undefined

Decarbonised district heat, electricity and synthetic renewable gas in wind-and solar-based district energy systems

Julkaisuvuosi

2021

Tekijät

Weiss, Robert; Saastamoinen, Heidi; Ikäheimo, Jussi; Abdurafikov, Rinat; Sihvonen, Teemu; Shemeikka, Jari

Tiivistelmä

Low availability of sustainable biomass prevents transition of district heating in Europe away from fossil fuels. The need for sustainable fuels stems from current energy generation structure, which mainly relies on centralised combined heat and power operated as baseload units. Our study shows that districts with generation of renewable power, heat and synthetic natural gas can reach complete energy system decarbonisation even without biomass, only using wind and solar power as primary energy. It requires rethinking of interactions between electricity, gas and heating networks and a polygeneration solution with power-to-heat and power-to-gas technologies to fully utilise local solar and wind power and cover peak demands. Power-to-heat as baseload units supported with power-to-gas for seasonal and back-up energy storage are proposed as novel district heating approach. The operation of such polygeneration is tested successfully using a model of a Finnish district. Carbon dioxide circulation is analysed together with capacity requirements to synthetic natural gas and needed wind power installation. Resulting complete decarbonisation requires coordination and flexible operation of power-to-heat and power-to-gas capacity together with gas-fired combined heat and power plants and heat-only boilers, which ensures that renewable power production, heating and power needs, security of supply and grid limitations are met.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Saastamoinen Heidi Orcid -palvelun logo

Ikäheimo Jussi Orcid -palvelun logo

Shemeikka Jari

Abdurafikov Rinat

Weiss Robert

Sihvonen Teemu

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

9

Numero

2

Artikkelinumero

1080340

Julkaisu­foorumi

78481

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Ympäristötiede; Kone- ja valmistustekniikka; Ympäristötekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.13044/j.sdewes.d8.0340

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä