Statistiline andmeteadus ja visualiseerimine MTMS.01.100     Praktikumid     Projektid

Avatud elektrituru börsihind ja selle mõju tavatarbija elektriarvele

Sander Siim

Sissejuhatus

Mida tähendab avatud elektriturg?

2013. aasta 1. jaanuarist avanes täielikult Eesti elektriturg, mis tähendab, et sellest ajast alates saavad kõik elektritarbijad Eestist valida, millise elektrimüüja käest nad elektrit ostavad. Enne elektrituru avanemist said kodutarbijad osta elektrit ainult selle võrguettevõtja käest, kelle elektrivõrguga majapidamine ühendatud oli. Vabatarbijatel — ettevõtted, kes kulutavad elektrienergiat üle 2 GWh aastas — oli elektrimüüja valimisekohustus juba 2010. aasta aprillist [1].

Kui enne elektrituru täielikku avamist oli suletud turuosa elektrihind kodutarbijatele riiklikult reguleeritud, siis turu avanemisega hakkas elektrihind sõltuma otseselt turul kujunevast börsihinnast. Elektrihinna Eestis määrab nüüd Põhjamaade- ja Balti ühisel elektribörsil Nord Pool Spot kujunev hind. Börsihinnad määratakse eraldi hinnaregioonides, see tähendab, et Eesti regiooni börsihind võib olla erinev näiteks Läti, Leedu või Soome elektrihinnast. Konkreetse regiooni hinda mõjutab sealne elektri tootmise ja tarbimise maht, kui ka naaberregioonide tootmine ja tarbimine. Eestis vastutab elektriinfrastruktuuri töökindluse ja efektiivse toimimise eest riigile kuuluv põhivõrguettevõte Elering. Samuti korraldab ja vastutab Elering Eesti elektrivõrgu integreerimise eest Põhjamaade elektrivõrguga. Avatud elektriturul toimub ka pidev riikidevaheline elektri import ja eksport [2].

Kuidas kujuneb elektri hind lõpptarbijale avatud elektriturul?

Tavatarbija saab elektrit osta börsil juba tegutsevate elektrimüüjate käest, kes sisuliselt vahendavad elektrienergiat elektritootjatelt tarbijatele. Turuhind kujuneb loomulikul teel nõudluse ja pakkumise vahekorrast ning elektrimüüjate konkurentsist tulenevalt. Nord Pool Spot börsihinnad arvutatakse reaalajas ühe tunni täpsusega. Lõpparvest moodustab aga elektrienergia tasu tarbijale umbes kolmandiku — võrguteenuse ja taastuvenergia tasud ning elektriaktsiis ei ole elektri börsihindadest kuidagi mõjutatud. Võrguteenusepakkujat tarbija vahetada ei saa, vaid selleks on alati konkreetset elektrivõrku haldav ettevõtte.

Elektrimüüjad pakuvad Eestis tarbijatele erinevate hinnaarvutusmetoodikatega tarbimislepinguid. Laias laastus jagunevad need kolmeks:

  • Fikseeritud hinnaga paketid - kogu lepingu kehtimisajaks fikseeritakse elektri kilovatt-tunni hind, ning seda ei mõjuta turuhinna kõikumised.
  • Kombineeritud paketid - osa elektrihinnast fikseeritakse, ning ülejäänud sõltub otseselt börsihinnast (näiteks 50% hinnast fikseeritud ja 50% vastavalt börsihinnale).
  • Muutuva hinnaga paketid - elektrihind sõltub täielikult börsil kujunevast hinnast.

Fikseeritud hinnaga pakettide korral arvutatakse kilovatt-tunni hind tavaliselt eelnevate perioodide börsihindade ning varasemate tarbimismahtude alusel. Fikseeritud hinnapaketi puhul ei muuda börsihinna tõusud elektriarvet tarbija jaoks suuremaks, samas ei saa tarbija ka kasu madalama börsihinnaga perioodidest.

Käesolevas artiklis pakuvad meile huvi just börsihinna järgi muutuvad elektripaketid ja uurime, kuidas tavatarbija saaks oma tarbimisharjumusi muutes börsihindade kõikumisest kasu lõigata.

