Sähkön reservimarkkinat – Mikä se on?

Sähköverkossa tasapainon ylläpitäminen on kriittistä – sähköä pitää tuottaa täsmälleen saman verran kuin sitä kulutetaan. Tämän tasapainon järkkyminen voi johtaa vakaviin seurauksiin, kuten laitevikoihin tai laajoihin sähkökatkoihin. Fingrid, Suomen kantaverkon ylläpitäjä, vastaa tästä tasapainosta hallinnoimalla reservimarkkinoita, joilta hankitaan säätövoimaa tuotannon ja kulutuksen vaihteluihin.

Sähkövarastot ovat nousseet merkittävään rooliin reservimarkkinoilla niiden nopean reagointikyvyn ansiosta. Ne pystyvät sekä syöttämään sähköä verkkoon että varastoimaan sitä tarpeen mukaan, mikä tekee niistä erinomaisia työkaluja verkon tasapainon ylläpitämiseen. Reservimarkkinat tarjoavat joustavia mahdollisuuksia sekä sähkön tuottajille että kuluttajille osallistua sähköverkon vakauden ylläpitämiseen.

Keskeiset huomiot

• Sähköverkon tasapainon ylläpitäminen on välttämätöntä sähkökatkojen välttämiseksi ja järjestelmän luotettavan toiminnan takaamiseksi.
• Reservimarkkinat toimivat Suomessa Fingridin hallinnoimana järjestelmänä, jossa säätövoimaa voidaan ostaa ja myydä tarpeen mukaan.
• Sähkövarastot sopivat erinomaisesti reservimarkkinoille niiden nopean ja kaksisuuntaisen reagointikyvyn ansiosta.

Sähköjärjestelmän tasapainon ylläpitäminen

Sähköjärjestelmässä tuotannon ja kulutuksen täytyy olla jatkuvasti tasapainossa. Tätä tasapainoa mitataan verkon taajuudella, joka pyritään pitämään 49,9-50,1 hertsin vaihteluvälissä. Kun kulutus on tuotantoa suurempi, taajuus laskee, ja päinvastaisessa tilanteessa taajuus nousee.

Taajuuden liiallinen heilahtelu voi aiheuttaa vakavia ongelmia sähköverkolle ja siihen kytketyille laitteille. Merkittävien muutosten, kuten suuren voimalaitoksen irtoamisen tai siirtoyhteyden katkeamisen yhteydessä, kantaverkkoyhtiöiden hankkimat reservit aktivoituvat tasapainottamaan verkkoa.

Reservimarkkinat ovat kustannustehokas ratkaisu sähköjärjestelmän tasapainottamiseen. Kantaverkkoyhtiöt, kuten Fingrid, maksavat korvauksia reservimarkkinoille osallistuville toimijoille valmiudesta säätää sähkön tuotantoa tai kulutusta tarvittaessa. Tämä on huomattavasti järkevämpää kuin se, että kantaverkkoyhtiö omistaisi itse valtavan määrän säätökapasiteettia.

Reservimarkkinoille osallistuvat toimijat sitoutuvat pitämään sovitun määrän säätökykyistä kapasiteettia valmiudessa. Taajuuden muuttuessa tätä kapasiteettia otetaan käyttöön järjestelmän tasapainottamiseksi erilaisten reservituotteiden avulla.

Pohjoismainen sähköjärjestelmäyhteistyö

Suomi kuuluu Pohjoismaiseen synkronialueeseen yhdessä Ruotsin, Norjan ja osittain Tanskan kanssa. Tässä vaihtosähköjärjestelmässä sähköä siirretään maiden välillä ilman tasavirraksi muuttamista, jolloin kaikkien näiden maiden verkkojen taajuuden on oltava yhtenäinen 50 hertsiä.

Pohjoismaiset kantaverkkoyhtiöt – Fingrid (Suomi), Svenska Kraftnät (Ruotsi), Statnett (Norja) ja Energinet (Tanska) – ovat solmineet käyttösopimuksen, jossa määritellään kunkin maan hankkimien reservien määrät. Viro, jossa toimii kantaverkkoyhtiö Elering, on yhteydessä tähän järjestelmään, vaikka ei kuulukaan samaan synkronialueeseen.

