Akkuenergiavarastojen kannattavuus reservimarkkinoilla

Abstract

Uusiutuvan energiatuotannon määrä on kasvussa, mikä vaikuttaa energiajärjestelmään merkittävästi. Tämän muutoksen seurauksena verkon inertia ja helposti säädettävän voiman määrä on vähentynyt, minkä vuoksi reserveillä on entistä suurempi merkitys sähköverkon taajuuden tasapainon ylläpidossa. Yksi vaihtoehdoista on teollisen mittakaavan sähköakkujen käyttö, joiden teknologia on vuosien aikana kehittynyt huomattavasti ja hinta laskenut. Suomessa niillä on mahdollisuus osallistua reservimarkkinoille, jossa ne voivat säätää lataus- ja purkutehoaan sähköverkon taajuuden mukaan.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, kuinka kannattavaa on energiavarastojen hyödyntäminen reservinä. Tutkimus on toteutettu suurimmaksi osaksi kirjallisuusselvityksenä ja se sisältää katsauksen reservimarkkinoiden periaatteesta ja ansaintamalleista, sekä laskelman siitä, kuinka kannattavaa on akkuenergiavarastojen hyödyntäminen reservimarkkinoilla. Tämän lisäksi työssä käsitellään reservimarkkinoilla esiintyviä reservilajeja ja niiden teknisiä vaatimuksia. Tutkimuksen lopussa on käsitelty jo olemassa olevia esimerkkikohteita, jotka ovat mukana reservimarkkinoilla.

Akkuenergiavarastot omaavat nopean aktivointiajan, hyvän säätömahdollisuuden ja suhteellisen hyvän hyötysuhteen ja näin ollen soveltuvat hyvin sellaisiin reservituotteisiin, joissa vaaditaan nopeaa tehonsäätöä ja aktivointiaikaa. Tällä hetkellä akkujen hinta verrattuna niiden sykli-ikään on kuitenkin melko korkea. Tutkimuksessa suoritetun yksinkertaistetun kannattavuuslaskennan avulla voidaan todeta, että akkuteknologiaa on kehitettävä edelleen, jotta niiden käyttö reservimarkkinoilla olisi kannattavaa. Akkuteknologioiden pullonkaulaksi osoittautuivat akkuenergiavarastojen sykli-ikä ja hyötysuhde. Tämänhetkiset trendit kuitenkin osoittavat, että akkuteknologia kehittyy mallikkaasti ja akkuenergiavarastojen hinta on laskussa, mikä tarkoittaa sitä, että tilanne voi muuttua jo lähivuosina.

The amount of renewable energy production is growing, which has a significant impact on the energy system. As a result of this change, the inertia of the network and the amount of easily adjustable power have decreased, which makes the reserves even more important in maintaining the frequency balance of the electricity network. One of the alternatives is the use of industrial-scale electric batteries, the technology of which has developed considerably over the years and the price has fallen. In Finland, they have the opportunity to participate in the reserve market, where they can adjust their charge and discharge capacity according to the frequency of the electricity network.

The purpose of this study is to determine the profitability of utilizing battery energy systems as a reserve. The study has been carried out for the most part as a literature review and includes an overview of the principle and earnings models of the reserve market, as well as a calculation of how profitable it is to utilize battery energy systems in the reserve market. In addition, the work examines the types of reserves in the reserve market and their technical requirements. At the end of the study, existing examples of battery energy systems that are involved in the reserve market are discussed.

Battery energy storage has a fast activation time, good adjustment capability and relatively good efficiency and is therefore well suited for backup reserves where fast power control and activation time are required. At present, however, the price of batteries is quite high compared to their cycle age. The simplified profitability calculation carried out in the study shows that battery technology needs to be further developed in order to be profitable in the reserve market. The cycle age and efficiency of battery energy storage proved to be the bottleneck for battery technologies. However, current trends show that battery technology is evolving and the price of battery energy systems is falling, which means that the situation may change in the next few years.