ForTheDoers-blogi

Vesivoiman ohjaamisen avainsanat: tarkkuus, turvallisuus ja epävarmuus

Juha Ruokonen 10 maaliskuu 2023, 11:25

Vesivoima on rajallinen energianlähde ja sen käyttö on jatkuvaa epävarmuuksien ja todennäköisyyksien arviointia. Sataako huomenna? Milloin kevät ja lumien sulaminen alkaa? Kuinka paljon vettä on sitoutuneena lumeen? Tarvitaanko vesivoimaa eniten joulukuussa vai helmikuussa? Ja kuinka nopeasti Hossaan satanut sadepisara valuu järvestä toiseen ja voimalaitokselta seuraavalle?

Nainen ja mies työskentelemässä tietokoneella.

Tähän epävarmuuksien värittämään päätöksentekoon minulla oli kunnia tutustua pari viikkoa sitten. Seurasin tuolloin kokonaisen työvuoron ajan fyysistä sähkökauppaa käyvää kollegaani, joka suunnitteli ja teki sähköntuotantotarjouksemme seuraavan päivän sähkömarkkinoille Nord Pool -pörssiin. Vaikka olen itsekin työskennellyt Fortumin trading-yksikössä yli 10 vuotta, en ollut aikaisemmin ymmärtänyt vesivoimaloiden tuotannonsuunnittelun todellista haastavuutta. Vierailuni konkretisoi minulle aivan uudella tavalla vesivoiman etuja, lainalaisuuksia ja rajoituksia.

Vesivoiman vuosi kestää kevättulvasta kevättulvaan

Fyysisellä sähkökaupalla tarkoitetaan huomisen päivän sekä kunkin päivän sisäistä kaupankäyntiä. Vaikka huomio on tulevassa vuorokaudessa, on vesivoiman optimoinnin eli tuotannonsuunnittelun kannalta yhtä tärkeää huomioida myös tulevat kuukaudet ja jopa seuraava vuosi. Tuotannonsuunnittelussa pohditaan, mikä on järkevin tapa luontoarvot huomioiden käyttää keväällä sulamisvesistä täyttyneet järvet ennen kuin ne täyttyvät uudestaan seuraavana keväänä. Tuotantoa ohjaavat voimakkaasti myös erilaiset lupaehdot, jotka asettavat rajoituksia järvenpinnan tasoille sekä jokien virtaamille. Tämän lisäksi on huomioitava vesivoimalaitosten huolto- ja kunnostustyöt, sekä ympäristölliset näkökannat.

Miten vesivoiman tuotantoa käytännössä optimoidaan?

Fortumin sähköntuotannosta 45 % on vesivoimaa, jonka tuotantoa voidaan säätää eli ohjata niihin hetkiin, jolloin sähkönkulutus on suurinta. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että meidän on ennustettava lukuisia asioita kuukausiksi eteenpäin:

  • Mikä on sähkön kysyntä ja hintataso tulevina kuukausina ja vuosina?
  • Mikä on tulovirtaaman ennuste: kuinka paljon vettä on sitoutuneena lumeen tai kuinka paljon lisää vettä sataa lähiaikoina (vai sataako) ja kuinka paljon vettä haihtuu järvistä erityisesti lämpiminä päivinä?
  • Mikä on voimalaitostemme käytettävyys huomioiden niiden huollot?
  • Miten aiheuttaa vähiten haittaa järvien ja jokien virkistyskäytölle?

Kun trading-yksikkömme tekee markkinoille tarjouksen huomisen päivän tuotannosta, pohjautuu hinnoittelumme sähkömarkkinalakien vaatimusten mukaisesti tuotantokustannuksiin sekä niin sanottuun vaihtoehtoiskustannukseen. Jälkimmäinen on erityisen tärkeä vesivoiman tarjouksia tehtäessä ja se tarkoittaa sitä, että vedellä on arvoa myös tulevaisuudessa. Esimerkiksi jos arvioidaan, että sähkön hinta on tulevaisuudessa korkeampi, on tämä tulevaisuuden hinta eli vaihtoehtoiskustannus otettava huomioon seuraavan päivän tarjouksessa. Tämä on kaikkien osapuolten kannalta järkevää. Jos käytämme veden sähköntuotantoon huomenna, emme voi käyttää sitä tulevaisuudessa. Menetämme siten sen arvon tulevaisuudessa eli siitä aiheutuu todellinen kustannus. Sähkönkuluttajat taas tarvitsevat vesivoimaa juuri silloin, kun kysyntä on suurinta ja hinnat ovat korkeita. Ilman vesivoimatuotantoa ne voisivat olla vieläkin korkeammat.

