoittaa säätövoiman tarpeelle? Koska tuotettu sähkö on tasalaatuista, voidaan ajatella, että kaikki sähköjärjestelmän tasapainotukseen osallistuva tuotanto- ja kulutus on säätövoimaa. Toisin päin ajateltuna säätövoimalle ei voida määritellä tuotannosta ja kulutuksesta ja niiden vaihtelusta riippumatonta ”tarvetta”. Sähkömarkkinoilla on kysyntää ja tarjontaa sähkölle. Markkinaehtoisessa kehityksessä kysynnän ja tarjonnan muutokset tuottavat hintasignaaleja, jotka muokkaavat kulutuksen ja tuotannon rakenteita.
Mikäli sähkönkulutuksen ja vaihtelevan uusiutuvan tuotannon lisääntyminen etenee kasvuskenaarioiden mukaisesti, vesivoiman rooli kulutuksen ja tuotannon tasapainotuksessa vähenee väistämättä. Vesivoiman tuotantokapasiteettia on jo nyt kilpailullisesti kannattavaa käyttää täysimääräisesti tasamaan sähkönkulutuksen ja muun tuotannon välistä eroa hintasignaalien perusteella. Koska vesivoiman kapasiteetti ei ole juuri muuttumassa, jää suhteessa yhä suurempi osuus sähköjärjestelmän tasapainotuksesta muiden teknologioiden tehtäväksi. Mikäli vesivoiman tuotantomahdollisuuksiin tehdään pieniä muutoksia, tarkoittaa tämä pientä lisäystä näiden muiden teknologioiden osuuksiin.
Markkinat ja niiden sääntely
Vesivoiman ympäristösääntelyn kiristäminen tapahtuu viiveellä, mikä antaa markkinoilla aikaa sopeutua muutoksiin. Jo nyt markkinoille ja erilaisiin reservimekanismeihin osallistuu muita teknologioita, kuten kysyntäjoustoa ja akkuvarastoja, korvaamaan vanhaa fossiilisiin polttoaineisiin ja vesivoimaan perustuvaa kyvykkyyttä kulutuksen ja tuotannon tasapainotustehtävässä.
Sääntelyllä luodun sähkömarkkinan toimivuus on viimekädessä yhteiskunnan vastuulla. Sähkömarkkinoiden avaamisen taustalla on ollut oletus, että riittävä kilpailu markkinoilla tuottaa tehokkuushyötyjä, joista hyötyvät myös sähkön loppukäyttäjät. Samalla vastuu sähkömarkkinan toimivuudesta on annettu järjestelmävastaavien tehtäväksi. Järjestelmävastaavat arvioivat tarvetta erilaisille teknologioille ja varaavat omaan käyttöönsä osan tuotantoresursseista, jotka eivät voi enää osallistua markkinoilla tapahtuvaan tasapainotukseen. Suomessa Fingrid puolustaa pontevasti järjestelmän teknistä toimivuutta, mutta erilaisten reservien lisäämisestä sähkömarkkinan kautta aiheutuvat kohonneet sähkölaskut eivät ole kenenkään vastuulla.
Avoin kysymys on, tuottaako nykyinen markkinamalli sähköjärjestelmän toimivuutta toivotulla tavalla ylläpitäviä investointeja. Suomessa, kuten monissa muissakin Euroopan maissa, on näköpiirissä merkkejä sähkön tuotantokapasiteettirakenteiden ottamisesta tiukemmin yhteiskunnallisen ohjauksen piiriin. Oikein toteutettuna tätä voidaan ajatella koordinaation tehostamisena esimerkiksi seuraavasti: nykyinen sähkömarkkina vastaisi kilpailusta sähkömarkkinoilla ja jonkinlaiset kapasiteettimekanismit kilpailusta tuotanto- ja kulutusjoustokapasiteeteista.
Yhteiskunnan kokonaisedun mukaista on huolehtia, että mahdolliset kapasiteettimekanismit ottavat huomioon ympäristölle koituvat haitat ja markkinavoiman eli suurten toimijoiden mahdollisuuden vaikuttaa hintatasoihin itselleen suotuisalla tavalla. Nykyisten suurten vesivoimatoimijoiden markkinaosuuksien kasvuun tulisi suhtautua erityisellä varovaisuudella.
VHS-Säätövoima-hanke 2023–2024
Vesienhoidon toimenpiteiden vaikutus säätövoimaan -hanke toteutetaan osana valtioneuvoston selvitys- ja tutkimustoimintaa (VN TEAS). Hankkeen päätavoitteena on arvioida jokivesien ja vaelluskalapopulaatioiden tilaa parantavien toimenpiteiden vaikutukset vesivoimalla tuotettavaan säätövoimaan ja sen tarpeisiin.
Suomen ympäristökeskuksen (Syke) vetämään hankkeeseen osallistuvat Luonnonvarakeskus (Luke), Itä-Suomen yliopisto (UEF) ja Aalto-yliopisto. Hanke julkaisee loppuraportin ja politiikkasuositukset syksyllä 2024.