Sektori-integraatio ja energiayhteisöt energiamurroksen osa-ratkaisuina : case Lemene

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli tutkia sektori-integraation ja energiayhteisöjen mahdollisuuksia sekä haasteita Suomessa. Työssä selvitettiin kyseisten kehityssuuntausten mahdollisuuksia toimia energiamurroksen osaratkaisuina. Työ toteutettiin Lempäälän Energialle ja työssä esimerkkinä sekä kehityskohteena toimi Lemene-energiajärjestelmä. Lemene-energiajärjestelmän tavoitteena on ollut toteuttaa teollisessa mittakaavassa sektori-integraatiota sekä energiayhteisöjä. Lemenestä on rakennettu omavarainen saareketoimintaan kykenevä teollinen energiajärjestelmä. Lemene-energiajärjestelmään on kytkettyinä Lempäälän Marjamäen alueen sähkö-, lämpö-, kaasu- ja kylmäverkostot. Järjestelmä sisältää useita sähkön, lämmön ja kylmän tuotantoyksiköitä, jotka sijaitsevat hajautetusti alueella. Tuotannon lisäksi alueella on energian varastointikapasiteettia niin sähkö- kuin lämpöakkujenkin muodossa. Kokonaisuutta hallinnoidaan älykkäällä mikroverkonohjaimella.

Opinnäytetyön tutkimusmenetelmänä oli kvalitatiivinen tutkimus. Tutkimus perustui olemassa oleviin tutkimuksiin, raportteihin, selvityksiin, lainsäädäntöön sekä useisiin muihin lähteisiin. Tarvittavaa lisätietoa hankittiin asiantuntijoilta. Hankitun tiedon pohjalta aihepiiristä koottiin yhtenäinen kokonaisuus.

Työssä tunnistettiin sektori-integraation ja energiayhteisöjen rooli osana energiajärjestelmää. Näiden avulla kyetään lisäämään uusiutuvan energian tuotantoa, energiatehokkuutta sekä joustavuutta järjestelmässä. Työssä tunnistettiin myös sektori-integraation ja energiayhteisöjen mahdollisuudet ja haasteet niin teknisesti kuin juridisestikin. Sektori-integraatio sekä energiayhteisöt vaativat laajasti toteutuakseen lainsäädännön kehittymistä ja uusia verotuksellisia tulkintoja. Työn aikana tunnistettuja teknistaloudellisia mahdollisuuksia onnistuttiin implementoimaan työn aikana osaksi Lemene-energiajärjestelmään.

Jatkokehityskohteiksi tunnistettiin muun muassa lainsäädännön ja verotuksen jatkotutkimus, energiayhteisöjen juridisten mallien tutkimus, järjestelmäoptimoinnin keinojen selvitys sekä reservimarkkinoihin liittyvä jatkotutkimus. Lemenen jatkokehitystä tehdään järjestelmäoptimoinnin, sektori-integraation laajentamisen ja uusien Fingridin markkinoiden hyödyntämisen osalta.

The purpose of this thesis was to gather information about the sector-integration and energy communities and find out if these two can be part of the solution in energy transition. The aim was to study benefits and challenges of sector-integration and energy communities in Finland. The thesis was made to Lempäälän Energia. Lemene energy system was a real-life case study of the thesis. Lemene energy system is an innovative, self-sufficient and sector-integrated energy system build in Lempäälä Marjamäki. Sector-integration include electricity-, heat-, gas- and cooling grids.

The research method of the thesis was qualitative research. The research was based on existing studies, reports, surveys, legislation and several other sources. Necessary additional information was obtained from experts.

The work explored the role of sector integration and energy communities in the energy system. With these, it is possible to increase the production of renewable energy, energy efficiency and system flexibility. The possibilities and challenges of sector integration and energy communities were mapped in terms of technology, legislation and taxation. What was learned on the study was applied in practice in the Lemene system. Further research is required on legislation and taxation, legal models of energy communities, system optimization and reserve markets. Regarding Lemene, further development is required to system optimization, expanding sector integration and utilizing Fingrid's markets.