Paikallisakun vaikutus raskaan liikenteen latausaseman kokonaiskustannuksiin

Abstract

Tässä työssä tarkastellaan paikallisakun vaikutusta raskaan liikenteen suurteholatausaseman kokonaiskustannuksiin. Työn tavoitteena oli selvittää, millä edellytyksillä akkuenergian varastointijärjestelmä toimii taloudellisesti perusteltuna ratkaisuna latausaseman huipputehon hallinnassa. Tutkimus toteutettiin kirjallisuuskatsauksena ja numeerisena kustannusanalyysina, jossa vertailtiin latausaseman toimintaa paikallisakulla ja ilman sitä.

Kustannusanalyysin peruslaskelmassa tarkasteltiin 2,1 megawatin latausasemaa, jonka huipputehoa rajoitettiin paikallisakun avulla 40 %. Tulosten perusteella tehomaksuista saatava vuotuinen säästö oli noin 34 000 euroa, mikä johti noin kymmenen vuoden yksinkertaiseen takaisinmaksuaikaan käytetyillä lähtöoletuksilla. Herkkyystarkastelut kuitenkin osoittivat, että taloudellinen kannattavuus on erittäin riippuvainen paikallisesta verkkopalveluhinnoittelusta ja akun energiakapasiteetin mitoituksesta. Erityisesti tehomaksujen yksikköhinnan ollessa matala takaisinmaksuaika piteni merkittävästi.

Johtopäätöksenä todetaan, että paikallisakku voi olla taloudellisesti kannattava ratkaisu kohteissa, joissa esiintyy toistuvia, lyhytkestoisia kuormitushuippuja ja joissa sähköverkkoliitynnän tehomaksut ovat korkeat. Kannattavuutta voidaan edelleen parantaa hyödyntämällä akkujärjestelmää monipuolisesti, esimerkiksi sähkön hinta-arbitraasissa ja sähköverkon reservimarkkinoilla, sekä huomioimalla verkkoinvestoinneissa saavutettavat säästöt, joita pienempi liittymäteho voi mahdollistaa. Työ antaa viitteitä siitä, että akkukustannusten lasku ja sähköverkon joustotarpeiden kasvu lisäävät paikallisakkujen houkuttelevuutta osana raskaan liikenteen latausinfrastruktuuria.

This thesis examines the impact of a local battery on the total costs of a heavy-duty electric vehicle charging station. The objective was to determine the conditions under which a battery energy storage system (BESS) serves as a financially viable solution for peak power management. The study was conducted as a literature review combined with a numerical cost analysis comparing charging station operations with and without local battery.

The cost analysis focused on a 2.1 MW charging station, where the peak power was reduced by 40 % using a local battery. Based on the results, the annual savings from power demand charges were approximately 34,000 €, leading to a simple payback period of approximately ten years with the selected initial assumptions. However, sensitivity analyses showed that financial viability is highly dependent on local grid service pricing and the sizing of the battery's energy capacity. Particularly when the unit price of power demand charges is low, the payback period extends significantly.

In conclusion, a local battery can be a financially viable solution in locations characterized by recurring, short-duration load peaks and high grid power demand charges. Profitability can be further improved by utilizing the battery system for multiple purposes, such as electricity price arbitrage and participation in electricity reserve markets, as well as by accounting for potential savings in grid connection investments enabled by a reduced peak power demand. The thesis indicates that declining battery costs and the increasing need for grid flexibility enhance the attractiveness of local batteries as part of heavy-duty vehicle charging infrastructure.