Joustavaan energianhallintaan ja aurinkoenergiaan liittyvät liiketoimintamahdollisuudet suomalaisille kotitalouksille

The global cumulative solar power generation capacity based on photovoltaic (PV) technology has grown between 2003 and 2013 from 2,82 GW to nearly 137 GW. This equals a stunning, circa fiftyfold, growth in a mere decade. At the same time, the demand for power companies’ electricity sales is expected to be reduced by 14–18 % during the next five years due to the growth of self- generated solar power, while the need for grid balancing services is increasing. This study aims to increase the understanding of the flexible energy management related business models and opportunities for households in Finland, at the same time implementing solar power generation into the equation. The primary focus will be on the hourly consumption, demand response capabilities, and solar production analysis of households in Finland, but other Southern European countries are also covered for comparison. Fundamentals of different models are studied, after which investment and sensitivity analysis are conducted with a selection of realistic scenarios. Business opportunities for households do exist in Finland, however, not yet with attractive returns. Base case analysis showed internal rates of return between -3,0 % and -1,6 % without demand response benefits, and internal rates of return between -0,8 % and 0,3 % with them. Thus, demand response had a significant positive impact on the returns of an investment through regulation trading activities and solar production self-consumption maximization. However, sensitivity analysis showed that high solar system prices coupled with low electricity prices in Finland have a huge impact on the profitability of all scenarios studied. For mature solar markets, Germany and Italy for instance, the returns for similar setups result in internal rates of return between 5,9 % and 11,7 %, which represent attractive returns compared to any other options available for household investments. In fact, a possible best case scenario for Finland also returned an appealing annual return rate of 8,6 %. In future research, actual pilot programs should be conducted and some of the models and results presented in this study should be tested for verification. Additionally, an evaluation for both technical and psychological aspects of the demand response activities should be performed.Maailmanlaajuinen aurinkosähkön kumulatiivinen määrä on kasvanut vuosien 2003 ja 2013 välillä 2,82 GW:sta lähes 137 GW:iin. Tämä vastaa lähes viisikymmenkertaista kasvua ainoastaan vuosikymmenen aikana. Samanaikaisesti voimayhtiöiden sähkönkysynnän odotetaan laskevan 14– 18 % seuraavan viiden vuoden aikana ja verkon balansointitarpeen kasvavan, pääasiassa laajamittaisen ja kasvavan aurinkosähkön itsetuotannon vuoksi. Tämän tutkimuksen tavoitteena on kasvattaa suomalaisten kotitalouksien joustavaan energianhallintaan ja aurinkoenergiaan liittyvien liiketoimintamahdollisuuksien ymmärrystä. Olennaisimmat tutkimuskohteet ovat suomalaisten kotitalouksien tunnittaisen kulutuksen, kulutusjoustopotentiaalin, sekä aurinkosähkön tuotannon analysointi, mutta myös joitakin eteläisen Euroopan maita käsitellään vertailun vuoksi. Eri mallien pohjana oleva tutkimusdata käsitellään tässä työssä, minkä jälkeen suoritetaan monelle eri realistiselle skenaariolle sekä investointi- että herkkyysanalyysi. Tutkimuksessa löytyi suomalaisille kotitalouksille liiketoimintamahdollisuuksia, jotka eivät kuitenkaan vielä nykyisillä muuttujilla tuota tyydyttäviä voittoja. Perusskenaariot tuottivat -3,0 % ja -1,6 % välillä olevia sisäisiä korkoja investoinneille ilman kulutusjoustoa, sekä välillä -0,8 % ja 0,3 % kulutusjouston kanssa. Näin ollen kulutusjoustolla on merkittävä vaikutus investoinnin houkuttelevuuteen suomalaiselle kotitaloudelle lähinnä säätösähkömarkkinoilla toimimisen ja aurinkoenergian itsekulutuksen maksimoinnin tuottamien hyötyjen vuoksi. Herkkyysanalyysi osoitti, että Suomen korkeilla aurinkosysteemihinnoilla ja alhaisilla sähkön hinnoilla on hyvin suuri vaikutus laskettujen skenaarioiden tuottoihin. Esimerkiksi Saksan ja Italian kehittyneillä aurinkomarkkinoilla, samankaltaiset skenaariot tuottivat 5,9–11,7 % tuottoa investoinnille. Herkkyysanalyysin kaikki positiiviset elementit yhdistävä skenaario tuotti Suomessa parhaimmillaan 8,6 % sisäisen koron investoinnille. Tulevaisuuden tutkimuksissa tulisi toteuttaa käytännön pilottiohjelmia tässä tutkimuksessa esitettyjen mallien ja tuloksien vahvistamiseksi. Lisäksi tulisi arvioida ja todentaa kulutusjoustoon liittyviä sekä teknisiä että psykologisia haasteita ja ratkaisuja