Pohjoismaisen sähköjärjestelmän vahvuutena on:

• Parantunut toimitusvarmuus maiden välisen yhteistyön ansiosta
• Kustannustehokkuus – reservejä voidaan hankkia sieltä, missä ne ovat edullisimpia
• Uusiutuvan energian parempi hyödyntäminen yhteisen tasapainotuksen avulla

Normaalioloissa järjestelmä toimii erittäin vakaasti, eikä kaikkea varattua reservikapasiteettia tarvitse aktivoida. Pohjoismaisessa järjestelmässä reservien käyttöönoton prioriteetti määräytyy teknisten ominaisuuksien ja kustannustehokkuuden perusteella:

Reservityyppi	Aktivointiaika	Käyttötarkoitus
Taajuusohjatut	Sekunteja	Automaattinen taajuuden hallinta
Manuaaliset	Minuutteja	Suurempien häiriöiden tasapainotus
Nopeat häiriöreservit	< 5 min	Vakavien häiriöiden hallinta

Kantaverkkoyhtiöiden välinen tiivis yhteistyö Pohjoismaissa mahdollistaa tehokkaan sähkömarkkinoiden toiminnan ja järjestelmän luotettavuuden. Tämä yhteistyö on erityisen tärkeää aikana, jolloin siirrytään yhä enemmän uusiutuviin ja vaihteleviin energialähteisiin.

Kuinka reservimarkkinat toimivat Suomessa?

Suomen sähköverkon tasapainosta huolehtii kantaverkkoyhtiö Fingrid, joka ylläpitää maan reservimarkkinoita. Markkinoiden tarkoituksena on varmistaa sähköverkon vakaa taajuus kaikissa tilanteissa. Kauppaa käydään tunti-, päivä- tai vuosiperusteisesti, ja Fingrid hankkii kapasiteettia paitsi kotimaisilta toimijoilta, myös muista Pohjoismaista ja Virosta.

Reservimarkkinoiden toimintaperiaate on huutokauppamainen. Eri toimijat tekevät tarjouksia kapasiteetistaan, jotka järjestetään hintajärjestykseen. Fingrid valitsee sitten tarjouksia niin paljon kuin kutakin reservituotetta tarvitaan. Vuosimarkkinoilla Fingrid pyrkii ennustettavuuteen ostamalla kapasiteettia kiinteään hintaan koko vuodeksi. Tämän lisäksi käytössä ovat päivä- ja tuntimarkkinat, joilla voidaan täydentää tarvittavaa kapasiteettia lyhyemmällä varoitusajalla.

Reservituotteet eroavat toisistaan erityisesti reagointinopeuden suhteen. Yleisperiaatteena on, että mitä nopeampi reagointiaika, sitä vähemmän kyseistä kapasiteettia hankitaan. Nopeimpia tuotteita ovat FFR (nopea taajuusreservi), FCR-N ja FCR-D (taajuusohjatut käyttö- ja häiriöreservit), joiden jälkeen tulevat aFRR (automaattinen taajuudenpalautusreservi) ja mFRR (manuaalinen taajuudenpalautusreservi).

Vakavissa häiriötilanteissa Fingrid voi turvautua myös erillisiin varavoimalaitoksiin, joissa on huomattava määrä kapasiteettia. Näitä käytetään kuitenkin vain poikkeustilanteissa, kun markkinaehtoista kapasiteettia ei ole riittävästi saatavilla.

Reservituotteiden toimintaperiaatteet käytännössä

Sähköverkon taajuuden vaihteluita voidaan verrata erilaisiin korjattaviin pintavaurioihin. Jokainen häiriötyyppi vaatii omanlaisen työkalunsa, ja eri reservituotteet toimivat juuri tällaisina erikoistuneina työkaluina.

FFR (nopea taajuusreservi) toimii sähköverkon ensimmäisenä puolustusmekanismina. Se reagoi jopa sekunnin nopeudella pieniin taajuusheilahteluihin ja on kuin pikakorjaus verkon pieniin häiriöihin. FFR kapasiteetti on rajallinen, mutta sen nopeus on vertaansa vailla.

Kun tarvitaan hieman suurempaa korjausta, astuu kuvaan FCR-N (taajuusohjattu käyttöreservi). Tämä reservi toimii myös sekunneissa ja huolehtii normaalitilan taajuusvaihteluista. FCR-N osallistuu jatkuvasti taajuuden säätöön molempiin suuntiin, pitäen verkon taajuuden 49,9-50,1 hertsin välillä.

