Energiatekniikka näyttää varsinkin muuttuneen nopeasti. Tuulivoimaa tulee tällä hetkellä yhtä paljon kuin ydinvoimaa, eikä sähköä tehdä vartavasten mistään polttoaineesta. Polttoainesähkö on teollisuuden jätevirroista ja toisaalta kaukolämmöstä tulee sähköä sivutuotteena 
.
- Sähköntuotanto 23.9.2021.png (68.96 KiB) Katsottu 3262 kertaa
Kuka olisi uskonut kymmenen vuotta sitten, että tänään ollaan jo tässä tilanteessa. Tuuli-investointeja on tulossa vielä uusia niin paljon, että muutaman vuoden päästä kaukolämpölaitoksia aletaan lämmittää ylijäämätuulivoimalla. 
Mihin tuohon aiotaan työntää Olkiluoto kolmosen 1600 MW. Ei ihme, että taas tuli viivytyksiä käynnistämiseen.
Joku tietenkin ehdottaa, että sehän on juurikin tuo ostettava osuus. Onhan se teoriassa oikean kokoinen osuus, mutta tuota sähköä ei osteta suomeen sitä varten, ettei sitä voisi tuottaa suomessa, vaan siksi, että se on halvempaa ostaa kuin tehdä itse.
.......................
Kirjoitin viime vuonna yhdelle kaverille pyynnöstään tekstin, jossa selitän, miksi energiamarkkinoiden tilanne on se mikä nyt on. Laitan sen tekstin hieman karsittuna tähän, jos joku haluaa tutustua ajatuskulkuuni tarkemmin.
Sähköverkko on monimutkainen markkina-apparaatti
Sähköverkkoon kytkeytyvät energiantuotantojärjestelmät toimivat aina yhdessä. Siksi on typerää puhua vakaasta ydinvoimasta, vaihtelevasta tuulivoimasta ja kalliista varavoimasta. Kumpikaan ensimmäisistä ei voisi yksin pitää yllä sähköverkkoa. Eikä sähkön hinta olisi niin halpaa, kuin tänä päivänä on, jos sähköä tehtäisiin ainoastaan riittävän säätökykyisellä menetelmällä.
Sähköverkko on monimutkainen markkina-apparaatti, johon kuuluu erittäin monia sähköä tuottavia, ja myös kulutuksen suhteen säädettäviä, teknologioita, joilla kullakin on oma erityinen vahvuutensa, jonka takia ne on verkkoon kytketty. Sähköverkko on dynaaminen ekosysteemi, jossa sen synergiset ominaisuudet saavat verkon toimimaan paljon paremmin kuin mihin yksikään yksittäinen osa milloinkaan kykenisi.
Sähköverkkoon on kytketty tuotantokapasiteettia suurimpaankin sähkönkulutuspiikkiin nähden moninkertainen määrä. Valtaosa tästä on niin kallista käyttää, että ne lähinnä vain seisovat odottamassa, että joku sähköntuotantomuoto putoaa pelistä, sähkön hinta nousee niin korkeaksi, että nämä pääsevät syöttämään sähköä verkkoon. Sähköverkko toimii niin, että kukin toimija myy verkkoon sähköä itselleen kulloinkin edullisimmalla tavalla.
Sähkön pörssihinta määritellään tarjousten perusteella edellisenä päivänä tuottajien tarjoamien energiamäärien ja niiden tarjollaoloperiodien mukaan. Kulloinenkin, kaikille tuottajille tilitettävä, sähkön hintataso määräytyy kunakin hetkenä kalleimman, ennakoidusti tarvittavan, tuotantopanoksen tarjoushinnan mukaan.
Hinta riippuu siis sähkön edellisenä päivänä arvioidusta kulutuksen määrästä ja siitä tuotannon repertuaarista, jolla tuolla hekellä on arvionsa mukaan kyky tuottaa sähköä halvemmalla kuin tuo edellisenä päivänä sähköpörssissä sovittu hinta. Tämä on myös se syy, miksi sähköä tuodaan ulkomailta. Sitä ostetaan ulkomailta, koska se on edullisinta siinä tilanteessa. Ei siksi, että sitä ei itse voitaisi tuottaa, vaan siksi, että se on halvempaa ostaa ulkoa –siis sillä hetkellä tuottavin tapa.
