Nettkonferansen Dagens FoU morgendagens løsninger for nettselskapene?? Frank Nilsen, Norges forskningsråd RENERGI programmet

Transkript

1 Nettkonferansen Dagens FoU morgendagens løsninger for nettselskapene?? Frank Nilsen, Norges forskningsråd RENERGI programmet

2 Hovedpunkter i innlegget Energi21 og klimaavtalen visjon og temaområder Norge og EU s rammeprogram - SmartGrids FoU - Satsningsområder i overordnet nett Relaterte FME søknader etc Viktige FoU prosjekter FoU - Satsingsområder i distribusjonsnettet Relaterte FME søknader Viktige FoU prosjekter Oppsummering

3 Visjon Norge: Europas energi- og miljønasjon fra nasjonal energibalanse til grønn leveranse Vi har naturressurser kompetansemiljøer samfunnsmessige forutsetninger Europas fremste energi- og miljønasjon lave klimautslipp leverandør av miljøvennlig kraft til Europa attraktiv for ledende energi- og teknologibedrifter

4 Energi21 og Klimaavtalen peker på energieffektivisering klimavennlig kraft CO 2 -nøytral oppvarming et energisystem for fremtiden rammer og samfunnsanalyse CO 2 -fangst og lagring

5 Intensjon om rask opptrapping FoU på fornybar energi og CO2-fangst/lagring Betydelig opptrapping av RENERGI i revidert stadsbudsjett for 2008 med ca. 50 mill. kr. Betydelig økning av RENERGI i statsbudsjettet med ca. 100 mill. kr. til ca. 270 mill. kr. i 2009 I tillegg kommer midler til sentere for miljøvennlig energi FME med ca. 100 mill.kr./år over 8 år Dessuten øker satsingen på CO 2 rensing og lagring gjennom CLIMIT programmet

6 Hovedpunkter i innlegget Energi21 og klimaavtalen visjon og temaområder Norge og EU s rammeprogram - SmartGrids Satsningsområder i overordnet nett Relaterte FME søknader etc Viktige FoU prosjekter Satsingsområder i distribusjonsnettet Relaterte FME søknader Viktige FoU prosjekter Oppsummering

7 EU s rammeprogram innenfor Energi og norsk deltagelse Sterkest innenfor: CO2 fangst og lagring Hydrogen Fornybar energi Lite innenfor: Energisystemet - SmartGrids

8 SmartGrids

9 EU FP7 eksempel fra høstens utlysning FP7-ENERGY Closing 25/11/2008 Step 1 Topic 7.3.1: HTS Devices for electricity networks Topic 7.3.2: High density/rapid release energy storage Topic 7.3.3: Strategic impact of the roll-out of electric and plugin hybrid vehicles on grid infrastructure FP7-ENERGY Closing 29/04/2009 Topic 7.1.1: Optimisation of the electricity grid with large scale renewables and storage FP7-ENERGY Closing 25/11/2008 Topic Support to the coordination of stakeholders' activities in the field of Smart Grids ICT-ENERGY Joint Call Closing March 2009 (in preparation) Novel ICT solutions for Smart Electricity Distribution Networks

10 Hovedpunkter i innlegget Energi21 og klimaavtalen visjon og temaområder Norge og EU s rammeprogram - SmartGrids FoU - Satsningsområder i overordnet nett Relaterte FME søknader etc Viktige FoU prosjekter FoU - Satsingsområder i distribusjonsnettet Relaterte FME søknader Viktige FoU prosjekter Oppsummering

11 Greenpeace: Proposed offshore grid 6000 MW offshore vindkraft i 2027 Betydelig forsterking av nettet på land MW nye kabler i 2025

12 FME initiativ videre trinn 2 Energi effektivisering - 2 videre Miljøvennlig kraft - 4 videre CO 2 -nøytral oppvarming - 4 videre Energisystem Rammer og samfunnsanalyse CO2-fangst og lagring - 2 videre Research Centre for Offshore Wind Technology Deltagere: SINTEF/NTNU, IFE, Statkraft, StatoilHydro, SWAY m.fl. Systemmessige og tekniske løsninger for å tilkoble vindparkene til landnettet Balansekjøring med vannkraftsystemet markedsløsninger etc. Nye metoder for å sammensette komponentene inne mølla på en optimal måte Legge til rette for kostnadseffektivt vedlikehold også tilgjengelighet til vindparkene Vindparkenes miljøpåvirkning hav og fugleliv Miljøvennlig transport

