Content
• Present state in Finnish energy sector
• Selected Finnish energy scenarios• Neo-Carbon Energy, TEM, IEA NETP 2016, St1
• Technology-specific Delphi findings
• Workshop-based action proposals
2
3
Objectives for this study
• Introduce the Finnish energy (electricity) system in numbers
• Provide an overall view on the main energy scenarios for Finland
• Study how renewables (solar, wind) are expected to develop in the near future
• Analyze these expectations/decisions against SET Delphi findings
• What we can suggest?
Finnish energysystemPresentation based on Energiavuosi 2016 – Sähkömaterials
4
Finland as a part of Nordic electricity markets
• Versatile energy mix
• 85.1 TWh in 2016
• Net importing of 19 TWh (22.3 %)
5
• …
6
Vesi-voima
Ydin-voima
Lauhde
Kauko-lämpö-
CHP
Teollisuus-CHP
Tuuli
1468
40
1227
1200
Tuotanto 10 889 MW
Tuotanto 10 889 MW
Tuonti 4 328 MWVienti 40 MW
Käyttö 15 177 MW
43
3
6
Electricity consumption on 7.1.2016, klo 17-18(Peak record for electricity consumption in Finland)
Electricity production in Finland in 2015 and 2016
7
Vesivoima
25,1 %
Tuulivoima
3,5 %
Turve
4,4 %
Biomassa16,2 %Jäte
1,1 %
Ydinvoima33,7 %
Maakaasu
7,7 %
Kivihiili
8,0 %
Öljy
0,3 %
Wind energy development
8
Kapasiteetti kasvoi v. 2016 aikana 528 MW
Tuotannon tuntitehot:
-maksimi 1327 MW
-minimi 0 MW
-keskimäärin 349 MW
Selected scenario materials
• Child 2020 and BAU 2050: M. Child, C. Breyer /
Vision and initial feasibility analysis of a
recarbonised Finnish energy system for 2050
(Table 7)
• TEM 2020 and TEM 2030: Energia- ja ilmastostrategian ja keskipitkän ilmastopolitiikanperusskenaario (energiataseet)
• NETP 2030: IEA Nordic Energy Technology Perspectives 2016 (Figure 3.13)
• St1 2030: St1 Nordic Energy Outlook (slide 52)
Neo-Carbon Energy scenarios
• 2050 BAU is based on TEM roadmap for 2050,
and hence on Low Carbon Finland 2050 scen.
TEM perusskenaario 2020/30
• Projection on the effect of present (6/2016)
policy actions on the Finnish energy system
IEA NETP 2016
• Most conservative scenarios for solar&wind
electricity production in Nordic countries
• 0.01 TWh ≈ 13 MWp of solar PV capacity in Finland
Tech. in Country 2020 2030 2050
Wind in Finland 6.37 7.49 7.80
Wind in Sweden 12.42 27.50 55.13
Solar in Finland 0.01 0.04 0.04
Solar in Sweden 0.07 0.07 0.07
Solar in Denmark 0.84 0.84 0.84
Solar in Norway 0.00 0.00 0.00
St1 Nordic Energy Outlook
• 20% share for wind&solar in 2030
• Projection considers Finland to be fossil-free in electricity production
Scenario Wind overall Wind offshore Solar PV NuclearPtG (CH4 &
H2)
2012 260No detailed information
(~25 MW)
~1 (+10 MW as estimated off-grid capacity)
2750 0
2015 (2016) 1007 (1533)No detailed information
(>25 MW)10 (15-20) 2750 -
Child 20202500
(1.6+0.9 GWe)900
(0.9 GWe)100
(0.1 GWe)4300
(4.3 GWe)0
Perussken. 2020~2000
(5 TWh/a)~250
(0.2 TWh/a)4350
(35 TWh/a)
Perussken. 2030
~2500(6 TWh/a; 8 TWh/a
in Politiikkasken. 2030)
~875 (0.7 TWh/a)
~5050(40 TWh/a)
NETP, CNS-B 2030~2800 (7.49
TWh/a)1200
~50(0.04 TWh/a)
St1 2030~8000 for wind&solar
(20% of annual consumption, 80-100 TWh/a)
~5050 (40% of annual
consumption)
2050 BAU4500
(4.5 GWe)1500
(1.5 GWe)1000
(1 GWe)6000
(6 GWe)1600
(1.6 GWe)
Scenario comparison in MWp
Notes
• Projections up to 2030 are affected by today’s
policy decisions
• Potential of offshore wind in Finland is not
specifically studied in the projections
• IEA NETP undermines the increase of solar PV
systems in Nordic countries due to Balmorel
model Tech. in Country 2020 2030 2050 2015 (MWp)
Solar in Finland 0.01 0.04 0.04 13
Solar in Sweden 0.07 0.07 0.07 116
Solar in Denmark 0.84 0.84 0.84 785
Solar in Norway 0.00 0.00 0.00 3
Technology-specificDelphi findingsIntroduction of Delphi survey results concerning the significance of different energy production technologies
21
Significance of solar and wind in 2030
Alle 1%15%
Noin 1-5%20%
Noin 5-10%40%
Noin 10-20%20%
Yli 20%5%
A: Aurinkosähkö % kulutuksesta?
