Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

100 fossiilivapaa suomi samuli rinne - 10.1.2019

96 views

Published on

100 fossiilivapaa suomi samuli rinne - 10.1.2019

Published in: Environment
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

100 fossiilivapaa suomi samuli rinne - 10.1.2019

  1. 1. 100% fossiilivapaa Suomi. Mitä se tarkoittaa Suomen sähköntuotannolle, Helsingin lämmitykselle ja energiamarkkinoiden uudistamiselle? 10.1.2019 | Samuli Rinne, Aalto-yliopisto samuli.rinne@aalto.fi, puh. 0400 543 835
  2. 2. Sähkönkulutus 2017 ja tulevaisuuden skenaariossa, 85 -> 125 TWh/a Kulutus 2017 Uudet lämpöpumput kaukolämpöverkoissa Hiilen korvaus terästeollisuudessa 50% vain lämpöä tuottavien kattiloiden polttoaineesta korvataan sähköllä Liikenne, 80% polttoaineista korvataan sähköllä
  3. 3. Aurinkosähkön tuotanto Tuulivoiman tuotanto Sähkönkulutus Yksi vuosi Sähkönkulutus ja tuuli- ja aurinkosähkön tuotanto tulevaisuuden skenaariossa tunnittain
  4. 4. Tuulivoimatuotanto vuoden aikana tunnittain Itämeren alueella 2017
  5. 5. Sähkön vienti ja tuonti + puu CHP-laitoksiin sekunteja minuutteja tunteja päiviä viikkoja kuukausia vuosi Akut sähkön varastointiin Kysyntäjousto teollisuusrakennuksissa ja varastoissa Varastot eivät tarpeen Lämpövarastot Aurinkosähkö ja -lämpö Tuulivoima Varastot ja kysyntä- jousto Aikajakso: Kysyntäjousto asuin- ja toimistorakennuksissa Tuuli- ja aurinko- energian tuotanto- vaihtelu Sähkön ja lämmön varastointitarve tuuli- ja aurinkoenergian tuotantovaihtelun myötä
  6. 6. Ydin Aurinko Teollisuus-CHP Kaukolämpö- CHP Vesi Tuuli Kulutus Sähkönkulutus ja -tuotanto tulevaisuuden skenaariossa
  7. 7. Aurinko Ydin Teollisuus-CHP Kaukol.-CHP Vesi Ylijäämäsähköä varastoidaan pääosin lämpönä tai kylmänä erillisiin varastoihin tai rakenteisiin. Esim. erilaiset kuivausprosessit ovat myös yksi hyvä joustomahdollisuus. Tuuli Kun tuuli- ja muu tuotanto ei riitä, kulutusta vähennetään lämmityksessä, sähköautojen latauksessa ja teollisuudessa. Kaukolämpö-CHP ja vesivoima tuottavat täydellä teholla. Biolauhdevoima Sähkönkulutus Viikko tammikuussa Tuotannon ja kulutuksen yhteensovittaminen: esimerkkinä talvinen viikko
  8. 8. Ydin Vesi Sähköntuotanto 2017 ja skenaariossamme, 85 -> 125 TWh/a Tulevaisuuden skenaario Tuuli Aurinko Teoll. CHP Kaukolämpö- CHP Lauhde Ydin Vesi Tuuli Teoll. CHP Kaukolämpö- CHP Lauhde Tuonti Vienti
  9. 9. Energianlähteet nyt ja tulevaisuuden skenaariossa
