Suuren kokoluokan litiumioniakkujen kannattavuus Suomessa nyt ja tulevaisuuden näkymillä

This thesis studies the present profitability of grid-scale lithium-ion batteries in Finland combined with their future prospects in the market. The future outlook is limited to 2030. The thesis is based on a lithium-ion electrical energy storage technology literature review which estimates the installed system costs, cycle life, calendar life, round-trip efficiency as well as operation, maintenance and administrative costs. The details of the review are combined with the data on the Finnish electricity market, provided by Fingrid and Nord Pool AS. The profitability is estimated in the day-ahead market, the intraday market and the reserve markets. The frequency containment reserve for normal operation is found to be the most attractive marketplace due to the highest revenue potential and the technical suitability. Hence, the levelized cost of storage method is used to estimate the profitability in the day-ahead and intraday market and the net present value to estimate the profitability in the frequency containment reserve. The profitability is calculated after reviewing information about the distribution costs, taxation and cost of capital. The investment is found to be highly unprofitable. Sensitivity analyses reveal, however, that the investment is significantly sensitive to the installed system cost and to the cycle life. The prices of the lithium-ion batteries are expected to decrease in the near future. Also, the technical performance characteristics, for example cycle life, are expected to improve. In addition to these, the electricity market conditions are going through favorable changes, including the increasing amount of inflexible and intermittent power sources, such as wind power, and the decreasing grid inertia. The rules will also become more demanding in the frequency containment reserve for normal operation. On the contrary, the demand response is expected to worsen the already-poor energy arbitrage capability of the lithium-ion batteries. However, the demand response was found not to be a competitor of the lithium-ion batteries in the frequency containment. Thus, it is predicted that the lithium electricity storage will not be widely used in the energy arbitrage applications but might become an important part of the frequency containment in Finland by 2030.Tässä diplomityössä selvitetään verkkoon kytkettävien, suuren kokoluokan litiumionivarastojen kannattavuutta Suomessa tällä hetkellä. Lisäksi tarkastellaan teknologian tulevaisuudennäkymiä Suomessa 2030 saakka. Työ pohjautuu litiumionitekniikan kirjallisuuskatsaukseen, jossa selvitetään yleisimpien litiumionitekniikoiden investointikustannus, syklinen elinikä, kalenterielinikä, hyötysuhde, purkaussyvyys sekä käyttö- ja kunnossapitokustannukset. Katsauksen tiedot yhdistetään Fingridin ja Nordpoolin dataan Suomen ja Pohjoismaiden sähkömarkkinoista Kannattavuus arvioidaan vuorokausimarkkinoilla, päivänsisäisillä markkinoilla ja reservimarkkinoilla. Markkinapaikoista taajuusohjattu käyttöreservi todetaan houkuttelevimmaksi korkeimman liikevaihtopotentiaalin ja teknisten vaatimusten takia. Siksi kannattavuutta ja sen herkkyyttä arvioidaan painotetun varastointikustannuksen avulla vuorokausimarkkinoilla ja päivänsisäisillä markkinoilla sekä nettonykyarvon menetelmällä taajuusohjatussa käyttöreservissä. Yhdistämällä tiedot sähkön siirtohinnoista, verotuksesta ja pääoman kustannuksesta havaitaan, että varastoinvestointi ei ole kannattava. Herkkyystarkastelun perusteella todetaan kuitenkin, että esimerkiksi investointikustannus ja syklinen elinikä vaikuttavat huomattavasti varaston kannattavuuteen. Litiumioniakkujen hintojen ennustetaan putoavan lähitulevaisuudessa. Toisaalta joidenkin teknisten ominaisuuksien – esimerkiksi syklisen eliniän – odotetaan parantuvan. Myös todennäköiset markkinamuutokset hyödyttävät litiumioniakkuja. Lisäksi joustamattoman ja vaihtelevan tuotannon ennustetaan lisääntyvän, mihin vaikuttaa esimerkiksi tuulivoiman lisääntyminen, ja järjestelmän inertian odotetaan pienentyvän. Samalla taajuusohjatun käyttöreservin sääntöjä tullaan tiukentamaan. Toisaalta kysynnän jouston havaitaan huonontavan litiumioniakkujen mahdollisuutta energia-arbitraasiin, mutta kysynnän joustoa ei havaita litiumvarastojen merkittäväksi kilpailijaksi taajuudensäädössä. Siten litiumionivarastoiden ei odoteta yleistyvän energia-arbitraasisovelluksissa, mutta taajuudensäädössä niistä saattaa tulla oleellinen osa seuraavan vuosikymmenen loppuun mennessä

