Kuluttajan pörssisähkön hinta ja energiansäästö
On hienoa, että tiedemiehet tinkimättömästi selvittävät ilmastonmuutoksen vaikutuksia. Suomessa tietysti erityinen mielenkiinto on napajään kehitykseen.
Tällä tieteellisen näköisellä sivustolla on napajäästä ajantasainen kartta.
Ihmettelen vain, miten Tallinnan laivat pääsevät liikkeelle, kun tämän kartan mukaan Suomenlahti on jo umpijäässä…? Tieto on kaksi päivää vanha: 15.10.2011.
Hieman ehkä herättää epäilyksiä muidenkin mittauksien tarkkuudesta.
Helsingin sanomille on syötetty artikkeli (1), jossa toivotaan tervetulleeksi uusi kapasiteetti Suomen ja Ruotsin välille ja sanotaan sen halventavan sähkön hintaa. Tämähän ei tilastojen perusteella pidä paikkaansa. Viimeisen kymmenen vuoden aikana ei Ruotsin vuoden keskihinta ole ollut kertaakaan halvempi kuin Suomen vuoden keskihinta. Vuonna 2000 tällainen tilastoihme kyllä tapahtui, mutta silloin Ruotsi käytti vielä täydellä teholla ydinvoimaa, ja se oli Suomen tilastojen aloitusvuosi – ja sähkön hinta oli neljänneksen siitä mitä nyt pörssin aloitettua täydellä teholla toimintansa (1,5 c/kWh).
Lisäksi halvan sähkön ajan Ruotsista Suomeen oleva sähkölinja oli päivisin kolmannekselta kapasiteetiltaan ”huollossa”, mikä tuskin muuttuu linjojen määrän lisääntyessä.
Ruotsi jaetaan ensi vuoden alussa neljään sähkön hinta-alueeseen. Tällä saattaa olla merkitystä Suomen sähköhinnalle jatkossa, ja on tärkeää, että meillä on yhteys mahdollisimman moneen Ruotsin hinta-alueeseen. Tulevaisuudessa Suomikin saatetaan jakaa kahteen hinta-alueeseen (2). Lehdissä on arvioitu, että Pohjois-Suomen sähkö kallistuisi. Todellisuudessa arvelen käyvän päinvastoin. Tornion sähköyhteys Ruotsiin jäisi Pohjois-Suomen sähköalueelle, samoin kuin suuret tekovesialtaat. Pohjois-Suomi yllättäen myy sähköä norjalaisille (3).
(1) HS: Suomi ei hyödy halvasta sähköstä siirtoyhteyksien puutteen takia
(2) Fingrid: Hinta-alueselvitysraportti
(3) Tämä on kadonnut Nordpoolspotin tilastoista, mutta Lapista Norjaan on 100 MW sähköyhteys. Tämä näkyy Fingridin tilastosta. Vuonna 2010 keskiarvo oli 5 MW Norjaan päin.
 |
| Kuva: CC BY-SA Flickr Mr. Thomas |
Suomessa on vahva käsitys, että puuta on kuivattava 2-3 vuotta ennen kuin sen voi polttaa. Pikainen laskelma osoittaa kuitenkin, että energiantuotantomielessä säästö on pieni (noin 7%) ja tästäkin melkein kaikki saataisiin takaisin kondenssikattiloilla. Kuiva puu toki palaa paremmin kuin märkä. Ainakin takassa.
Tuoreesta puusta noin puolet on vettä. Pinoon laitettaessa puun kosteusprosentti on neljänkymmenen tienoilla ja poltettaessa mielellään alle 15%.
Onko kosteusprosentilla energiantuoton kannalta olennaista eroa?
Puun kuiva-aineen lämpöarvo on 18,3 – 20 MJ/kg (1). Käytämme tässä arvoa 20 MJ/kg, joka vastaa esim. hieskoivun latvusta. Kymmenessä kilossa 50% kosteuksista tuoretta puuta on viisi kiloa kuiva-ainetta jonka polttoarvo on 100 MJ (eli 27,8 kWh, noin kolmella eurolla sähköä). Tuosta polttoarvosta pitää kuitenkin vähentää energia, joka tarvitaan viiden vesikilon höyryttämiseen.
Viiden vesikilon lämmittäminen kahdestakymmenestä asteesta sata-asteiseksi ja edelleen muuttaminen höyryksi vie energiaa:
1 kg lämmitys 80 astetta: 80 *4,2 kJ = 336 kJ
1 kg höyrystäminen: 2260 kJ
5 kg yhteensä: 5 * (336 + 2260) kJ = 13 MJ
Sadan megajoulen energiasta häviää veden höyrystämiseen 13 megajoulea eli 13% energiasta.