Börsihinnast sõltuvad elektripaketid

Kui tarbija on sõlminud börsihinnast sõltuva elektrilepingu, siis võib igal tunnil tarbitud elektrimaht olla erineva hinnaga. Elektriarve suurus määratakse siis kaalutud keskmisega üle kõikide tundide kuus, kus igas tunnis tarbitud elektrimaht korrutatakse vastaval tunnil Eesti regioonis kehtiva börsihinnaga. See tähendab, et ühe ööpäeva erinevatel kellaaegadel võib elektri kilovati hind kõikuda isegi mitmeid kordi ning seega mõjutab lõplikku kuuarve suurust eeskätt tarbimismahtude jaotus ajas.

Iga tunni tarbimismahtude järgi arvutatud hind eeldab aga, et tarbimiskohas on olemas kaugedastav näitude lugeja, mis mõõdab tarbimist tunni täpsusega. Tunnitäpsusega näitude lugeja puudumisel jagatakse tarbija kogu kuu tarbitud elektrimaht tundide vahel ära vastavalt antud elektrimüüja ja perioodi tüüpkoormusgraafikule.

Elektrimüüjad koostavad tüüpkoormusgraafikuid iga kuu jaoks eelmise aasta sama perioodi keskmise tarbimise järgi. Seega võib öelda, et tüüpkoormusgraafik iseloomustab keskmise tarbija tarbimisharjumusi. Tüüpkoormusgraafik määrab tarbitud elektrienergia jaotuse üle ühe kuu kõikide tundide, see tähendab, et iga kuupäeva ja tunni jaoks on määratud koefitsient, mis näitab kui suur osa kogu kuu tarbimisest moodustab keskmiselt selles tunnis tarbitud elektri maht. Konkreetse tarbija tarbimisharjumused võivad aga keskmisest erineda, mis võib kokkuvõttes sama tarbimismahu juures kuu elektriarve suurust mõjutada mõlemas suunas, sest iga tunni börsihind on erinev. Kahetariifse näitude lugeja olemasolul jaotatakse päevased ja öised tarbimismahud tundide vahel eraldi vastavalt tüüpkoormusgraafikule. Tunnitäpsusega arvesti olemasolul kahetariifse arvestuse kontseptsiooni ei kasutata, sest iga ööpäeva tunni hind on täpselt määratud börsihinnaga. Eestis peaksid võrguettevõtted paigaldama kõikidele väiketarbijatele kaugloetavad arvestid 2016. aasta lõpuks [5].

Elektrimüüja valik on tarbija jaoks oluline elektriarve suuruse kujundamisel seetõttu, et elektrimüüjad lisavad börsihinnale ärikasumi saamiseks teatava suurusega müügimarginaali. Samuti lisandub kogu summale Eestis kehtiv 20% käibemaks. Müügimarginaal on erinevatel müüjatel loomulikult erinev, seega on see üks olulisemaid kriteeriumeid tarbija jaoks elektrimüüja valimisel. Enamikel elektrimüüjatel on konkreetsed müügimarginaalid avalikus hinnakirjas näha, kuid näiteks Eesti Energia alates selle aasta algusest enam avalikku hinnakirja ei näita, vaid igale tarbijale tehakse isikuline hinnapakkumus sõltuvalt eelnevatest tarbimismahtudest.

Nendele väiketarbijatele, kes ei ole sõlminud lepingut ühegi elektrimüügiga tegeleva ettevõttega, pakub võrguteenusepakkuja niinimetatud üldteenust. Üldteenuse elektrihind määratakse iga kuu eelmise kuu üldteenuse raames tarbitud elektrienergia mahtude ning eelmise kuu börsihindade alusel. Sellele lisandub kulude katteks ja ärikasumi saamiseks elektrimüüja müügimarginaal [1].

Reeglina tuleks arvestada, et üldteenuse müügimarginaalid võivad olla kõrgemad kui lepingulistel pakettidel, kuid eelmisel aastal oli Energiaturg.ee analüüsi järgi tänu soodsatele börsihindadele üldteenus keskmiselt 10% soodsam kui fikseeritud hinnapakett, olles siiski börsipakettidest kallim [3].

Statistiline ülevaade 2014. aasta Nord Pool Spot elektrienergia börsihindadest

Asume nüüd uurima võimalusi, mil moel saaks tunniarvestusega börsipakettide puhul tavatarbija oma elektriarveid vähendada. Et sellest aru saada, esitame alustuseks statistilise ülevaate eelmise aasta Nord Pool Spot börsihindadest. Andmed pärinevad Nord Pool Spot ametlikult kodulehelt (Elspot prices 2014 hourly ja consumption 2014 hourly [4]).