Energiaverotuet ja kustannustehokas huoltovarmuus

Tässä hankkeessa on selvitetty, ovatko lämmityspolttoaineiden verotuet tehokkaita keinoja energian huoltovarmuuden ja sähkön toimitusvarmuuden varmistamiseksi, ja olisiko huoltovarmuuteen ja sähkön toimitusvarmuuteen liittyvät tavoitteet mahdollista saavuttaa tehokkaammin muilla tavoin. Tarkasteltavat verotuet ovat turpeen normia alempi verokanta, yhdistetyn tuotannon (CHP) verotuki ja kiinteän biomassan verottomuus. Lyhyellä aikajänteellä (noin 1–2 vuotta) turpeen verotuen poisto johtaisi turpeen käytön vähentymiseen ja korvaamiseen kiinteällä biomassalla, sekä kotimaisella että ulkomaisella. Pidemmällä aikavälillä (vuoteen 2030 mennessä) turpeen verotuen poisto johtaisi todennäköisesti turpeen käytön loppumiseen. Tämä asettaisi haasteita huoltovarmuudelle, mutta siihen voitaisiin vastata varastoimalla biomassaa tai kevyttä polttoöljyä. Vastaavasti CHP:n verotuen poisto johtaisi maakaasukäyttöisen kapasiteetin ennenaikaiseen sulkemiseen noin 500 MW:n verran. Biomassan verotuen poiston ei havaittu tukevan investointeja biomassakäyttöiseen CHP-kapasiteettiin. Kaikkien verotukien poisto johtaisi kaukolämmön tuotantokustannusten kasvuun, kaukolämmön hinnan nousuun ja samalla kiinteistökohtaisten lämpöpumppujen kilpailukyvyn parantumiseen. Siten verotukien poiston merkittävä vaikutus on lämmityksen kiihtyvä sähköistyminen. Tämä saattaisi heikentää sähkön huippukulutuksen aikaista tehotasetta ja asettaisi haasteita sähkön huolto- ja toimitusvarmuudelle. Liite 1 Kaukolämpöverkkojen tyypillisiä tuotantorakenteita Liite 2 Sidosryhmäkeskustelujen osallistujat Liite 3 Lämmöntuotannon muuttuvien kustannusten rakenne Liite 4 Hallitusohjelman 2019–2023 vaikutukse

USB-kaapelin korvaaminen langattomalla USB-tekniikalla

Tässä diplomityössä tutkitaan USB-kaapelin korvaamista langattomalla yhteydellä. Tähän tarkoitukseen on kehitetty langaton USB-protokolla, joka hyödyntää uutta laajakaistaista radiotekniikkaa. Tällä tekniikalla pystytään korvaamaan USB-kaapeli useissa sovelluksissa. Uusi tekniikka myös mahdollistaa langattomalle USB:Ile uudenlaisia käyttökohteita, jotka eivät USB-taapelin kanssa olleet ennen mahdollisia. Työssä esitellään USB-protokolla, tutkitaan langatonta USB-protokollaa ja sen toimivuutta täysinopeuksisen USB-liitännän korvaamisessa erilaisissa käyttötapauksissa. Erilaisia langattomia USB laitteita esitellään teknisestä näkökulmasta ja vastaavat käyttökohteet analysoidaan. Tutkimuksessa mitataan sekä laajakaistaista radiotekniikkaa että langatonta USB-protokollaa normaalissa toimistoympäristössä. Lisäksi työssä tutkitaan laajakaistaisen radiotekniikan häiriöalttiutta, kun Bluetooth-lähetin toimii vastaanottimen välittömässä läheisyydessä sekä Bluetooth-laitteen kykyä sietää laajakaistaisen lähettimen aiheuttamaa häiriötä. Kummankaan laitteen ei havaittu häiriintyvän toisen lähetteistä kun laitteiden antennit olivat toistensa välittömässä läheisyydessä. Mittauksissa käytetyillä laitteilla havaittiin sekä radiotekniikan että langattoman USB-protokollan jäävän alle asetettujen suorituskykyarvojen. Syitä tähän ovat radiotekniikan toteutusten varhainen kehitysaste sekä protokollien ja ajureiden aiheuttama lisätiedonsiirron tarve. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää tuotepäätösten teossa ja sulautetun oman USB-laitteen suunnittelussa

Poikkeusaika vei kahden maan matkailualan koulutustapahtuman verkkoon

Blogitekstissä käsitellään matkailualan Tourist Experiences Next Door -webinaarin sisältöjä. Webinaarissa tarjottiin ajantasaista informaatiota rajat ylittävästä matkailusta ja sen tulevaisuudesta. Teemoja olivat kestävä matkailu, virtuaalimatkailu sekä autenttiset matkailija elämykset ja -kokemukset

PACTEL and PWR PACTEL Test Facilities for Versatile LWR Applications

This paper describes construction and experimental research activities with two test facilities, PACTEL and PWR PACTEL. The PACTEL facility, comprising of reactor pressure vessel parts, three loops with horizontal steam generators, a pressurizer, and emergency core cooling systems, was designed to model the thermal-hydraulic behaviour of VVER-440-type reactors. The facility has been utilized in miscellaneous applications and experiments, for example, in the OECD International Standard Problem ISP-33. PACTEL has been upgraded and modified on a case-by-case basis. The latest facility configuration, the PWR PACTEL facility, was constructed for research activities associated with the EPR-type reactor. A significant design basis is to utilize certain parts of PACTEL, and at the same time, to focus on a proper construction of two new loops and vertical steam generators with an extensive instrumentation. The PWR PACTEL benchmark exercise was launched in 2010 with a small break loss-of-coolant accident test as the chosen transient. Both facilities, PACTEL and PWR PACTEL, are maintained fully operational side by side