Mikäli tuo samainen puuerä kuivuu kosteusprosenttiin 40, paino putoaa kymmenestä kilosta 8,3 kiloon. Vettä on jäljellä 3,3 kiloa eli energiaa hukkuu enää:
3,3 * (336 + 2260) kJ = 8,6 MJ
Energiahukka on pudonnut 13%:sta alle yhdeksään prosenttiin.
Ideaalitapauksessa 10% kosteus pudottaa puuerän painon 5,56:een kiloon ja energiahukan:
0,56 * (336 + 2260) kJ = 1,5 MJ
eli puoleentoista prosenttiin.
Jos kuivaamisen aikana kosteus putoaa neljästäkymmenestä kymmeneen prosenttiin, erän lämpöarvo nousee 8,6 MJ – 1,5 MJ = 7,1 MJ.
Kuivaamalla puuta 2-3 vuotta, pilkkomalla sen pieneksi ja tekemällä huolellista pinoamistyötä saamme puustamme 7 % enemmän energiaa. Kuiva puu palaa paremmin, mutta kannattaako tämä työ todella?
Kondenssikattilalla saisimme talteen höyrystymislämmön 2,3 MJ / kg eli jos poltamme kymmenen kiloa aivan tuoretta puuta (50% kosteus), saamme takaisin sadan megajoulen energiasta:
5 * 2,3 MJ = 11,5 MJ
Höyrystymiseen haaskaantuneesta 13%:sta energiaa saamme kondenssikattilassa takaisin 11,5%-yksikköä.
Jos kulutat vuodessa 300 euroa tuoreiden leivinuunikokoisten 40% kosteiden puiden ostamiseen, voit pilkkoa, pinota, varastoida ja kuivata niitä monta vuotta aina 10% kosteuteen asti. Ansaitset siinä noin 7% lämmitysarvon nousun eli 21 euroa. Tai sitten voit laittaa puut suoraan märkinä leivinuuniin. (En vastaa pilalle menneistä leivinuuneistanne tai savupiipuistanne.)
Suunnilleen kaikki tietämisen arvoinen suomalaisista polttoaineista:
(1) http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2000/T2045.pdf
PS. Et erityisemmin säästä energiaa tuomalla puut sisään kuivumaan. Kosteuden höyrystyminen vie sisälämmöstä täsmälleen saman energian kuin poltettaessa, ja vesihöyry katoaa ilmastoinnissa ulos vieden energian mukanaan. Pientä säästöä on se, että vettä ei tarvitse lämmittää sata-asteiseksi, mutta tämä on vain 10-20% höyrystymisen vaatimasta energiasta.
PPS. Energiansäästöoppaissa tämä sama laskelma esitetään yleensä muodossa: ”kosteamman 10
kg:n puuerän energiasisältö on 31 kWh, kun taas kuivemmassa on energiaa 41 kWh”. Kotitehtävä: miten kuivaus on saatu kuulostamaan paljon hyödyllisemmältä kuin tässä laskettu 7%?
Sähkön hinta nousi perjantaina hintaan 4,5 c / kWh, mutta tästä huolimatta lokakuun hinta on jäämässä alle neljään senttiin kilowattitunnilta.
Pörssisähkön käyttäjälle olisi tärkeää tietää etukäteen kuukauden keskihinta, koska se on hinta, joka häneltä koko kuukaudesta veloitetaan. Vasta jälkikäteen selviää, kannattiko lämmittää öljyllä vai sähköllä.
Olen etsiskellyt yksinkertaista tapaa arvata kuukauden hinta ja seuraavassa muutama arvaus. Arvot on saatu täyttämällä lokakuun jäljellä olevat päivät mainitulla arvolla. Käytettävissä on ollut 1. – 14. päivän hinnat.
c/kWh
3,4 Kuun alun päivien keskiarvo
3,9 Täyttö kuun toistaiseksi kalleimmalla hinnalla 4,6 c/kWh
2,6 Vertailun vuoksi, täyttö kuun toistaiseksi halvimmalla hinnalla 1,7 c/kWh
3,7 Täyttö hinnalla keskiarvo + 20% (4,1 c/kWh)
4,2 Täyttö vuoden 2010 lokakuun keskihinnalla (5,2 c/kWh)
Vakavassa arvioinnissa pitää ottaa huomioon erikseen viikonlopun halvemmat hinnat. En ole niitä nyt laskenut, mutta loppukuussa viikonloput tulevat olemaan yliedustettuina: kolme viikonloppua seitsemässätoista päivässä (35% päivistä vs. normaali 2/7 = 29%).
Sähkön hinnan pitää nousta rajusti loppukuussa, jotta sähkön kuukauden keskihinta ehtii nousta neljään senttiin kilowattitunnilta. Eikä missään skenaariossa hinta nouse neljään ja puoleen senttiin kilowattitunnilta, mitä pidän rajana öljylämmitykseen siirtymiselle.
