MITÄ SÄHKÖN LISÄKSI? LÄMPÖ- JA JÄÄHDYTYSVERKKOJEN ROOLI ÄLYKKÄÄSSÄ ENERGIAJÄRJESTELMÄSSÄ. Energiateollisuuden tutkimusseminaari 30.1.

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "MITÄ SÄHKÖN LISÄKSI? LÄMPÖ- JA JÄÄHDYTYSVERKKOJEN ROOLI ÄLYKKÄÄSSÄ ENERGIAJÄRJESTELMÄSSÄ. Energiateollisuuden tutkimusseminaari 30.1."

Juho-Matti Jääskeläinen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 MITÄ SÄHKÖN LISÄKSI? LÄMPÖ- JA JÄÄHDYTYSVERKKOJEN ROOLI ÄLYKKÄÄSSÄ ENERGIAJÄRJESTELMÄSSÄ Energiateollisuuden tutkimusseminaari

2 SISÄLTÖ Älykäs kaupunkienergia -hanke Lämpö- ja jäähdytysverkot integraation mahdollistajana Vaatimuksia älykkääseen energiajärjestelmään siirtymiselle ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 2

3 ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA -HANKE ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 3

4 Tavoitteena laatia visio lämpö- ja jäähdytysverkkojen sekä kaasuverkon merkityksestä ja roolista osana tulevaisuuden älykästä energiajärjestelmää tuo muiden energiaverkkojen näkökulmaa älyverkkotyöryhmän työhön ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 4

5 KAUKOLÄMMÖN JA CHP:N ROOLI LÄMPÖMARKKINOILLA Kaukolämmöllä ja sen yhteydessä tuotetulla CHP-sähköllä on merkittävä rooli Suomen energiantuotannossa Lämmityksen markkinaosuudet 2016 CHP:n osuus sähkönhankinnasta 2016 Lämpöpumppu 14% Kevyt polttoöljy 8% Tuonti 22 % CHP, kaukolämpö 15 % Sähkö 18% Puu 13% Raskas polttoöljy 1% CHP, teollisuus 10 % Maakaasu 1% Kaukolämpö 46% Muu sähkön tuotanto 53 % 70% 30% CHP Erillislämmöntuotanto ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 5

6 ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA -HANKE Projektin tavoitteena on tarkastella tulevaisuuden älykästä energiajärjestelmää kaupungeissa ja tunnistaa siihen johtavat kustannustehokkaimmat ja ilmaston kannalta vaikuttavimmat ratkaisumallit Syys Loka Marras Joulu Tammi Helmi Toimintaympäristöanalyysi Vision luonti ja teemojen valinta Teema-työpajat ja loppuraportti 1) Yhteinen palvelualusta lämmölle 2) Roolit älykkäässä kaupunkienergiajärjestelmässä ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 6

7 ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA VISIO Älykäs kaupunkienergiajärjestelmä tuo edullisempaa joustoa siirryttäessä hiilineutraaliin energiajärjestelmään ja antaa samalla asiakkaalle mahdollisuuden valita haluamansa energiapalvelut vaivattomasti. Energiajärjestelmien joustava yhteiskäyttö Energiajärjestelmien yhteiskäyttö lisää joustavuutta, mikä nopeuttaa kaupunkien siirtymistä hiilineutraaleiksi toimitusvarmuuden säilyessä Monipuolinen palveluntarjonta Mahdollistaa asiakkaille monipuolisen energiapalvelujen tarjonnan ja niiden hankkimisen helposti Markkinaehtoisuus Perustuu markkinaehtoisuuteen, jolloin kaikilla toimijoilla on tasapuoliset mahdollisuudet toimia ja kehittää palveluita. ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 7

ÄLYKKÄÄN KAUPUNKIENERGIAN OSAPUOLET Mahdollisuus tarjota asiakkaalle optimaalisia palveluita Palveluiden tarjoajat Kaukolämpöverkko mahdollistajana Energian myyjät Innovatiiviset ja toimivat puitteet