Esmalt on huvitav näha, kui palju ja mis korrapärade järgi ikkagi börsihinnad ööpäeva jooksul kõiguvad. Näiteks oleks oluline teada kui palju odavam on öine elekter päevasest elektrist. Iseloomustame börsihindade ööpäevast käitumist 2014. jaanuari börsihindade jaotuse näitel alloleval graafikul.

Graafikult on näha, et börsihinnad kõiguvad üsna palju, ühe ööpäeva jooksul võib elektri hind erineda kuni 3 korda. Seega saab oluliselt mõjutada elektriarve suurust kui tarbimist jaotada päeva peale laiali. Järgmistelt graafikutelt näeme lähemalt, millistel tundidel on keskmiselt elekter odavam ja millistel kallim.

Ülemisel graafikul on kujutatud 2014. aasta iga kuu jaoks ööpäeva tundide keskmised börsi tunnihinnad, keskmistatud üle kõikide selle kuu päevade. Järgmine graafik näitab tunni keskmisi hindu 2014. aasta jaanuaris. Kellaajad on esitatud Eesti aja järgi. Üsna selgelt eristuvad kaks nö tipptunni perioodi — hommikul umbes kella 8 ajal ning õhtul 17 ajal. Need on kahtlemata kõige kõrgema nõudlusega ajaperioodid, kus inimesed lähevad tööle ja tulevat töölt ning suurenenud nõudluse tagajärjel tõusevad ka börsihinnad. Öösel ajavahemikus umbes 21.00-5.00 tundub olevat elekter kõige odavam. Seega, mida rohkem tarbija kulutab elektrit pigem öisel, kui päevasel ajal, on tema elektriarve kokkuvõttes väiksem samade tarbimismahtude juures.

Keskmine börsihind erineb ka aasta jooksul kuu lõikes, mida illustreerib järgmine graafik.

Üldtrendina on suvekuudel elekter kõige kallim. 2014. jaanuari kõrge keskmine börsihind on seletatav sellega, et 2013. aastal olid börsihinnad üleüldiselt kõrgemad kui 2014. aastal. See, et suvekuudel on elekter hoopis kallim kui talvekuudel võib olla pisut ebaintuitiivne, sest talvisel kütteperioodil võiks nõudlus elektrienergia järele olla suurem. Nord Pool Spot andmed Eesti regiooni kogu tarbimise kohta näitavad aga vastupidist, mis aitab seletada suvekuude kõrgemat börsihinda.

Tõepoolest, kui teha statistiline lineaarregressiooni mudel terve 2014. aasta Eesti regiooni börsi tunnihindade ja tunnis tarbitud elektrimahu suhtes, saame p-väärtuseks , mis näitab väga tugevat korrelatsiooni tarbimismahtude ja börsihinna vahel.

Elektriarve vähendamine börsihindade kõikumiste põhjal

Järgnevalt uurime, kui suurt võitu elektriarvelt võib saavutada keskmisest erinevate tarbimisharjumustega tarbija võrreldes tüüpkoormusgraafiku järgi arvutatud hinnaga. Selleks viime läbi kaks mõttelist eksperimenti erinevat tüüpi tarbijate kohta, kelle tarbimisjaotus eristub fikseeritud viisil tüüpkoormusgraafiku omast, ehk keskmisest tarbijast. Hinnaerinevusi esitame nii, nagu nad oleks 2014. aasta börsihindade järgi olnud. Andmetena kasutame Eesti kõige suurema võrguettevõtte Elektrilevi koostatud tüüpkoormusgraafikut 2014. aastaks ning juba eelnevalt esitatud Nord Pool Spot börsihindu [6,4].

Vaatleme esmalt 2014. aasta tüüpkoormusgraafiku poolt määratud tarbimisjaotust lähemalt.

Graafikutelt on näha, et tüüpkoormusgraafik on väga korrapärane ühe kuu lõikes ning võtab otseselt arvesse hommikusi ja õhtuseid tipptunde. Samuti on nädalavahetustel arvestatud väiksemat tarbimismahtu ning näiteks jõulude ajal tavapärasest suuremat.

Viime nüüd läbi kaks mõttelist eksperimenti keskmisest erinevate harjumustega tarbija kohta ja hindame kõigil juhtudel kokkuhoidu elektriarvetelt.