13 FME initiativ videre trinn 2 Energi effektivisering - 2 videre Miljøvennlig kraft - 4 videre CO 2 -nøytral oppvarming - 2 videre Energisystem - 1 videre Rammer og samfunnsanalyse CO2-fangst og lagring - 2 videre Offshore Transmission Network technology (NTNU) Planlegging av systemløsninger og kontrollsystemer, både internt i vindparkene, mot offshoreinstallasjoner og mot land Utvikling av subsea -løsninger for konnektorer, transformatorer, brytere /koblingsanlegg og omformerteknologi Forbedrede sjøkabler både AC og DC, som bl.a. er mer robuste mot mekanisk påvirkning Miljøvennlig transport

14 FME initiativ videre trinn 2 Energi effektivisering - 2 videre Miljøvennlig kraft - 4 videre CO 2 -nøytral oppvarming - 4 videre Energisystem Rammer og samfunnsanalyse CO2-fangst og lagring - 2 videre Centre for environmental design of renewable energy (SINTEF) Balansekjøringens påvirkning på miljøet I vassdragene Nye metoder og modeller for produksjonsplanlegging som også optimaliserer balansekjøring og miljøpåvirkning. Miljøvennlig planlegging av nye kraftlinjer valg av traseer et. Nye metoder og modeller for å sammenligne miljøpåvirkninger fra forskjellige typer fornybar energi både globalt og lokalt Gi innspill som kan være grunnlag for forbedrede rammebetingelser for fornybar energi Miljøvennlig transport

15 Hovedpunkter i innlegget Energi21 og klimaavtalen visjon og temaområder Norge og EU s rammeprogram - SmartGrids FoU - Satsningsområder i overordnet nett Relaterte FME søknader etc Viktige FoU prosjekter FoU - Satsingsområder i distribusjonsnettet Relaterte FME søknader Viktige FoU prosjekter Oppsummering

16 Wide Area Control Systems Dynamisk stabilitet og fare for effektpendlinger er ofte en begrensning for kraftoverføring i sentralnett Nettverk av tidssynkroniserte måleinstrumenter på sentrale knutepunkt åpner for nye muligheter for regulering Potensial for å øke stabiliteten i sentralnettet Løsning: HVDC og SVC stasjoner kan styres med målinger fra ulike deler av sentralnettet Frihet til å velge målesignaler fra optimale punkter i nettet Fakta: Tittel: Wide Area Control Systems for control of FACTS/HVDC Institusjon: ABB Totalbudsjett: 6,1 mill. kr. Støtte fra RENERGI: 1,75 mill. kr. Prosjektperiode: Wide Area Controller

17 Non-metallic water diffusion barriers Polyolefins; diffusion and permeability: Development of non-metallic water barrier solutions for submarine high voltage cables Fakta: Tittel: Utvikling av høyspennings polymere sjøkabler for store havdyp Institusjon: Nexans Totalbudsjett: 5,5 mill. kr. Støtte fra RENERGI: 2,6 mill. kr. Prosjektperiode: To replace lead (Pb) sheat as main water barrier construction; environmental and marketing reasons Reduce weight and increase the loading capacity

18 Deltagelse fra Norge, Nederland og Belgia (4 PhDkand.) Motivasjon: Optimal utnyttelse av reserver over nasjonale grenser Redusere reservekostnader Nyttiggjøre vannkraftens fordeler som reguleringsressurs Økende behov for reserver pga. økende andel fornybar produksjon Balance Management Fakta: Tittel: Balance Management Institusjon: SINTEF Energiforskning Totalbudsjett: 11,7 mill. kr. Støtte fra RENERGI: 4,6 mill. kr. Prosjektperiode: Hovedfokus: Kartlegging av eksisterende balansemekanismer i Nord- Europa Kartlegging av marginalkostnader for regulering i varmekraftsystem og forbruk Alternative modeller for utveksling av reserver via HVDCforbindelsene Design av framtidig markedsmodell

19 Hovedpunkter i innlegget Energi21 og klimaavtalen visjon og temaområder Satsningsområder i overordnet nett Relaterte FME søknader etc Viktige FoU prosjekter Satsingsområder i distribusjonsnettet Relaterte FME søknader Viktige FoU prosjekter Oppsummering