Alle 2%14%
Noin 2-10%32%
Noin 10-20%34%
Noin 20-30%17%
Yli 30%3%
C: Tuulivoima % kulutuksesta?
• 1% of consumption≈ 100 MWp of solar PV for peak power, 1000 MWp for annual production
• 8 TWh objective for wind is around 10 % of ann. consumption
Significance of bioenergy
• Bioenergy is recognized as significant solution up to 2030
• Survey results follow objectives set to the use of biofuels in Finland
Ei merkittävä6%
Vain vähän
merkitystä
3%
Jonkin verran
merkitystä
28%
Paljon merkityst
ä47%
Erittäin merkittävä16%
D: Biomassan merkitys 2030?
Alle 5%3%
5-15%16%
15-25%28%
25-35%34%
Yli 35%19%
D: Biomassa % energiatuotannosta?
0 % 50 % 100 %
Kuinka iso osa liikenteen energiatarpeestakatetaan biomassapohjaisilla tuotteilla?
Kuinka iso osa lämmityksenenergiatarpeesta katetaan
biomassapohjaisilla tuotteilla?
Kuinka iso osa sähköntuotannostaperustuu biomassapohjaisiin tuotteisiin?
10%
30%
50%
70%
90%
Share of offshore wind sites
• Around one third of wind power capacity in offshore
• Offshore wind sites may also be more acceptable than the onshore ones
0 % 50 % 100 %
Kuinka iso osa investoinneistatuulivoimakapasiteettiin on tapahtunut
kotimaisella pääomalla?
Kuinka iso osa tuulivoimakapasiteetistasijoittuu merelle?
10%30%50%70%90%
Pienenee merkittävästi
0%
Pienenee jonkin verran
24%
Pysyy ennallaan
31%
Kasvaa jonkin verran
38%
Kasvaa merkittäväs
ti7%
Tuulivoiman hyväksyttävyys 2030?
Significance of DR and energy storages in peak power handl.
• Demand response is seen as significant part of peak power handling
Alle 1000 MW28%
1000-2000 MW22%
2000-3000 MW19%
3000-4000 MW25%
Yli 5000 MW6%
F: Huippukäytön aikainen tuonti 2030?
3
0
0
0
31
17
13
13
28
41
32
6
24
24
16
35
14
17
39
45
0 % 50 % 100 %
Energiavarastot
Kotimainen varavoima
Vahvat siirtoyhteydet
Kysynnän hallinta /kysyntäjousto
Eri tekijöiden keskeisyys tehotasapainon hallinnassa?
Alle 10%6%
10-20%41%20-40%
35%
40-60%9%
Yli 60%9%
G: Kysyntäjouston piirissä oleva tehosuhteessa huippukulutukseen (%)?
7
0
3
7
0
25
37
23
11
20
29
20
29
19
3
29
30
32
33
47
11
13
13
30
30
0 % 20 % 40 % 60 % 80 %100 %
Kotitalouksien yhteyteensijoittuvat kuormat
Automatisointi jaalgoritmit laitetasolla
Teollisten prosessienuudelleenorganisointi
Reaaliaikainenkuluttajien kanssa…
Viestintä/tiedonkulku erijärjestelmien välillä
Eri tekijöiden keskeisyys kysyntäjoustojärjestelmissä?
Eiollenkaankeskeinen
-
-
Proposals fromDelphi workshopWhat we can suggest to decision makers from our study? Three proposals per table in the following slides
26
Solar PV
• Aluekaavoituksen sekä julkisten rakennusten
suunnittelun tulisi ottaa nykyistä vahvemmin
aurinkoenergian hyödyntäminen huomioon.
• Julkisten rakennusten energiankulutusdata julkisesti
saataville.
• Netto- tai virtuaalimittarointi:vaiheiden välinen netotus.
Wind
• Hiiliveron käyttöönottaminen
• Kuntien osalta selvitys mahdollisuudesta, tai jopa
velvoite, ostaa paikallisesti tuotettua uusiutuvaa
energiaa.
• Mekanismi paikallisen pääoman ja omistajuuden
keräämiseen tuulipuistoille
Demand response
• Kysyntäjoustovalmiuden huomioiminen niin uusissa
rakennuksissa kuin esimerkiksi lämmityslaitteiden
ohjausjärjestelmissä esim. rakennussäädösten sekä
standardien kautta
• Energiankulutusdatan avaaminen: reaaliaikaiset
energiamittaukset?
• T&K-tukea voitaisiin suunnata alueellisiin
kysyntäjoustokokeiluihin (esimerkkinä Ahvenanmaa)
Aalto University School of Business
Aalto University School of Art and Design
Finnish Environment Institute (Syke)
Consumer Society Research Centre, University of Helsinki
Lappeenranta University of Technology
Science Policy Research Unit (SPRU)/Sussex University
VATT Institute for Economic Research
VTT Technical Research Centre
Motiva, City of Lappeenranta, Heureka, FinPro
30