Viimeaikaiset muutokset sähköverkon toiminnassa ovat aiheutuneet valaistuksen vaihtumisesta led-tekniikkaan ja painopaperin kulutuksen ja länsimäisen raskaan teollisuuden vähenemisen aiheuttamasta sähkönkulutuksen pienenemisestä ja polttoaineettoman sähköntuotannon aiheuttamista muutoksista sähkömarkkinoilla. Sähkön tarve ei ole juuri noussut viiteentoista vuoteen. Toisaalta aivan viime vuosina tuulivoimasta on tullut edullisin energiainvestointi. Nämä yhdessä ovat aiheuttaneet energiamarkkinoille lievää ylitarjontaa.
Ydinvoima oli vielä parikymmentä vuotta sitten halpaa. Vieläkin se on halpaa niiltä osin, kun käytetään vanhoja voimaloita. Uusissa energiainvestoinneissa ydinvoima on kuitenkin liian kallista, eikä se sovellu enää nykyisiin sähköverkkoihin heikon säädettävyytensä takia. Se oli hyvä energianlähde siihen saakka, kunnes tuulivoima vuonna 2015 muuttui –myös ilman tukia laskien– edullisimmaksi energiainvestoinniksi. Tuulivoimaa rakennettiin nopeasti ja sen vaihteleva teho alkoi aiheuttaa sähkön hintaan heilahtelua, mikä heikensi suurten polttoainevoimaloiden (myös ydinvoiman) kannattavuutta.
Tuulivoimaloiden kannattavuus paranee yhä. Kannattavuuden kasvu on ollut nopeata erityisesti vuoden 2017 jälkeen, kun tuulivoimaloihin tehtiin tuulivoiman tukijärjestelmän purkamisen jälkeen käyttökerrointa merkittävästi parantava designmuutos. Ne muuttuvat yhä vain suuremmiksi ja niiden käyttökerroin nousee. Vain polttoaineettomat energianlähteet, ehkä ensinnä aurinkovoima, voivat vielä joskus saavuttaa tuotetun sähkön halpuudessa tuulivoiman, mutta siihenkin menee vielä vuosia. Tuulivoima on niin halpaa, ettei millään polttaineella toimivalla voimalalla ole enää mahdollista kilpailla tuulienergian hinnan kanssa. Polttoaineiden hinnat vain nousevat samalla kun tuulivoimaloiden tekniikka kehittyy ja hinta halpenee.
Sähköpörssin hinnoittelutavan takia halvimmalla verkkoon myymänsä sähkön tuottava taho saa siis suurimman marginaalin ja kalleimman sähkön tuottaja pienimmän. Suurten lämpövoimalaitosten, varsinkin ydinvoiman tapauksessa, voimala saattaa joutua myymään sähköä kalliimmalla kuin sen omat tuotantokustannukset, koska alas säätäminen, tuon ennustetun periodin lyhyyden takia voi tulla kalliimmaksi kuin menetetty kate. On pakko myydä tappiolla.
Varsinkin ydinvoiman tapauksessa tehon säätäminen alemmas ei voimalan kustannusrakenteen takia laske hintaa, vaan usein toistuvat lyhytkestoiset tehonlaskut nostavat kokonaiskustannuksia. Tehon lasku tuottaa paksuseinäisiin paineastioihin lämpötilaeroja, joiden aiheuttamien lämpöjännitysten takia rakenteiden kestoikä lyhenee paineastiamateriaalin väsymisen takia. Kalliin voimalainvestoinnin pitää olla käynnissä kauan, jotta sen kustannus saadaan kuoletettua.
Sama koskee kaikkia suuria lämpövoimalaitoksia, joskin korkeamman polttoaineen kustannusosuuden ja pienempien materiaalipaksuuksien takia kannattava alassäätöperiodin pituus on esimerkiksi hiilivoimalalla ydinvoimalaa selvästi lyhyempi. Mitä suurempi voimala, sitä pidemmän periodin se vaatii, jotta tehon alassäätö olisi kannattavaa.
