Liigu edasi põhisisu juurde

Energeetikas kasutatakse erinevaid mudeleid ja algoritme, et teha otsuseid süsteemi juhtimise, tootmisüksuste töösseviimise, agregaatide koosseisu planeerimise, investeeringute ja võrgu analüüsi kohta. Samuti selleks, et analüüsida energiatarbimise sõltuvust majanduskasvust, keskkonnasaastega seotud küsimusi, energiasüsteemi rest- ruktureerimisega kaasnevaid kulusid ning muid seotud teemasid. Turumudelis simuleeritavad stsenaariumid aitavad tuvastada regiooni investeeringuvajadusi uutesse tootmisvõimsustesse kui ka analüüsida saadavat kasu planeeritud võrguarendusest.

Tinglikult jagatakse energeetika mudelid kaheks: ülalt alla (top-down) ja alt üles (bottom-up) lähenemine. Esimene põhineb makroökonoomikal ning see on täiendatud energiavarustuse teemadega. See võimaldab paremini mõista energiasüsteemi kui osa kogu riigi majandusest, keskenduses energiatarbimise kasvule ja hindadele. Teine mudel põhineb elektrisüsteemi toimimise optimeerimisel: siin on rõhk tootmisüksuste karakteristikutel, elektrivõrgu kirjel- damisel jt aspektidel, mis on olulised süsteemi opereerimise seisukohalt. Sellise lähenemise korral on nii energiatarbi- mine kui ka üldine majandusareng mudelile üldjuhul sisendiks.
Elering kasutab ja arendab bottom-up elektriturumudelit Balmorel (www.balmorel.com, joonis 19). Mudel oli algselt loodud eesmärgiga analüüsida Taanit ja Läänemere regiooni, kus olulise osa elektrienergiast annavad koostootmisjaa- mad. Nii võimaldab mudel arvesse võtta ka elektri ja kaugküttesoojuse tootmise omavahelisi seoseid. Mudel hõlmab ka mitmeid taastuvenergia tehnoloogiaid, näiteks tuuleenergia ja hüdroenergia koos ning ilma salvestusseadmeteta. Mudel võimaldab arvesse võtta keskkonnamaksudest ja kvootidest tulenevaid piiranguid. Näiteks kõrge CO2 hinna korral liigub energiatootmine kivisöe- ja põlevkivipõhistelt jaamadelt gaasi ja biomassi põletavatesse jaamadesse.
Mudeli ülesandeks on kulude minimeerimine olukorras, kus tootmine rahuldab igal ajahetkel nõudluse. Selliste mudelite põhieeldus on see, et elektri päev-ette turg toimib efektiivselt, mis viib omakorda süsteemi tõhususele, nii et tarbimisnõudlus kaetakse minimaalsete kuludega. Hinna kujunemine tootmisseadmete marginaalkulude põhiselt on kujutatud alloleval joonisel.
Joonis 9 Elektrituru hinna kujunemine
Joonis 9 Elektrituru hinna kujunemine
 
Trepp-jooned kujutavad erinevate elektrijaamade marginaalkulusid olukorras, kus on palju tuult või vähe tuult ning selle mõju vaadeldavale süsteemile. Joonisel on kujutatud tarbimise tiputundidel kujunev elektrihind nii rohke tuule kui ka väikse tuule korral. Elektrihind kujuneb vastavalt viimase tarbimise katmiseks vajaliku tootmisüksuse või -üksuste marginaalkulule. Samuti on joonisel toodud olukorrad madalama (öö) tarbimise ja päevase tarbimise kohta. Mudel võimaldab modelleerida kogu Läänemere regiooni, mis hõlmab Baltimaid, Põhjamaid, Poolat ja Saksamaad ning Baltikumiga tihedalt seotud Loode-Venemaad ning Valgevenet.
Mudel annab kirjeldatud stsenaariumite ligikaudse elektrihinna ja soovitusi optimaalseimateks investeeringuteks uutesse tootmisüksustesse, eelduseks on hästi toimiv konkurentsil põhinev turg või optimaalne planeerimine toot- jate hulgas, võttes arvesse turumoonutusi, nagu erinevad maksud ja keskkonnatasud.
Joonis 10 Elektriturumudeli Balmorel kasutamine
Joonis 10 Elektriturumudeli Balmorel kasutamine
 
Nagu kõigi teiste kaupadega, loob ka ülepiiriline elektriga kauplemine ühiskonnale lisaväärtust. Otsene kaubanduslik mõju tuleneb riigiti erinevast elektri tarbimise tasemest ja tootmisvõimekusest. Kauplemine erinevate piirkondade vahel vähendab tootmise kogukulusid, võimaldades toota kõige efektiivsematest elektrijaamadest.
Otsest sotsiaal-majanduslikku kasu hinnatakse peamiselt turu modelleerimise tulemuste põhjal. Eeldades, et eksisteerib hästi toimiv turg, kujuneb turuhind nõudluse katmiseks vajalike elektrijaamade kulude minimeerimisel. Turuhind arvutatakse iga tootmisstsenaariumi kohta, enamasti kogu aasta igaks tunniks. Selline lähenemine võimal- dab jäljendada reaalse päev-ette turu toimimist ning hinnata kulusid ja tulusid turuosaliste ja turuosaliste gruppide lõikes, näiteks tarbijad, tootjad ja võrguettevõtjad.
Tulude ja kulude jaotumist on võimalik vaadelda ka erinevate modelleeritavate piirkondade lõikes. Järgnev joonis illustreerib piirkonna 1 ja 2 vahelise kaubanduse otstest sotsiaal-majanduslikku kasu.
 
