Energy Management in a Port: A Case Study on Helsingborg Port Electrification
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
With a particular focus on the ABB Ability OPTIMAX system, this thesis studies opportunities for energy optimization at Helsingborg Port by integrating battery storage systems, electrified container handling equipments and cutting-edge energy management technology. The goal of the study is to explore various scenarios of electrification that will help the port achieve its sustainability objectives while lowering energy costs, controlling peak demand, and improving operational effectiveness. Many energy management scenarios were examined through a series of simulations, showing great potential for cost reductions and peak demand reduction and its associated costs. According to the findings, battery operations that are optimized can save energy expenses by as much as 9%, which translates into significant cost savings considering high energy consumptions in the port. Furthermore, it was shown that using battery storage strategically might cut peak power consumption by about 24%, which would lessen reliance on the grid and the related expenses. Apart from reducing expenses, the research also pinpoints possibilities to earn extra income by selling surplus energy to the grid and engaging in ancillary services like capacity and frequency containment reserves (FCR). These markets present additional revenue opportunities and establish Helsingborg Port as a reliable source of energy while also contributing to system stability. The benefits of efficient energy management for the environment are also highlighted by this research, including significant reductions in greenhouse gas emissions through reduced dependency on fossil fuels. These results are in line with the European Union’s directives to cut emissions and encourage sustainable energy use. The results of this thesis offer Helsingborg Port a roadmap for strategic choices and investments in the future as it transitions to full electrification and increased integration of renewable energy sources. According to the study's findings, Helsingborg Port may achieve significant operational, environmental, and economic rewards by using cutting-edge energy management systems and carefully plan ahead. This would further solidify the port's position as a leader in sustainable port operations. Overall, this research underscores the critical role of energy optimization in modern port operations and highlights the potential for ports to contribute to broader energy system stability and environmental sustainability while achieving financial gains.
Abstract [sv]
Med särskilt fokus på ABB Ability OPTIMAX-systemet behandlar denna avhandling möjligheterna till energioptimering i Helsingborgs hamn genom att integrera batterilagringssystem och avancerad teknik för energihantering. Målet med studien är att utforska olika scenarier för elektrifiering som hjälper hamnen att uppnå sina hållbarhetsmål samtidigt som energikostnaderna sänks, toppbelastningen kontrolleras och driftseffektiviteten förbättras. Många energihanteringsscenarier undersöktes genom en serie simuleringar, som visade stor potential för kostnadsminskningar och minskning av toppbelastning och dess tillhörande kostnader. Enligt resultaten kan optimerad batteridrift spara energikostnader med så mycket som 9%, vilket innebär betydande kostnadsbesparingar med tanke på den höga energiförbrukningen i hamnen. Dessutom visade det sig att strategisk användning av batterilagring kan minska den maximala energiförbrukningen med cirka 24%, vilket skulle minska beroendet av elnätet och de därmed sammanhängande kostnaderna. Förutom att minska kostnaderna visar denna studie också på möjligheter att tjäna extra pengar genom att sälja överskottsenergi till elnätet och tillhandahålla stödtjänster som kapacitets- och frekvensreserver (FCR). Dessa marknader ger ytterligare intäktsmöjligheter och etablerar Helsingborgs hamn som en pålitlig energikälla samtidigt som de bidrar till systemstabiliteten. Fördelarna med effektiv energihantering för miljön lyfts också fram av forskningen, inklusive betydande minskningar av utsläppen av växthusgaser genom minskat beroende av fossila bränslen. Dessa resultat är i linje med EU:s direktiv om att minska utsläppen och uppmuntra till hållbar energianvändning. Resultaten av denna avhandling erbjuder Helsingborgs Hamn en färdplan för strategiska val och investeringar i framtiden när man övergår till full elektrifiering och ökad integration av förnybara energikällor. Enligt studiens resultat kan Helsingborgs Hamn uppnå betydande operativa, miljömässiga och ekonomiska fördelar genom att använda avancerade energihanteringssystem och noggrant planera framåt. Detta skulle ytterligare stärka hamnens position som en ledare inom hållbar hamnverksamhet. Sammantaget understryker denna forskning den kritiska roll som energioptimering spelar i modern hamnverksamhet och belyser potentialen för hamnar att bidra till bredare energisystemstabilitet och miljömässig hållbarhet samtidigt som de uppnår ekonomiska vinster
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 46
Series
TRITA-ITM-EX ; 2024:457
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-362078OAI: oai:DiVA.org:kth-362078DiVA, id: diva2:1950014
External cooperation
ABB
Subject / course
Energy Technology
Educational program
Degree of Master
Presentation
2024-12-20, 00:00
Supervisors
Examiners
2025-04-042025-04-042025-04-04Bibliographically approved