Jos taajuus heilahtaa enemmän kuin 0,1 hertsiä, tarvitaan järeämpiä keinoja. Tällöin FCR-D (taajuusohjattu häiriöreservi) aktivoituu. Tämä reservi on suunniteltu korjaamaan äkillisiä, suurempia häiriöitä ja se kykenee vastaamaan jopa 0,5 hertsin poikkeamiin normaalitaajuudesta. FCR-D on jaettu ylös- ja alassäätötuotteisiin, joista käytetään tilanteen mukaan sopivaa.

Reservituotteiden aktivointijärjestys ja -aika:

Reservityyppi	Aktivointiaika	Taajuuspoikkeaman raja	Ensisijainen käyttötarkoitus
FFR	< 1 sekunti	Pienet heilahtelut	Välitön taajuuden tuki
FCR-N	Sekunteja	±0,1 Hz	Jatkuva taajuuden säätö
FCR-D	Sekunteja	Yli 0,1 Hz	Suurempien häiriöiden korjaus
aFRR	2-5 minuuttia	Pitkäkestoiset poikkeamat	FCR-reservien vapauttaminen
mFRR	15 minuuttia	Suuret tuotanto- tai kulutuspoikkeamat	Pitkäkestoinen tasapainotus

Pidempien häiriöiden korjaamiseen tarvitaan aFRR (automaattinen taajuudenpalautusreservi), joka tulee mukaan muutaman minuutin kuluttua häiriön alkamisesta. Sen tehtävänä on vapauttaa nopeammat FCR-reservit uudelleen käytettäviksi palauttamalla verkon taajuus normaalitasolle

Sähkövarastojen soveltuvuus reservimarkkinoilla

Sähkövarastot tarjoavat erinomaiset tekniset ominaisuudet reservimarkkinoille osallistumiseen. Akut reagoivat nopeasti verkon tarpeisiin ja niiden ohjaustoiminta on tarkka. Energiavarastot kykenevät toimimaan joustavasti molempiin suuntiin: verkon alitaajuustilanteissa ne purkavat energiaa ja ylitaajuustilanteissa latautuvat.

Vaikka akkuvarastot soveltuvat teknisesti kaikkiin reservituotteisiin, ne osallistuvat nykyisin pääasiassa:

• Taajuusohjattuun käyttöreserviin
• Taajuusohjattuun häiriöreserviin

Tämä painottuminen perustuu enemmän markkinamalliin ja markkinoiden kokoon kuin teknisiin rajoitteisiin. Virtuaalivoimalaitokset (VPP) ja teollisuuden kuormanohjaus täydentävät energiavarastojen roolia reservimarkkinoilla, mutta akkujen kyky toimia molempiin suuntiin tekee niistä erityisen joustavia markkinaosallistujia.

Miten osallistut sähköjärjestelmän reservimarkkinoille?

Reservimarkkinoille osallistuminen edellyttää tarkkoja teknisiä valmiuksia ja riittävää kapasiteettia. Ennen markkinoille pääsyä laitteiden ja järjestelmien on läpäistävä Fingridin toteuttamat testaukset, joilla varmistetaan teknisten vaatimusten täyttyminen. Nämä säätökokeet ovat tuotekohtaisia, sillä eri reservituotteiden vaatimukset poikkeavat toisistaan.

Jokaisella reservituotteella on oma minimitarjouskoko. Taajuusohjatun käyttöreservin (FCR-N) minimitarjouskoko on 100 kW, kun taas automaattisen taajuudenpalautusreservin (aFRR) markkinalla vaaditaan vähintään 1 MW tarjouksia. Huomionarvoista on, että tarjouskoko ei vastaa suoraan tarvittavaa akkukapasiteettia – esimerkiksi FCR-N tuottamisessa on varattava varsinaisen markkinatehon lisäksi 34% ylimääräistä kapasiteettia varaustilan hallintaan.

Virtuaaliakustot mahdollistavat pienempien toimijoiden osallistumisen

Nykyteknologia mahdollistaa pienempienkin sähkövarastojen osallistumisen reservimarkkinoille osana laajempaa kokonaisuutta. Tämä tapahtuu virtuaaliakustojen avulla, jotka ovat merkittävä edistysaskel reservimarkkinoiden saavutettavuudessa.

