Kaukolämpöakun kannattavuus teollisuuden ja yhdyskunnan energian yhteistuotannossa

Työn tavoitteena oli selvittää UPM-Kymmenen Rauman voimalaitokselle soveltuvan kaukolämpöakun prosessikytkentä, optimaalinen koko ja investoinnin kannattavuus. Lisäksi ratkaistiin funktio, jolla voidaan määrittää optimaalinen kaukolämpöakun koko kaukolämpöverkon koon perusteella. Teoriaosassa käsiteltiin investointien ja lämmön varastoinnin perusteita käyttämällä hyväksi kirjallisuutta. Soveltavassa osassa tietoa kerättiin kirjallisuuden lisäksi asiantuntijoiden haastatteluilla. Teorian ja kannattavuuslaskelmien perusteella toteutettavaksi ratkaisuksi valittiin suorakytkentäinen paineistettu kaukolämpöakku. Valitun akun purkaus- ja latustehoiksi saatiin 40 MW, akun tilavuudeksi 1 700 m³, korkeudeksi 33 m ja halkaisijaksi 8 m. Investonnin sisäinen korko on 16,6 prosenttia. Kannattavuuslaskelmien ja herkkyystarkastelun perusteella investointi on kannattava. Kaukolämpöverkkoon rakennattavan akun optimaalinen koko voidaan määrittää funktiolla: y = -0,0102x² +9,6605x +68,395 , jossa y on akun tilavuus ja x verkon kaukolämpöenergian vuosittainen kulutus.

The purpose of this thesis was to determine a district heat accumulator, its process connection, optimal capacity and profitability of capital investment at UPM-Kymmene Rauma power plant. The function that can determine the optimal size for a district heat accumulator by the size of district heating network was also resolved.The basics of heat storage and capital investments were introduced in the theory part. Literature and interviews from specialists were used for the thesis. Based on the theory and profitability calculations the solution was to implement a direct connected pressurized district heat accumulator. The charging and discharging power was set to 40 MW, the volume of the accumulator 1 700 m³, height 33 m and diameter 8 m. The internal rate of return is 16,6 percent. According to profitability calculations and sensitivity analysis the investment is profitable. The optimal size of the accumulator for district heating network can be defined by a function: y= -0,0102x² +9,6605x +68,395, where y is volume of accumulator and x networks energy consumption in one year.