20 FME initiativ videre trinn 2 Energi effektivisering - 2 videre Miljøvennlig kraft - 4 videre CO 2 -nøytral oppvarming - 2 videre Energisystem Rammer og samfunnsanalyse CO2-fangst og lagring - 2 videre Centre for Innovations in Bioenergy SINTEF Energiforskning m.fl Søker har sterk kompetanse innenfor bruk av biomasse Bruk av biobrensel med fokus på Småskala forbrenning Gassifisering Pyrolyse CHP Vil gå sammen med Bioenergy innovation centre for å utarbeide en felles søknad. Senterledelsen legges til Ås (UMB) Miljøvennlig transport

21 FME initiativ videre trinn 2 Energi effektivisering - 2 videre Miljøvennlig kraft CO 2 -nøytral oppvarming - 4 videre Energisystem Rammer og samfunnsanalyse Next Generation Technology for Efficient Energy Use SINTEF Energi m.fl Potensialet for energisparing i industrien er meget stort. Industrien har store mengder spillenergi tilgjengelig, lav temperatur og beliggenhet krever innovative løsninger. Fokus på Avansert varmeoverføring og strømningsanalyse Teknologi for bruk av spillvarme, elproduksjon CO2-fangst og lagring - 2 videre Miljøvennlig transport

22 FME initiativ videre trinn 2 Energi effektivisering - 2 videre Miljøvennlig kraft CO 2 -nøytral oppvarming - 4 videre Energisystem The research Centre on Zero Emission Buildings NTNU m.fl Bredt sammensatt konsortium med solide representanter fra alle ledd i kjeden Markedsgjennombrudd for 0 utslippsbygninger Stort behov for økt kompetanse i byggnæringen Fokus på: Teknologi Bruk Valg av energikilder Rammer og samfunnsanalyse CO2-fangst og lagring - 2 videre Miljøvennlig transport

23 FME initiativ videre trinn 2 Energi effektivisering - 2 videre Miljøvennlig kraft - 4 videre CO 2 -nøytral oppvarming - 2 videre Energisystem - 1 videre Rammer og samfunnsanalyse - 2 videre Centre for Sustainable Transportation Sterkt konsortium med UiO, IFE, NTNU og SINTEF 0-utslippsteknologi: Hydrogen og batterier for elbiler Felles plattform: Avansert materialteknologi Fokus på: Hydrogenproduksjon Hydrogenlagring Hydrogensystem Batterier (Li-ion) CO2-fangst og lagring Miljøvennlig transport

24 Hovedpunkter i innlegget Energi21 og klimaavtalen visjon og temaområder Norge og EU s rammeprogram - SmartGrids FoU - Satsningsområder i overordnet nett Relaterte FME søknader etc Viktige FoU prosjekter FoU - Satsingsområder i distribusjonsnettet Relaterte FME søknader Viktige FoU prosjekter Oppsummering

25 Distribusjonsnett 2020 Feilhåndtering i distribusjonsnettet: Feillokaliseringsmetoder Jordfeildetektering Vernbehov i nett med lokal produksjon Tekniske utfordringer i forbindelse med tilknytning av lokal produksjon i nettet: Stabilitetsutfordringer Stasjonær spenningsvariasjon Vern Feildetektering Øydrift-detektering EKSEMPLER PÅ INNVIRKNING Forebyggende tiltak for eksempel ved valg av generator P(MW) Fakta: Tittel: Distribution 2020 Institusjon: SINTEF Energiforskning AS Totalbudsjett: 12,7 mill. kr. Støtte fra RENERGI: 7,5 mill. kr. Prosjektperiode: A c tive G enerator P ow er Effektpendlinger Tim e(seconds)

26 TEKNISKE RETNINGSLINJER for tilknytning av DG i distribusjonsnettet INNHOLD: TEKNISKE FUNKSJONSKRAV: Krav til leveringskvalitet Krav til generatorutrustning Krav til vern, målinger m.m. Krav til annet utstyr ANDRE FORHOLD: Drift og vedlikehold Prosjektering, testing og idriftsettelse VEILEDNING: Tilknytningsprosessen Analyser Databehov

