Teollisuuskiinteistön hybridilämmitys lämpöakkuteknologiaa ja sähkön kulutusjoustoa hyödyntäen

Abstract

Energiamurroksen myötä uusiutuvien energiamuotojen käyttö energiantuotannossa tulee lisääntymään merkittävästi. Uusiutuvien energiamuotojen käytön lisääntymisen myötä energiajärjestelmään tarvitaan lämmönvarastointimahdollisuuksia järjestelmän tasapainon ylläpitämiseksi ja kulutusjouston mahdollistamiseksi. Samalla käyttäjätasolta vaaditaan yhä enemmän energiaresilienssia. Vastaavanlaisia lämpöakkuteknologioita voidaan hyödyntää niin energiantuottajan kuin energian käyttäjän tasolla mahdollistamaan kulutusjousto.

Tämän diplomityön tutkimusosiossa tutkittiin lämpöakkuteknologioiden tarjoamia tekni-siä ratkaisumahdollisuuksia, sähkön kulutusjouston tarjoamaa potentiaalia lämpöakkuja hyödynnettäessä ja samalla tutkittiin tarkemmin kaukolämmön ja hiekka-akun yhdistämistä hybridilämmitysjärjestelmäksi toteutettavuusselvityksen näkökulmasta. Lämpöakkua hyödyntävän hybridilämmitysjärjestelmän toteutettavuutta tarkastellessa on huomioitava laajalti eri järjestelmien vaatimukset yhteensovituksessa. Toteutettavuuden kannalta avainasemaan nousee kannattavuus, joka riippuu toteutuksen investoinnin suuruudesta suhteessa saavutettaviin säästövaikutuksiin.

Hybridijärjestelmän ja lämpöakkujen tarjoamista mahdollisuuksista nykyvaatimuksiin vastaamiseksi, löytyy paljon jatkotutkimuspotentiaalia. Tutkimusta voidaan laajentaa eri hybridiratkaisujen tarjoamiin mahdollisuuksiin ja konkreettisilla mitoitustarkasteluilla ja kustannuksilla verrata eri vaihtoehtojen toteutuksen kannattavuutta kaikki kustannukset ja päästövaikutukset huomioiden.

The use of renewable energy in energy production will increase significantly due to the ongoing energy transition. With the increase in the use of renewable energy forms, heat storage applications are needed in the energy system to maintain the system balance and enable consumption flexibility. At the same time, more energy resilience is required from the user level. Similar thermal energy storage technologies can be utilized both at the level of the energy producer and the energy user to enable consumption flexibility.

In the research part of this thesis, the technical solution possibilities offered by thermal battery technologies and the potential offered by the flexibility of electricity consumption when utilizing thermal batteries were investigated. At the same time, the combination of district heating and a sand battery into a hybrid heating system was studied in more detail from the perspective of a feasibility study. When examining the feasibility of a hybrid heating system using a thermal battery, the requirements of different systems must be considered when integrating the two systems. In terms of feasibility, the key position is profitability, which depends on the size of the investment of the implementation in relation to the savings effects that can be achieved.

There is a lot of potential for further research into the possibilities offered by the hybrid system and thermal batteries to meet current requirements. The research can be expanded into the possibilities offered by different hybrid solutions, and with concrete dimensioning reviews and costs, the profitability of the implementation of different alternatives can be compared, taking into account all costs and emission effects.