Haja-asutusalueen jakeluverkkoa tukevien akkuvarastojen hyödynnettävyyspotentiaali Elenian verkkoalueella
Kainulainen, Maria (2020)
2020
Sähkötekniikan DI-ohjelma - Degree Programme in Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-01-22
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202001021019
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202001021019
Tiivistelmä
Energian varastoinnin tarve on kasvussa energiamurrokseen liittyvän uusiutuvan energiantuotannon lisääntyvän määrän ja toisaalta säädettävän tuotannon vähenemisen vuoksi. Sähkövarastoilla on mahdollista osallistua valtakunnallisen tehotasapainon hallintaan. Sähkövarastoilla on lisäksi paljon muita käyttökohteita mm. jakeluverkossa. Suomalainen sähköverkkoyhtiö Elenia Oy sekä Pohjoismainen energiayhtiö Fortum Oyj ovat kehittäneet Energiaviraston nykyisen valvontamallin kanssa yhteensopivan konseptin ja markkinamallin akustojen hyödyntämiselle jakeluverkossa.
Diplomityön tarkoituksena oli tutkia kehitetyn konseptin ja markkinamallin mukaisen ratkaisun hyödynnettävyyspotentiaalia Elenia Oy:n verkkoalueella akkujärjestelmien koko elinkaari huomioiden. Työn tavoitteena oli selvittää, kuinka paljon Elenian verkossa on akustoille potentiaalisia kohteita, joihin akkupalveluita kannattaisi markkinoilta ostaa. Työssä kehitettiin laskentamalli, jonka avulla akkuvarastojen hyödynnettävyyspotentiaalia oli mahdollista arvioida. Tuloksia tarkasteltiin herkkyystarkasteluna akustoista maksettavan palvelumaksun eri tasoilla. Lisäksi tehtiin herkkyystarkastelu keskeytyksestä aiheutuneen haitan arvostuksen vaikutuksesta potentiaalisten kohteiden lukumäärään.
Eri palvelumaksun tasoilla tehdyn herkkyystarkastelun tulokset osoittivat palvelumaksun vaikuttavan olennaisesti potentiaalisten akkukohteiden lukumäärään. Mikäli palvelumaksua ei makseta lainkaan, kaikki rajausten jälkeen hyödynnettävyyspotentiaalitarkastelussa mukana olleet 230 keskijännitehaaraa osoittautuivat kannattaviksi toteuttaa. Palvelumaksun ollessa 15 €/kWh vuodessa, laski potentiaalisten kohteiden lukumäärä 68 kappaleeseen. Palvelumaksun tasolla 22,5 €/kWh potentiaalisten kohteiden lukumäärä laski 15 kappaleeseen, mikä on alle neljännes 15 euron palvelumaksuun verrattuna. Palvelumaksun ollessa 30 €/kWh vuodessa laski potentiaalisten kohteiden lukumäärä neljään kappaleeseen. 37,5 €/kWh palvelumaksulla potentiaalisia kohteita akuston sijoittamiselle oli vain 2 kappaletta. Palvelumaksun taso, jolla potentiaalisia kohteita ei ollut yhtään, oli 44 €/kWh vuodessa. Myös KAH-kustannusten arvostamisen muutoksella todettiin olevan vaikutus potentiaalisten akkukohteiden lukumäärään, kuitenkin palvelumaksun vaikutuksen ollessa suurempi.
Tarkastelun perusteella voitiin todeta akuista maksettavan palvelumaksun ja KAH-kustannussäästön olevan merkittävimmät jakeluverkkoa tukevien akkuvarastojen hyödynnettävyyspotentiaaliin vaikuttavat tekijät. Hyödynnettävyyspotentiaalin laskentamallin lähtötiedoissa on kuitenkin jonkin verran epävarmuustekijöitä ja keskiarvoistuksia, mikä on huomioitava tulosten arvioinnissa. Lisäksi lainsäädännössä tapahtuvat akkuja koskevat muutokset niin EU-tasolla kuin kansallisestikin, voivat vaikuttaa merkittävästi akustojen potentiaaliin jakeluverkkokäytössä. Tulosten perusteella voidaan todeta, etteivät akustot nykytilanteessa näyttäydy yltiöpositiivisena, mutta kuitenkin kannattavia kohteita löytyy, mikäli palvelumaksun taso on sopiva.
Diplomityön tarkoituksena oli tutkia kehitetyn konseptin ja markkinamallin mukaisen ratkaisun hyödynnettävyyspotentiaalia Elenia Oy:n verkkoalueella akkujärjestelmien koko elinkaari huomioiden. Työn tavoitteena oli selvittää, kuinka paljon Elenian verkossa on akustoille potentiaalisia kohteita, joihin akkupalveluita kannattaisi markkinoilta ostaa. Työssä kehitettiin laskentamalli, jonka avulla akkuvarastojen hyödynnettävyyspotentiaalia oli mahdollista arvioida. Tuloksia tarkasteltiin herkkyystarkasteluna akustoista maksettavan palvelumaksun eri tasoilla. Lisäksi tehtiin herkkyystarkastelu keskeytyksestä aiheutuneen haitan arvostuksen vaikutuksesta potentiaalisten kohteiden lukumäärään.
Eri palvelumaksun tasoilla tehdyn herkkyystarkastelun tulokset osoittivat palvelumaksun vaikuttavan olennaisesti potentiaalisten akkukohteiden lukumäärään. Mikäli palvelumaksua ei makseta lainkaan, kaikki rajausten jälkeen hyödynnettävyyspotentiaalitarkastelussa mukana olleet 230 keskijännitehaaraa osoittautuivat kannattaviksi toteuttaa. Palvelumaksun ollessa 15 €/kWh vuodessa, laski potentiaalisten kohteiden lukumäärä 68 kappaleeseen. Palvelumaksun tasolla 22,5 €/kWh potentiaalisten kohteiden lukumäärä laski 15 kappaleeseen, mikä on alle neljännes 15 euron palvelumaksuun verrattuna. Palvelumaksun ollessa 30 €/kWh vuodessa laski potentiaalisten kohteiden lukumäärä neljään kappaleeseen. 37,5 €/kWh palvelumaksulla potentiaalisia kohteita akuston sijoittamiselle oli vain 2 kappaletta. Palvelumaksun taso, jolla potentiaalisia kohteita ei ollut yhtään, oli 44 €/kWh vuodessa. Myös KAH-kustannusten arvostamisen muutoksella todettiin olevan vaikutus potentiaalisten akkukohteiden lukumäärään, kuitenkin palvelumaksun vaikutuksen ollessa suurempi.
Tarkastelun perusteella voitiin todeta akuista maksettavan palvelumaksun ja KAH-kustannussäästön olevan merkittävimmät jakeluverkkoa tukevien akkuvarastojen hyödynnettävyyspotentiaaliin vaikuttavat tekijät. Hyödynnettävyyspotentiaalin laskentamallin lähtötiedoissa on kuitenkin jonkin verran epävarmuustekijöitä ja keskiarvoistuksia, mikä on huomioitava tulosten arvioinnissa. Lisäksi lainsäädännössä tapahtuvat akkuja koskevat muutokset niin EU-tasolla kuin kansallisestikin, voivat vaikuttaa merkittävästi akustojen potentiaaliin jakeluverkkokäytössä. Tulosten perusteella voidaan todeta, etteivät akustot nykytilanteessa näyttäydy yltiöpositiivisena, mutta kuitenkin kannattavia kohteita löytyy, mikäli palvelumaksun taso on sopiva.