27 KMB prosjektet RISK DSAM Risk-Based Distribution System Asset Management Prosjektet utarbeider ny metodikk og nye verktøy/modeller for risikostyring hos nettselskapene i forbindelse med vedlikehold og reinvesteringer i distribusjonsnettet. Resultatene vil gi selskapene et bedre beslutningsgrunnlaget både på strategisk og operativt nivå og bedre dokumentasjon av dette Formelle metoder for å ta hensyn til økonomi, leveringskvalitet, sikkerhet, miljø, sårbarhet, kontrakter og omdømme i beslutningsprosessen står sentral. Resultater: Håndbok guide for utarbeidelse av vedlikeholdsstrategier i distribusjonsnett Håndbok guide for gjennomføring av reinvesteringsanalyser i distribusjonsnett Fakta: Tittel: RISK DSAM Institusjon: SINTEF Energiforskning AS Totalbudsjett: 18,3 mill. kr. Støtte fra RENERGI: 10,4 mill. kr. Prosjektperiode:

28 PQM A new concept for Power Quality Measurement and Management Ny lavkost målerteknologi for måling av leveringskvalitet Nye verktøy for overvåking og styring av leveringskvalitet inklusive verktøy for diagnose av leveringskvalitetsproblemer (se figur) Fakta: Tittel: PQM Institusjon: SINTEF Energiforskning AS Totalbudsjett: 14,6 mill. kr. Støtte fra RENERGI: 7,0 mill. kr. Prosjektperiode:

29 Spenningsstabilisering i svake 12-24kV Prosjekt: Spenningsregulator-testenhet for 22kV hos Eidsiva Nett AS, Trysil. Videreutvikling av tidligere lavspent spenningsregulator. Nye patenter initiert. Fakta: Tittel: Spenningsstabilisering i svake 12-24kV nett ved distribuert produksjon Institusjon: Magtech Totalbudsjett: 7,0 mill. kr. Støtte fra RENERGI: 2,1 Mill. kr. Prosjektperiode: Høyspenttester utføres i nov Idriftsettelse planlagt jan Målinger, verifiseringer og modeller for virkemåte i nettet frem til og med 2010.

30 Tilstandskontroll i anlegg PD målinger Innovative metode for tilstandskontroll basert på radio frekvens (RF) for sikker deteksjon av partielle utladninger (PD) i høyspentanlegg: Transformatorstasjoner og bryteranlegg kan hurtig sjekkes for mulige defekter Kontroll av anlegg kan utføres uten utkobling Øker drifts- og personsikkerhet Fakta: Tittel: System for Electric Diagnosis of Partial Discharge on High Voltage Equipment Institusjon: Doble Transinor Totalbudsjett: 10,5 millioner kroner Støtte fra RENERGI: 4,2 MNOK kroner Prosjektperiode:

31 Veien videre Hvordan kan nettselskapene bidra?

32 Ved nye investeringer i MS og LS nettet tenke nytt Legge til rette for integrasjon av distribuert generering som vannkraft, vindkraft og CHP i eksisterende nett Hvordan få til en overgang fra dagens nett til et fremtidig som kan integrere mikronett med PV, CHP, plug-in hybridbiler og lokalt energilager

33 AMS Elektronisk portal for info til/fra prosumer Data Mgmt Meter Elektrisitet Gass Varme Vann AMS f. eks. for å: Motta forbruksinformasjon (pris, miljø etc.) Kontrollerere energi- og effektforbruket Måling og avregning forbruk og kraftproduksjon Feil og avbruddsstatistikk Data som nettselskapene kan nytte for å lette planlegging og drift

34 AMS er nødvendig systemteknologi for effektiv dataorganisering/-vedlikehold og -utveksling Produsent /leverandør / nettselskap KIS FASIT SCADA/EMS ERP NIS/GIS Balansekjøring? Prosumer Måling av forbruk og produksjon Kundedisplay Leveringskvalitet/jordfeil Avbruddsinfo Miljø-/prissignaker Lastkontroll Energilagring

35 Investeringer i SmartGrid må være smarte Gjør det som har høyest nytte/kost verdi for kundene og miljøet Vær åpne for nye smarte løsninger Vær med på FoU og verifikasjonsprosjekter før storskala implementereing kompetanseoppbyggingen er viktig for å få de rette løsningene Myndighetene må komme med de rette insentivene som dekker risikoen

36 Takk for oppmerksomheten!