The role of energy storage in European decarbonization towards 2050
Vesterinen, Viivi (2024)
Kandidaatintyö
2024
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024052940367
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024052940367
Tiivistelmä
The topic of this bachelor’s thesis, written as a literature review is the role of energy storage in European decarbonization towards 2050. The aim of the thesis is to describe the available energy storage technologies, highlighting their features, advantages, challenges, and their significance within the existing energy system along with their role in European decarbonization. Providing a detailed explanation of how diverse energy storage technologies function is beyond the scope of this study.
The European Union has set ambitious targets to significantly reduce CO2 emissions in the power sector by 2030 and to transition to a carbon-free electricity sector by 2050. To meet these targets, an increase in the share of renewable energy is needed. A key strategy to achieve these targets is the expansion of wind and solar electricity generation. A major challenge associated with renewable energy sources is their intermittent nature, as they rely on weather conditions and cannot be adjusted to match electricity demand. That is whyenergy storage technologies are needed.
Based on the scientific articles used as resources for this literature review, energy storage technologies will play a crucial role in creating decarbonized energy systems reliant on renewable sources that are both dependable and economically sustainable. By storing surplus electricity for various durations, ranging from seconds to potentially months, energy storage systems can effectively mitigate fluctuations in power supply and demand. Pumped hydropower has traditionally been the most prevalent energy storage technology globally. However, with declining costs, batteries and hydrogen have emerged as prominent contenders. Tämä kandidaatintyö on kirjallisuuskatsaus aiheesta energian varastointijärjestelmien rooli Euroopan hiilineutralisoitumisessa kohti vuotta 2050. Tutkielman tavoitteena on kuvailla energian varastointiteknologioita korostaen niiden ominaisuuksia nykyisessä energiajärjestelmässä sekä niiden merkitystä Euroopan hiilineutraaliustavoitteen saavuttamisessa. Tutkielmaan ei sisälly yksityiskohtaista kuvausta siitä miten erilaiset energian varastointiteknologiat toimivat.
Euroopan Unioni on asettanut kunnianhimoiset tavoitteet hiilidioksidipäästöjen merkittävästä vähentämisestä sähköntuotannossa vuoteen 2030 mennessä ja siirtymisestä hiilidioksidivapaaseen sähköntuotantoon vuoteen 2050 mennessä. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi, uusiutuvan energian osuutta nykyisessä energiajärjestelmässä on kasvatettava. Keskeinen strategia tavoitteiden saavuttamiseksi on tuuli- ja aurinkoenergian sähköntuotannon laajentaminen. Haasteena uusiutuvissa energianlähteissä on energiantuotannon vaihtelu. Sähkön tuotanto riippuu muuttuvista sääolosuhteista eikä tuotantoa näin ollen voida säädellä vastaamaan sähkön kysyntään. Energian varastointijärjestelmät mahdollistavat uusiutuvan energian varastoinnin ja sen vapauttamisen tarpeen tullen, jotta aurinko- ja tuulienergiaa voidaan hyödyntää jatkuvana energiaratkaisuna.
Lähteinä käytettyjen tieteellisten artikkeleiden perusteella energiavarastoilla tulee olemaan merkittävä rooli luotaessa uusiutuvia lähteitä hyödyntäviä hiilidioksidipäästöiltään neutraaleja energiajärjestelmiä, jotka ovat sekä luotettavia että taloudellisesti kestäviä. Varastoimalla ylimääräistä sähköä, energian varastointijärjestelmät voivat tehokkaasti lieventää sähkön tarjonnan ja kysynnän vaihteluita.
The European Union has set ambitious targets to significantly reduce CO2 emissions in the power sector by 2030 and to transition to a carbon-free electricity sector by 2050. To meet these targets, an increase in the share of renewable energy is needed. A key strategy to achieve these targets is the expansion of wind and solar electricity generation. A major challenge associated with renewable energy sources is their intermittent nature, as they rely on weather conditions and cannot be adjusted to match electricity demand. That is whyenergy storage technologies are needed.
Based on the scientific articles used as resources for this literature review, energy storage technologies will play a crucial role in creating decarbonized energy systems reliant on renewable sources that are both dependable and economically sustainable. By storing surplus electricity for various durations, ranging from seconds to potentially months, energy storage systems can effectively mitigate fluctuations in power supply and demand. Pumped hydropower has traditionally been the most prevalent energy storage technology globally. However, with declining costs, batteries and hydrogen have emerged as prominent contenders.
Euroopan Unioni on asettanut kunnianhimoiset tavoitteet hiilidioksidipäästöjen merkittävästä vähentämisestä sähköntuotannossa vuoteen 2030 mennessä ja siirtymisestä hiilidioksidivapaaseen sähköntuotantoon vuoteen 2050 mennessä. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi, uusiutuvan energian osuutta nykyisessä energiajärjestelmässä on kasvatettava. Keskeinen strategia tavoitteiden saavuttamiseksi on tuuli- ja aurinkoenergian sähköntuotannon laajentaminen. Haasteena uusiutuvissa energianlähteissä on energiantuotannon vaihtelu. Sähkön tuotanto riippuu muuttuvista sääolosuhteista eikä tuotantoa näin ollen voida säädellä vastaamaan sähkön kysyntään. Energian varastointijärjestelmät mahdollistavat uusiutuvan energian varastoinnin ja sen vapauttamisen tarpeen tullen, jotta aurinko- ja tuulienergiaa voidaan hyödyntää jatkuvana energiaratkaisuna.
Lähteinä käytettyjen tieteellisten artikkeleiden perusteella energiavarastoilla tulee olemaan merkittävä rooli luotaessa uusiutuvia lähteitä hyödyntäviä hiilidioksidipäästöiltään neutraaleja energiajärjestelmiä, jotka ovat sekä luotettavia että taloudellisesti kestäviä. Varastoimalla ylimääräistä sähköä, energian varastointijärjestelmät voivat tehokkaasti lieventää sähkön tarjonnan ja kysynnän vaihteluita.