Business Finlandin rahoittamassa Value for Flexibility (V4F) -projektissa tutkitaan ja kehitetään uusia kustannustehokkaita ja kestäviä ratkaisuja lisäämään energiajärjestelmän joustavuutta. Osana tutkimushanketta Tampereen yliopiston tutkijat selvittivät sähkön markkinahinnan muodostumista ja siinä käytettävää laskentamallia.

Tutkimuksen mukaan vuosi sitten Pohjoismaissa aloitettu virtausperusteinen kapasiteetin laskenta mahdollistaa suuremmat sähkönsiirrot yksittäisillä yhteyksillä, mutta hintaheilunta ja tarjousalueiden väliset hintaerot saattavat kasvaa ilmiön seurauksena. Malli voi ohjata siirtokapasiteettia sinne, missä se kasvattaa pullonkaulatuloa eniten.

- Kasvavat kustannukset maksaa aina lopulta kuluttaja, muistuttavat tutkijatohtori Juha Koskela ja professori Pertti Järventausta Tampereen yliopistosta.

Pullonkaulatuloilla on merkittävä rooli hinnan muodostumisessa

Tutkijat kertovat, että tarjousalueiden välisillä rajasiirroilla on merkittävä vaikutus hintoihin, koska tuonti lisää tarjontaa ja vienti kysyntää. Perinteisesti taloudellisen hyödyn maksimointi on tarkoittanut sitä, että alueiden välisiä hintaeroja on tasoitettu.

- Hintoja määrittävä algoritmi säätää rajasiirtoja kantaverkkoyhtiöiden määrittämien siirtorajoitusten mukaan. Vaikutukset jakautuvat epätasaisesti maiden välillä, mutta keskimäärin vaikutus on hintaa nostava, kun menetelmä päätyy etsimään taloudellista hyötyä kasvattamalla joidenkin alueiden välisiä pullonkaulatuloja, Koskela kertoo.

Pullonkaulatuloilla on tärkeä rooli hinnan muodostumisessa.

- Ilman pullonkaulatulon huomioimista sähköä siirrettäisiin aina maksimaalisesti tarjouskäyrien muutosnopeuksien suhteen määräämään suuntaan, mikä itsessään voisi johtaa hintaerojen kasvuun, Koskela sanoo.

Taustalla muutos virtausperusteiseen siirtokapasiteetin laskentaan

Aiemmin kantaverkkoyhtiöt määrittelivät jokaiselle rajasiirrolle maksimikapasiteetit, joiden rajoissa hinnat määrittävä algoritmi pystyi maksimoimaan taloudellisen hyödyn. Vuosi sitten pohjoismaisilla sähkömarkkinoilla otettiin käyttöön virtausperusteinen siirtokapasiteetin laskentamenetelmä, joka mahdollistaa suuremman siirtokapasiteetin tietyillä siirtoyhteyksillä rajoittamalla toisia yhteyksiä.

- Näin voidaan kasvattaa teknisiä siirtorajoja, joiden sisällä taloudellista hyötyä voidaan maksimoida. Menetelmä sallii jopa epäintuitiiviset siirrot, eli maksimaalista hyötyä voidaan saada kasvattamalla hintaeroja toisien tarjousalueiden välillä, Koskela kertoo.

Tutkijoiden mukaan toisinaan tarjouskäyrät ovat sellaiset, että edes suuret rajasiirrot eivät juurikaan vaikuta kuluttajan ja tuottajan ylijäämiin.

- Näin tapahtuu esimerkiksi, kun saman hintaista tuotantoa on paljon tarjolla. Tällöin taloudellista lisähyötyä syntyy kasvattamalla pullonkaulatuloja. Virtausperusteinen kapasiteetin laskenta mahdollistaa lisää siirtokapasiteettia niihin tarjousalueiden välisiin rajasiirtoyhteyksiin, joissa sillä saadaan suurin taloudellinen hyöty, joka siis tietyissä tilanteissa on kantaverkkoyhtiön saama pullonkaulatulo, Koskela kertoo.
 

Fakta: Näin sähkömarkkinoiden laskennallinen taloudellinen hyöty muodostuu

• Sähkömarkkinoilla muodostuva laskennallinen taloudellinen hyöty, jota hintaa määrittävä algoritmi maksimoi, koostuu kolmesta yhteen laskettavasta toisistaan riippuvasta komponentista; tuottajien ja kuluttajien ylijäämistä sekä pullonkaulatuloista.
• Kuluttajien ylijäämä muodostuu siitä, että hinta on edullisempi kuin mitä kysyntätarjouksissa ollaan valmiita sähköstä maksamaan. Tuottajien ylijäämä muodostuu siitä, että hinta on korkeampi kuin mitä tarjontatarjouksissa sähköstä pyydetään.
• Kantaverkkoyhtiöille maksettavia pullonkaulatuloja muodostuu, kun tarjousalueiden välillä siirretään sähköä tilanteessa, jossa niiden välillä on hintaero. Tällöin kuluttajat maksavat siirretystä sähköstä eri hintaa kuin tuottajat siitä saavat toisella alueella. Suomessa tarjousalueita on yksi, mutta esimerkiksi Ruotsissa niitä on neljä ja Norjassa viisi.
• Kun alueiden välinen hintaero pienenee siirron seurauksena, puhutaan intuitiivisesta siirrosta, joka kasvattaa kokonaistaloudellista hyötyä. Jos sähköä siirretään kalliimmalta alueelta halvemmalle, eli kasvatetaan hintaeroa, puhutaan epäintuitiivisesta siirrosta, mikä myös voi kasvattaa kokonaistaloudellista hyötyä.