Delrapport Arbejdsgruppe 24 Roadmap for Smart Grid i Danmark med særlig vægt på netselskabernes rolle

Transkript

1 Delrapport Arbejdsgruppe 24 Roadmap for Smart Grid i Danmark med særlig vægt på netselskabernes rolle Arbejdsgruppens leverancer er: Roadmap som skal udgøre en veldefineret drejebog for implementering af Smart Grid frem mod 2020 med udgangspunkt i arbejdet fra delanbefaling 22 foruden en markedsmæssig tilgang til at løse de udfordringer, den øgede elektrificering medfører for alle aktører i et Smart Grid. Roadmappet skal med udgangspunkt i en fastlagt rollemodel for Smart Grid: Identificere de kritiske beslutninger, som blandt andet elnetvirksomhederne skal træffe. Redegøre [Komissorie] for, hvornår de relevante hovedaktiviteter bør besluttes, igangsættes og implementeres. Analysere, om igangsætning af bestemte aktiviteter er betinget af, at andre aktiviteter forinden er blevet implementeret. Identificere de områder, hvor en koordineret tilgang fra branchens virksomheder har væsentlig betydning for omstillingen til Smart Grid. Belyse de centrale faktorer og forhold som sikrer, at omstillingen til Smart Grid version 2.0 kan ske hurtigt og være gennemført senest i Arbejdsgruppe 24 skal udarbejde den overordnede køreplan for, hvorledes elsystemets Smart Grid- evner, skal udvikles frem mod 2025 og videre. Heri også beskrivelse af hvilke gap, der er identificeret, og detaljeret beskrivelse af kritisk rækkefølge for nødvendige initiativer fordelt på sektorens aktører og nødvendige rammevilkår.

2 Indholdsfortegnelse 1. Resumé Opbygning af rapport Arbejdsgruppen Indledning Aktørerne Markedsaktørerne og kunderne Koncept for aktivering af fleksibilitetsydelser i distributionsnettet Netselskaber får nye opgaver Rammer og forudsætninger Faser frem til implementeringen af Smart Grid Aktivering af fleksibelt elforbrug Roadmap Sammenfatning Tiltag for branchen og netselskaber Tiltag for rammebetingelser og reguleringer

3 1. Resumé Smart Grid-konceptet er udpeget som en overordnet omkostningseffektiv løsning på de udfordringer, en udfasning af fossile brændsler i energisystemet skaber for elsystemet. Denne rapport peger på en række anbefalinger, hvor specielt netselskaber, men også myndigheder, kunder og markedsaktører skal iværksætte tiltag og aktiviteter, for at Smart Grid kan realiseres i Danmark frem til Rapporten skal danne grundlag for at det enkelte netselskab kan implementere Smart Grid, og er opdelt således, at: 1. ledelsen kan skabe sig et overblik over de tiltag som skal iværksættes i forbindelse med implementeringen, og 2. den tekniske afdeling kan opstille en række konkrete aktiviteter som skal gennemføres i forbindelse med Smart Grid. Under alle omstændigheder bør Smart Grid konceptet i det enkelte netselskab starte med, at selskabet fastlægger en strategi (Tiltag 1) for Smart Grid aktiviteterne og opstiller en handlingsplan for arbejdet med en række milepæle for at sikre en fremdrift. Rammebetingelser: Udviklingen af et Smart Grid hænger tæt sammen med de rammebetingelser, aktørerne er underlagt, og nærværende roadmap tager afsæt i, at der sideløbende med branchens egne initiativer, bliver udviklet og fastlagt effektive rammebetingelser, der skaber et godt fundament for at udvikle et Smart Grid-koncept i Danmark. Det er forudsat, at en vigtig del af dette arbejde vil indgå i eftersynet af reguleringen af den danske elforsyningssektor, som blev besluttet igangsat som en del af energiaftalen af 22. marts Kunder og aggregatorer: Kunderne bliver en vigtig aktør i fremtidens Smart Grid. Kunderne - eventuelt gennem aggregatorer - skal kunne se et økonomisk incitament i at blive en aktiv leverandør af fleksibelt elforbrug på el- og fleksibilitetsmarkederne. Her vil timeafregning, Datahub en og engrosmodelen blive afgørende elementer for kundens deltagelse. Netselskaber: Smart Grid-løsninger indebærer en bedre udnyttelse af elnettet, idet detaljeret kendskab til tilstanden i nettet og udnyttelse af fleksibelt elforbrug anvendes til at udskyde eller helt undgå netforstærkninger. Netselskaberne bør derfor etablere yderligere målinger på strategiske steder i distributionsnettet. Målingerne skal benyttes til at drive nettet mere optimalt end i dag, og skal indgå i fremtidige planlægnings- og dimensioneringsværktøjer. Samtidig vil et øget kendskab til belastningerne kunne bruges til at stille nye krav til komponenter og beskyttelsesudstyr. Sideløbende skal netselskaberne gøre sig en række strategiske overvejelser om et fremtidigt elsystem, og overveje hvordan elnettet bedst driftsoptimeres. Der skal sættes fokus på behovet for fælles løsninger i branchen, så der skabes plads til et fleksibelt forbrug og produktion, og det skal kortlægges, i hvilket omfang variable nettariffer skal være en del af midlerne til at flytte energiforbruget væk fra den nuværende døgnbelastning. Disse aktiviteter kan med fordel løses i fællesskab. Nedenstående roadmap er tiltænkt som et hjælpeværktøj til netselskaber til at udvikle et Smart Grid. Roadmappet indeholder en række tiltag og årstal for, hvornår aktiviteten skal gennemføres, og herefter yderligere en fase, hvor nogle af tiltagene bliver implementeret i det enkelte netselskab. 3

