Energiavarastojen hyödyntäminen energiayhtiön liiketoiminnassa
Erä-Esko, Lauri (2024)
Diplomityö
2024
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20241218104171
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20241218104171
Tiivistelmä
Maailma muuttuu kiihtyvällä tahdilla kohti fossiilitonta tulevaisuutta. Uusiutuvien sääriippuvaisten tuotantomuotojen käyttö, kuten aurinko- sekä tuulivoima, aiheuttavat uusia haasteita sähköverkolle ja sen käyttäjille. Kulutuksen ja tuotannon välisten tasapainoerojen varalle tarvitaan ratkaisuja. Energiavarastojen avulla voidaan ottaa talteen ylijäämäistä energian tuotantoa sekä tukea energiantuotantovajetta varastoidulla energialla.
Tässä työssä perehdytään sähköakkuvarastojen hyödyntämismahdollisuuksiin sekä käyttökohteisiin. Työssä selvitetään sähköakkuvarastoon investoimisen kannattavuutta energiayhtiön näkökulmasta sekä mahdollisia synergiaetuja, joita voi syntyä energia- ja verkkoyhtiön välille. Akkuvarastojen tuottopotentiaalia tarkastellaan eri markkinapaikoilta, jonka jälkeen valitaan otollisimmat markkinat nykyhetkeen peilaten. Työ toimii investointipäätöksen ohjeena ja tukena, sillä varsinaista dataa esimerkiksi akkutoimittajien tarjouksia ei vielä tässä vaiheessa ole.
Työssä päädyttiin tutkimaan mitoitukseltaan yhden tunnin akun toimintaa osana taajuusohjattuja reservimarkkinoita. Markkinoiden hintakehityksen vaikutusta simulointiin kolmen eri hintaskenaarion avulla. Työssä myös tarkasteltiin muiden muuttujien, kuten investointikustannusten vaikutusta sekä sitä kuinka paljon investoinnin kannattavuuteen vaikuttaa se, kuinka usein akkua voidaan päivän aikana tarjota valituille reservimarkkinoille.
Työn tuloksien perusteella akkuinvestoinnista voidaan saada kannattava, jopa erittäin tuottoisa, mikäli investointikustannukset eivät kohoa liian suuriksi. Myöskin huomioitavaa on se, että valittujen markkinoiden nykyhinnat ovat korkealla, jotka takaavat lyhyet takaisinmaksuajat, etenkin jos akkua tarjotaan reservimarkkinoille lähes jokaiselle vuorokauden tunnille päivittäin sen pitoajan aikana. Oikea-aikainen ajoitus on ratkaisevaa, investoin kannattavuudelle. The world is rapidly moving towards fossil free energy future. The increasing use of weather dependent renewable energy sources, such as wind and solar power, create new challenges for the grid and its users. Solutions are needed to address the imbalance between consumption and production. Energy storages can store over production of electricity and also help to support the production of electricity with the stored electricity, when it doesn’t satisfy the demand.
The aim of this thesis is to scope out the usability and applications for battery storages. In this thesis the profitability of a battery storage investment is examined from an energy company’s perspective and to identify potential synergies between an energy company and a grid operator. The revenue potential of battery storage is assessed across multiple market platforms. After that, the most suitable markets are selected based on the current situation. The study serves as a guide and support for investment decisions, as specific data, such as supplier offers, is not yet available at this stage.
The study focuses on the operation of a one-hour capacity battery within frequency-regulated reserve markets. The impact of market price trends is simulated using three different price scenarios. The study also examines the effects of other variables, such as investment costs and the frequency of battery participation in the selected reserve markets within a day, on the profitability of the investment.
Based on the results, a battery investment can be profitable and even highly lucrative, provided that investment costs do not rise excessively. It is also noteworthy that the current high prices in the selected markets ensure short payback periods, especially if the battery is offered to reserve markets nearly every hour of the day throughout its operational lifespan. Proper timing is crucial for the investment's profitability.
Tässä työssä perehdytään sähköakkuvarastojen hyödyntämismahdollisuuksiin sekä käyttökohteisiin. Työssä selvitetään sähköakkuvarastoon investoimisen kannattavuutta energiayhtiön näkökulmasta sekä mahdollisia synergiaetuja, joita voi syntyä energia- ja verkkoyhtiön välille. Akkuvarastojen tuottopotentiaalia tarkastellaan eri markkinapaikoilta, jonka jälkeen valitaan otollisimmat markkinat nykyhetkeen peilaten. Työ toimii investointipäätöksen ohjeena ja tukena, sillä varsinaista dataa esimerkiksi akkutoimittajien tarjouksia ei vielä tässä vaiheessa ole.
Työssä päädyttiin tutkimaan mitoitukseltaan yhden tunnin akun toimintaa osana taajuusohjattuja reservimarkkinoita. Markkinoiden hintakehityksen vaikutusta simulointiin kolmen eri hintaskenaarion avulla. Työssä myös tarkasteltiin muiden muuttujien, kuten investointikustannusten vaikutusta sekä sitä kuinka paljon investoinnin kannattavuuteen vaikuttaa se, kuinka usein akkua voidaan päivän aikana tarjota valituille reservimarkkinoille.
Työn tuloksien perusteella akkuinvestoinnista voidaan saada kannattava, jopa erittäin tuottoisa, mikäli investointikustannukset eivät kohoa liian suuriksi. Myöskin huomioitavaa on se, että valittujen markkinoiden nykyhinnat ovat korkealla, jotka takaavat lyhyet takaisinmaksuajat, etenkin jos akkua tarjotaan reservimarkkinoille lähes jokaiselle vuorokauden tunnille päivittäin sen pitoajan aikana. Oikea-aikainen ajoitus on ratkaisevaa, investoin kannattavuudelle.
The aim of this thesis is to scope out the usability and applications for battery storages. In this thesis the profitability of a battery storage investment is examined from an energy company’s perspective and to identify potential synergies between an energy company and a grid operator. The revenue potential of battery storage is assessed across multiple market platforms. After that, the most suitable markets are selected based on the current situation. The study serves as a guide and support for investment decisions, as specific data, such as supplier offers, is not yet available at this stage.
The study focuses on the operation of a one-hour capacity battery within frequency-regulated reserve markets. The impact of market price trends is simulated using three different price scenarios. The study also examines the effects of other variables, such as investment costs and the frequency of battery participation in the selected reserve markets within a day, on the profitability of the investment.
Based on the results, a battery investment can be profitable and even highly lucrative, provided that investment costs do not rise excessively. It is also noteworthy that the current high prices in the selected markets ensure short payback periods, especially if the battery is offered to reserve markets nearly every hour of the day throughout its operational lifespan. Proper timing is crucial for the investment's profitability.