8 ÄLYKKÄÄN KAUPUNKIENERGIAN OSAPUOLET Mahdollisuus tarjota asiakkaalle optimaalisia palveluita Palveluiden tarjoajat Kaukolämpöverkko mahdollistajana Energian myyjät Innovatiiviset ja toimivat puitteet liiketoiminnan ja palvelujen kehittämiselle Houkutteleva liiketoimintaympäristö Automaatio/ Järjestelmäkehittäjät Asiakas Mahdollisuus valita omia arvoja vastaava energia- ja palveluratkaisu helposti Energian tuottajat (sähkö, lämpö, jäähdytys) Uusiutuvan ja päästöttömän energian tuotanto järjestelmän kannalta optimaalisesti Energia- ja ilmastopolitiikan tavoitteiden saavuttaminen kustannustehokkaasti Yhteiskunta Kaupunki Kaupungin vetovoimaisuuden parantaminen ja ilmastotavoitteiden saavuttaminen ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 8

9 LÄMPÖ- JA JÄÄHDYTYSVERKOT INTEGRAATION MAHDOLLISTAJANA Sähkön käyttö lämmityksessä Hintasignaali kaukolämmössä Kaukolämmön varastojen lisääminen Avoin palvelualusta lämmölle ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 9

KOHTI INTEGROITUNUTTA ENERGIAJÄRJESTELMÄÄ Tavoitteena energiajärjestelmien joustava yhteiskäyttö asiakkaalle helpolla tavalla miten tämä toteutetaan koko järjestelmän kannalta optimaalisesti, ja

Asiakas ostaa energiaa/palveluita tyypillisesti usealta eri taholta Asiakas voi myös tuottaa itse energiaa, sekä sähköä että lämpöä Oma tuotanto Sähkö Kaukokylmä Kaukolämpö Palveluntarjoajat

10 KOHTI INTEGROITUNUTTA ENERGIAJÄRJESTELMÄÄ Tavoitteena energiajärjestelmien joustava yhteiskäyttö asiakkaalle helpolla tavalla miten tämä toteutetaan koko järjestelmän kannalta optimaalisesti, ja kuka sen tekee? Asiakas ostaa energiaa/palveluita tyypillisesti usealta eri taholta Asiakas voi myös tuottaa itse energiaa, sekä sähköä että lämpöä Oma tuotanto Sähkö Kaukokylmä Kaukolämpö Palveluntarjoajat Palveluntarjoajat ja teknologiakehittäjät tuovat markkinoille erilaisia vaihtoehtoja energian käytön ja tuotannon optimointiin -> Miten varmistetaan koko järjestelmän optimaalinen toiminta? -> Miten taataan tasapuoliset markkinaehdot ja edistetään palveluiden tarjonnan kehittymistä? Miten hyödyntää eri energiaverkkoja varastointiin? ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 10

11 SÄHKÖN KÄYTTÖ LÄMMITYKSESSÄ Sähkökattilat yhdistettynä kaukolämpöakkuun voisivat tuoda uuden joustokomponentin energiamarkkinoille lämpö sähkö Sähkön ylituotantotilanteita voitaisiin hyödyntää nykyistä enemmän kaukolämpösektorilla esimerkiksi sähkökattiloiden avulla Hyötysuhde huonompi kuin lämpöpumppuratkaisussa, mutta ei lämpötilatasoon eikä lämmönlähteeseen liittyviä ongelmia Sähköenergiaa voidaan kaukolämpöakun avulla varastoida lämmöksi pienillä kustannuksilla verrattuna sähkön varastointiin Merkittävänä esteenä tämän joustokomponentin hyödyntämiselle on kaukolämmöntuottajien sähköverokohtelu ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 11

12 Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu Lokakuu Marraskuu Joulukuu HYÖTYJÄ HINTASIGNAALISTA (1/2) Sekä kaukolämpöyhtiön että asiakkaan oman tuotannon operointi järjestelmän kannalta optimaalisesti /MWh CHP-voimalaitos lämpökattila KL- kuukausittainen hinnoittelu MLP - muuttuva tuotantokustannus ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 12

