Jakeluverkon tariffirakenteen kehitysmahdollisuudet ja

vaikutuksetD.Sc. (tech.) Samuli Honkapuro

professor LUT School of Energy Systems

Lappeenranta University of TechnologyFINLAND

Samuli.Honkapuro@lut.fi

Tiivistelmä

Tutkimusprojektin tavoitteena on analysoida jakeluverkkotariffiin kehitysvaihtoehtoja, vaikutuksia eri osapuolille sekä siirtymäreitti uuteen tariffirakenteeseen. Keskitytään pienasiakkaiden tariffeihin.Toteutetaan aikavälillä 8/2016 – 6/2017. Lappeenrannan teknillisen yliopiston (LUT) ja Tampereen teknillisen yliopiston (TUT) yhteisprojektiRahoittajana ST-pooliOhjausryhmässä ST-poolin, jakeluverkkoyhtiöiden, sähkön myyjän, Fingrdin, Energiaviraston ja Energiateollisuus ry:n edustus

Taustaa – miksi tariffirakenteen kehittämistä tarvitaanNykyinen sähkönjakelun energiaperusteinen hinnoittelumalli ei ole kustannusvastaava

Hinnoittelu riippuu energiasta, kustannukset lyhyellä aikavälillä vakiot pitkällä aikavälillä riippuvat pääosin mitoitustehostaPuutteelliset ohjausvaikutukset loppukäyttäjilleHaasteita erityisesti muutostilanteessa.

Nykyinen hinnoittelumalli ei kannusta verkkokapasiteetin tehokkaaseen käyttöön

Kysynnänjoustossa intressiristiriita verkon ja markkinan välillä. Tätä on mahdollista lieventää kehittämällä verkkotoiminnan hinnoittelumallia.

Yhteiskunnan kannalta tavoitteena on koko energiajärjestelmän sosioekonomisten kustannusten minimointi (eli resurssitehokas ja ilmastoneutraali kokonaisjärjestelmä)

Jakeluverkon näkökulmasta keskeistä on kapasiteetin hyvä käyttöaste Järjestelmän näkökulmasta joustavien resurssien tulee osallistua tehotasapainon ylläpitoon erilaisilla aikajänteillä, eli day-ahead, intraday, ja reservimarkkinoilla Kokonaisoptimin kannalta keskeistä on kustannusvastaava hinnoittelu sekä verkossa että markkinalla

Taustaa - Tariffirakenteiden kehitystrendi• Nykyinen pienasiakkaiden hinnoittelumalli perustuu kiinteään (€/kk) ja

energiaperusteiseen (snt/kWh) maksukomponenttiin• Kiinteän tariffikomponentin osuus on kasvanut jatkuvasti. Kehitys jatkunee

samankaltaisena, mikäli rakennetta ei uudisteta nykyisestä. Ohjausvaikutusten kannalta tämä ei kuitenkaan ole toivottava kehityssuunta.

Lähde: Energiamarkkinavirasto. Sähkön siirtohintatariffien kehitys 2000-2013.

0

10

20

30

40

50

60

K1 K2 L1 L2 T1 Keskiarvo

%

Kiinteän maksun osuus jakelutariffissa

2000 2005 2010 2013

K1, Kerrostalohuoneisto, ei sähkökiuasta,1 x25 A, 2 000 kWh/v

K2, Pientalo, ei sähkölämmitystä, sähkökiuas, 3x25 A, 5 000 kWh/v

L1, Pientalo, suora sähkölämmitys, 3x25 A, 18 000 kWh/v

L2, Pientalo, osittain varaava sähkölämmitys, 3x25 A, 20 000 kWh/v,

T1, Pienteollisuus, tehontarve 75 kW, sähkön käyttö 150 000 kWh/v

BackgroundConflict of interests in demand response –impacts of market based load control to peak loads of transformers

Case network area457 km MV network793 km LV network469 MV/LV transformers7 612 customers

Source: Rautiainen, A. “Aspects of Electric Vehicles and Demand Response in Electricity Grids”. D.Sc. (tech.) thesis. Tampere University of Technology 2015.

