Lämpökattilan ja lämpövaraajan teknillistaloudellinen tarkastelu

Abstract

Kaukolämmön tuotanto on murroksessa. Tuotanto on siirtymässä fossiilisista polttoaineista ja polttamisella tuotetusta lämmöstä sähköllä ja lämpöpumpuilla tuotettuun kaukolämpöön. Sähkökattiloiden ja niihin yhdistetyiden lämpöakkujen yhteisvaikutusta voidaan tehostaa käyttäen niitä vuorokauden halvimpien tuntien aikana. Sähkökattiloiden tulevaisuus riippuu sähkön hinnasta ja riittävyydestä.

Tässä työssä tarkasteltiin erään pienen kunnan kaukolämmön tuotantoa vuoden 2024 kesäkuukausien ajalta sekä sähkökattilaan ja lämpövaraajaan investoimisen kannattavuutta. Työssä tarkasteltiin lämpövaraajan takaisin maksuaikaa, kun sitä käytettiin sähkökattilan yhteydessä. Lisäksi työssä tarkasteltiin investoinnin kannattavuutta verrattuna metsähakkeen polttamiseen. Työssä käytettiin investoinnin pitoajalle tasoitettua omakustannushintaa vertailun pohjana, joten tuloksista saatiin toisiinsa nähden vertailukelpoiset. Laskelmat suoritettiin simuloimalla sähkökattilan käyttöä vuorokauden jokaiselle tunnille. Sähkökattilan ja lämpövaraajan yhteiskäytössä simuloitiin sähkökattilan käyttöä vuorokauden halvimpien tuntien ajalle ja lämpövaraajan käyttöä kalleimpien tuntien ajan.

Työssä tarkasteltiin sitä, miten painelaitelaki määrää kattilan rekisteröinnistä ja sen kanssa työskentelystä. Työn tarkoituksena oli tarkastella myös, kuinka sähkökattilaa voitaisiin hyödyntää reservimarkkinoilla.

District heating production is middle of a revolutional change. Production is shifting from fossil energy sources and combustion to electricity both directly and indirectly via heat pumps. The combined effect of electric boilers and energy storage can be enhanced by using them during the cheapest hours of the day. The future of electric boilers will depend on the price of electricity and its sufficiency.

This thesis examined the district heating production during the summer months of 2024 and the profitability of the investment of electric boiler and energy storage. The work examined the payback period of energy storage when it was used in conjunction with an electric boiler. In addition, the work examined the profitability of the investment compared to burning wood chips. The work used the levelized cost of energy indicator as a basis for comparison, which resulted in comparable results. The calculations were performed by simulating the use of an electric boiler for every hour of the day and the combined use of an electric boiler and energy storage. The combined use was simulated for the electric boiler during the cheapest hours of the day and for the use of energy storage during the most expensive hours.

This thesis reviewed the current legislation of pressure equipment registration of the boiler and its use. The purpose of the work was also to examine how the electric boiler could be utilized effectively in the reserve market.