Energiatehokkuussopimukset ovat Suomessa vapaaehtoinen kansallinen keino EU:n aset-taman energiatehokkuusdirektiivin toimeenpanemiseksi. Vastuullisena sähköverkkoalan toimijana Elenia on allekirjoittanut energiatehokkuussopimuksen sopimuskaudelle 2017–
2025, jossa se sitoutuu alentamaan sähköverkon häviöitään 6 prosentilla vuoden 2015 tasosta. Sopimustoiminta perustuu vuosiraportointiin, jossa verkkoyhtiö raportoi vuosit-tain sähköverkkoon ja sähkönkäyttäjille kohdistetuista energiatehokkuustoimista. Sähkö-verkon häviöiden osalta raportoidaan energiamääräisiä (MWh) vuotuisia häviösäästöjä ja verkkoyhtiön asiakkaiden osalta raportointi tehdään yleisemmällä tasolla. Tässä diplomi-työssä selvitetään verkkoyhtiön näkökulmasta potentiaaliset sähköverkkoon kohdistuvat energiatehokkuustoimet, joista olisi mahdollisuus raportoida energiamääräisiä häviösääs-töjä sopimustavoitteen täyttämiseksi. Työn soveltavassa osuudessa tunnistetuille potenti-aalisille energiatehokkuustoimille kehitetään häviösäästölaskennan työkalut vuosirapor-toinnin tarpeisiin.
Sähköverkkoon kohdistuvien energiatehokkuustoimien lisäksi energiatehokkuussopi-mustoiminnalla pyritään edistämään myös verkkoyhtiön asiakkaiden eli sähkönkäyttäjien energiatehokkuutta. Tulevaisuudessa sähkönkäyttäjien rooli osana verkkoyhtiöiden ener-giatehokkuustoimintaa tulee korostumaan älykkään sähköverkon ja kysyntäjoustomeka-nismien kehityksen myötä. Energiatehokkuussopimustoiminnan, ja erityisesti vuosira-portoinnin näkökulmasta aihe on erittäin vaativa ja ajankohtainen. Tämän vuoksi yhtenä diplomityön osa-alueena selvitetään sähkönkäyttäjien energiatehokkuustoiminnan kehi-tystarpeita ja verkkoyhtiön roolia tässä työssä.
1.1 Elenia Oy
Työn toimeksiantaja Elenia Oy on vuonna 2012 perustettu kotimainen sähkönjakeluverk-koyhtiö, joka vastaa sähköntoimituksesta yli 425 000 kotitalous-, yritys- ja yhteiskunta-asiakkaalle noin sadan kunnan alueella eri puolella Suomea. Maantieteellisesti yhtiön verkkoalue käsittää Pirkanmaan, Etelä- ja Pohjois-Pohjanmaan, Kanta- ja Päijät-Hämeen sekä Keski-Suomen maakunnat. Sähköverkkoa Elenia Oy omistaa yli 70 000 kilometriä ja on täten toiseksi suurin Suomen 80 verkkoyhtiöstä. Vuoden 2016 strategisen linjauksen mukaan Elenia Oy:n ydinliiketoiminnan muodostaa sähköverkkoliiketoiminta, tytäryhtiö Elenia Palvelut Oy:n vastatessa yhtiön palveluliiketoiminnasta. Sähköverkkoliiketoimin-nan ohella samaan konserniin kuuluu myös kaukolämmön ja maakaasun myynnistä sekä toimituksesta vastaava Elenia Lämpö Oy. (Elenia Oy, 2018a)
Sähkönsiirtoalan suunnannäyttäjänä Elenialla on vastuullinen rooli kehittää sähköverk-koaan tulevaisuuden tarpeita vastaavaksi. Yhtiön strategian keskiössä ovat erityisesti säh-könjakelun toimitusvarmuuden parantaminen uuden sähkömarkkinalain 588 (2013) vaa-timusten mukaiseksi sekä älykkään sähköverkon kehittäminen tulevaisuuden energia-markkinoiden tarpeita vastaavaksi. Merkittäviä sähkönjakelun energian käytön tehosta-mistoimenpiteitä ovat muun muassa kysyntäjousto-ominaisuuksien ja energiansäästötoi-menpiteiden kehittäminen. Osana energian käytön tehokkuuden parantamista Elenia on ollut mukana kansallisessa energiantehokkuussopimusjärjestelmässä alusta asti ja ilmoit-tautui myös uudelle sopimuskaudelle 2017–2025. (Elenia Oy, 2017b)
Tällä hetkellä Eleniassa työskentelee 310 henkilöä ja lisäksi yhtiö työllistää suoraan noin 1000 yhteistyökumppanien henkilöä pääasiassa sähköverkon rakentamisen ja kunnossa-pitotöiden kautta. Asiakkaiden ja yhteistyökumppaneiden ohella merkittäviä sidosryhmiä ovat viranomaiset, maanomistajat ja sijoittajat. Vuoden 2018 maaliskuusta alkaen Elenian uudet omistajat ovat Allianz Capital Partners (45 %), Macquarie Super Core Infrastruc-ture Fund (45 %) sekä suomalainen Valtion Eläkerahasto (10 %). (Elenia Oy, 2018a)
1.2 Työn tavoitteet ja haasteet
Diplomityöllä on kaksi perimmäistä tavoitetta. Ensimmäisenä tavoitteena on selvittää energiatehokkuussopimuksen velvoitteiden toteutumista kohdeyrityksessä. Toisena ta-voitteena on tarkastella verkkoyhtiön roolia, vastuita ja mahdollisuuksia energiatehok-kuussopimustoimintaan liittyneenä yrityksenä. Työssä tehdyn analyysin ja pohdinnan pe-rusteella pyritään tunnistamaan relevantit kehitystarpeet Elenian energiatehokkuustoi-minnan edistämiseksi ja voimassa olevan sopimustavoitteen täyttämiseksi.