Tutkimuksen tavoitteet ja osatehtävät1. Uudenlaisen tariffirakenteen muodostaminen käytännössä

Tarkastellaan erilaisten tariffien toteutettavuutta yleisten tariffeille asetettujen vaatimusten näkökulmastaMuodostetaan jatkoanalyyseihin valittujen tariffirakenteiden mukaiset tariffit esimerkkialueille aiheuttamisperiaatteen mukaisesti

2. Tariffirakenteen vaikutukset eri osapuolilleTariffien vaikutukset eri osapuolten ja erilaisten resurssien näkökulmista

Asiakas, verkkoyhtiöt, sähkön myyjä / aggregaattori, yhteiskuntaKysyntäjousto, hajautettu tuotanto, energiavarastotTariffin vaatimukset mittausinfrastruktuurille

Vaikutusmekanismien analysointi sekä simulaatiot todellisella datalla

3. Siirtymäreitti uuteen tariffirakenteeseenAnalysoidaan tariffimuutoksen haasteita ja mahdollisuuksia ja määritetään siirtymäreitti uudentyyppiseen tariffirakenteeseen

Tariffien valintaan vaikuttavat kriteeritKriteeri Kuvaus

Kustannus-vastaavuus

Tariffirakenne heijastaa sähköverkkoyhtiön kustannusrakennetta pistehinnoittelun sallimissa rajoissa, mikä tukee tariffien oikeudenmukaisuutta ja tasapuolisuutta eri asiakkaita kohtaan. Siirtotariffeilla tulee voida myös generoida riittävä liikevaihto, joka mahdollistaa sähköverkkoyhtiön toimintaedellytykset.

Neutraalius muita markkinaosapuolia

kohtaan

Siirtotariffirakenteen ei tulisi muodostaa esteitä tai rajoitteita muiden markkinaosapuolten (esim. kysyntäjoustopalveluiden) toiminnalle, eli siirtotariffilla ei rajoiteta näiden markkinaosapuolten toimintaa sähköverkon teknisten rajojen puitteissa.

OhjaavuusSiirtotariffi on yksi osatekijä asiakkaan kannustamisessa kohti kokonaistehokasta sähkönkäyttöä. Siirtotariffi mahdollistaa sen, että asiakas kykenee omilla toimillaan ja päätöksillään vaikuttamaan siirtomaksunsa suuruuteen.

ToteutettavuusTariffirakenteen tulisi olla toteutettavissa kohtuullisin kustannuksin ja mahdollisimman pitkälle nykyisiä ja näköpiirissä olevia järjestelmiä (esim. tulevan mittarisukupolven ominaisuudet) hyödyntämällä. Myös asiakasviestintä tulee huomioida tässä.

Yhteensopivuus

Siirtotariffirakenne ei sisällä ylitsepääsemättömiä rakenteellisia ristiriitoja esimerkiksi sähkön myyjän tarjoamien nykyisten, sekä myös mahdollisten uusien tariffien kanssa. Tässä kriteerissä tulee huomioida myös muiden osapuolten tulevaisuuden hinnoittelun kehitysmahdollisuuksien suunta.

YmmärrettävyysAsiakkaan tulee kyetä annetun hinnaston perusteella päättelemään oman siirtomaksunsa muodostumisperusteet riittävän helposti.

