Smart Grid i Danmark Perspektiver

Transkript

1 Smart Grid i Danmark Perspektiver Samarbejdsprojekt mellem Dansk Energi, energiselskaberne og Energinet.dk Anders Bavnhøj Hansen, Energinet.dk & Allan Norsk Jensen, Dansk Energi

2 I Danmark arbejder både Energinet.dk og Dansk Energi med Smart Grid-projekter, og der er derfor indgået et samarbejde, som skal sikre bedst ressourceudnyttelse og et solidt resultat Både Energinet.dk og Dansk Energis medlemmer arbejder allerede med Smart Grid-projekter I fællesskab dækker Energinet.dk og Dansk Energi over hele forsyningskæden for elsystemet Produktion Transmission Celleprojektet Distribution Salg Mål at belyse perspektiver for Smart Grid! Herunder både tekniske og økonomiske aspekter 2

3 Trends i udviklingen der påvirker værdien af et Smart Grid Elektronik, herunder styrings- og måleudstyr falder i pris Der kommer mere fluktuerende elproduktion (vindkraft, solceller mv.) Der kommer mere potentielt fleksibelt elforbrug Der bliver flere timer med lave elpriser i markedet pga. store mængder vindkraft -> Timer med lave elpriser -> Dyrt at holde centrale værker i drift for at sikre systemstabilitet Det kan betale sig at gøre elsystemet mere Intelligent => Smart Grid 3

4 Smart Grid definition Det er mange beskrivelser og definitioner af, hvad et Smart Grid er. Et godt bud på en dækkende definition er: Intelligente elsystemer, der kan integrere alle tilkoblede brugeres adfærd og handlinger både dem der producerer el, dem der forbruger el, og dem der gør begge dele for effektivt at kunne levere en bæredygtig, økonomisk og sikker elforsyning. [European Technology Platform - I dette projekt analyseres den del af Smart Grid som muliggør et effektivt samspil mellem vindkraftproduktion, varmepumper i private husstande samt el- og plug-in hybridbiler. Markeder Produktion Drift og overvågning Transmission Smart Grid Distribution Serviceudbyder El-net Kommunikation Kunde 4

5 Smart Grid er ikke noget nyt i Danmark! Elproduktion fra 1980 til i dag 1980 Fra 15 centrale værker til tusindvis af elproducenter! Central power station DCHP unit Wind turbine 5

6 The American dream! At lære af de danske principper for styring af decentral produktion Smart Grid vision fra DOE (Department Of Energy, USA) 6

7 Grundlag for individuelle varmepumper udvikling frem til 2025 Område IV Område IV Naturgas Naturgas individuel individuel Fjernvarme Fjernvarme Danmarks varmeforsyning opdelt i områder med: Fjernvarme Naturgas Område IV De tre scenarier til 2025 Omlægninger: Hovedscenarie - 70% oliefyr omlægges Progressivt 90% oliefyr omlægges Moderat 50% oliefyr omlægges 7

8 I fremtiden får vi også mange små fleksible forbrugere! Store potentiale for varmepumper i områder uden kollektiv varmeforsyning Fjernvarme Naturgas Oliefyr i område IV (potentielt varmepumpe) Kilde: BBR og ENS Energidata ( 8

9 El til transport: Risø scenarier El til transport og fremskrivninger af udviklingsforløb El- og plugin hybridbiler TWh El 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 Elforbrug EV og PHEV Risø scenarier 0, TWh A1 TWh A2 TWh A3 A1: Moderat forløb A2: Centralt forløb A3: Progressivt forløb 9

10 Udfordringen fra øget, effekttungt privatforbrug Øget, effekttungt privatforbrug til transport og varme giver myldretid i distributionsnettet En analyse af 148 udvalgte radialer i lavspændingsnettet viser, at mange ledninger i fremtiden vil skulle overføre mere el, end de i dag er bygget til. Belastningsgrad i procent Belastningsgrad i 2010 Belastningsgrad i 2025, hvis der ikke forstærkes Belastningsgrænse Belastningsgrad i 2010 Belastningsgrad i 2025, hvis der ikke forstærkes Belastningsgrænse Analyserede 0,4 kv radialer 10

11 Smartgrid aspekter: Kapacitet til opladning af elbiler i 0,4 kv afgrening med 48 boliger eksempel på afgrening i kvartil med lav ledig kapacitet Max. kapacitet i kabel Elbil typisk ikke parkeret ved bolig i dagstimer 3 biler samtidig med 16A 3-faset ved ladning i komfur-peak kl !! Men: 65 bilers dagsforbrug hvis det fordeles mellem God værdi af SmartGrid til styring af nettet 11

12 Smart Grid kan få enderne til at mødes! Intelligent elnet = Elnet + måling + overvågning + styring + regulering + prissignal

13 Det er en god samfundsmæssig forretning! Smart Grid har en samfundsmæssig meromkostning på cirka 1,6 milliarder kroner imod 7,7 milliarder kroner ved traditionel netudbyning Samfundsøkonomi i milliarder kroner Investeringer -9,8 Gevinster 8,2 Detaljering af investering i Smart Grid Nutidsværdi i milliarder kroner Netforstærkning 4,1 1,7 Måle- og styresoftware 2,1 1,6 Styreelektronik hos forbrugerne Forstærkning af distributionsnettet Anlæg til sikring af systemstabilitet Total -1,6 Måleudstyr i nettet og hos forbrugerne Investeringer -7,7 Gevinster Total Investeringer og besparelser ved Smart Grid -7,7 Detaljering af gevinster fra Smart Grid Nutidsværdi i milliarder kroner Total = 9,8 Total = 8,2 0,3 Måling net mv. Boks ved forbruger Energibesp. Spot mv. 1,4 4,4 2,4 Besparelser på regulerkraft og reserver Besparelser på el-produktion Smart Grid Traditionel udbygning Systemydelser Sparede omkostning til energispareindsats 13

14 Forudsætninger og følsomheder elsystemet anno 2025 Færre elbiler 50 % vindenergi i elproduktionen el- og plug-in hybridbiler Analysen er robust over for både halvering og fordobling af elbiler og elvarmepumper Mere lokal produktion af strøm Flere varmepumper Elbiler med højere ladeeffekt varmepumper i private husstande Varmepumper med større akkumuleringstank Flere individuelle biomasseanlæg 14

15 Bornholm som prototype for fremtidens elsystem - 33 % vindkraft 15

16 Modningsfaser i realisering af Smart Grid Samfundsmæssig udvikling Målsætning Fase 1 Faciliteringsfasen ( ) Varmepumperne erstatter i stigende grad olie- og stokerfyr i områder uden naturgas og fjernvarme, og den første kommercielle lancering af el- og hybridbiler ses Mobilisering og involvering af relevante aktører Enighed om standarder Erfaringsindsamling Fase 2 Etableringsfasen ( ) Varmepumperne er godt på vej til at blive den foretrukne opvarmningsform i områder uden naturgas og fjernvarme, og der er så småt begyndt at komme gang i salget af elog hybridbilerne Etablering af grundlæggende platform/infrastruktur Udbredelse af kommercielle løsninger Løbende videreudvikling af system, løsninger og begrænsning af transaktionsomkostninger Fase 3 Kommercialiseringsfasen (2021-) Varmepumperne er den foretrukne opvarmningsform i områder uden naturgas og fjernvarme, og el- og hybridbilerne er udbredt i gadebilledet Balancering af el-systemet vha. Smart Grid funktionalitet Videreudvikling og udvidelse af paletten af Smart Grid relaterede ydelser og løsninger 16

17 Tak for opmærksomheden 17