Smarte enrgisystemer. Jan Onarheim, NTNU.

Transkript

1 Smarte enrgisystemer Jan Onarheim, NTNU

2 Og kostnadsmessig er denne integrasjonen betydelig Nyverdi av nett Nyverdi produksjon ca. 200 milliarder NOK ca. 300 milliarder NOK Kilde: Den grønne ledertrøya. Det fornybare Norge: Energi- og klimapolitikk mot 2050

3 Fremtidige investerings-scenarier i nett er betydelige Statnett 40 milliarder NOK AMS milliarder NOK Fornyelse av distribusjonsnett 1-1,5 milliarder NOK/år Fornyelse regional/sentralnett 1-2 milliarder NOK/år..

4 The Norwegian Smartgrid Centre 4

5 The Norwegian Smartgrid Centre Formål Foreningens formål er å etablere og drive et nasjonalt forsknings-, undervisnings, test- og demonstrasjonssenter for smartgrid i internasjonal toppklasse. Senteret skal bidra til: At energiselskap og aktører får tilført viktig kompetanse for egen virksomhet At relevant industri får økt internasjonal konkurransekraft. Dette skal skje gjennom: Forskningsaktiviteter Undervisning Næringsutvikling og kommersialisering Laboratorie-, test- og demonstrasjonsaktiviteter Nettverksbygging Informasjonsspredning Internasjonalt arbeid og standardisering

6 6 43 Medlemmer:

7 Styret Styreleder Per Bakseter, NCE Smart Energi Bård Benum; Administrerende direktør, Powel Jens Auset; Administrerende direktør, Hafslund Nett Håvard Belbo; Konserndirektør, NTE Holding AS Jan Kristensen; Vice President, Telenor Knut Samdal; forskningssjef, SINTEF Energi Jan Ove Gjerde, Forskningsdirektør, Statnett Otto Frøseth; Divisjonsdirektør, Siemens Geir Øien; Dekan IME Fakultet, NTNU Knut Gustavsen; Director of Energy, Tieto Eirik Gundegjerde; Konserndirektør, Lyse Energi AS -Smart Utility og forretningsutvikling Senterleder: Jan Onarheim NTNU Faglig ansvarlig: Kjell Sand SINTEF Energi/NTNU Senterassistent: Richard Schytte NTNU 7

8 En modell for utvikling FoU SFI /FME Informasjon/kommunikasjon NCE Undervisning Lab, test- og demonstrasjonsprosjekter Studenter (Prosjektoppgaver, masteroppgaver, eksperter i team...) Næringsutvikling Kommersialisering Kvalifisering Norges Forskningsråd Innovasjon Norge/Enova

9 Organisering Senterleder Jan Onarheim,NTNU Faglig Leder Kjell Sand, SINTEF/NTNU Senter assistent Richard Schytte Kommersialisering og innovasjon Jan Onarheim, NTNU NCE Smart energi Arenaprosjekt Internasjonalt og standardisering Birger Hestnes NEK Kommunikasjon/ Informasjon Fredrik Christensen NTNU Laboratorier Kjell Ljøkelsøy SINTEF FoU Kjell Sand SINTEF/NTNU Koordinerings- Komite Demoprosjekter Demo Steinkjer Smart Energi Hvaler Demo Lyse Prosj.leder forum Undervisning NTNU

10 Trinn 1 i Demo Steinkjer (rødt område) Kundegruppe Antall kwh/år Husholdning Fritidsboliger Gårdsbruk Mindre næring Større næring Utkoblbart forbruk Kraftverk Totalt

11 Fase 1 - Innføring av ny teknologi Utskifting av målere til AMS målere og bygge infrastruktur for kommunikasjon.

12

13 Hva kan dette bety for Demo faciliteter? Demonstrasjonsprosjekt med fokus på IKT integrering / arkitetktur med de tjenestetilbud som blir en konsekvens av dette. 19 Living Lab -leiligheter med demofaciliteter for SmarteHjem Bruk av IT og kommunikasjon for maksimal utnyttelse av AMS Stor båndbredde og store datamengder Analyse av data Bruk av AMS i sanntidsanvendelser i feilsituasjoner Fysisk instrumentering av nettstasjoner og virtuelle sådanne Kundekommunikasjon og leveranse Leveransestøtte, GIS, dispatch, drifts og kundeservicestøtte Arkitektur og sikkerhet

