Optimised Power Purchase Agreements Between Green Hydrogen & Green Electricity Producers
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-09-30
Department
Major/Subject
Operations Management
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Industrial Engineering and Management
Language
en
Pages
135
Series
Abstract
The EU has decided to set a climate goal to be carbon-neutral before 2050, and the goal of Finland is to achieve this already by 2035. To meet these targets, the energy production sector must do huge reforms. Green hydrogen is promising technology which can be used to meet the targets. Green Hydrogen is produced using electricity from renewable energy sources. Power Purchase Agreement (PPA) is needed to meet the supply and demand of green electricity between these two parties. This research has three main goals: 1) to optimize PPA (Power Purchase Agreement) models which are designed for green electricity and green hydrogen producers. Focusing on the Finnish electricity market, 2) to understand the effect of flexibility options in the green hydrogen value chain on forming PPA models, and 3) to identify the influence of EU legislation on the content of PPA models. This research includes both qualitative and quantitative methods. The research consists of three different phases: 1) forming PPA models and evaluating the impact of hydrogen value chain flexibility possibilities and EU legislation on PPA models. This was done by doing a systematic literature review and semi-structured interviews. 2) After that the second round of interviews was done to evaluate the reliability of the preliminary results. Based on interviews five PPA models were selected for further studies. 3) Profitability calculations were done to the selected five PPA models using a data-driven analysis. Finally, conclusion was done based on results. The results revealed that hydrogen producers have enough flexibility possibilities to adapt to the fluctuating electricity markets. Based on the data analysis, the optimal PPA model was the "First Megawatt" structure with dynamic price flexibility. This proved to be the best option for green hydrogen producers. This research gives understanding of PPA structures between green electricity producers and green hydrogen producers in Finland and other countries. Additionally, this research provides valuable knowledge of the flexibility possibilities in the hydrogen value chain and gives knowledge of the impact of EU legislation on PPA models. The most significant achievement of this research is the creation of the potential PPA models and to give the recommendation of a PPA model between green electricity and green hydrogen producers.Energiantuotannosta aiheutuu suuret päästöt, joista halutaan luopua ilmastonmuutoksen pysäyttämiseksi. EU on asettanut ilmastotavoitteekseen olla hiilineutraali vuonna 2050 ja Suomi vuonna 2035. Näihin tavoitteiden pääsemiseksi energian tuotantoa on uudistettava. Yksi lupaava keino tämän saavuttamiseksi on vihreä vety, joka tuotetaan uusiutuvien energialähteiden tuottamalla sähköllä. Jotta vihreän sähkön tarjonta ja kysyntä saadaan kohtaamaan osapuolten välillä, tarvitaan sähkön osto ja myyntisopimus PPA. Tässä tutkimuksessa on kolme tavoitetta: 1) optimoida toimivia PPA (Power Purchase Agreement) -malleja, jotka on suunniteltu vihreän sähkön ja vihreän vedyn tuottajien välille, painottaen Suomen sähkömarkkinoita, 2) ymmärtää vedyn arvoketjun jousto madollisuuksien vaikutukset muodostaa PPA malleja ja 3) tunnistaa EU:n lainsäädännön vaikutuksia PPA mallien sisältöön. Tutkimusmenetelminä on käytetty niin laadullisia kuin määrällisiä. Tutkimus on jaettu kolmeen vaiheeseen: 1) PPA mallien muodostaminen ja vedyn arvoketjun jousto mahdollisuuksien ja EU:n lainsäädännön vaikutuksien arviointi PPA:n sisältöön. Nämä on toteutettu systemaattisena kirjallisuuskatsauksena ja puolistrukturoituina haastatteluina. 2) alustavien tuloksien luotettavuuden arviontiin järjestettiin toinen haastattelu kierros, joiden perusteella valittiin viisi PPA mallia. 3) valituille PPA malleille tehtiin kannattavuus laskelmat dataan perustuvan analyysin avulla, joiden perustella muodostettiin johtopäätökset. Tuloksina saatiin, että vedyn tuottajalla on osittain mahdollisuuksia joustaa sähkön tuotannon mukana. Data-analyysiin perustuen optimaalinen PPA-malli oli "First Megawatt" -rakenne dynaamisella hintajoustolla. Tämä osoittautui edullisimmaksi vaihtoehdoksi vihreän vedyn tuottajalle. Tämä tutkimus lisää tietämystä PPA:n rakenteista vihreän sähkön tuottajan ja vihreän vedyn tuottajan välillä Suomessa ja muualla. Lisäksi tutkimus tarjoaa arvokasta tietoa vedyn arvoketjun juusto mahdollisuuksista ja EU:n lainsäädännön vaikutuksista PPA malleihin. Tutkimuksen merkittävimpänä saavutuksena voidaan pitää potentiaalisten PPA:n tunnistamista ja niiden pohjalta suositus mallin antamista vihreän sähkön ja vihreän vedyn tuottajien välille.Description
Supervisor
Seppälä, TimoThesis advisor
Haahtela, TeroPeltoniemi, Matias
Keywords
green hydrogen, green electricity, power purchase agreement, electricity markets, hydrogen value chain, EU legislation