Advanced

Harmoniserad elektrifiering av luftfarten

Olofsson, Annie LU (2021) MVKM01 20202
Department of Energy Sciences
Abstract (Swedish)
Elektrifieringstrenden inom transportsektorn tycks under hösten ha lämnat marken; elflyg anses vara ett av svaren på hur luftfarten skall reducera sin omdebatterade klimatpåverkan i framtiden. En ökning av tunga elektrifierade fordon, inklusive flyg, resulterar i konsekvenser för elsystemet sett till ökat effektbehov och nya lastprofiler. Examensarbetet ämnar således undersöka vilken roll regionala flygplatser kan komma att spela i energiomställningen. En roll med avseende på ökat effektbehov för elflyg men också som producent av förnyelsebar el i form av solceller. Vidare hur dessa två åtgärder kan komma att öppna upp för både synergier utmaningar på systemnivå.
En dynamisk simuleringsmodell utvecklades för flygplatsers elenergibalans... (More)
Elektrifieringstrenden inom transportsektorn tycks under hösten ha lämnat marken; elflyg anses vara ett av svaren på hur luftfarten skall reducera sin omdebatterade klimatpåverkan i framtiden. En ökning av tunga elektrifierade fordon, inklusive flyg, resulterar i konsekvenser för elsystemet sett till ökat effektbehov och nya lastprofiler. Examensarbetet ämnar således undersöka vilken roll regionala flygplatser kan komma att spela i energiomställningen. En roll med avseende på ökat effektbehov för elflyg men också som producent av förnyelsebar el i form av solceller. Vidare hur dessa två åtgärder kan komma att öppna upp för både synergier utmaningar på systemnivå.
En dynamisk simuleringsmodell utvecklades för flygplatsers elenergibalans med olika framtidsscenarion med avseende på solel och elflyg. En modellen som sedan applicerades på Härjedalens flygplats för att besvara rapportens frågeställningar:

• Scenario Solel: Hur skulle en nätansluten solcellsanläggning i anslutning till
flygplatser kunna utformas och optimeras sett till årlig täckningsgrad av befintlig
elanvändning? Vilka utmaningar finns sett till flygplatser och anslutande elnätet?

• Scenario Flyg-el: Vilken inverkan förväntas en implementering av elektrifierade
kommersiella flyg ha på regionala flygplatser samt deras lastprofil?

• Scenario Systemlösning: Hur väl möter produktion av en solcellsanläggning en
flygplats lastprofil när elektrifierade flyg inkluderas baserat på årlig
täckningsgrad? Vilka systemnyttor och utmaningar uppstår?

Solceller kan i begränsad mån tillgodose ett ökat effektbehovet från laddning av elflyg där anläggningens storlek och säsongsvariation utgör avgörande parametrar. Vidare påvisas att en lastprofil med stundtals höga effekttoppar i mindre utsträckning tillgodoser elanvändning sett till täckningsgrad och solkraft. Effekttoppar vilka delvis kan reduceras med batterilager. Vidare identifieras flygplatser som lämpliga producenter av förnyelsebar el i form av solkraft med avseende på tillgängliga ytor med lågt andrahandsvärde.
En markant förändrad lastprofil för flygplatser påvisas om samtlig kommersiell lufttrafik elektrifieras. Eviations elektrifierade flygplan Alice utgjorde indata i simuleringsmodellen för rapporten och har en batterikapacitet på 920 kWh (reserv inkluderad). Varje laddningstillfälle utgjorde effekttoppar på cirka 10 gånger den nuvarande elanvändningen.

En ny aktör med intressen i elmarknaden identifierades i rapporten i form av flygbolag. Vid en kommersiell elflygsimplementering uppstår ekonomiska incitament till att bidra med låga och stabila elpriser. Då elpriset står i direkt koppling till elflygets bränslekostnader. Genom att investera i solceller och batterilager i anslutning till flygplatser säkerställs inte bara redundans utan möjliggör även sänkta marginalkostnader för flygbränsle. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Olofsson, Annie LU
supervisor
organization
course
MVKM01 20202
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
report number
LUTMDN/TMHP-21/5467-SE
ISSN
0282-1990
language
Swedish
id
9041216
date added to LUP
2021-03-02 11:02:48
date last changed
2021-04-07 12:43:57
@misc{9041216,
  abstract     = {Elektrifieringstrenden inom transportsektorn tycks under hösten ha lämnat marken; elflyg anses vara ett av svaren på hur luftfarten skall reducera sin omdebatterade klimatpåverkan i framtiden. En ökning av tunga elektrifierade fordon, inklusive flyg, resulterar i konsekvenser för elsystemet sett till ökat effektbehov och nya lastprofiler. Examensarbetet ämnar således undersöka vilken roll regionala flygplatser kan komma att spela i energiomställningen. En roll med avseende på ökat effektbehov för elflyg men också som producent av förnyelsebar el i form av solceller. Vidare hur dessa två åtgärder kan komma att öppna upp för både synergier utmaningar på systemnivå.
En dynamisk simuleringsmodell utvecklades för flygplatsers elenergibalans med olika framtidsscenarion med avseende på solel och elflyg. En modellen som sedan applicerades på Härjedalens flygplats för att besvara rapportens frågeställningar: 
 
• Scenario Solel: Hur skulle en nätansluten solcellsanläggning i anslutning till 
 flygplatser kunna utformas och optimeras sett till årlig täckningsgrad av befintlig 
 elanvändning? Vilka utmaningar finns sett till flygplatser och anslutande elnätet? 

• Scenario Flyg-el: Vilken inverkan förväntas en implementering av elektrifierade 
 kommersiella flyg ha på regionala flygplatser samt deras lastprofil?

• Scenario Systemlösning: Hur väl möter produktion av en solcellsanläggning en 
 flygplats lastprofil när elektrifierade flyg inkluderas baserat på årlig 
 täckningsgrad? Vilka systemnyttor och utmaningar uppstår? 

Solceller kan i begränsad mån tillgodose ett ökat effektbehovet från laddning av elflyg där anläggningens storlek och säsongsvariation utgör avgörande parametrar. Vidare påvisas att en lastprofil med stundtals höga effekttoppar i mindre utsträckning tillgodoser elanvändning sett till täckningsgrad och solkraft. Effekttoppar vilka delvis kan reduceras med batterilager. Vidare identifieras flygplatser som lämpliga producenter av förnyelsebar el i form av solkraft med avseende på tillgängliga ytor med lågt andrahandsvärde.
En markant förändrad lastprofil för flygplatser påvisas om samtlig kommersiell lufttrafik elektrifieras. Eviations elektrifierade flygplan Alice utgjorde indata i simuleringsmodellen för rapporten och har en batterikapacitet på 920 kWh (reserv inkluderad). Varje laddningstillfälle utgjorde effekttoppar på cirka 10 gånger den nuvarande elanvändningen.

En ny aktör med intressen i elmarknaden identifierades i rapporten i form av flygbolag. Vid en kommersiell elflygsimplementering uppstår ekonomiska incitament till att bidra med låga och stabila elpriser. Då elpriset står i direkt koppling till elflygets bränslekostnader. Genom att investera i solceller och batterilager i anslutning till flygplatser säkerställs inte bara redundans utan möjliggör även sänkta marginalkostnader för flygbränsle.},
  author       = {Olofsson, Annie},
  issn         = {0282-1990},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Harmoniserad elektrifiering av luftfarten},
  year         = {2021},
}