Akkuvarastojen kannattavuus Vakka-Suomen Voiman jakeluverkossa
Hareja, Joonas (2023)
Diplomityö
2023
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023060552451
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023060552451
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää akkuvarastojen kannattavuutta Vakka-Suomen Voiman jakeluverkossa sekä vertailla perinteisten verkkoratkaisujen ja akkuvarastojen kannattavuutta. Lisäksi tavoitteena oli selvittää ensimmäistä kertaa vuoden 2024 kehittämissuunnitelmaan kuuluvien kehittämistapojen sekä joustopalveluiden rooli sähkönjakeluverkoissa.
Energiavarastoilla, tasasähköjärjestelmissä sekä kulutuksen ja tuotannon joustopalveluilla voi olla rooli tulevaisuuden jakeluverkoissa. Tasasähköjärjestelmiä erityisesti HVDC-järjestelmää käytetään jonkin verran sähkön siirtoverkoissa. Tuotannon ja kulutuksen joustopalvelut olisivat tulevaisuudessa tietyin reunaehdoin lupaava ratkaisu sähköjärjestelmissä esiintyvien haasteiden ratkaisemiseen.
Akkuvarastojen avulla voidaan muun muassa parantaa toimitusvarmuutta, lykätä investoinnin tarvetta sekä pienentää kuormitusten ja tuotantojen huippuja. Työssä tarkasteltiin neljää eri kohdetta, joille toteutettiin laskentametodiikan mukaiset elinkaarikustannuslaskelmat. Elinkaarikustannukset toteutettiin avojohdolle, päällystetylle avojohdolle, maakaapelille, akkuvarasto kokonaisomistukselle ja akkuvarasto palvelulle. Elinkaarikustannuslaskelmien mukaan akkuvarastot ovat kannattavia kaikille tarkasteltaville kohteille tietyillä reunaehdoilla. Kuitenkin akkuvarastojen elinkaarikustannuksissa esiintyy huomattavia epävarmuustekijöitä, joten niiden kannattavuudesta ei voida olla täysin varmoja. Suurimpia epävarmuuksia aiheuttaa palvelumaksu sekä sen oleminen laskelmissa muuttujana, kun sen todenmukaista suuruutta ei ollut mahdollista määrittää. The aim of this thesis was to find out the profitability of battery storage in Vakka-Suomen Voima's distribution network and to compare the profitability of traditional network solutions and battery storage. In addition, the goal was to find out for the first time the role of development methods and demand response included in the 2024 development plan in electricity distribution networks.
Energy storage, direct current systems, and demand response for consumption and production can play a role in future distribution networks. Direct current systems, especially the HVDC system, are used to some extent in electricity transmission networks. In the future, demand response for production and consumption would be a promising solution for solving the challenges in electricity systems with certain boundary conditions.
Battery storages can, among other things, improve supply security, postpone the need for investment, and reduce load and production peaks. The work examined four different targets, for which life cycle cost calculations according to the calculation methodology were carried out. Life cycle costs were realized for overhead line, covered overhead line, ground cable, battery storage for total ownership and battery storage for service. According to the life cycle cost calculations, battery storage is profitable for all the examined sites with certain boundary conditions. However, there are considerable uncertainties in the life cycle costs of battery storage, so it is not possible to be completely sure of their profitability. The biggest uncertainties are caused by the service fee and its being a variable in the calculations, when it was not possible to determine its true value.
Energiavarastoilla, tasasähköjärjestelmissä sekä kulutuksen ja tuotannon joustopalveluilla voi olla rooli tulevaisuuden jakeluverkoissa. Tasasähköjärjestelmiä erityisesti HVDC-järjestelmää käytetään jonkin verran sähkön siirtoverkoissa. Tuotannon ja kulutuksen joustopalvelut olisivat tulevaisuudessa tietyin reunaehdoin lupaava ratkaisu sähköjärjestelmissä esiintyvien haasteiden ratkaisemiseen.
Akkuvarastojen avulla voidaan muun muassa parantaa toimitusvarmuutta, lykätä investoinnin tarvetta sekä pienentää kuormitusten ja tuotantojen huippuja. Työssä tarkasteltiin neljää eri kohdetta, joille toteutettiin laskentametodiikan mukaiset elinkaarikustannuslaskelmat. Elinkaarikustannukset toteutettiin avojohdolle, päällystetylle avojohdolle, maakaapelille, akkuvarasto kokonaisomistukselle ja akkuvarasto palvelulle. Elinkaarikustannuslaskelmien mukaan akkuvarastot ovat kannattavia kaikille tarkasteltaville kohteille tietyillä reunaehdoilla. Kuitenkin akkuvarastojen elinkaarikustannuksissa esiintyy huomattavia epävarmuustekijöitä, joten niiden kannattavuudesta ei voida olla täysin varmoja. Suurimpia epävarmuuksia aiheuttaa palvelumaksu sekä sen oleminen laskelmissa muuttujana, kun sen todenmukaista suuruutta ei ollut mahdollista määrittää.
Energy storage, direct current systems, and demand response for consumption and production can play a role in future distribution networks. Direct current systems, especially the HVDC system, are used to some extent in electricity transmission networks. In the future, demand response for production and consumption would be a promising solution for solving the challenges in electricity systems with certain boundary conditions.
Battery storages can, among other things, improve supply security, postpone the need for investment, and reduce load and production peaks. The work examined four different targets, for which life cycle cost calculations according to the calculation methodology were carried out. Life cycle costs were realized for overhead line, covered overhead line, ground cable, battery storage for total ownership and battery storage for service. According to the life cycle cost calculations, battery storage is profitable for all the examined sites with certain boundary conditions. However, there are considerable uncertainties in the life cycle costs of battery storage, so it is not possible to be completely sure of their profitability. The biggest uncertainties are caused by the service fee and its being a variable in the calculations, when it was not possible to determine its true value.