Ühtlane tarbimine ööpäeva jooksul

Võib tekkida küsimus, miks elektrimüüjad eelistavad kasutada elektriarve koostamisel tüüpkoormusgraafikul põhinevat kaalutud keskmist börsihinda, mitte näiteks lihtsalt aritmeetilist keskmist börsihinda. Aritmeetiline keskmine vastaks sellisele olukorrale, kus tarbija kasutab elektrit ühtlases mahus kogu ööpäeva vältel. Selline olukord oli sisuliselt enne elektrituru täielikku avanemist ühetariifse arvestuse puhul, kus ühes kuus tarbitud kilovatt-tunnid olid kõik sama hinnaga. Allolevas tabelis võrdleme millised olid 2014. aasta kuu keskmised börsihinnad mõlemat moodi arvutatuna.

Kuu Tüüpkoormusgraafiku kaalutud keskmine börsihind (€ / MWh) Aritmeetiline keskmine börsihind (€ / MWh)
Jaanuar 42.01 40.98
Veebruar 35.21 34.79
Märts 31.78 31.57
Aprill 32.28 31.64
Mai 37.77 36.85
Juuni 36.75 35.81
Juuli 45.64 44.17
August 39.97 39.10
September 43.80 42.97
Oktoober 41.65 40.22
November 37.04 35.41
Detsember 37.89 37.42

Näeme, et aritmeetilise keskmise järgi on kõikidel kuudel börsihind madalam kui tüüpkoormusgraafiku kaalutud keskmise järgi. Antud juhul erinevad tüüpkoormusgraafiku ja aritmeetilise keskmise koefitsiendid keskmiselt 18.1%. See hindade erinevus on loomulik, sest börsihinnad sõltuvad otseselt tarbimismahtudest, seega keskmine tarbimisjaotus ja börsihindade kõikumine on omavahel tugevas korrelatsioonis. Kontrollides seda statistilise lineaarregressiooniga, saame p-väärtuseks , mis näitab, et tüüpkoormusgraafiku koefitsientide jaotus jäljendab otseselt börsihindade kõikumist.

Et hinnata konkreetset rahalist vahet konstantse ja tüüpkoormusgraafiku tarbimisjaotuste korral, siis eeldame lihtsuse mõttes, et elektritarbimise mahtude jaotus on kuude lõikes konstantne. Kuigi kodutarbijal kulub ilmselt ilmselt talvekuudel rohkem elektrit, kui päevavalguse periood on lühem, rääkimata elektriküttega eramutest, siis saame sellegipoolest niiviisi üsna hästi hinnata kokkuhoitud raha suurusjärku.

Aastane tarbimismaht Aasta elektri maksumus kaalutud keskmise börsihinnaga (€) Aasta elektri maksumus aritmeetilise keskmise börsihinnaga (€) Vahe (€)
2000 kWh 92.36 90.18 2.18
10000 kWh 461.80 450.92 10.88
20000 kWh 923.60 901.83 21.77

2000 kWh tarbimismaht vastab umbes elektrikütteta väiksema korteri aastasele tarbimismahule. 20000 kWh aastas võib kuluda näiteks suuremal elektriküttega eramul. Aasta maksumusele on juurde arvestatud 20% käibemaks, aga mitte elektrimüüja müügimarginaali, mis taandub nii või teisiti hindade vahes välja. Näeme, et võit aritmeetilise keskmise kasutamisest on siiski üpriski väike, nii et tarbimise jaotamine ühtlaselt üle kogu päeva ei anna tarbijale väga suurt kasu.

Päevase tarbimise liigutamine öisele ajale

Nutikas tarbija võib aga lähtuda hoopis sellest, et öine elekter on päevasest kõvasti odavam ja proovida päevase elektritarbimise vähendamisega öise elektritarbimise arvelt vähendada kokkuvõttes elektriarveid. Igapäevaelus loomulikult kogu elektritarbimist päevaselt ajalt ära nihutada ei õnnestu, kuid näiteks pesumasina öösel käima panemine või elektriradiaatorite madalamale temperatuurile sättimine päeval aitavad sellele kindlasti kaasa.

Samuti võib tulevikus olla võimalik talletada öösel elektrienergiat tarbimiskohta paigaldatud spetsiaalsesse akusse, ning seda talletatud elektrit siis päeval kasutada, kuid öise elektri hinnaga. Näiteks on hiljuti tuntud innovaatori Elon Muski firma Tesla teatanud, et hakkavad selliseid akusid selle aasta suvest tavatarbijatele müüma [7]. Kuigi toote eesmärk on ennekõike talletada päikesepatarei toodetud energiat, et seda majapidamises ööpäevaringselt kasutada, võiks potentsiaalselt akut laadida ka otse elektrivõrgust.