Tarjoamme markkinoilla aina kaiken käytettävissä olevan tuotantokapasiteettimme – eli vaikka tietäisimme, että tietyn energian tai voimalaitoksen tarjous ei todennäköisesti mene Nord Poolin huutokaupassa läpi, tarjoamme sitä silti markkinoille. Ja vaikka kaikki joustava tuotantomme ei mahtuisi vuorokausimarkkinoille (spot), tarjoamme kaiken käytössä olevan vapaan kapasiteetin joka tunti vuorokauden sisäisiin markkinoihin (intraday) ja kantaverkkoyhtiön käyttöön (reservimarkkinat).

Jälkiviisaus – viisaudenlajeista viheliäisin

Peräpeiliin katselu tarjoaa aina mahdollisuuden jälkiviisasteluun. Vesivoiman osalta on nyt keväällä 2023 helppoa sanoa, että vesivoimalla olisi voinut tuottaa enemmän sähköä viime syksynä hintojen ollessa korkealla. Elokuussa 2022 tilanne näytti kuitenkin täysin toisenlaiselta: vesivarastot olivat normaalia alempana, sähköntuonti Venäjältä oli lopetettu, Olkiluodon uusi ydinvoimala valmistautui vasta testiajoihin ja asiantuntijat pohdiskelivat jo mahdollisen sähköpulan mahdollisuutta talvella 2023.

Kun Fingrid viimeisen kerran varoitti tulevan talven mahdollisesta sähköpulasta joulukuussa 2022, Oulujärvessä oli vettä noin kuuden viikon täyden tuotantotehon verran ja talvea edessä vielä 12 viikkoa. Nyt maaliskuussa tiedämme, että pahimmat skenaariot eivät toteutuneet. Leuto talvi Pohjoismaissa ja koko Euroopassa, syksyllä kohentunut vesivarastojen tilanne sekä sähkönkäyttäjien energiansäästötalkoot toivat liikkumatilaa sähkömarkkinoilla ja laskivat markkinahintoja.

Työ vesivoimavalvomossa on epävarmuuksien hallintaa

Tarkkuus, turvallisuus ja epävarmuus – näihin kolmeen sanaan kiteytyy fyysisen sähkökaupan ja vesivoimaloiden ohjaamisen haasteet. Työ on tarkkaa, turvallisuudesta ei tingitä ja tuotannonsuunnittelun arki on erilaisten epävarmuuksien arviointia.

Monet asiat tuntuvat sivusta katsoen suoraviivaiselta tai jopa yksinkertaiselta, mutta tieto usein lisää tuskaa ja tekee maailmasta paljon monimutkaisemman. Minulle päiväni tuotannonsuunnittelijan ”varjona” oli juuri tällainen kokemus. Moni aiemmin itsestään selvältä tuntuva asia avautui uudella tavalla. Yksi tärkeimmistä oivalluksista oli veden valumisen ymmärtäminen. Niinkin päivänselvä lausahdus kuin ”vesi valuu alaspäin” sai aivan uudenlaisen merkityksen, kun pohdin sadepisaran 350 kilometrin matkaa Oulujärven valuma-alueen kauimmaisesta nurkasta Hossan Itäpuolta useiden järvien ja 11 vesivoimalaitoksen kautta Pohjanlahteen. Kuinka vaikeaa tuota yksinkertaiselta kuulostavaa matkaa lopulta onkaan ennustaa!

Juha Ruokonen

Communications Manager, Trading and Asset Optimisation (TAO)

Blog

ForTheDoers-blogi

Blogin etusivulle