Petrokemian teollisuuden ympäristöystävällinen vedyntuotanto : vihreä vety

Abstract

Tässä diplomityössä selvitetään potentiaalisimpia ratkaisuja ympäristöystävällisen vedyntuotantoon erityisesti petrokemian teollisuuden tarpeisiin. Tässä työssä keskitytään pääasiassa sähköenergian avulla elektrolyysillä tuotettuun vetyyn. Työssä kuvataan sähkömarkkinoiden komponentit ja sähköverkon taajuuden säätöön osallistumisen perusperiaatteet. Työssä rakennetaan optimointimalli, jonka avulla selvitetään vetylaitosten joustavan ajotavan vaikutus vedyn tuotantokustannuksiin. Sähkömarkkinoille osallistumisen kustannusvaikutukset ja rahallinen hyöty osoitetaan kahden eri elektrolysaattorin kapasiteetin avulla. Optimointimallin avulla arvioidaan taajuudensäätöön osallistumisesta maksetut korvaukset useilla erikokoisilla vedyn varastosäiliön kapasiteeteilla. Työssä selvitetään myös tällä hetkellä tunnetuimmat vedyn varastointiratkaisut, sekä lyhyelle, että pitkälle aikavälille ja niiden kustannukset.

This master’s thesis investigates the most potential solutions for environmentally friendly hydrogen production, especially for the needs of the petrochemical industry. This work focuses mainly on the production of hydrogen by electrolysis using electrical energy. The paper describes the components of the electricity market and the basic principles of participating in the frequency control of the electricity grid. An optimization model is created to investigate the effect of flexible operation of hydrogen plants on hydrogen production costs. The cost and financial benefits of participating in the electricity market are demonstrated by the capacity of two different electrolysers. The optimization model is used to estimate the compensation paid for participating in the frequency control with several different sizes of hydrogen storage tank capacities. The work also examines the currently best-known hydro-gen storage solutions, both short-term and long-term, and their costs.