Virtuaalisessa akustossa useampi pienempi akusto yhdistetään ohjelmistoteknisesti yhdeksi suuremmaksi kokonaisuudeksi. Esimerkiksi kymmenen 150 kW akustoa voidaan niputtaa yhteen 1,5 MW virtuaaliakuksi, jolloin kokonaisuus täyttää markkinoiden kokovaatimukset.

Virtuaaliakustoille tehtävät säätökokeet ovat yhtä tärkeät kuin yksittäisille akuille. Fingrid testaa, että kokonaisuus pystyy toimimaan yhtenäisesti ja vastaamaan tuotettavan reservipalvelun vaatimuksiin. Tällä hetkellä virtuaaliakustot osallistuvat pääasiassa taajuusohjattujen reservien (FCR-D ja FCR-N) tuottamiseen.

Näin aloitat reservimarkkinoilla toimimisen

Reservimarkkinoille osallistuminen vaatii huolellista valmistautumista ja oikeiden kumppanien valintaa. Tässä keskeiset askeleet:

1. Teknisten vaatimusten tarkistaminen – Varmista, että laitteistosi pystyy täyttämään Fingridin asettamat ehdot

2. Markkinapaikan valinta – Päätä, osallistutko:

• Vuosimarkkinoille (pidemmät sopimukset)
• Päivämarkkinoille (joustavampi osallistuminen)
• Tuntimarkkinoille (lyhytaikaiset tarjoukset)

3. Tarjousprosessin ymmärtäminen – Perehdy huutokauppaperiaatteisiin ja tarjousten jättämiskäytäntöihin

Pienempiä akustoja omistavien kannattaa harkita liittymistä olemassa oleviin virtuaaliakustoihin. Markkinoilla toimii esimerkiksi suomalaisia yrityksiä, jotka tarjoavat alustan sähkövarastojen niputtamiseen oikean kokoisiksi virtuaaliakustoiksi ja osallistuvat niillä Fingridin reservimarkkinoille.

Virtuaaliakustopalveluja tarjoavat toimijat huolehtivat säätökokeista ja varmistavat järjestelmien soveltuvuuden eri reservimarkkinatuotteille. Kypsimmät alustat pystyvät myös optimoimaan akuston käyttöä siten, että kapasiteettia riittää sekä asiakkaan paikallisiin tarpeisiin että reservimarkkinoille osallistumiseen.

Kysyntäjousto ja tasesähkömarkkinoille osallistuminen ovat myös mahdollisia vaihtoehtoja, jos akustot eivät yksinään täytä reservimarkkinoiden vaatimuksia. Näissä vaihtoehdoissa voidaan hyödyntää pienempiäkin säätökapasiteetteja osana laajempaa kokonaisuutta.

Sähköverkon tasapainotusjärjestelmän näkymät

Reservimarkkinat toimivat Suomessa poikkeuksellisella tavalla: vaikka tarjoajien määrä on monipuolinen, ostajana toimii ainoastaan Fingrid. Pohjoismaiset kantaverkkoyhtiöt yhdessä määrittelevät vaadittavien reservien määrät, perustuen verkon teknisiin vaatimuksiin.

Akkuteknologian yleistyessä voisi olettaa markkinoiden nopeaa kyllästymistä, mutta todellisuudessa näin ei tapahdu kahden keskeisen tekijän ansiosta. Ensinnäkin, tarjonnan kasvaessa Fingrid voi tiukentaa teknisiä vaatimuksia, mikä johtaa laadukkaampiin reservituotteisiin. Toiseksi, uusiutuvan energian lisääntyminen ja perinteisten voimalaitosten väheneminen kasvattavat tasapainotustarvetta.

Reservimarkkinoille osallistumisen mahdollisuudet

Sähkövarastoratkaisujen avulla yritykset voivat tukea valtakunnan sähköverkkoa ja samalla hyötyä taloudellisesti. Reservimarkkinoilta saatavat tuotot voivat muodostaa merkittävän ansaintamahdollisuuden sähkövarastojen omistajille.