  10. 10. Kapasiteetti 2017 Kapasiteetti 100% fossiilivapaassa skenaariossa Sähkö Lämpö Sähkö Lämpö Tuulivoima 2 000 MW 19 000 MW Aurinkovoima 70 MW 4 000 MW Yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto (CHP), kaukolämpö 3 200 MW 4 600 MW 1 500 MW 2 300 MW Ydinvoima 2 700 MW 4 300 MW Lämpöpumput kaukolämpöverkoissa 250 MW 6 000 MW Pelkkää lämpöä tuottavat kattilat 12 000 MW 4 000 MW - 12 000 MW Lauhdevoima 2 000 MW 1 600 MW Sähkökattilat kaukolämpöverkoissa 1 000 MW Sähköntuotantokapasiteetit 2017 ja skenaariossamme. Teollisuus-CHP- ja vesivoimakapasiteetit säilyvät samana (n. 2000 + 2700 MW).
  11. 11. Sähköntuotannon omakustannushinnat MW Investointi, e/W sähköä Kiinteät, Me/a Tuotanto TWh/a Muuttuvat kustannukset, e/MWh Muuttuvat, Me/a Yht. Me/a Tuuli 20000 1,4 2000 60 7 400 2400 Aurinko 3500 1 300 3 5 20 320 Vesi 2600 4 500 15 5 80 580 Ydin 4300 5 1100 36 10 400 1500 CHP, teollisuus 1600 3 300 10 30 300 600 CHP, kaukolämpö 1500 2 200 5 30 150 350 Suurjännitesiirto 700 - - 700 Pienjännitesiirto 3500 - - 3500 Yhteensä 8600 (500 e/kW) 130 1350 (10 e/MWh) 10 000
  12. 12. Helsingin kaukolämmöntuotanto tunneittain skenaariossamme
  13. 13. Helenin lämmöntuotannon kapasiteetti vuonna 2017 Helsingin lämmöntuotannon kapasiteetti 100% fossiilivapaassa skenaariossa Lämpöpumput 100 MW (+ rakenteilla 50 MW) 1 100 MW Sähkön ja lämmön yhteistuotanto CHP 1 300 MW 300 MW (+ 200 MW sähköä) Lämpökattilat 2 000 MW 2000 MW Sähkökattilat 200 MW Lämpövarastot 2 GWh (+Mustikkamaa 14 GWh) 15-30 GWh Helsingin lämmöntuotantokapasiteetti tulevaisuudessa?
  14. 14. Tarvittavat investoinnit Kapasiteetti, MW tai MWh Hinta, €/MW tai €/MWh Investointi, M€ Vuosikustannus, M€ Tuulivoima 3200 sähköä 1 300 000 4 200 298 Bio-CHP, uusi 250 sähköä 2 000 000 500 36 Bio-CHP, päivitys 100% puulle 1250 sähköä 400 000 500 36 Lämpöpumput 6000 lämpöä 2 400 000 7 200 512 Vain lämpöä tuottavat kattilat, uudet 500 lämpöä 400 000 200 14 Lämpövarastot 100 000 MWh lämpöä 4 000 €/MWh 400 28 Sähkön siirto 10 100 + Muuttuvat kulut : Muuttuvat kustannukset Vuosimäärä, MWh Käyttö- ja kunnossapito- kustannus, €/MWh Muuttuvat kustannukset yhteensä vuodessa, M€ Lämpöpumppujen muuttuvat 30 000 000 1 30 Puu ja muu biomassa + muuttuvat käyttökulut 10 000 000 30 300 Tuulivoimaloiden huolto 10 000 000 7 70 Vuosikustannukset yhteensä, arviolta noin 1 400 M€ Kokonaisuutena, 1400 M€ / 45 TWh lämpöä/vuosi = 31 eur/MWh
  15. 15. Energiamarkkinoiden uudistaminen
  16. 16. Verotus Päästöoikeuksille lattiahinta, >30 euroa/hiilidioksiditonni -> sijoittajien luottamus -> investoinnit -> toimivuuden todentaminen ja tarvittavat korjaukset -> poliitikkojen luottamus -> rohkeus kiristää päästörajoja Sähkövero suhteelliseksi -> kannustimet sähkökäytön oikeaan ajoitukseen ovat riittävän vahvoja Korkeammat verot päästökaupan ulkopuolella oleville fossiilisille polttoaineille
