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.
TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY
Pohjois-Euroopan sähköstä 40-
60% tuuli/aurinkovoimalla: miten
talviajan sähkön ja lämmö...
226/04/2018 2
EL-TRAN
Hiili & turve Ydin Bio & jäte Vesi Tuuli Aurinko Kaasu & öljy
23 %
4 %
10 %
3 %
20 %
32 %
8 %
2030 W...
326/04/2018 3
EL-TRAN
11 %
4 %
6 %
18 %
51 %
10 %
2050 Windy (1300 TWh)
Hiili & turve Ydin Bio & jäte Vesi Tuuli Aurinko K...
426/04/2018 4
EL-TRAN
30 %
26 %
18 %
4 %
22 %
2016 (85 TWh)
3 %
3 %
35 %
12 %
10 %
19 %
18 %
2030 Windy (103 TWh)
1 %
19 %...
526/04/2018 5
EL-TRAN
30 %
26 %
18 %
4 %
22 %
2016 (85 TWh)
3 %
3 %
35 %
12 %
10 %
19 %
18 %
2030 Windy (103 TWh)
1 %
19 %...
626/04/2018 6
EL-TRAN
-5000
0
5000
10000
15000
20000
Sähköntuotanto
(MWh/h)
2050 Windy, tuulinen viikko
Hiili & turve Ydin...
726/04/2018 7
EL-TRAN
10 %
8 %
36 %
2 %
44 %
2030 Windy
60 %
2 %
5 %
33 %
2050 Windy
Huom. hiili, turve & öljy ei käytössä...
826/04/2018 8
EL-TRAN
10 %
8 %
36 %
2 %
44 %
2030 Windy
60 %
2 %
5 %
33 %
2050 Windy
Huom. hiili, turve & öljy ei käytössä...
926.4.2018 9
Concluding remarks
 Hourly simulations show feasibility of large shares of wind/ solar
 With increased inte...
TEKNOLOGIASTA TULOSTA
1126.4.2018 11
Sähkönkulutuksesta 60% tuuli/aurinkovoimalla
– yhteenveto
 Voimalaitosten käyttö pienentyy ja ramppien suu...
1226/04/2018 12
EL-TRAN
Joustavuus tuo lisää tuotantoa
44%
51%
51%
50%
9%
10%
10%
17%
-500 0 500 1000 1500 2000
Windy2050_...
1326/04/2018 13
EL-TRAN
Voimalaitosten käyttöasteet kun eri määrä
joustavuutta
1426/04/2018 14
EL-TRAN
Tuuli/aurinko osuuden vaikutus: 22%  60%
CO2 price
2030
2050
2030, ylikapasiteettia:
Hinnat putoa...
26/04/2018 15
Challenges not well presented by the models
• Are the increasing ramps and transfers really manageable?
• Wi...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Hannele Holttinen - Niina Helisto - VTT - Pohjois-Euroopan sahkosta 40 - 60 prosenttia tuuli- tai aurinkovoimalla: Miten talviajan sahkon ja lammon tuotanto hoidetaan - Smart Energy Transition - Seminar 26.04.2018 - Aalto University - EL-TRAN

190 views

Published on

Hannele Holttinen - Niina Helisto - VTT - Pohjois-Euroopan sahkosta 40 - 60 prosenttia tuuli- tai aurinkovoimalla: Miten talviajan sahkon ja lammon tuotanto hoidetaan - Smart Energy Transition - Seminar 26.04.2018 - Aalto University - IRENA - Ministry of Foreign Affairs - Ministry of Economic Affairs and Employment - VTT Technical Research Centre of Finland - EL-TRAN - Comment

Published in: Environment
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Hannele Holttinen - Niina Helisto - VTT - Pohjois-Euroopan sahkosta 40 - 60 prosenttia tuuli- tai aurinkovoimalla: Miten talviajan sahkon ja lammon tuotanto hoidetaan - Smart Energy Transition - Seminar 26.04.2018 - Aalto University - EL-TRAN

