Recent stress situations on the Finnish electricity market
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-12-18
Department
Major/Subject
Energy Conversion Processes
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions
Language
en
Pages
87
Series
Abstract
Increasing share of variable renewable energy requires flexibility in the power system, such as balancing power generation, and contributes to increased electricity price volatility, which has already been experienced on the Finnish electricity market during the past few years. After the war broke out in Ukraine in 2022, the unfolding European energy crisis raised concerns on the security of supply of energy and electricity. Energy prices and especially the price of natural gas skyrocketed during the crisis, leading to a consequent rise in electricity prices. High prices raised further concerns about affordability of electricity for businesses and private consumers. This data and literature review explores the European energy crisis in 2022 and its impacts on European and Finnish electricity and natural gas markets. The paper investigates two unprecedented stress situations on the Finnish electricity market: a market failure in November 2023 and a particularly tight power supply situation on the first week of 2024. The situations share exceptional extreme price peaks, which resulted in a notable change between actual and forecasted electricity demand in Finland. The situations were analysed by investigating the impacts of different temperature and wind conditions and available transmission capacity on power sufficiency based on reports, news articles, and power system and electricity market data. The paper also studied the role of day-ahead and intraday electricity markets in balancing the power system and estimated the impacts of the extreme prices on private consumers' electricity bills. The main observations were that the amount of demand response in both situations was approximately 1000 MW, contributing to roughly 10 % of hourly domestic electricity production, when the share of private consumers' spot-priced electricity contracts was 30 %. Therefore, demand response could have a significant role in balancing the power system in future peak load situations. Cold weather, low wind and unforeseen disruptions in power generation or transmission capacities were noticed to be the most essential factors impacting power sufficiency in these situations. Electricity imports from Estonia were also discovered to be important particularly on the first week of 2024. The role of intraday market was significant especially in the market failure situation, and its role might become more relevant when generation and demand increases in the future.Lisääntyvä sääriippuvainen energiantuotanto, erityisesti tuuli- ja aurinkovoima, vaatii sähköjärjestelmältä joustavuutta ja aiheuttaa sähkön hintojen heilahtelua, jota on koettu Suomen sähkömarkkinalla viime vuosina. Vuonna 2022 Ukrainan sodan seurauksena puhjennut Euroopan energiakriisi uhkasi energian ja sähkön saatavuutta. Energiakriisin aikana polttoaineiden ja erityisesti maakaasun hinnat nousivat räjähdysmäisesti, mikä näkyi myös sähkön hintojen voimakkaana kasvuna. Korkeat energian hinnat herättivät huolen eurooppalaisten kuluttajien ja yritysten maksukyvystä. Tässä kirjallisuus- ja datakatsauksessa on perehdytty Euroopan energiakriisiin ja sen vaikutuksiin Euroopan ja Suomen sähkö- ja maakaasumarkkinoihin. Työssä on tutkittu kahta viimeaikaista poikkeuksellista tilannetta Suomen sähkömarkkinalla: marraskuussa 2023 koettua markkinahäiriötä ja vuoden 2024 ensimmäisen viikon tiukkaa tehotilannetta. Molemmille tilanteille yhteistä on poikkeavat äärimmäiset sähkön hintapiikit, joiden seurauksena Suomen sähkön kulutus poikkesi huomattavasti ennustetusta. Tilanteita analysoitiin selvittämällä erilaisten lämpötila- ja tuuliolosuhteiden ja siirtokapasiteettien saatavuuden vaikutusta sähkön riittävyyteen hyödyntämällä raportteja, uutisartikkeleita ja dataa sähköjärjestelmän toiminnasta ja sähkömarkkinoista. Työssä tutkittiin myös sähkön vuorokausi- ja päivänsisäisen markkinan roolia sähköjärjestelmän tasapainotuksessa ja arvioitiin, miten sähkön poikkeukselliset hinnat näkyivät yksityisten kuluttajien sähkölaskuissa. Tärkeimmät havainnot olivat, että kulutusjouston suuruus molemmissa tapauksissa oli noin 1000 MW vastaten noin 10 % senhetkisestä kotimaisesta sähköntuotannosta pörssisähkösopimusten osuuden ollessa noin 30 % yksityisten kotitalouskuluttajien sähkösopimuksista. Kulutusjoustolla voi siis olla merkittävä rooli järjestelmän tasapainotuksessa myös tulevaisuuden huippukulutustilanteissa. Kylmän sään, vähätuulisuuden ja ennakoimattomien tuotantolaitosten tai siirtoyhteyksien vikaantumisten todettiin olevan kriittisiä tekijöitä Suomen sähkön riittävyydelle analysoiduissa tilanteissa. Myös Viron tuonnilla huomattiin olevan merkitystä erityisesti vuoden 2024 viikolla 1. Päivänsisäinen markkina oli tärkeä erityisesti markkinahäiriötilanteessa, ja sen rooli sähköjärjestelmän tasapainotuksessa voi korostua ennusteriippuvaisemman tuotannon ja kulutuksen lisääntyessä tulevaisuudessa.Description
Supervisor
Syri, SannaThesis advisor
Syri, SannaKoivunen, Tero
Keywords
energy crisis, power adequacy, flexibility, demand response, scarcity, resilience