Tutkimuksia aurinko- ja tuulivoiman lisäämisestä sähkömarkkinoille

Aurinko- ja tuulivoiman odotetaan olevan keskeisessä roolissa tulevaisuuden hiilineutraalissa uusiutuviin energialähteisiin perustuvassa sähköntuotannossa. Sääriippuvan tuotannon lisääminen sähkömarkkinoille, jotka on suunniteltu olosuhteisiin, joissa kysynnän ja tarjonnan vaihtelu on hyvin ennustettavaa, ei ole kuitenkaan ongelmatonta.

Tässä väitöskirjassa tarkastellaan kolmea taloustieteellistä ongelmaa, jotka liittyvät siihen, miten nykyiseen sähköntuotantojärjestelmään saataisiin kustannustehokkaasti lisää aurinko- ja tuulivoimaa.

Ensimmäisessä osatutkimuksessa estimoidaan kysyntämalli kotitalouksien aurinkopaneelijärjestelmille ja niihin liitetyille akuille käyttäen havaintoaineistoa Saksasta vuosilta 2000–2018. Soveltamalla sopimusteoriaan kuuluvaa kirjallisuutta haitallisesta valikoitumisesta tutkimuksessa tarkastellaan, voitaisiinko erilaisia tukipolitiikkamuotoja yhdistämällä säästää tuen kustannuksissa. Tutkimuksen päätulos on, että syöttötariffin yhdistäminen akkujen investointitukeen on erityisen kustannustehokasta.

Toisessa osatutkimuksessa tarkastellaan, miten sään mukaan vaihteleva sähköntuotanto sopii yhteen tuotantotehon säätökyvyltään suhteellisen joustamattomien ydinvoimaloiden kanssa. Osatutkimuksen pääkysymys on, vaikeuttaisiko ydinvoimaloiden joustamattomuus aurinko- ja tuulivoiman laajaa käyttöönottoa Saksassa, vai ylittäisivätkö ydinvoiman matalien rajatuotantokustannusten hyödyt sen joustamattomuudesta aiheutuvat haitat. Osoittautuu, että joustamattomuus ilmenee markkinoilla pääasiassa kohonneina säätökustannuksina, mutta aurinko- ja tuulivoimatuotanto voisi kasvaa Saksassa vielä huomattavasti, ennen kuin näistä kustannuksista tulisi merkittäviä.

Kolmannessa osatutkimuksessa tutkitaan, tarjoaako vastikään Irlannissa käyttöönotettu kapasiteettimarkkina sähkömarkkinoilla määräävässä asemassa olevalle yritykselle lisämahdollisuuden käyttää markkinavoimaa. Simulaatiot osoittavat, että markkinoiden suurin yritys voisi asemaansa hyväksikäyttäen nostaa kapasiteettimarkkinan kustannuksia merkittävästi. Keskeisimmät tavat väärinkäyttää määräävää markkina-asemaa olisivat kapasiteetin tarjoamatta jättäminen kapasiteettimaksujen nostamiseksi ja saalistushinnoittelu, jonka tarkoituksena on saada kilpailijoita poistumaan markkinoilta.