14 Fire enkle bilder på Smart Grids Et navn på fremtidens elektriske energisystem (anno 2020/2050) Et kvantesprang i integrasjon av IKT på alle nivåer i det elektriske kraftsystemet En fusjon av kraftnett og internett Et system hvor alle anlegg og apparater har en IP-adresse (Internet Protocol Address) slik at de kan observeres og styres via internett. (IPv6 har mer enn nok adresser.) 14

15 AMS Er en viktig byggestein i Smartgrid Koblet med f.eks. innovative abonnementstyper, kan vi få stor effekt. 4 perspektiv på innføring av AMS: Rent AMS prosjekt + nettnytte + konsernperspektiv + samfunnsnytte

16 Interessenter Nettselskap. Driftsikkerhet, redusert nettap, reduserte driftsog vedlikeholdskostnader. Nye roller (ref nordisk sluttbrukermarked, EU direktiv). Restrukturering? Kraftselger. Nye forretningsmodeller, restrukturering Samfunn (Statnett, Enova etc). Økt fleksibilitet. Redusert energibruk, nye tjenester Kundene. Nye abonnementstyper med f.eks. incitamenter for å frigi fleksibilitet og redusere forbruk. Personvern. Tjenester?

17 Driver nr. 1: Kilde: (Utviklet av miljødirektoratene på oppdrag av Miljøverndepartementet) 17

18 CO 2 Norge 2008 (blå) og ulike scenarier Mill. tonn CO 2 Kraft og varme Transport Industri Petroleum 18

19 Det finnes flere motiv enn klima: Forsyningssikkerhet (fornybare energikilder er oftest lokale sol, vind, bølger, vannkraft..) Bedre leveringskvalitet - pålitelighet (færre avbrudd) Bidra til økonomisk effektivitet Modernisering av kraftsystemet 19

20 Utviklingen på teknologiområdet er også en viktig driver Ny og billigere tilgang til kommunikasjon og IKT generelt 92% av alle husstander i Norge har internett 99,7% har mulighet for bredbånd smart phones - apps trådløse teknologier Ny sensor og styreteknologi (bl. a. Smart hus teknologier) Elektrifisering av transport EV/PHEV Nye teknologier for energilagring (f.eks. superkondensatorer) 20

21 I mange land er SG-satsingen politisk forankret - og de har laget sitt SG road map 10 milliarder danske kroner 21

22 SMART GRID et flerfaglig integrasjonsprosjekt Elkraftteknologi IKT (IT telekom, ) Måle- og sensorteknologi Kybernetikk Økonomi Samfunnsfag. 22

23 Noen kjennetegn Øket anvendelse av IKT (informasjons- og kommunikasjonsteknologi) Øket innslag av distribuert produksjon i høyspennings- og lavspenningsnettet og i installasjonen Øket innslag av ladbare biler og busser Øket samspill med kundenes last Toveis flyt av elektrisk energi, informasjon og styresignaler 23

24 Hvor smart er nettet i dag? Sentral- og regionalnett Smart Distribusjonsnett Ikke særlig smart Kunde/lavspentnett I ferd med å bli smart

25 Belastningsstyring gir fleksibilitet Industri/kjeler Kursstyring (kontaktorer i sikringsskap) Styring av stikkontakter Styring på apparatnivå 25

26 Potensialet Øket smartness nedover i kraftsystemet, vil også gi nye muligheter i det overordnede kraftsystemet Estimert fleksibilitet i Norge: Industri 3000 MW Husholdninger, mindre næring MW Maks. last Norge ca MW Installert effekt Kvilldal 1240 MW 26

27 Prissignaler og informasjon kan motivere husholdningskunder til energisparing og energiomlegging

28 Smart Grids kan redusere pristopper Høypris-område Lavpris-område 17 desember 2009 og 8 januar, 22 februar 2010 timer med priser på opp mot 12 kr/kwh NO4 En årsak: Stiv etterspørsel manglende forbrukerfleksibilitet NO5 NO3 NO1 SE FI SG utkobling av varmtvannskjeler (50MW) ville kunne dempet prisen betydelig for eksempel ned til 1-3 kr/kwh NO2 DK1 DK2 Besparelse for forbrukerne pr time på : mill kr. i høyprisområdene 28

29 Smart grids kan bedre leveringspåliteligheten AMS og mer instrumentering i nettstasjoner gir bedre oversikt og AMS kan registrere avbrudd Muligheter for mer automatikk i feillokalisering og gjenoppretting av drift Varsling av kunder ved planlagte utkoblinger Wide Area Monitoring System (WAMS) - PMUer gir sikrere informasjon om tilstanden i det overordnede kraftsystemet 29

30 Belastningene er i stadig endring Håndtering av lading av elbiler/hybridbiler Håndtering av landstrøm til båter 30