Kysyntäjoustokokeilusta näkemystä sähköjärjestelmän murrokseen : virtuaalinen palveluympäristö -kokeilu

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905021801
Title: Kysyntäjoustokokeilusta näkemystä sähköjärjestelmän murrokseen : virtuaalinen palveluympäristö -kokeilu
Alternative title: Piloting demand response for electricity system transition : Virtual Service Environment experiment
Author: Söyrinki, Siiri
Other contributor: Helsingin yliopisto, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta
University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Helsingfors universitet, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905021801
http://hdl.handle.net/10138/301474
Thesis level: master's thesis
Degree program: none
Specialisation: none
Discipline: ympäristömuutos ja -politiikka (YMP501)
Environmental change and policy (YMP501)
miljöförändring och -politik (YMP501)
Abstract: Sääriippuvaisen tuuli- ja aurinkosähköntuotannon osuuden kasvu aiheuttaa haasteita nykyiselle sähköjärjestelmälle, missä tuotanto ja kulutus täytyy pitää tasapainossa koko ajan. Siirtyminen vähäpäästöiseen sähköntuotantoon edellyttää uusia ratkaisuja lisätä joustoa sähköverkkoon. Sähkönkulutus on nähty melko joustamattomana tekijänä sähköverkon tasapainon hallinnassa, mutta teknologian kehitys mahdollistaa myös kulutuksen osallistumisen sähköverkon tasapainon ylläpitoon. Kysyntäjousto on yksi energiahallinnan keino, jolla sähkönkulutusta siirretään ulkoisen kannustimen vaikutuksesta sähköverkon tasapainottamiseksi. Järjestelmätasolla kysyntäjousto mahdollistaa sääriippuvaisen tuotannon lisäämisen vaarantamatta sähköverkon toimintaa sekä vähentää sähköntuotannon päästöjä järjestelmän tasolla. Kysyntäjoustoa on tutkittu viime vuosina ahkerasti, mutta pienempien kulutuskohteiden kysyntäjoustoon liittyy kuitenkin epävarmuuksia, eivätkä toimintamallit ole vielä vakiintuneet. Viime vuosina kantaverkkoyhtiö Fingrid on yrittänyt kartoittaa uusia kysyntäjoustokohteita. Sähköalan toimijat ja sähkönkäyttäjät ovat kokeiluillaan pyrkineet löytämään keinoja kysyntäjoustoresurssien hyödyntämiseksi. Energiamurroksen tutkimuksessa on tunnistettu innovaatioiden skaalaamisen haaste. Innovaatiopolkujen strategisen hallinnan teoria korostaa kokeilujen merkitystä kestävien innovaatioiden käyttöönotossa ja murrosten edistämisessä. Tässä tapaustutkimuksessa tarkastelen, miten kokeilu edistää kysyntäjouston käyttöönottoa uusissa kulutuskohteissa, joista esimerkkinä toimii päivittäistavarakauppa. Valitsin tutkimuskohteeksi Virtuaalinen palveluympäristö –kokeilun (VIRPA-B), jossa kysyntäjoustoa testattiin kahdessa päivittäistavarakaupassa. Tutkimusaineisto kerättiin haastattelemalla kokeiluun osallistuneita toimijoita ja asiantuntijoita sekä analysoimalla kokeilua käsitteleviä dokumentteja. Teoreettisen viitekehyksen avulla analysoin, miten kokeilun tavoitteet, oppiminen ja skaalautuminen tuottavat osaamista kysyntäjouston edistämiseksi. Tutkielma tuo esille toimijoiden näkökulmaa uuden teknologian ja toimintamallin käyttöönotossa käytännön olosuhteissa. Tutkielman tulokset osoittavat, että päivittäistavarakaupassa on säädettäviä sähkölaitteita, joiden sähkönkulutusta voidaan säätää ilman, että kaupan toiminta häiriintyy. Teknologia ei toimijoiden mukaan rajoita kysyntäjoustoon osallistumista, mutta mittauslaitteiden asennukseen liittyi haasteita. Suurimmaksi esteeksi näyttäisivät muodostuvan markkinasäännöt, jotka eivät kannusta sähkönkäyttäjiä investoimaan kysyntäjoustoon. VIRPA-B –kokeilu ei johtanut toimialan murrokseen, mutta siitä seurasi jatkohankkeita, jotka edistävät innovaatiopolun kehitystä. Kokeilujen avulla toimijat voivat kehittää osaamistaan ja myös vaikuttaa uuden toimintamallin kehitykseen. Samalla voidaan tuottaa ratkaisuja kysyntäjouston esteiden ylittämiseksi. Tulokset viittaavat siihen, että teknologioita, kuten aurinkopaneeleja, kysyntäjoustoa ja energiatehokkaita laitteita yhdistelemällä voitaisiin kiinteistön tasolla saavuttaa huomattavia säästöjä sähkönkulutuksessa. Kysyntäjouston yhdistäminen osaksi älykästä kiinteistön energianhallintaa voisi edistää kysyntäjouston käyttöönottoa. Tutkielma osoittaa, että kokeiluilla voidaan tuottaa osaamista energiamurroksen edistämiseksi.Tiivistelmä – Referat – Abstract Variable electricity production poses challenges for the electricity grid, where demand and production must be balanced at all times. Transition to variable electricity production requires new solutions for grid flexibility. Electricity consumption has traditionally been an inflexible component in the electricity system but technological development enables demand side flexibility. Demand response (DR) is demand side measure, where energy consumption is shifted due to an external incentive. DR has multiple benefits such as improving reliability with high integration of variable energy production and cutting emissions during peak production. Despite years of modelling and analysing DR, there is lack of experience with commercial end-users in real-life context. In recent years, transmission system operator Fingrid has conducted experiments with stakeholders to find new demand response resources outside the traditional industrial end-users. The market models and services have not yet matured and therefore actors experiment to find solutions to resolve demand response barriers. The difficulty of scaling up sustainable innovations is a well-known challenge in energy transition research. In strategic niche management theory experiments are seen as tools for sustainable transition. This qualitative case study examines how piloting demand response in grocery store promotes energy transition. I chose the case of Virtual Service Environment (VIRPA-B) experiment, where participants tested DR in two grocery stores. The data were gathered in eight interviews with stakeholders and experts and through literature review. With theoretical framework I analysed, how the experiment contributes to implementation of demand response through expectations, learning and the ways pilot was scaled up after the experiment. Thesis sheds light to stakeholders’ role in implementing new technology and business model in real-life context. The results indicate that DR does not disturb the functions of the grocery store. The technology is matured, but the instalment practises have not been standardized. The greatest barrier for upscaling seems to be the regulations of the electricity markets, as they do not encourage end-users to invest in DR. VIRPA-B experiment did not lead to a rapid upscaling. However, lessons scaled up through other projects that support the niche development. For actors experiments are a platform to develop expertise and influence the new business models. To overcome the barriers, more attention should be directed at the synergies between the technologies. In VIRPA-B pilot actors noted benefits with solar panels, energy efficiency and DR. Combining technologies can lead to significant electricity savings. Promoting DR as a part of intelligent building automation system could also help overcome DR barriers. The results of thesis indicate that experiments can produce capabilities that promote energy transition.
Subject: kysyntäjousto
sähköjärjestelmä
energiamurros
innovaatiopolkujen strateginen hallinta
kokeilut
tapaustutkimus
tavoitteet
oppiminen
skaalautuminen


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Soyrinki_Siiri_pro_gradu_2019.pdf 1.964Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record