4 Perioden fra 2013 og frem til 2020 skal ses som en årrække, hvor det fleksible forbrug vil blive større, men aktiviteterne skal løbende justeres i takt med udviklingen og det må forventes, at der vil komme flere versioner af roadmappet før der opnås et fuld implementering af Smart Grid. Udviklings og pilot fase Implementering ) Strategi 2) Beregningsmodel for udskudte netinvesteringer 3) Markedspotentiale for Smart Grid aktører 4) Krav til komponenter i distributionsnettet 5) Etablering af måling og automatisering 6) Nye driftsstøttesystemer i distributionsnettet 7) Nye planlægnings- og dimensioneringsværktøjer 8) Datahub understøtter timeafregning af små slutbrugere 9) Timeafregning af kunder 10) Frivillige aftaler med udvalgte kunder om fleksibilitet 11) Variable nettariffer 12) Håndtering af flere elmålere hos den enkelte elkunde 13) Ny regulering der fremme Smart Grid 14) IT og datasikkerhed 15) Styrkelse af forbrugernes engagement Strategi og business case Netrelateret Elektrificering af opvarmning og transport Aktivering af fleksibelt forbrug Øvrige aktiviteter Engrosmodel Figur 1: Roadmap for netselskaber - Tiltag og tidsplan Tiltagene er inddelt i fire grupperinger: 1 - Fastlæggelse af business case og strategi: Tiltag der understøtter, at det enkelte netselskab udarbejder en business case og fastlægger en strategi for etablering af et Smart Grid. 2 Ny teknologi i elnettet: Tiltag der vedrører indførsel af ny teknologi i elnettet, f.eks. etablering af teknologiløsninger til automatisering og til overvågning af netbelastningen, samt opsætning af yderligere målinger på strategiske steder i distributionsnettet. 3 Aktivering af kunders fleksible elforbrug: Tiltag der understøtter, at netselskabet aktivt involverer slutbrugerne via prissignaler eller ved at indgåelse af aftaler om at regulere eller flytte elforbrug til et tidspunkt med fri kapacitet i elnettet. 4 Øvrige aktiviteter: Tiltag der er tværgående og understøtter, at netselskaber udvikler et Smart Grid. Ny økonomisk regulering af netselskaber er nødvendigt for at understøtte indførsel af ny teknologi i elnettet, og samtidig afgørende for at aktivere kunders fleksible elforbrug. IT- og datasikkerhed skal etableres og kundernes engagement som aktive elforbrugere skal styrkes. 1.1 Opbygning af rapport Rapporten er opdelt i to afsnit. Første afsnit omhandler tiltag og aktiviteter som med fordel kan løses i fællesskab mellem aktørerne i branchen. Disse tiltag opstartes tidligt i forløbet ( ) og skal danne grundlag for netselskabernes individuelle strategiske analyser og 4

