Kun yhä suurempi osa sähköstä tuotetaan tuuli- ja aurinkovoimalla, tarkkojen sääennusteiden merkitys kasvaa. Mitä paremmin sää pystytään ennustamaan, sitä tehokkaammin energiajärjestelmä toimii ja sitä paremmin kustannuksia voidaan hallita.
Mitä enemmän sähköä tuotetaan tuuli- ja aurinkovoimalla, sitä enemmän sähkökauppa, markkinoiden optimointi ja yhä joustavamman energiajärjestelmän hallinta riippuvat sääolosuhteista. Samalla virheellisten arvioiden kustannukset voivat kasvaa. Tarkat ennusteet ja meteorologinen osaaminen ovatkin keskeisessä asemassa sekä tehokkaan markkinatoiminnan että koko sähköjärjestelmän vakauden kannalta.
Vattenfallin energiakaupan yksikössä Hampurissa Malte Rieck työskentelee Weather and Forecasting -tiimissä juuri näiden kysymysten parissa. - Sää on vaativin arvioijani, sillä se osoittaa jatkuvasti, ovatko ennusteet ja oletukset osuneet oikeaan, hän sanoo.
Sääennusteet ohjaavat sähkökauppaa
Tuuli- ja aurinkovoimaloiden sähköntuotantoa ennustetaan ja sähköä myydään sääennusteiden perusteella. Kauppaa käydään sekä vuorokausimarkkinoilla seuraavan päivän toimituksista että päivänsisäisillä markkinoilla saman päivän toimituksista.
- Arvioimme tuotantolaitostemme seuraavan päivän tuotannon mahdollisimman tarkasti ja jätämme näiden määrien perusteella tarjoukset markkinoille, Malte Rieck kertoo.
Weather and Forecasting -tiimi laatii tuotantoennusteita Saksaan, Alankomaihin ja Isoon-Britanniaan sekä Vattenfallin pohjoismaisille tuotantolaitoksille.
Säästä riippuvaiseen sähköntuotantoon liittyvä epävarmuus on jatkuva haaste. Jos sähköä tuotetaan ennustettua enemmän tai vähemmän, erotus on ostettava tai myytävä lyhyellä varoitusajalla päivänsisäisillä markkinoilla. Vaihtoehtoisesti kantaverkkoyhtiö voi joutua puuttumaan tilanteeseen, mikä voi aiheuttaa kalliita tasehallinnan kustannuksia.
- Tuuli- ja aurinkovoiman tuotantoa ei voida koskaan ennustaa sataprosenttisen tarkasti. Lopputulos riippuu osittain siitä, miten sää todellisuudessa kehittyy aina tuotantohetkeen asti, Rieck sanoo.
Tavoitteena ei ole täydellinen ennuste vaan mahdollisimman hyvä ennustetarkkuus suhteessa markkinoihin.
Tavoitteena ei siis ole täydellinen ennuste vaan mahdollisimman hyvä ennustetarkkuus suhteessa markkinoihin.
- Haluamme ennustaa markkinoita tarkemmin ja pitää ennustevirheet mahdollisimman pieninä.
Vähemmän tasesähköä, pienemmät kustannukset
Ennustetun ja toteutuneen tuotannon välisiä eroja voidaan korjata vielä vähän ennen toimitushetkeä päivänsisäisessä kaupankäynnissä. Tavoitteena on minimoida tasesähkön kustannukset. Mitä suurempi poikkeama ennusteen ja todellisen tuotannon välillä on, sitä enemmän tarvitaan tasapainottavaa energiaa ja sitä suurempia lisäkustannuksia markkinaosapuolille voi syntyä.
Tarkoilla ennusteilla onkin vaikutusta koko sähköjärjestelmän kustannuksiin, Rieck selittää:
- Mitä tarkemmin tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto voidaan ennustaa, sitä vähemmän tarvitaan tasapainottavaa energiaa.
- Mitä tarkemmin tuuli- ja aurinkovoiman tuotanto voidaan ennustaa, sitä vähemmän tarvitaan tasapainottavaa energiaa. Tämä parantaa koko järjestelmän tehokkuutta ja auttaa pitkällä aikavälillä pienentämään asiakkaille kohdistuvia kustannuksia ja markkinahintoja.
Hintavaihtelut voimistuvat
Säästä riippuvan sähköntuotannon osuuden kasvaessa myös markkinoista tulee dynaamisemmat ja ajoittain ääri-ilmiöt korostuvat.
- Markkinoiden vaihtelut ovat lisääntyneet huomattavasti viime vuosina. Hintaliikkeet ovat nykyään paljon voimakkaampia, Rieck sanoo.
Hän aloittaa jokaisen työpäivän analysoimalla sääolosuhteita ja arvioimalla tuotantoon mahdollisesti vaikuttavia lyhyen aikavälin riskejä. Niitä voivat olla esimerkiksi ukkosmyrskyt, voimakkaat tuulenpuuskat, turvallisuussyistä tehtävät tuotannon keskeytykset tai aurinkopaneelien päälle kertyvä lumi.
Myös negatiivisista sähkön hinnoista on tullut tavallinen ilmiö aurinkoisina kevät- ja kesäiltapäivinä, jolloin verkkoon syötetään samanaikaisesti suuria määriä aurinkosähköä. Kun tarjonta ylittää kysynnän, sähkön hinta voi painua negatiiviseksi.
- Tällaisissa tilanteissa rajoitamme usein tuotantoa merkittävästi välttääksemme lisäkustannuksia, Rieck kertoo.
Tekoäly parantaa ennusteiden tarkkuutta
Säästä riippuvan sähköntuotannon lisääntyessä myös datan tarve kasvaa jatkuvasti. Ennusteiden luotettavuuden parantamiseksi Weather and Forecasting -tiimi yhdistää sääennusteita, sähkömarkkinamalleja ja muita tietolähteitä. Tässä hyödynnetään yhä enemmän myös tekoälyä.
Mahdollisimman hyvän ennustetarkkuuden saavuttamiseksi erilaisia sää- ja sähköntuotantomalleja yhdistetään optimoiduksi ennustekokonaisuudeksi.
Kehityksen suunta on selvä: uusiutuvan energian lisääntyminen edellyttää entistä enemmän joustavuutta sähköverkoilta, energiavarastoilta ja sähkönkulutukselta.
- Tulevaisuudessa energiaa on hallittava älykkäästi. Sitä on varastoitava, kulutusta on siirrettävä ajankohdasta toiseen ja tuotantoa ja kulutusta on tasapainotettava.
- Tulevaisuudessa energiaa on hallittava älykkäästi. Sitä on varastoitava, kulutusta on siirrettävä ajankohdasta toiseen ja tuotantoa ja kulutusta on tasapainotettava, Rieck sanoo.
Tilanteesta riippuen sähkö voidaan käyttää heti tai varastoida väliaikaisesti esimerkiksi suuriin akkuihin tai pumppuvoimalaitoksiin. Tulevaisuudessa sähkön tuotantoa ja käyttöä voidaan myös erottaa ajallisesti toisistaan esimerkiksi vedyn tuotannon avulla. Älymittareilla ja dynaamisilla sähkötariffeilla on niin ikään tärkeä rooli siinä, että yritykset ja kuluttajat voivat ajoittaa sähkönkäyttöään nykyistä joustavammin.