  17. 17. Hinnoittelu. Eri tilanteisiin mukautuva järjestelmä = tilannetaju. Sekä sähkön että kaukolämmön hinnoittelun loppukäyttäjälle tulisi perustua kustannusvastaavasti kahteen komponenttiin: • Tehomaksu huipputehosta ja siirrosta, muun kulutuksen huipun aikana, euroa/kW/kk • Energiamaksu, euroa/MWh (rajakustannus) Sähkön ja kaukolämmön hinnoittelun aika-askeleen tulee olla sama (1 h tai 15 min), jotta vaihtelu näiden välillä ja kysyntäjousto ym. voidaan toteuttaa automaattisesti mahdollisimman helposti. Lisäksi tulee selvittää, riittävätkö nykyiset säätösähkömarkkinat takaamaan mm. lämpöpumppujen ja bio-CHP-laitosten toimintamahdollisuudet sähköjärjestelmän tasapainotuksessa. Samoin on selvitettävä, syntyvätkö uudet investoinnit markkinehtoisesti ennen kapasiteettiongelmia. Hinnoittelu on onnistunut silloin, kun se järjestelmä toimii mahdollisimman omillaan eli kun yksilö optimoi omaa toimintaansa, koko järjestelmä optimoituu. Yleisemmin, tarpeellisinta työtä on se, joka tekee itsensä tarpeettomaksi. Antaa toimijuuden ihmisille itselleen.
  18. 18. Näitä pitäisi kehittää edullisiksi Säätölaitteita sähkön ja lämmön kulutusjoustoon. Huomioon huoneessa olijan haluama lämpötila ja sallittu huojunta / hyväksyttävä suhteellinen kosteus ja energian hinta. Kokonaisuuteen kuuluu myös koko systeemin visualisointi ja avoin (aggregoitu) data. Lämmönvaihdin, jolla pystytään toimimaan lähellä nollaa. Lämpö ilmasta/vedestä. Myös nykyisten ratkaisujen vertailu, millä saadaan paras “teho pakkasella / hinta”-suhde? Pieni käyttöveden lämmönvaihdin kulutuspisteen yhteydessä, estää legionellabakteerin leviämisen myös alhaisemmissa lämpötiloissa.
  19. 19. Yleisiä kysymyksiä Miten muutoksia toteutetaan siten, että kasvot ja merkityksellisyys säilyvät? Löytyykö tuulivoimalle ja mahdollisille uusille sähkölinjoille riittävästi hyväksyttyjä paikkoja? Riittääkö joustava sähköntuotantokapasitetti? Nykyisten ja uusien CHP-laitosten huoltokustannukset tehonsäädön määrän mukaan? Millä ehdoilla ja hinnalla tuulivoimaa saisi rakennetuksi Suomenlahden rannikolle? Riittääkö sähkönsiirtokapasiteetti pohjois-etelä-suunnassa ja kaupunkien ympäristöissä? Onko maakaapelointi liian kallista? Toimintamalli, jolla kartoitetaan korkeampaa lämmityksen kiertoveden lämpötilaa edellyttävät kiinteistöt sekä toteutetaan niissä kustannustehokkaat keinot lämpötilavaatimuksen pudottamiseksi, kuka lähtisi kehittämään? Optimointi korjausrakentamisessa: mihin kannattaa investoida? Miten saadaan nostettua kävelyn, pyöräilyn ja joukkoliikenteen osuutta? Miten saataisiin nopeasti toimivat käytettyjen sähkökulkuneuvojen markkinat?
  20. 20. Sähkönsiirto pohjoisesta etelään? Kartan lähde: https://www.fingrid.fi/kantaverkko/suomen-sahkojarjestelma/paasiirtolinjat/
  21. 21. Miten T&K-panoksista saadaan eniten irti? Kertomalla onnistumisista ja epäonnistumisista julkisesti, yksityiskohtaisesti ja konteksti kuvaten.

×