Joonis 11 Elektrienergia piiriülese kaubanduse sotsiaalmajanduslik mõju.png
Joonis 11 Elektrienergia piiriülese kaubanduse sotsiaal- majanduslik mõju
 
Toodud näites on tarbimise kõver „Tarbimine 1“ ja „Tarbimine 2“ valitud sarnased, aga tootmiskõverad erinevad. Teise piirkonna tootmise marginaalkulud on väiksemad kui esimese piirkonna omad– siin võib näiteks tuua situatsiooni, kus piirkonnas on palju hüdro- või tuuleenergiat.

Joonisel on tarbijate ja tootjate kogukasu näidatud oranži värviga. Iga näite ülemine kolmnurk näitab tarbijate kasu (vahe, mida tarbija on nõus maksma ja mida maksab) ja alumine kolmnurk tootjate kasu (vahe tootmise muutuv- kulude ja turult saadava hinna vahel). Kogu kasu on nende kahe kolmnurga ehk tarbija ja tootja kasu summa.

Kui need kaks piirkonda omavahel ühendada, siis on võimalik ka kallima/esimese piirkonna tarbijatel saada ligipääs soodsamale teise piirkonna elektrile. Selline ühendus võib kahjustada esimese piirkonna tootjaid, kuna seal turuhind langeb, ja teise piirkonna tarbijaid, kuna seal turuhind tõuseb, aga teise piirkonna tootjad ja esimese piirkonna tarbijad saavad kasu. Kõige olulisem sellises olukorras on see, et saadud kogukasu on suurem kui kahju. Kasu on hinnapiirkondade vahelise ühendusvõimsuse lisamise korral alati suurem (arvestamata kulu investeeringule), kuna elekter toodetakse nüüd odavamatest tehnoloogiatest ja elektri tootmise kogukulu väheneb.
 
Viimasel joonisel on kujutatud olukord, kus tekib ülekandevõimsuse läbilaskevõime piirang ja sellisel juhul kehtib eelnev, kuid tänu piiranguile piirkondade hinnad ei ühtlustu. Sellises olukorras tekib nn jaotamata kasum, mida nime- tatakse pudelikaelatuluks ja mis jagatakse võrguettevõtete vahel, kes ühendust omavad. Pudelikaelatuluna korjatud summa investeeritakse üldjuhul uutesse ühendustesse ja võrgu arendamisse, vähendamaks neidsamu pudelikaelasid või vähendatakse selle võrra tariifi. Tootjate, tarbijate ja võrguettevõtjate summaarset kasu elektriturult nimetatakse sotsiaal-majanduslikuks kasuks.
 
Modelleerides erinevaid stsenaariume, on võimalik nende tulemusi võrrelda ja hinnata majanduslikku kasu erine- vates olukordades. Alloleval joonisel on vaadeldud lisaühenduse marginaalset sotsiaal-majanduslikku kasu ja selle kujunemist.
Joonis 12 Uue ülekandevõimsuse sotsiaal-majanduslik mõju
Joonis 12 Uue ülekandevõimsuse sotsiaal-majanduslik mõju
 
Vajaliku investeeringu suuruse läbilaskevõime arendamiseks määrab marginaalse kasu võrdlus marginaalse inves- teeringukuluga. Marginaalne kasu näitab ülekandevõimsuse viimase ühiku väärtust elektriturul, mis on kahanev ülekandevõimsuse suurenemisel. Ülekandeinvesteeringu optimum asetseb võimsuse juures, kus marginaalne kasu on võrdne marginaalse investeeringukuluga. Teisisõnu, selles punktis on maksimeeritud ülekandeinvesteeringust saadav sotsiaal-majanduslik kasu – iga täiendava võimsusühiku kulu on juba suurem kui sellest saadav tulu. Marginaalse kasu arvestamisel võetakse arvesse tarbijate ja tootjate kasu ning süsteemihaldurile laekuva läbilaskevõime piirangu tasu, mis võimaldab hinnata vajalikke investeeringuid ülekandevõimsusesse (vt joonis 12 ja 13).
Joonis 13 Investeeritava ühenduse optimaalse läbilaskevõime valik
Joonis 13 Investeeritava ühenduse optimaalse läbilaskevõime valik
 
Hindamaks ülepiirilise mõjuga võrguinvesteeringu majanduslikku otstarbekust, arvutatakse investeeringu poolt loodava sotsiaal-majandusliku kasu suurus erinevates tulevikustsenaariumites. Selliste elektrituru arvutuste põhjal saab hinnata projekti otsest kasu elektrituru osalistele. Sotsiaal-majanduslik kasu on üks kriteeriumitest, mida võrgu- investeeringu ellu viimise otsustamisel arvestatakse.
Elektrisüsteemi planeerimisel on lisaks otseselt mõõdetavale sotsiaal-majanduslikule kasule oluline ka saadav kaudne/mittemõõdetav kasu:
  • suurem varustuskindlus;
  • väiksem võimalus turuvõimu praktiseerida;
  • suurem hinnastabiilsus (väiksem risk investoritele);
  • väiksem reservvõimsuse hoidmise vajadus;
  • soodsamad võimalused taastuvenergiaallikate integreerimiseks.