Proovime hinnata, millist rahalist kasu selline päevase tarbimise vähendamise strateegia annaks.

Fikseerime öise vahemiku kella 21.00-5.00 vahel. Oletame, et tarbija vähendab ühtlaselt päevasel vahemikul 5.00-21.00 elektritarbimist kokku ning jaotab selle ühtlaselt ära öise vahemiku 21.00-5.00 vahel, ja nii aasta läbi iga päev. Arvutame siis erinevate -i väärtuste korral aastase elektri maksumuse ja võidu tüüpgraafiku suhtes 2014. aasta börsihindade järgi.

Aastane tarbimismaht Aasta maksumus tüüpkoormusgraafikuga (€)
2000 kWh 92.36 91.58 90.82 90.02 88.46 84.60 76.82
10000 kWh 461.80 457.92 454.08 450.12 442.32 423.00 384.12
20000 kWh 923.60 915.84 908.16 900.24 884.64 846.00 768.24

Tabelist näeme, et päevase elektritarbimise liigutamisega öisele ajale võib elektriarvetelt kokku hoida küll, kui tarbija suudab päevast tarbimist piisavalt palju vähendada. Ilmselt ei kaalu see võit aga tarbimisharjumuste muutmise ebamugavust üles. Võime ka mõelda hüpoteetilisele olukorrale, kus Tesla toodetud aku kataks terve päevase elektritarbimise mahu ja laeks ennast ainult öisel perioodil.

Tesla 7 kWh mahtuvusega ja ühepäevase laadimistsükliga aku hinnaks on pandud 3000$ ning selle eluiga on lubatud 10 aastat. Sellise akuga saaks aastas maksimaalselt 2555 kWh elektrit tarbida. Paraku on aga 2000 kWh aastase tarbimisega maksimaalne rahaline võit 10 aasta peale nende arvutuste järgi kõigest 155€, mis tähendab et tarbija jääks sellise aku ostmisega umbes 2500 euroga kahjumisse.

Kui vaadelda Tesla akut lihtsalt kui elektrienergia tootjat (arvestamata tegeliku elektri tootmise kulusid, millega seda laadida), siis oleks 7 kWh mahtuvusega aku ühe kilovati elektrienergia hind umbes 10 eurosenti selle ostuhinna järgi. See teeb 100 € / MWh, mis on umbes 2,5 korda kallim, kui 2014. aasta Nord Pool Spot keskmine börsihind. Seega ei ole elektri talletamine sellistesse akudesse Eestis täna veel kuidagipidi majanduslikult tasuv tegevus.

Kokkuvõte

Kokkuvõtteks võib öelda, et börsihinnast sõltuva elektripaketiga saab tarbija küll pisut mõjutada elektriarvet suurust muutes oma tarbimisharjumusi, kuid mitte piisavas mahus, et see ennast ära tasuks. Kindlasti ei ole paljud nõus loobuma hommikusest kohvivee keetmisest või õhtusest televiisori vaatamisest. Öise elustiiliga inimestel võib olla rahaline kasu pisut suurem, kuid tavatarbijal ei ole siiski suurt võitu loota.

Viited

[1] Eesti elektrituru täielik avanemine. Elering, 2012. http://avatud2013.ee/wp-content/uploads/2012/09/Elektrituru_avanemise_brošüür_est_september2012.pdf (17. mai 2015)

[2] Elering - avatud elektriturg. Elering. http://elering.ee/elektrituru-avanemine/ (17. mai 2015)

[3] Elektrituru 2014 kokkuvõte. Energiaturg. http://energiaturg.ee/2015/02/elektrituru-2014-kokkuvote/ (17. mai 2015)

[4] Historical market data. Nord Pool Spot. http://www.nordpoolspot.com/historical-market-data/ (17. mai 2015)

[5] Kauglugemine. Elektrilevi. https://www.elektrilevi.ee/et/kauglugemine (17. mai 2015)

[6] Tüüpkoormusgraafikud. Elektrilevi. https://www.elektrilevi.ee/et/tyypkoormusgraafikud (17. mai 2015)

[7] Tesla hakkab kodudesse superakusid tootma. Postimees, Majandus24. 3. mai, 2015. http://majandus24.postimees.ee/3177003/tesla-hakkab-kodudesse-superakusid-tootma (17. mai 2015)