Finnish Energy scenarios vs. SET Delphi findingsTero Ahonen

1

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

Energy scenarios for FinlandElectricity-related projections for years 2020/30/50

9

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

TEM perusskenaario 2020/30

IEA NETP 2016

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

www.smartenergytransition.fiwww.smartenergytransition.fi

Thank You!