Sähköakun kannattavuusarviointi älykkäässä ohjauksessa ja säätömarkkinoilla
Heikkinen, Ville (2022)
Kandidaatintyö
2022
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022061647004
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022061647004
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena on tutkia 1 MWh sähkökemiallisen energiavaraston kustannusta ja kannattavuutta Lappeenrantaan rakennettuna. Työssä pyritään huomioimaan kaikki rakentamisen ja ylläpidon kulut. Materiaalin kokoamisen jälkeen voidaan aikaisemman energiankulutusdatan ja -kustannusten pohjalta arvioida, onko sähkökemiallisista akuista koostuvaa kokonaisuutta kannattavaa rakentaa.
Työssä keskitytään nykyään saatavilla oleviin teknologioihin ja laskelmissa käytetään tämän hetken rakennus- ja huoltokustannuksia. Myös kulutus- ja hintatietoina käytetään saatavilla olevaan dataa eikä huomioida hintojen kehitystä tulevaisuudessa. Tutkimuksessa pohdittiin myös aurinkovoimalan integroimista energiavoimalaan ja sen vaikutusta kannattavuuteen sekä akkujen toimintamalliin.
Tutkimuksen aikana huomattiin sähkökemiallisten energiavarastojen mahdollistavan monenlaisten säätö- ja kulutusmallien hyödynnettävyyden. Käyttömahdollisuudet kasvavat, kun akkujen yhteyteen liitetään voimala, jonka avulla voidaan tuottaa uusiutuvaa energiaa.
Akkujen korkeiden hintojen ja lyhyen eliniän vuoksi ei tutkittuun käyttötarkoitukseen ole toistaiseksi taloudellisesti kannattavaa rakentaa ja ylläpitää 1 MWh:n kokoista sähkökemiallista energiavarastoa. Kun kestävyysominaisuudet nykyisissä tai täysin uuden tyyppisissä kennoissa paranevat ja mahdollistavat alemmat hankinta- ja ylläpitokustannukset, voidaan sähkökemiallisten energiavarastojen toiminta saada kannattavaksi. The objective of this thesis is to study the cost and profitability of a chemical energy storage that is sized approximately at 1 MWh. The aim of the study is to take account of all the costs of construction and maintenance. After collecting the material, it is possible to assess whether it is economical to build an electrochemical battery based on previous energy consumption data.
The work focuses on currently available technologies and uses their current construction and maintenance costs in the calculations. Consumptions and price data are also used for available data and do not consider future price developments.
The study also considered the integration of a solar power plant into an energy power plant and its impact on profitability and the operating model of batteries.
During the study, it was found that chemical energy stores allow the utilization of a variety of control and consumption models. The opportunities increase when another power plant is connected to the batteries to produce renewable energy.
Due to the high prices of batteries and their short lifespan, it is not yet economically viable for the purpose studied to build and maintain a 1 MWh chemical energy storage. As the durability properties of existing or completely new types of cells improve and allow for lower acquisition and maintenance costs, the operation of chemical energy storage can be made profitable.
Työssä keskitytään nykyään saatavilla oleviin teknologioihin ja laskelmissa käytetään tämän hetken rakennus- ja huoltokustannuksia. Myös kulutus- ja hintatietoina käytetään saatavilla olevaan dataa eikä huomioida hintojen kehitystä tulevaisuudessa. Tutkimuksessa pohdittiin myös aurinkovoimalan integroimista energiavoimalaan ja sen vaikutusta kannattavuuteen sekä akkujen toimintamalliin.
Tutkimuksen aikana huomattiin sähkökemiallisten energiavarastojen mahdollistavan monenlaisten säätö- ja kulutusmallien hyödynnettävyyden. Käyttömahdollisuudet kasvavat, kun akkujen yhteyteen liitetään voimala, jonka avulla voidaan tuottaa uusiutuvaa energiaa.
Akkujen korkeiden hintojen ja lyhyen eliniän vuoksi ei tutkittuun käyttötarkoitukseen ole toistaiseksi taloudellisesti kannattavaa rakentaa ja ylläpitää 1 MWh:n kokoista sähkökemiallista energiavarastoa. Kun kestävyysominaisuudet nykyisissä tai täysin uuden tyyppisissä kennoissa paranevat ja mahdollistavat alemmat hankinta- ja ylläpitokustannukset, voidaan sähkökemiallisten energiavarastojen toiminta saada kannattavaksi.
The work focuses on currently available technologies and uses their current construction and maintenance costs in the calculations. Consumptions and price data are also used for available data and do not consider future price developments.
The study also considered the integration of a solar power plant into an energy power plant and its impact on profitability and the operating model of batteries.
During the study, it was found that chemical energy stores allow the utilization of a variety of control and consumption models. The opportunities increase when another power plant is connected to the batteries to produce renewable energy.
Due to the high prices of batteries and their short lifespan, it is not yet economically viable for the purpose studied to build and maintain a 1 MWh chemical energy storage. As the durability properties of existing or completely new types of cells improve and allow for lower acquisition and maintenance costs, the operation of chemical energy storage can be made profitable.