Energiatehokkuussopimuksella pyritään edistämään sekä verkkoyhtiön asiakkaiden että sähköverkon energiatehokkuutta, joten energiatehokkuuden edistämistä tarkastellaan mo-lemmista näkökulmista. Älykkään sähköverkon ja kysyntäjoustomekanismien kehityksen myötä sähkönkäyttäjien energiankäyttö on murrosvaiheessa, mikä haastaa verkkoyhtiöitä panostamaan aiempaa enemmän myös asiakkaidensa energiatehokkuuteen. Lisäksi ener-giatehokkuuspalveluiden markkinat muualla Euroopassa ovat osoittaneet, että tehokkaat markkinat edellyttävät usein myös verkkoyhtiöiden vuorovaikutusta. (Boza-Kiss et al., 2017) Näitä asioita pyritään analysoimaan diplomityössä ja muodostamaan verkkoyhtiön näkemys vaikutusmahdollisuuksista sekä mahdollisista esteistä asiakkaiden energiate-hokkuuden edistämiseksi.
Elenian näkökulmasta työn keskiössä on sähköverkon energiatehokkuuden edistäminen sekä häviösäästölaskennan menetelmien kehittäminen sopimustoiminnan vuosiraportoin-nin tarpeita varten. Elenia säävarma -maakaapelointiprojektien ja älykkään sähköverkon kehityksen myötä jakeluverkko on mittavien investointien kohteena ja vuosittain lukuisia verkostokomponentteja uusitaan tulevaisuuden tarpeita varten. Tavoitteena on tunnistaa
ja analysoida sähköverkon energiatehokkuuden edistämisen kannalta olennaiset verkos-tokomponentit ja kehittää niille pätevät häviösäästönlaskennan menetelmät. Verkosto-komponenttien häviösäästöjen tarkastelun ohella tavoitteena on selvittää, onko sähköver-kon ohjaustoimenpiteistä mahdollisuuksia raportoida energiamääräisiä häviösäästöjä.
Sähköverkon energiatehokkuustarkastelun taustalla käytetään muun muassa tutkimuk-sissa (Tractebel Engineering & Ecofys, 2015) ja (Honkapuro et al., 2015) tehtyjä havain-toja. Aiemman tutkimustiedon perusteella pyritään tunnistamaan Elenian sähköverkon potentiaaliset verkostokomponentit, joille pyritään soveltavassa osuudessa kehittämään energiatehokkuusraportointiin soveltuvat häviösäästölaskennan menetelmät.
Diplomityön soveltavan osuuden ensisijaisena tavoitteena on kehittää häviösäästöjen las-kentamenetelmät merkityksellisille verkostokomponenttikorvauksille. Verkostokompo-nenttien häviösäästölaskenta pyritään tekemään ainakin sähköverkon primäärikomponen-teille eli eri jännitetasojen johdin- ja muuntajakorvauksille. Nykyinen sopimuskausi on ollut voimassa vuoden 2017 alusta, joten lähtökohtaisesti häviösäästölaskenta tehdään jo vuoden 2017 aikana korvatuille verkostokomponenteille. Tällöin varsinaisen laskentame-netelmän mallintamisen ohella häviösäästölaskennan tuloksena saadaan energiatehok-kuusraportointiin kelpaavaa tietoa vuonna 2017 toteutetuista energiatehokkuustoimista.
Yksittäisiä suuria verkostokomponentteja, kuten sähköasemien päämuuntajia uusitaan harvoin. Tällaisten komponenttien osalta häviösäästölaskenta tehdään mahdollisuuksien mukaan siten, että diplomityössä esitetty häviösäästön laskentamenetelmä olisi sovellet-tavissa kyseisen komponentin osalta myöhemmin tapahtuvissa korvauksissa.
Energiatehokkuussopimuksen raportoinnin tarpeisiin soveltuvaa sähköverkon häviösääs-tölaskentaa on tutkittu tähän mennessä hyvin vähän, mikä vaikeuttaa laskentatulosten ar-viointia. Verkkoyhtiöiden häviösäästölaskennan ja energiatehokkuusraportoinnin tarpeita varten on tehty tähän mennessä ainoastaan yksi tutkimustyö (Seppälä & Trygg, 2011), jota sovelletaan tässä diplomityössä sähköverkon johtojen johtosaneerausten häviösääs-töjen laskennassa. Opinnäytetöissä verkkoyhtiöiden energiatehokkuustoimintaa on si-vuttu ainakin diplomityössä (Finning, 2010) ja insinöörityössä (Kohonen, 2017). Ener-giatehokkuusraportoinnin näkökulmasta opinnäytetöissä ei kuitenkaan ole kehitetty esi-merkiksi johdin- ja muuntajakorvauksiin soveltuvia häviösäästölaskennan menetelmiä.
Aiemman aihepiirin tutkimustiedon puutteellisuuden vuoksi tämän diplomityön tulosten arviointia ei tehdä kvantitatiivisesti, vaan laskentatuloksia arvioidaan kvalitatiivisesti.