Smarte nett: Drøm eller virkelighet?

Transkript

1 Smarte nett: Drøm eller virkelighet? Vinterkonferansen 2012 Kjell Sand SINTEF Energi AS NTNU Institutt for elkraftteknikk 1

2 Hvor smart er nettet i dag? Sentral- og regionalnett Distribusjonsnett Smart, men kan bli smartere. Ikke særlig smart Kunde/lavspentnett Tilknytningspunktet blir smart

3 Smart grid mer enn nett : Et omfattende samspill mellom mange teknologier, aktører og (til dels motstridende) interesser

4 The Norwegian Smartgrid Centre 4

5 Vi har vedtatt å innføre Smarte nett (SN) i Norge AMS er et sentralt element i SN, men SN omfatter mye mer.

6 2,8 millioner datamaskiner kommer i sikringsskapene kostnad milliarder kr. Hvordan kan vi utnytte dette til mer enn det å få en riktig strømregning og oppdatert forbruksinformasjon? Norges største IKT-prosjekt 6

7 Det er store visjoner (drømmer) om investeringer i nett: Kilde: IEA 7

8 ..og skal det smarte nettet bli virkelighet må det finnes investeringsincentiver: Stern-rapporten Bruk 1-2% av verdens BNP de nærmeste årene eller 5-20% senere. CEER (Regulators Public Consultation on Smart Grids December 2009) Tight benchmarking of cost/performance might however become a drawback, as it could favour the postponement by grid operators of innovative solutions in favour of traditional solutions 8

9 I mange land er SG-satsingen politisk forankret - og de har laget sitt SG road map 10 milliarder danske kroner 9

10 Driver nr. 1: Kilde: (Utviklet av miljødirektoratene på oppdrag av Miljøverndepartementet) 10

11 Bidrag til reduserte klimagassutslipp: Erstatte fossil energi med fornybar energi Energieffektivisering 11

12 CO 2 Norge 2008 (blå) og ulike scenarier Mill. tonn CO 2 Kraft og varme Transport Industri Petroleum Erstatte fossilt med fornybart f.eks. gjennom økt produksjon av elektrisitet fra fornybare energikilder kombinert med elektrifisering av "fossile" prosesser 12

13 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 For Norge: Også muligheten til levere balansetjenester for Europa 13

14 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) 14

15 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.) 15

16 Tradisjonelt kraftsystem Kraftproduksjon Transport (Overføring) Sentralnettet Hoveddistribusjon Regionalnettet Distribusjon Fordelingsnettet G 420 kv 300 kv 132 kv 66 kv SMART GRID 22 kv 11 kv 230 V 400 V G G 16

17 Smarte nett/ams har mange lag og driverne ligger i forretningslaget Forretningslaget Funksjonslaget Use case laget Kommmunikasjonslaget Det fysiske Incentiver 17

18 Belastningsstyring er en mulighet som kan utnyttes mer Industri/kjeler Kursstyring (kontaktorer i sikringsskap) Styring av stikkontakter Styring på apparatnivå 18

19 ..og potensialet er betydelig Estimert fleksibilitet i Norge (kilde SINTEF Energi) : Industri 3000 MW Husholdninger, mindre næring MW Maks. last Norge Installert effekt Kvilldal ca MW 1240 MW Øket smartness nedover i kraftsystemet, vil også gi nye muligheter i det overordnede kraftsystemet 19

20 AMS muliggjør nye energiprodukter Fast pris med returrett Krever timesmåling - AMS 2500 kunder inngikk i en studie gjort i forskningsprosjektet Markedsbasert Forbrukstilpasning (SINTEF Energi AS) Du kjøper hele flasken til fast pris, men kan tjene på å selge noe tilbake. 20

21 Produktet gir incentiver: Mer enn 30% endring i kvartalsvis energiforbruk når strømmen var dyr Erfaringer fra europeiske pilotprosjekt viser i snitt en 10% reduksjon i energiforbruk ved introduksjon av bedre informasjon og nye incentiver

22 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 NO5 NO2 NO3 NO1 NO4 SE FI En årsak: Stiv etterspørsel manglende forbrukerfleksibilitet SG utkobling av varmtvannskjeler (50MW) ville kunne dempet prisen betydelig for eksempel ned til 1-3 kr/kwh DK1 DK2 Besparelse for forbrukerne pr time på : mill kr. i høyprisområdene 22

23 Laststyring for å avlaste nettet i flaskehalssituasjoner bidra til reduserte behov for nettinvesteringer 23

24 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 24

25 Også i Norge er integrasjon av fornybar energi høyst aktuelt smart samspill med last og mellom kraftverkene kan redusere behovet for større nettinvesteringer Håndtering av småkraft/distribuert produksjon Integrering av vindkraft 25

26 Fornying og forbedring Automatisering/effektivisering av manuelle arbeidsprosesser Bedre oversikt over kraftnettet/kraftsystemet For beslutningsunderlag som gir riktige investeringer og driftsavgjørelser Dokumentasjon av nett og drift Bedre overvåking av tilstanden til nettkomponentene bedre levetidsutnyttelse Bedre beslutningsgrunnlag for vedlikehold og reinvesteringer 26

27 Smarte nett/ams kan gi bedre elsikkerhet Bedre overvåking av jordfeil, fasebrudd, unormale spenninger, feil i energianlegg. 27

28 Belastningene er i stadig endring Håndtering av lading av elbiler/hybridbiler Håndtering av landstrøm til båter 28

29 Barrierer informasjonssikkerhet, personvern, "stråling"

30 Barrierer Nettreguleringen Kompetanse Fordeling av risiko nytte kostnader mellom aktørene Nye ukjente forretningsmodeller Standardisering - interoperabilitet 30

31 Konklusjon Smarte nett blir virkelighet, men ambisjonsnivået er usikkert Ambisjonsnivået bestemmes av samfunnsøkonomiske incentiver i kombinasjon med forretningsmessige kriterier Den store satsingen internasjonalt gir billigere teknologier som løfter ambisjonsnivået Teknologisk sett innebærer smarte nett: Bedre overvåking og styring av stadig flere anlegg og apparater Økt samspill med nettkunders last og produksjon Økte investeringer i IKT som reduserer investeringsbehovene i stål, kopper, aluminium, betong,.. Smarte nett får sine nasjonale dialekter Vi vet ikke helt hvor vi skal, men vi vet at vi er på vei. 31