Enegreat tarjoaa ratkaisuja, jotka mahdollistavat:

• Tehokkaan osallistumisen reservimarkkinoille
• Tekniset valmiudet vaatimusten täyttämiseen
• Asiantuntija-avun tuottojen optimointiin

Markkinoiden kehittyessä vaaditaan kuitenkin yhä edistyneempiä järjestelmiä, sillä:

1. Tekniset vaatimukset tiukentuvat jatkuvasti
2. Kilpailu markkinoilla kiristyy uusien toimijoiden myötä
3. Energiamurros lisää tasapainotuksen tarvetta

Asiantunteva kumppani voi auttaa arvioimaan sähkövarastoratkaisujen hyödyt ja mahdollisuudet reservimarkkinoille osallistumisessa sekä tukea teknologian valinnassa ja järjestelmän käyttöönotossa.

Usein kysytyt kysymykset

Mitkä tekijät vaikuttavat sähkömarkkinoiden reservikapasiteetin hintaan?

Sähkömarkkinoiden reservikapasiteetin hintaan vaikuttavat useat tekijät. Sähkön tuotannon ja kulutuksen tasapaino on yksi merkittävimmistä tekijöistä. Kun tuotanto ylittää kulutuksen, markkinoilla on enemmän tarjontaa, mikä voi laskea hintoja.

Muita vaikuttavia tekijöitä ovat:

• Vuodenaikaistekijät: talvella kysyntä on usein korkeampi
• Sääolosuhteet: erityisesti uusiutuvan energian tuotantoon vaikuttavat tekijät
• Markkinoiden kilpailutilanne
• Regulaatiomuutokset
• Teknologinen kehitys

Myös asiakaskunnan sähkönkäytön ajankohdat vaikuttavat suoraan reservikapasiteetin tarpeeseen ja sitä kautta hinnoitteluun.

Kuinka kotitaloudet voivat osallistua reservimarkkinoille?

Kotitalouksien osallistuminen reservimarkkinoille on tullut mahdolliseksi teknologisen kehityksen myötä. Osallistumiseen on useita tapoja:

1. Älylaitteiden kautta: Kotiautomaatiojärjestelmät voivat säätää kulutusta automaattisesti
2. Kysyntäjouston avulla: Kodin sähkölaitteita voidaan ohjata kuluttamaan vähemmän huippukysynnän aikana
3. Aggregaattoripalveluiden kautta: Yritykset voivat koota useita pieniä kuluttajia yhteen suuremmaksi kokonaisuudeksi

Osallistuminen vaatii yleensä älymittarin ja sopimuksen palveluntarjoajan kanssa. Sähkön myyjät kehittävät jatkuvasti asiakaslähtöisiä säätöratkaisuja, jotka tekevät osallistumisesta helpompaa tavallisille kuluttajille.

Miten akkuteknologia integroituu sähköreservimarkkinoihin?

Akkuteknologia on merkittävässä roolissa sähköreservimarkkinoiden kehityksessä. Akkukäyttöiset sähkövarastot (BESS) tarjoavat joustavan tavan hallita sähköverkon tasapainoa.

Akkuteknologian integroituminen tapahtuu monella tasolla:

Taso	Integrointitapa	Hyödyt
Kotitaloudet	Kotiakut, sähköautojen akut	Kulutuksen tasoittaminen, osallistuminen reservimarkkinoille
Teollisuus	Suuret akustot	Kulutuspiikkien tasaus, varavoiman tarjoaminen
Verkkoyhtiöt	Akkukontit, suuret akustot	Verkon tasapainottaminen, taajuuden säätö

Akkujärjestelmien etuna on niiden nopea reagointikyky, mikä tekee niistä erityisen hyviä taajuuden säätöön reservimarkkinoilla.

Millaisia kokemuksia käyttäjillä on reservimarkkinoilta saatavista korvauksista?

Käyttäjien kokemukset reservimarkkinoilta saatavista korvauksista vaihtelevat. Yleisesti teollisuuskäyttäjillä on enemmän kokemusta kuin kotitalouksilla, joille markkinat ovat vielä suhteellisen uusia.

Tyypillisiä kokemuksia:

• Teollisuuskäyttäjät raportoivat usein merkittäviä säästöjä ja tuloja
• Kotitaloudet kokevat korvaukset vielä melko pieniksi suhteessa vaivaan
• Aggregaattoriasiakkaat ovat tyytyväisimpiä, koska osallistuminen on heille helppoa

Tasevastaavan näkökulmasta energianvarastointi luo uusia liiketoimintamahdollisuuksia, mutta moni käyttäjä kokee järjestelmän vielä monimutkaiseksi. Korvausten suuruus riippuu erityisesti osallistumisen laajuudesta ja ajoituksesta.