Ei sähkön tarvekaan ole vakio, vaan se vaihtelee vuorokauden-, viikon- ja vuodenajan mukaan. Sähköverkon on kyettävä säätymään kulutuksenmuutosten mukaan. Halvimmalla tuotettua tuulivoimaa on tarjolla vaihtelevasti, joskin sen määrä on melko tarkasti ennustettavissa muutaman päivän päähän. Nämä vaihtelut ja niiden keskinäiset vaiheet aiheuttavat sähkön hintaan vaihtelua. Tämä vaihtelu on toistaiseksi tuottanut sähkön hintaan muutoksia lähinnä alas päin, kun halpaa tuulisähköä on tuulisina päivinä niin paljon, ettei kalliimpia voimaloita tarvita, eikä hinta siis nouse niiden kannattavuuden vaatimalle tasolle.
Sähkön hintaheilahtelut aiheuttavat vaikeuksia heikosti hinnanvaihteluihin sopeutuville voimalaitostyypeille ja nämä, talouden lakien mukaan, tulevat putoamaan kilpailusta. Suuret polttoainevoimalat joutuvat väistymään ja ne joudutaan korvaamaan pienillä, notkeasti säätyvillä laitoksilla, kun käyntijaksot tuuli- ja aurinkovoimaloiden määrän lisääntyessä käyvät yhä lyhyemmiksi.
Sähkön hinta muuttuu yleisesti ottaen yhä halvemmaksi. Toisaalta niinä helposti parin päivää etukäteen ennustettavina jaksoina, jolloin ei tuule eikä aurinko paista, nousee sähkön hinta korkeaksi. Tämä johtaa kuluttajien valikoivaan sähkönkäyttöön. Sähköauton akku ladataan ja taloa lämmitetään, kun sähkö on halpaa ja kulutusta vältellään kun sähkö on kallista.
Kaikkein kalleimman sähkön hinnan piikkien kohdalla käytetään sähköauton akun sähköä asumiseen. Teollisuusprosessit suunnitellaan niin, että eniten energiaa vaativat vaiheet tehdään halvan sähkön aikaan. Pitkän päälle nuo kalliin sähkön hinnan piikit kapenevat yhä lyhyemmiksi jaksoiksi, mutta todennäköisesti tuo tulee johtamaan pienistä yksiköistä koostuvan, kenties biokaasukäyttöisen lämpövoimalaitosverkon syntymiseen.
Sähkön korkeiden hintajaksojen takia vanhoihin vesivoimapatoihin rakennetaan lisää turbiinikapasiteettia, jotta vesialtaisiin varastoidusta –vuosittain lähes vakiona säilyvästä– energiamäärästä, saadaan eniten rahaa. Käytetään vesi silloin, kun sähkön hinta on korkealla. Jatkossa vesivoimaloiden säätötehoa tarvitaan suuremmalla teholla, mutta lyhyempinä jaksoina. Silloin kun tuulee ja aurinko paistaa, on sähkö halpaa. Vesivoimaakaan ei kannata tuottaa liian halvalla.
Voimakkaasti sään mukaan heilahteleva sähkön hinta tulee muuttamaan myös lämmitysteknologioita. Kaupunkien kaukolämpöverkot muuttuvat lämpövarastoiksi, joihin halvan sähkön aikaan pumpataan lämpöpumpuilla ylimääräistä energiaa ilmasta, maaperästä, vesistöistä ja viemärivedestä varastoon. Kalliimman sähkön aikaan käytetään sitä sieltä, niinikään lämpöpumppujen kautta. Kun kaukolämpöverkosta otetaan lämpö lämmönvaihtimen sijaan korkealämpötilalämpöpumpulla, voi verkon lämpötila tarpeen vaatiessa olla alempi, mikä tuottaa säästöjä lämpövuotohäviöissä ja mahdollistunut suurempi lämpötilavaihtelu suurentaa kaukolämpöverkon varastointikapasiteettia. Taloyhtiöt voivat käyttää samaa lämpöpumppua myös lämmön palauttamiseen poistoilmasta.
Näin sähköä ja kaukolämpöverkot sopeutuvat polttoaineettomien, tuuli- ja aurinkovoimaloiden lisääntyvään määrään ja luonnostaan poistavat energiamarkkinoilta keskitetyn sähköntuotannon ja suuret polttoainelaitokset. Ydinvoima on pääomavaltaisuutensa ja jäykän tuotantoprofiilinsa takia ensimmäinen väistyjä.
