The Norwegian Smartgrid Centre - Smart grid på norsk. Kjell Sand, Institutt for elkraftteknikk/sintef Energi

Transkript

1 The Norwegian Smartgrid Centre - Smart grid på norsk Kjell Sand, Institutt for elkraftteknikk/sintef Energi

2 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 2

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

4 Google-søk "Smart Grid": 2,3 mill. treff jan ,0 mill. treff jan

5 Vi har vedtatt å innføre Smart grids (SG) i Norge AMS er et sentralt element i SG, men SG omfatter mye mer.

6 2,6 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 Driver nr. 1: Kilde: (Utviklet av miljødirektoratene på oppdrag av Miljøverndepartementet) 7

8 Bidrag til reduserte klimagassutslipp: Erstatte fossil energi med fornybar energi bl.a. elektrifisering av ulike prosesser Smartere og mindre bruk av energi 8

9 CO 2 Norge 2008 (blå) og ulike scenarier Mill. tonn CO 2 Kraft og varme Transport Industri Petroleum 9

10 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 10

11 I mange land er SG-satsingen politisk forankret - og de har laget sitt SG road map 10 milliarder danske kroner 11

12 Fagområder Smart Grids engasjerer mange fagområder, både tekniske og ikke-tekniske. Ved NTNU er det etablert et såkalt kjerneteam innen Smart grids og listen nedenfor viser hvilke institutt som interesserer seg for fagområdet: Institutt for industriell økonomi Institutt for elkraftteknikk Institutt for tverrfaglige kulturstudier Institutt for sosiologi og statsvitenskap Institutt for teknisk kybernetikk Institutt for elektronikk og telekommunikasjon Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap Institutt for telematikk Program for industriell økologi Institutt for industriell økonomi Institutt for materialteknologi

13 The Norwegian Smartgrid Centre 13

14 14 43 Medlemmer:

15 Styret Styreleder Per Bakseter; Inkubator Halden, NCE Smart Energy Markets 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 Otto Frøseth; Divisjonsdirektør, Siemens Geir Øien; Dekan IME Fakultet (Informasjonsteknologi, Matematikk, Elektroteknikk), NTNU Knut Gustavsen; Director of Energy, Tieto Eirik Gundegjerde; Konserndirektør, Lyse Energi AS -Smart Utility og forretningsutvikling Jan Ove Gjerde; FoU direktør, Statnett Senterleder: Jan Onarheim NTNU Faglig ansvarlig: Kjell Sand SINTEF Energi 15

16 Organisering Senterleder Jan Onarheim,NTNU Faglig Leder Kjell Sand, SINTEF/NTNU Kommersialisering og innovasjon Jan Onarheim, NTNU Internasjonalt og standardisering Birger Hestnes NEK Kommunikasjon/ Informasjon Fredrik Christensen NTNU Laboratorier Kjell Ljøkelsøy SINTEF FoU koordinering Kjell Sand SINTEF/NTNU Demoprosjekter Jan Onarheim NTNU Undervisning Gerard Doorman NTNU Arbeidet organiseres hovedsakelig i prosjekter.

17 17 Pilot- og demoprosjekt er viktig for å redusere risiko Demo Norge: Hvaler, Steinkjer, Lyse

18 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) 18

19 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 19

20 Smart grid/ams har mange lag Forretningslaget Funksjonslaget Use case laget Kommmunikasjonslaget Det fysiske 20

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

22 Belastningsstyring gir fleksibilitet Industri/kjeler Kursstyring (kontaktorer i sikringsskap) Styring av stikkontakter Styring på apparatnivå 22

23 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 23

24 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. 24

25 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

26 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 26

27 Laststyring for å avlaste nettet i flaskehalssituasjoner bidra til reduserte behov for nettinvesteringer 27

28 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 28

29 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 29

30 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 30

31 Smart grid/ams kan gi bedre elsikkerhet Bedre overvåking av jordfeil, fasebrudd, unormale spenninger, feil i energianlegg. 31

32 Belastningene er i stadig endring Håndtering av lading av elbiler/hybridbiler Håndtering av landstrøm til båter 32

33 Barrierer informasjonssikkerhet, personvern, "stråling"

34 Barrierer Nettreguleringen Kompetanse Fordeling av risiko nytte kostnader mellom aktørene Nye ukjente forretningsmodeller Standardisering - interoperabilitet 34

35 Sluttord Stor pott Mange kort Ja Nei Betydelig risiko Behov for flerfaglig kompetanse En viktig arena for kloke hoder fremover 35