13 HYÖTYJÄ HINTASIGNAALISTA (2/2) Tarkempi tunti/päivätason hintasignaali mahdollistaa myös kysyntäjouston 1200 /MWh Kellonaika 0 CHP-voimalaitos lämpökattila KL - Marginaalinen tuotantokustannus Sähkön hinta ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 13

VARASTOINTITEKNOLOGIAT Kaukolämpöyhtiö Asiakas (kuluttaja) Lämpöakku Tyypillisesti vesisäilö Suomessa lukuisia kaukolämpövarastoja, kokoluokka tyypillisesti kuitenkin pieni.

14 VARASTOINTITEKNOLOGIAT Kaukolämpöyhtiö Asiakas (kuluttaja) Lämpöakku Tyypillisesti vesisäilö Suomessa lukuisia kaukolämpövarastoja, kokoluokka tyypillisesti kuitenkin pieni. Kaukolämpöverkko Hyödynnetään kaukolämpöverkossa olevaa vesimassaa Voidaan hyödyntää lyhytaikaisena lämpövarastona erityisesti silloin, kun kulutuksen kasvu on ennakoitavissa Rakennukset? Perustuu rakennusten kykyyn sitoa lämpöenergiaa Suomessa vielä pitkälti hyödyntämätön resurssi, anturiteknologian kehitys voi edesauttaa hyödyntämistä ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 14

15 KAUKOLÄMMÖN VARASTOINTI MW 800 HOB Akkua ladataan CHP laitos Akkua puretaan Akku Kysyntä Toteutunut tuotanto Tunti Kaukolämpövarastot tuovat joustavuutta kaukolämpöverkon toimintaan. Tästä koituvia hyötyjä ovat mm. Huippukuormalaitosten käytön väheneminen CHP-laitosta voidaan ajaa sähkömarkkinoita vastaan Pienemmät päästöt Voi mahdollistaa investointien lykkäämisen Tehokas käyttö on optimointiongelma kysyntäennustetta vasten ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 15

16 MITÄ PALVELUALUSTALLA VOIDAAN TARKOITTAA? Palvelualustalla voidaan tarkoittaa yhtä tai useampaa seuraavista: mittaustietojen välitys ohjaussignaalien välitys sopimus- ja laskutustietojen välitys keskitetyt liiketoimintaprosessit yhteiset käyttöliittymät ennuste- ja analytiikkapalvelut keskitetty ohjaus kauppapaikka tietovarasto raportointi ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 16

17 MIKSI PALVELUALUSTOJA RAKENNETAAN? tietoihin pääsy helposti ja valmiiksi rakennettuna yhteensopivuus sijainnista ja toimijasta riippumatta edistää kilpailua tasainen laatu samojen toiminnallisuuksien toteuttamiseksi tehostamishyöty (tehokkaampaa yhdessä kuin kaikkien erikseen toteuttamana) ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 17

18 MITÄ SIIRTYMINEN ENTISTÄ ÄLYKKÄÄMPÄÄN KAUPUNKIENERGIAJÄRJESTELMÄÄN VAATII? Kaukolämmön tuotannossa sähköverokohtelun tarkastelu Tarkemman hintasignaalin tuominen kaukolämpöön? Palvelualustan kehittäminen? Asiakkaat markkinoiden muutoksen aikaansaajana Lämpöyhtiöiden kehityshankkeet ja pilotit ENERGIATEOLLISUUS - ÄLYKÄS KAUPUNKIENERGIA 18

19 Consulting. Engineering. Projects. Operations.

Samankaltaiset tiedostot

Älykäs kaupunkienergia

Älykäs kaupunkienergia Lyhennelmä Pöyryn loppuraportista (kesäkuu 2018) Hankkeen rahoittaja: Energiateollisuus ry Kaukolämpötutkimus Sähkötutkimuspooli Ympäristöpooli Älykäs kaupunkienergia: kohti ilmastoneutraalia