SMARTGEN GIS-BASERT RESSURS- OG NETT- MODELL Av Arne Jan Engen og Marius Eilertsen, Sweco Norge AS Samandrag Gjennom dei siste åra har det i Europa etablert seg ei erkjenning om at energiforsyninga må baserast på miljømessige bærekraftige løysingar. Lokal småskala elkraftproduksjon, (DERs) vert stadig utvikla og er i ferd med å verte økonomisk konkurransedyktig og det finns løysingar der ein unngår driftsproblem i nett, ofte kan dei støtt nettdrifta. SmartGen-modellen er utvikla for 2 områder rundt Bergen. Det er Sund og Fjell kommunar som er kystområde med god tilgang på vindkraft, og Samnanger som er ein meir innlandskommune med god tilgang på småskala vasskraftprosjekt. Case-studiar viser at begge områda har nok potensiale lokalt for sjølvforsyning av energi over året frå lokalt tilgjengelege energikjelder. Hovudproblemet er at forsyninga ikkje kan basere seg på forsyning frå dei lokale kjeldene då forbruket oftast skjer på tidspunkt då produksjonen er låg og vice versa. Med SmartGen kan ein likevel finne områder der det er gunstig med ny kraftproduksjon eller nytt forbruksuttak på ein enkel måte. Saman med Smart Grid løysingar kan ein styre produksjon og forbruk slik at behovet for utbygging av nettet vert kraftig redusert. 1. INNLEIING Gjennom SmartGen prosjektet støtta av Norsk Forskningsråd, Statnett SF, BKK nett og Vestavind kraft er det utvikla ein modell som viser ressursar, nettkapasitet og forbruk geografisk på kart tilgjengeleg på web for alle typar interessentar. Ved å nytte rasterteknologi har ein synleggjort nettkapasiteten og utnyttinga av den på geografisk kart slik at aktuelle interessentar kan fine områder som er gunstige for ny produksjon og områder som er gunstige for nytt forbruksuttak. På den måten kan samfunnet få nytta nettet på ein betre måte. Rasterteknologien gjer det mogleg å vise kapasiteten geografisk utan å vise eksakt kor linjene går. Vi unngår der- 81
med kravet frå NVE til ikkje å vise opplysningar av sensitiv karakter med tanke på beredskap og sikkerheit. Det er gjennomført case studiar for 2 områder rundt Bergen. Det er Sund og Fjell kommunar, som er kystområde med god tilgang på vindkraft, og Samnanger, som er ein meir innlandskommune med god tilgang på småskala vasskraftprosjekt. Det er etablert 3 case. Case I: dagens nett, dagens produksjon og prognosert forbruk og er lagt inn for stadium 2013, 2018 og 2023. Stadium 2013 vil seie dagens situasjon med omsyn til nett, produksjon, forbruk mm. Case II: tilsvarande som case I, men med innlagt ny lokal kraftproduksjon tilsvarande lokalt forbruk for same stadium. Case III: tilsvarande som case II, men med bruk av Smart Grid teknologi til å styre forbruket og strupe produksjonen, same stadium som dei andre. Gjennom case-studiane for har vi vist at lokal småskala produksjon tilsvarande det årlege forbruket ikkje er noko problem for nettdrifta dersom ein nyttar Smart Grid teknologi. Produksjonen kan kome opp i 130 % før det blir problem med kapasitet. Dette fordi nettet må dimensjonerast for å dekke 80-90% av forbruket. Gjennom Smart Grid teknologi kan ein styre både forbruk og produksjon slik at ein kjem innan for grensene til nettkapasiteten. Ein konsekvens av dette er at produksjonen frå lokale kraftverk må strupast i periodar av året når forbruket er lågt og ressurstilgangen er høg. 2. RESULTAT FRÅ CASE-STUDIAR 2.1 Case I dagens nett ført vidare utan ny lokal produksjon Figur 1 viser skjermbilde med situasjonen i stadium 2013 med dagens nett for veke 49. Som vi ser er dei fleste områda grøne (grå i den trykte versjonen; sjå fargeskala på høgre side i figur 1), men vi har nokre områder som er raude (mørkegrå i den trykte versjonen) der nettet vert utnytta i høg grad. 82
NEF Teknisk Møte 2014 Figur 1: Skjermbilde frå case I, stadium 2013, veke nummer 49, kapasitetsproblem i raude (mørkegrå) områder Tilsvarande har vi i figur 2 same case, men for stadium 2023. Figur 2: Skjermbilde frå case I, stadium 2023, veke nummer 49, kapasitetsproblem i raude (mørkegrå) områder Denne viser at dei raude (mørkegrå) områda er vorte mykje større og det er mogleg å finne gode lokalitetar for ny produksjon. 83
2.2 Case II ny lokal produksjon tilsvarande forbruket lokalt Figur 3 viser skjermbilde med situasjonen i stadium 2013 med dagens nett for veke 49 for Samnanger kommune. Som vi ser er det ingen områder som er raude (mørkegrå) og situasjonen er svært god. Figur 3: Skjermbilde case II, ny lokal produksjon implementert, stadium 2013 Det er i figur 4 vist det same som i figur 3, men for stadium 2023. Denne viser at situasjonen for denne veka er forholdsvis god, men simulering av dei andre vekene i året tilseier at situasjonen då er dårlegare. Likevel viser dette at lokal produksjon ofte støttar forsyninga og at den aldri svekker den. 84
Figur 4: Skjermbilde case II, implementert ny lokal produksjon, stadium 2023 2.3 Case III Bruk av Smart Grid teknologi for styring av forbruk og produksjon. Figur 5 viser skjermbilde med situasjonen i stadium 2023 innført ny produksjon tilsvarande forbruket lokalt og i tillegg Smart Grid teknologi som reduserer maks forbruk og produksjon med 10%. Særleg Samnanger har ein god situasjon, basert på uregulert vasskraft. Dette er truleg ein dag med forholdsvis lite vind slik at situasjonen ikkje er særleg god for Sund og Fjell. Simuleringar tyder på at bruk av Smart Grid teknologi kan utsetje investeringar i nettet på mellom 5 10 år, noko som er vil ha store verdiar. Lokal produksjon opp til 130 % av forbruksnivå vil ikkje belaste nettet i vesentleg grad, og har difor ein tilleggsverdi. 85
Figur 5: Skjermbilde case III, bruk av smart grid, stadium 2023 3. KONKLUSJON SmartGen modellen gjer det mogleg for alle typar interessentar å finne fram til aktuelle lokalitetar for ny produksjon og nytt forbruksuttak som er gunstige for nettet. Lokal produksjon opp til 130% av forbruksnivået belastar ikkje nettet og fører ofte til ei betring av nettforholda. Bruk av Smart Grid saman med ny lokal produksjon kan utsetje investeringar i nettet med 5-10 år. 86