Energiavarastot uusiutuvien energialähteiden ekosysteemissä
Onne, Lassi (2023)
Diplomityö
2023
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20231002138116
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20231002138116
Tiivistelmä
Diplomityön tavoitteena on mallintaa Vierumäen teollisuusalueen energiakäyttö nykyisessä muodossaan ja mahdollisen uusiutuviin energialähteisiin pohjautuvassa energiaekosysteemissä. Mahdollisia energialähteitä, joita aluelle voisi asentaa ovat tuuli- ja aurinkovoima.
Työssä mallinnetaan 4 erilaista skenaariota, joissa käsitellään erilaisia energian varastointikokonaisuuksia ja muodostetaan verrokkitilanne, jossa ei ole sähköenergialle varastoa. Alkuperäisen tilanteen mallissa ei ole muuta kuin lämmöntuotantoa alueella ja kaikki sähkö tuodaan kantaverkosta. Ensimmäisessä skenaariossa tuuli- ja aurinkovoimalla tuotetaan 100 % alueen energiatarpeesta yhdessä energiavarastojen kanssa. Toisessa skenaariossa on sama määrä tuuli- ja aurinkovoimaa, mutta ekosysteemin ei asenneta energiavarastoja. Kolmannessa skenaariossa 100 % energiasta tuotetaan uusiutuvilla ja tuotetaan lisäksi metaania. Metaania varten tarvitsee tuottaa myös vetyä. Neljännessä skenaariossa tuotetaan metaania, mutta ekosysteemissä ei ole erillistä energian varastointia.
Tutkimuksen tuloksena tuuli- ja aurinkoenergian tuotanto alueella olisi erittäin kannattavaa. Nykyisen kulutuksen kattaminen uusiutuvilla ja energiavarastoilla olisi halvempaa, kuin verkkosähkö alkuperäisessä tilanteessa. Kuitenkin lämmön tuotanto vain uusiutuvilla ja sähköllä olisi kalliimpaa ilman nykyistä lämpölaitosta, joka ei ole suoraan riippuvainen sähkönhinnasta. The master’s thesis aims to model the energy use of the Vierumäki industrial area in its current form and a possible energy ecosystem based on renewable energy sources. Potential energy sources that could be installed in the area are wind and solar power.
In the work, four different scenarios are modelled, which deal with different energy storage entities and create a model of current situation. In the model of the current situation, there is nothing but heat production in the area and all electricity is imported from the grid. In the first scenario, 100 % of the region’s energy needs are produced with wind and solar power together with energy storages. In the second scenario, the same amount of wind and solar power is utilized, but the ecosystem does not install energy storage. In the third scenario, 100 % of the energy is renewable and methane is also produced. Hydrogen also needs to be produced for methane. In the fourth scenario, methane is produced, but there is no separate energy storage in the ecosystem.
As a result of the study, wind and solar energy production in the area would be very profitable. Covering current consumption with renewables and energy storage would be cheaper than grid electricity in the current situation.
Työssä mallinnetaan 4 erilaista skenaariota, joissa käsitellään erilaisia energian varastointikokonaisuuksia ja muodostetaan verrokkitilanne, jossa ei ole sähköenergialle varastoa. Alkuperäisen tilanteen mallissa ei ole muuta kuin lämmöntuotantoa alueella ja kaikki sähkö tuodaan kantaverkosta. Ensimmäisessä skenaariossa tuuli- ja aurinkovoimalla tuotetaan 100 % alueen energiatarpeesta yhdessä energiavarastojen kanssa. Toisessa skenaariossa on sama määrä tuuli- ja aurinkovoimaa, mutta ekosysteemin ei asenneta energiavarastoja. Kolmannessa skenaariossa 100 % energiasta tuotetaan uusiutuvilla ja tuotetaan lisäksi metaania. Metaania varten tarvitsee tuottaa myös vetyä. Neljännessä skenaariossa tuotetaan metaania, mutta ekosysteemissä ei ole erillistä energian varastointia.
Tutkimuksen tuloksena tuuli- ja aurinkoenergian tuotanto alueella olisi erittäin kannattavaa. Nykyisen kulutuksen kattaminen uusiutuvilla ja energiavarastoilla olisi halvempaa, kuin verkkosähkö alkuperäisessä tilanteessa. Kuitenkin lämmön tuotanto vain uusiutuvilla ja sähköllä olisi kalliimpaa ilman nykyistä lämpölaitosta, joka ei ole suoraan riippuvainen sähkönhinnasta.
In the work, four different scenarios are modelled, which deal with different energy storage entities and create a model of current situation. In the model of the current situation, there is nothing but heat production in the area and all electricity is imported from the grid. In the first scenario, 100 % of the region’s energy needs are produced with wind and solar power together with energy storages. In the second scenario, the same amount of wind and solar power is utilized, but the ecosystem does not install energy storage. In the third scenario, 100 % of the energy is renewable and methane is also produced. Hydrogen also needs to be produced for methane. In the fourth scenario, methane is produced, but there is no separate energy storage in the ecosystem.
As a result of the study, wind and solar energy production in the area would be very profitable. Covering current consumption with renewables and energy storage would be cheaper than grid electricity in the current situation.