Value of pumped storage hydroelectricity in rivers: A case study of implementing pumped storage hydroelectricity in the Rebnis power plant in River Skellefteälven
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Värdet av pumpkraft i älvar : En fallstudie av att implementera pumpkraft i Rebnis kraftstation i Skellefteälven (Swedish)
Abstract [en]
Hydropower plays an important role in the Swedish power system and is a valuable renewable energy source. Pumped storage hydroelectricity (PHES) is an application of conventional hydropower generation, where water can be pumped between two reservoirs. During low demand periods, water is pumped from a lower reservoir to an upper reservoir, where energy is stored as potential energy. This potential energy can be turned into electricity during high demand periods, by releasing the water to the lower reservoir through the turbines. The purpose of this project is to conduct a case study on investigating the profitability of implementing pumped storage hydroelectricity in the Rebnis power plant by Skellefte river. Modeling is done in a software called Spine, and economic analysis is conducted. This project includes a literature study of technical preconditions and investment costs for various solutions, and simulating different price-scenarios to assess the value of PHES. The results implicate that implementing PHES to Rebnis power plant might be profitable. The total gained revenue of with pump-operation for all simulated weeks resulted to 0,50 M€ and, a rough approximation for the whole year 2 M€. According to the NPV of 15,6 M€ and compared to the annuity of 0,91 M€ the project seems to be profitable. This project includes a variety of approximations, so to be able to assess the profitability more accurately, future work is needed. It would be interesting to study the investment costs more carefully and a longer time horizon should be used, preferably a year or longer. The environmental constraints should also be studied to be able to assess the possible environmental impacts of PHES in Rebnis.
Abstract [sv]
Vattenkraft spelar en viktig roll i det svenska kraftsystemet och är en värdefull förnybar energikälla. Pumpkraftverk (PHES) är en tillämpning av konventionell vattenkraft, där vatten kan pumpas mellan två magasin. Under perioder med låg efterfrågan pumpas vatten från en lägre magasin till en övre magasin, där energi lagras som potentiell energi. Denna potentiella energi kan omvandlas till elektricitet under perioder med hög efterfrågan genom att släppa vattnet tillbaka till den lägre magasinen genom turbinerna. Syftet med detta projekt är att genomföra en fallstudie för att undersöka lönsamheten av att implementera pumpkraftverk i Rebnis kraftverk vid Skellefteälven. Modelleringen görs i en programvara som heter Spine. Projektet omfattar en litteraturstudie av tekniska förutsättningar och investeringskostnader för olika lösningar samt simulering av olika prisscenarier för att bedöma värdet av PHES. Resultaten tyder på att implementering av PHES vid Rebnis kraftverk kan vara lönsam. Den totala intäkten från pumpdrift för alla simulerade veckor uppgick till 0,50 M€ och en grov uppskattning för hela året är 2 M€. Enligt NPV på 15,6 M€ och jämfört med annuiteten på 0,91 M€ verkar projektet vara lönsamt. Projektet inkluderar en rad uppskattningar, så för att kunna bedöma lönsamheten mer noggrant behövs framtida arbete. Det skulle vara intressant att studera investeringskostnaderna mer noggrant och en längre tidsperiod bör användas, helst ett år eller längre. De miljömässiga begränsningarna bör också undersökas för att kunna bedöma de möjliga miljöpåverkan av PHES vid Rebnis.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 49
Series
TRITA-EECS-EX ; 2024:968
Keywords [en]
Hydropower, pumped storage hydroelectricity, Spine Toolbox, SpineOpt
Keywords [sv]
Vattenkraft, Pumpkraft, Spine Toolbox, SpineOpt
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-361385OAI: oai:DiVA.org:kth-361385DiVA, id: diva2:1945251
Supervisors
Examiners
2025-03-242025-03-182025-03-24Bibliographically approved