Incentives for customer to optimize energy/power usage

Total demand of energy and power

Peak demand

Network losses

Investment needs

Metering and billing

DSO’s revenue stream

Operational expenses

Capital expenses

DSO’s revenue demand

DSO business model

Retailer’s revenue stream

Retail tariffs

Retailer’s business model

Retailer’s electricity

purchase costs

DSO tariffs

Retailer’s revenue demand

Accuracy of load forecast

TaxesTSO tariff

Electricity wholesale price

DISTRIBUTION SYSTEM OPERATOR (DSO)

CUSTOMER / PROSUMER

RETAILER / AGGREGATOR

STATETRANSMISSION SYSTEM OPERATOR (TSO)

Monopoly regulation

Small-scale generation

Incentives for customers

Flexibilitytariff

Energy storage

Projektissa tarkasteltavat tariffirakenteet

Siirtomaksun suuruuden määräytymisperuste

Siirtotariffi €/kk (tai €/a) snt/kWh €/kWKiinteä vuosimaksu xKiinteä perusmaksu ja kulutusmaksu x x

Sulakeporrastettu perusmaksu ja kulutusmaksu x x

Tehorajatariffi (ns. kaistahinnoittelu) x

Tehorajatariffi kausijaolla (ns. kaistahinnoittelu) x

Kaksiporrastariffi x x (x)Kolmiporrastariffi x x (x)Pienasiakkaan tehotariffi kynnysteholla x x xPienasiakkaan tehotariffi x x xx = Sisältyy siirtotariffirakenteeseen(x) = Saattaa sisältyä siirtotariffirakenteeseen

Tehorajatariffi (ns. kaistahinnoittelu)Hinta perustuu sovittuun tilaustehoonEtukäteen määritellyt tehokaistat (vrt. laajakaistaliittymä) esim. 5 kW, 8 kW jneVuotuinen, kuukausittainen tai kausiperusteinen kaistan määritys

PorrastariffiAnaloginen tuote nykyisen kaksiaikatariffin suhteen, mutta energiaan perustuva maksukomponentti ei riipu ajasta vaan asiakkaan käyttämästä tehostaEtukäteen määritetyn tehorajan jälkeen hinta on korkeampiVoi sisältää myös useamman portaan (korkein porras voi aktivoitua esim. muutaman kerran vuodessa, critical peak pricing)

Pienasiakkaan tehotariffiSamanlainen kuin nykyisin suuremmille asiakkaille tarjolla oleva tehotariffiSisältää perusmaksun (€/kk), tehomaksun (€/kW,kk) ja energiamaksun (snt/kWh)Tehomaksu perustuu mitattuun tehoon (esim. kuukauden suurin teho tai suurimpien tehojen keskiarvo)Voi sisältää myös nk. kynnystehon, jolloin perusmaksu kattaisi pienen asiakkaan tehontarpeen

Aikataulu ja tulosten julkaiseminenProjekti alkoi elokuussa 2016, loppuraportti julkaistaan kesällä 2017Tällä hetkellä menossa tariffien vaikutusten analysointi eri osapuolten näkökulmasta. Tähän liittyy myös sidosryhmille järjestettävä laaja työpaja, joka pidetään 7.2.Loppuraportoinnin ohella projektin tuloksia raportoidaan kv-julkaisuissa:

Rautiainen et al. Reforming Distribution Tariffs of Small Customers – Targets, Challenges and Impacts of Implementing Novel Tariff Structures. CIRED 2017Lummi et al. Analysis of Transition Steps Towards Power Based Distribution Tariff of Small Customers. CIRED 2017Haapaniemi et al., Impacts of Different Power-Based Distribution Tariffs for Customers. CIRED 2017Haakana et al. Risk or Benefit on the Electricity Grid: Distributed Energy Storages in System Services. CIRED 2017Haapaniemi et al., Effects of major DSO tariff change on solar photovoltaic profitability. EEM 2017Honkapuro et al. Development options for distribution tariff structures in Finland. EEM 2017Lummi et al. Legislative Aspects of Developing Power-based Distribution Tariffs for Small Consumers. EEM 2017

Kiitos!

Lappeenranta University of Technology (LUT)

D.Sc. Samuli HonkapuroLUT Energy

Lappeenranta University of TechnologyLappeenranta, FinlandSamuli.Honkapuro@lut.fi