  1. 1. TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY Pohjois-Euroopan sähköstä 40- 60% tuuli/aurinkovoimalla: miten talviajan sähkön ja lämmön tuotanto hoidetaan? SET seminaari kommenttipuheenvuoro 26.4.2018 Hannele Holttinen, Niina Helistö EL-TRAN
  2. 2. 226/04/2018 2 EL-TRAN Hiili & turve Ydin Bio & jäte Vesi Tuuli Aurinko Kaasu & öljy 23 % 4 % 10 % 3 % 20 % 32 % 8 % 2030 Windy (1195 TWh) 11 % 4 % 6 % 18 % 51 % 10 % 2050 Windy (1300 TWh) Pohjois-Euroopan sähkömarkkinan simuloinnit Huom. hiili, turve & öljy ei käytössä sähköntuotannossa vuonna 2050 40% wind/PV 60% wind/PV Helistö, N; Kiviluoma, J; Holttinen, H: 'Long-term impact of variable generation and demand side flexibility on thermal power generation',IET Renewable Power Generation, 2018, 12, (6), p. 718-726, IET Digital Library, http://digital-library.theiet.org/content/journals/10.1049/iet-rpg.2017.0107
  3. 3. 326/04/2018 3 EL-TRAN 11 % 4 % 6 % 18 % 51 % 10 % 2050 Windy (1300 TWh) Hiili & turve Ydin Bio & jäte Vesi Tuuli Aurinko Kaasu & öljy -50 0 50 100 150 200Sähköntuotanto (GWh/h) 2030 Windy, talviviikko -50 0 50 100 150 200 Sähköntuotanto (GWh/h) 2050 Windy, talviviikko Sähköntuotanto Pohjois-Euroopassa talvella Huom. hiili, turve & öljy ei käytössä sähköntuotannossa vuonna 2050 Peak load 191 GW Peak load 211 GW 23 % 4 % 10 % 3 % 20 % 32 % 8 % 2030 Windy (1195 TWh)
  4. 4. 426/04/2018 4 EL-TRAN 30 % 26 % 18 % 4 % 22 % 2016 (85 TWh) 3 % 3 % 35 % 12 % 10 % 19 % 18 % 2030 Windy (103 TWh) 1 % 19 % 20 % 10 % 23 % 27 % 2050 Windy (110 TWh) Hiili & turve Ydin Bio & jäte Vesi Tuuli Kaasu & öljy Tuonti Sähkö kaukolämmössä ** Hiili & kaasu & bio * Suomen sähköntuotanto nyt ja simuloituna * Yhteistuotanto ja erillinen lämpövoima ET:n tilastoissa ** Lämpöpumput, sähkökattilat * 2016: peak load 15 GW Peak load 19 GW Peak load 20 GW *
  5. 5. 526/04/2018 5 EL-TRAN 30 % 26 % 18 % 4 % 22 % 2016 (85 TWh) 3 % 3 % 35 % 12 % 10 % 19 % 18 % 2030 Windy (103 TWh) 1 % 19 % 20 % 10 % 23 % 27 % 2050 Windy (110 TWh) -5000 0 5000 10000 15000 20000 Sähköntuotanto (MWh/h) 2016,huippukulutusviikko -5000 0 5000 10000 15000 20000 Sähköntuotanto (MWh/h) 2030 Windy, huippukulutusviikko -5000 0 5000 10000 15000 20000 Sähköntuotanto (MWh/h) 2050 Windy, huippukulutusviikko Hiili & turve Ydin Bio & jäte Vesi Tuuli Kaasu & öljy Tuonti Sähkö kaukolämmössä ** Hiili & kaasu & bio * Suomen sähköntuotanto huippukuorman aikaan – tuonnin osuus suuri * Yhteistuotanto ja erillinen lämpövoima ET:n tilastoissa ** Lämpöpumput, sähkökattilat * Peak load 15 GW Peak load 19 GW Peak load 20 GW
  6. 6. 626/04/2018 6 EL-TRAN -5000 0 5000 10000 15000 20000 Sähköntuotanto (MWh/h) 2050 Windy, tuulinen viikko Hiili & turve Ydin Bio & jäte Vesi Tuuli Kaasu & öljy Tuonti Sähkö kaukolämmössä ** Suomen sähköntuotanto kun paljon tuulta – hinnat putoavat välillä nollaan ** Lämpöpumput, sähkökattilat N. Helistö, J. Kiviluoma & H. Holttinen, “Sensitivity of electricity prices in energy-only markets with large amounts of zero marginal cost generation,” 14th International Conference on the European Energy Market, EEM 2017, Dresden, Germany, 6-9 June, 2017
  7. 7. 726/04/2018 7 EL-TRAN 10 % 8 % 36 % 2 % 44 % 2030 Windy 60 % 2 % 5 % 33 % 2050 Windy Huom. hiili, turve & öljy ei käytössä lämmöntuotannossa vuonna 2050 Suomen lämmöntarve: osittain sähköllä Sähkö: Suuret lämpöpumput, sähkökattilat Lämpövarasto Hiili & turve (CHP) Kaasu & öljy (CHP) Bio & jäte (CHP) Hiili & turve (HOB) Kaasu & öljy (HOB) Bio & jäte (HOB) Sähkö