Suora sähkölämmitys on lokakuussa öljylämmitystä halvempaa.
Pörssisähkön keskihinta 3,4 c/kWh tarkoittaa tyypillisen sähköyhtiön asiakkaalle loppuhintaa 9,3 c/kWh. Tätä voimme näppärästi seurata pörssisähkösovelluksella.
Suuri osa Keski-Euroopan öljypolttimista on nykyään savussa olevan veden lämmön talteen ottavia malleja. Mutta eipä näistä Suomessa paljoa puhuta.
Öljyssä on jonkin verran vettä eli palamisessa savuun tulee vesihöyryä. Veden höyrystäminen vaatii melkoisesti energiaa, joka on pois tuotetusta lämmöstä. Suomalaisessa öljypolttimessa vesihöyry menee piipusta ulos eli savun on oltava piipulla vielä sata asteista. Muuten vesi kondensoituu piippuun, valuu alas ja todennäköisesti pilaa piipun ennen normaalia piipun elinikää.
Kondensoivassa öjykattilassa savukaasut jäähdytetään tarkoituksella jo vesisäiliössä niin kylmäksi, että savussa oleva vesi kondensoituu ja luovuttaa energiansa vesisäiliöön, ja kylmähköt kuivat savukaasut voidaan huoletta johtaa piippuun.
Uutena ongelmana savussa ollut vesi täytyy johtaa viemäriin. Tämä vesi on hieman hapanta eli viemäröinnissä on otettava huomioon korroosionkestävyys. Toinen ongelma on se, että kondenssivesikattilaa on ohjattava tietokoneella, mikä tekee järjestelmän kalliimmaksi ja epäluotettavammaksi kuin perinteinen kattila.
Kattilan hyötysuhde nousee. Joitakin esiintyneitä lukuja ovat olleet 95% verrattuna vanhan kattilan 90%:iin.
Kaipa tämän tekniikan hyljeksimiselle Suomessa on jokin muukin syy kuin suomalaisten valmistajien vanha tekniikka? Osaisin ainakin kuvitella, että savut laskeutuvat herkemmin naapurin haisteltaviksi.
 |
| Syysmyrsky Kotkassa 14.9.2011 |
Lueskellessani artikkelia (2) tuulivoiman uskomattomista syöttötariffeista (10,5 c/kWh vs. vuoden 2010 pörssisähkön keskiarvo 5,7 c/kWh) aloin pohtia, onko tuulisähkön tuotannon kuukausittainen jakautuma sellainen, että siitä saa todennäköisemmin paremman hinnan.
Eli kuinka paljon paremman hinnan tuulivoimala saa syysmyrskyistä ja talven puhureista?
Ilmatieteenlaitokseltahan mitään järkevää tilastoa ei saa ilmaiseksi, mutta heidän sivustoltaan löytyvä esimerkkitilasto antaa osviittaa ja saa kelvata: Mustasaaren Valassaaret 1971-2000 (1).
Mustasaaressa tuuli jakautuu huhtikuusta elokuuhun vuosikesiarvon alapuolelle, syyskuussa melko tarkkaan keskiarvoon ja muu talvi keskiarvon yläpuolelle. Marras- ja joulukuu ovat tuulisimmat kuukaudet ja ne ylittävät vuosikeskiarvon 19%.
Näillä kertoimilla voidaan painottaa pörssin kuukauden sähköhinnat (3), jolloin saadaan se vuosihinta, jonka tuulivoimala saa vuosittaisesta sähköstään verrattuna tasaisesti sähköä tuottavaan voimalaan. Tämän laskelman perusteella tuulivoimala saa vuosituotannostaan kolme prosenttia paremman hinnan kuin esim. vuoden ympäri toiminnassa oleva atomivoimala saa. Tunnittaisessa tarkastelussa tulos on toinen, mutta tuskin olennaisesti erilainen.
Eli kovin suurta etua alkutalven tuulista ei saa, koska se on myös vesivoiman parasta aikaa.
(1) http://ilmatieteenlaitos.fi/ilmastollinen-vertailukausi-1971-2000
(2) Talouselämä 34/2011: Tuulimyllyiltä loppuvat rahat ja tila, ei ilmeisesti tällä hetkellä verkossa
(3) http://nordpoolspot.com/Market-data1/Elspot/Area-Prices/ALL1/Hourly/
PS. Pörssin vuoden 2010 kuukausihintojen keskiarvo on 5,685 c/kWh, mutta vuosihinta on 5,664 c/kWh. Ero johtuu siitä, että kuukaudet pitää painottaa päivien lukumäärällä vuosihintaa laskettaessa. Tässä lasketussa kolmessa prosentissa on sama virhe, mutta se on merkityksetön tällä tarkkuudella.
