Sähköautojen latausoperaattorin mahdollisuudet sähkön reservimarkkinoilla

Sähköautot ovat yleistyneet viime vuosina merkittävästi ja samalla niiden lataamiseen käytettävät tehot ovat kasvaneet vuosi vuodelta. Samaan aikaan vihreän siirtymän myötä sähkömarkkinat ovat olleet suuren muutoksen kohteena, sillä säästä riippuvaiset ja vaikeasti ennustettavat uusiutuvat sähkön tuotantomuodot muodostavat merkittävän osan Suomen sähkön tuotannosta. Tämä tuo haasteita sähkön kysynnän ja tarjonnan tasapainottamiseen eli sähköjärjestelmän tasehallintaan. Tehotasapainon hallinnasta vastaa Suomessa kantaverkkoyhtiö Fingrid reservimarkkinoiden avulla. Diplomityön aiheena oli tutkia, voidaanko kasvavat mutta rajoitetusti säädettävissä olevat sähköajoneuvojen lataustehot viedä reservimarkkinoille ja sähköjärjestelmän taajuuden ylläpitoon. Työn teoriaosuus muodostui kirjallisuuskatsauksesta, jossa tutustuttiin sähköajoneuvoihin, niiden latausratkaisuihin ja Suomen sähkömarkkinoihin. Diplomityön tutkimusosuus tehtiin konstruktiivisena tutkimuksena. Konstruktiivinen tutkimus soveltuu hyvin tutkimuksiin, joissa on tavoitteena luoda ja ottaa käyttöön esimerkiksi uusi toimintamalli tai muu abstrakti kokonaisuus. Tutkimuksessa selvitettiin mille reservimarkkinoille latausratkaisuilla olisi mahdollista osallistua, mistä kapasiteettia olisi mahdollista kerätä ja millaisia tuottoja reservimarkkinoilta olisi mahdollista saada. Tutkimuksen tuloksena selvisi, että ensisijaisesti soveltuvin reservilaji latausratkaisuille olisi taajuusohjattu häiriöreservi (FCR-D) ja toissijaisesti automaattinen taajuuden palautusreservi (aFRR). Muissa reservilajeissa ongelmaksi muodostuu aktivoinnin nopeusvaatimus (FFR), vaatimus symmetrisestä ylös- ja alassäädöstä (FCR-N) tai että itsenäinen aggregointi ei ole sallittua (mFRR). FCR-D reserviä suosii keskimäärin lyhyet kapasiteetin säätöajat ja että kapasiteettia tarvitsee aktivoida usein vain pieni määrä tarjotusta kokonaiskapasiteetista, jolloin ladattavien ajoneuvojen häiriintyminen on pienehköä. Sopivien reservilajien minimi tarjouskoon ollessa 1 MW joudutaan sen täyttämiseksi aggregoimaan useita latauspaikkoja suuremmaksi kokonaisuudeksi. Itsenäisen aggregaattorin tulee ilmoittaa reservikohteen tasevastaavan vaihtumisesta Fingridille 14 vuorokautta ennen tasevastaavan vaihtumista, mikä muodostuu ongelmaksi, jos aggregoitavien latauspaikkojen lukumäärä kasvaa suureksi. Käytännössä reservimarkkinoille voidaan aggregoida ainoastaan suuria DC-latauslaitekokonaisuuksia, jolloin aggregoitavien latauspaikkojen lukumäärä pysyy matalana ja mittaus- ja tiedonsiirtojärjestelmien rakentamisesta ei muodostu suurta kustannusta. Ensisijaisesti reservimarkkinoille kannattaa osallistua Plugitin omalla avautuvalla julkisella raskaan liikenteen latausasemaverkostolla, jos mahdollisimman monen latausaseman yhteyteen asennetaan energiavarasto varmistamaan kapasiteetin riittävyys. Energiavarastojen avulla asiakkaan lataus ei häiriinny reservikäytön takia ja saatavilla on reservisäätökapasiteettia vuorokauden jokaiselle tunnille. Kun reservimarkkinoille osallistuminen on tuttua ja ohjausjärjestelmä on rakennettu reservimarkkinoille soveltuvaksi, voidaan reservimarkkinoille osallistumista ruveta tarjoamaan palveluna suurille latausvarikoille. Reservimarkkinoiden nykyisten korvausten suuruudella pystytään rahoittamaan koko energiavarastosta aiheutuva lisäinvestointi julkisen latausverkoston tapauksessa. Reserveistä saatavien korvausten ei oleteta laskevan merkittävästi tulevaisuudessa. Reservimarkkinoille osallistumisesta on alussa suurehko työllistävä vaikutus, jotta järjestelmä saadaan rakennettua reservimarkkinoille sopivaksi, mutta sen jälkeen reservikapasiteettia voidaan lisätä suhteellisen yksinkertaisesti. Alkuinvestoinnin jälkeen reservimarkkinoilla toimisesta muodostuvat kulut jäävät vähäiseksi