  8. 8. 826/04/2018 8 EL-TRAN 10 % 8 % 36 % 2 % 44 % 2030 Windy 60 % 2 % 5 % 33 % 2050 Windy Huom. hiili, turve & öljy ei käytössä lämmöntuotannossa vuonna 2050 Suomen lämmöntarve: osittain sähköllä -2500 0 2500 5000 7500 10000 Lämmöntuotanto (MWh/h) 2030 Windy, huippukulutusviikko -2500 0 2500 5000 7500 10000 Lämmöntuotanto (MWh/h) 2050 Windy, huippukulutusviikko Sähkö: Suuret lämpöpumput, sähkökattilat Lämpövarasto Hiili & turve (CHP) Kaasu & öljy (CHP) Bio & jäte (CHP) Hiili & turve (HOB) Kaasu & öljy (HOB) Bio & jäte (HOB) Sähkö
  9. 9. 926.4.2018 9 Concluding remarks  Hourly simulations show feasibility of large shares of wind/ solar  With increased interconnection capacity (transmission networks inside model zones need to be reinforced and these are not represented by the models).  Optimising generation fleet for future 60% wind/PV share brings peaking plants  gas turbines and engines, used for 11% of electricity  Electricity use (heat pumps, electric kettles) and biomass CHP for heat demand  Limitations in simulation:  Are the increasing ramps and transfers really manageable in practice?  Security of supply, when availability of energy fluctuates between years?  Grid stability issues? Frequency stability check for Nordic hydro based system, with 15 % increase in disturbance reserves and synthetic inertia from wind.
  10. 10. TEKNOLOGIASTA TULOSTA
  11. 11. 1126.4.2018 11 Sähkönkulutuksesta 60% tuuli/aurinkovoimalla – yhteenveto  Voimalaitosten käyttö pienentyy ja ramppien suuruus lisääntyy  Lisää kaasuturbiineja ja moottorivoimalaitoksia, käyttö sekä pienen tuuli/aurinkovoiman aikana että ramppaukseen  Siirtoyhteyksien avulla suuri osa vaihtelusta – siirtoyhteyksiä rakennettu huomattavasi lisää (~30GW)  Joustavuuden tarve: lisää ramppeja noin puolet ajasta, noin kaksinkertaiseksi.  Lisäkulutusta erityisesti suuren tuuli/aurinkoenergiatuotannon aikana  Jos lämpöpuolen joustavuutta ja sähkövarastoja (V2G), ramping hours voi pienentyä  CHP ja ydinvoimaloita tarvitaan suurimpien ramppien aikana  Aurinkovoima lisää ramppeja enemmän kuin tuulivoima  mikäli samalla investoidaan varastoihin (tai sähköautojen vehicle-to-grid käytössä) nämä hoitavat suuren osan rampeista
  12. 12. 1226/04/2018 12 EL-TRAN Joustavuus tuo lisää tuotantoa 44% 51% 51% 50% 9% 10% 10% 17% -500 0 500 1000 1500 2000 Windy2050_Base Windy2050_HeatFlex Windy2050_All Windy2050_All+EV Yearly electricity production (TWh) Windy 2050 Coal & peat Gas & oil Nuclear Municipal waste Biomass Hydro Wind Solar Other Electric (heat pumps, EVs, battery losses)  Lämpöjoustavuus lisää tuulivoiman osuutta ja sähköautot lisäävät aurinkovoiman osuutta  Hiili, turve & öljy ei käytössä sähköntuotannossa vuonna 2050 Wind power and solar PV curtailments were generally low in the studied scenarios: less than 1% in 2020_reference and Traditional2050_HeatFlex, 1.5% in Windy2050_HeatFlex, and 3.4% in Sunny2050_HeatFlex.
  13. 13. 1326/04/2018 13 EL-TRAN Voimalaitosten käyttöasteet kun eri määrä joustavuutta
  14. 14. 1426/04/2018 14 EL-TRAN Tuuli/aurinko osuuden vaikutus: 22%  60% CO2 price 2030 2050 2030, ylikapasiteettia: Hinnat putoavat 2050, ei ylikapasiteettia: alhaiset hinnat putoavat.  Tuuli/aurinkovoimalle optimoitu kapasiteetti ei romahduta markkina- hintoja (case 2050), mikäli ei ole yhtään ylikapasiteettia avg avg avg avg avg avg
  15. 15. 26/04/2018 15 Challenges not well presented by the models • Are the increasing ramps and transfers really manageable? • With high amount of variable generation, transmission networks inside model zones need to be strenghtened and these are not represented by the models. Roughly 10-30% of total costs. – Acceptance of new transmission lines a big challenge • Voltage stability when production far away from consumption? • Frequency stability with non-synchronous power generation? • New solutions are an opportunity

×