5 beslutninger om investeringer i nye systemer, udstyr og planlægning/drift af det fremtidige distributionsnet. Andet afsnit omhandler rammebetingelser og reguleringer i forbindelse med overgangen til Smart Grid. Her bliver udmøntningen af Energiaftalen af 22. marts 2012 [ref. 2 ] et centralt element, ligesom der skal arbejdes på at styrke kundens engagement og skaffes markedspotentiale for Smart Grid-aktører som aggregatorer og elhandlere. Til hvert tiltag er det angivet i hvilken periode det bør sættes i fokus af enten branchen eller af de enkelte netselskaber. Rapporten viser, at der er et stort behov for at komme hurtigt i gang, da en række af aktiviteterne med fordel kunne være gennemført nu. Flere analyser er allerede startet op af Netteknikudvalget under Dansk Energi, og resultaterne forventes at bidrage til at danne grundlag for det fortsatte arbejde. 2. Arbejdsgruppen Arbejdsgruppen til dette projekt består af repræsentanter fra netselskaber, leverandører, elhandlere, Energinet.dk og Dansk Energi med følgende personer: Karin Lomholt Finnemann DONG Energy S&D Per Sørensen TRE-FOR Jim Larsen EnergiMidt Andrea Balasiu Siemens Lotte Holmberg Rasmussen Nordjysk Elhandel Jeannette Møller Jørgensen Energinet.dk Allan Norsk Jensen Dansk Energi Thorbjørn Nejsum Dansk Energi Kim Andersen Dansk Energi 3. Indledning Med Energiaftalen Vores Energi er der sikret bred politisk opbakning til en grøn omstilling af Danmarks energiforsyning. I Klima-, Energi- og Bygningsministeriets hovedrapport for Smart Grid-Netværkets arbejde i 2011 [ref. 3 ] konkluderes det, at Smart Grid-konceptet er en omkostningseffektiv løsning for samfundet på de udfordringer, som indfasning af vedvarende energi i perioden frem til 2020 påfører elsystemet. I rapporten er der peget på en række delanbefalinger (se nedenstående figur), som skal virkeliggøres for at udfordringerne kan løses. Delanbefalinger med en ring omkring er berørt i denne rapport. 5

6 Figur 2: Oversigt over 35 delanbefalinger fra hovedrapport for Smart Grid netværkets arbejde. Delanbefalinger med en ring omkring er berørt i denne rapport Dansk Energi og Energinet.dk har nedsat tre arbejdsgrupper, der skal realisere delanbefaling 22, 23 og 24. Denne rapport er en udmøntning af delanbefaling 24, og den anviser en række tiltag, som netselskaberne eller branchen skal iværksætte i forbindelse med overgangen til Smart Grid, ligesom der peges på en række rammebetingelser og forhold, som skal være til stede for at overgangen kan ske. 3.1 Aktørerne Markedsaktørerne og kunderne Folketinget har vedtaget et lovforslag, der ændrer arbejdsdelingen på detailmarkedet og bringer elhandleren helt i fokus for kunderne (den såkaldte engrosmodel). Engrosmodellen indebærer, at elleverandørerne på detailmarkedet får en tættere kontakt til kunderne, uden at netselskaberne samtidigt har kundekontakt i forbindelse med den løbende kwh-leverance. Med modellen opnår elleverandørerne incitament til at udmærke sig over for slutkunden gennem differentierede serviceydelser. Det kunne eksempelvis være øget fleksibilitet ud fra de prissignaler markedet sender. Figuren nedenfor illustrerer relationerne mellem kunde, elhandlere og andre aktører. 6

7 Figur 3: Relationerne mellem kunder, elhandlere og andre aktører i et fremtidigt Smart Grid-net med øget fleksibilitet Målet er, at kunden eventuelt via en aggregator - deltager mere aktivt på elmarkedet og bidrager til at løse udfordringerne i fremtidens elsystem ved at integrere de nye mængder vedvarende energi og ved at skabe belastningsudjævning i nettet i forbindelse med øget elektrificering. Midlet er at skabe effektive markeder med øget konkurrence, som kan bidrage til at realisere det potentielle fleksible elforbrug 1. En central brik i dette forløb bliver en yderligere udvikling af DataHub en, så den kan rumme de muligheder for tarifering, som den nye udformning af elforsyningslovens 73 giver mulighed for. Kundens og aggregators engagement er af afgørende betydning for at Smart Grid-konceptet kan løse de udfordringer, som Vores Energi rejser i elsystemet. Nedenfor er der vist et eksempel på en type af aktivering af fleksibilitetsydelse mellem netselskabet og kunden. Teksten og figuren er taget fra rapporten Dangrid delanbefaling 22 Dansk koncept for data- og kommunikationsinfrastruktur for styring af det danske elsystem Koncept for aktivering af fleksibilitetsydelser i distributionsnettet For at kunne opnå denne funktionalitet er det nødvendigt, at der er etableret aftaler mellem de forskellige aktører. Herunder beskrives de nødvendige aftaler, der skal være etableret før MW-produkter kan sættes i spil. Aftaleforholdene er: 1 Opgaven vedr. effektive markeder ligger forankret i delanbefaling 22 7

8 Figur 4: Aftaleforhold ved levering af fleksibilitetsprodukter til DSO til flaskehals håndtering (a) DSO 2 og Balanceansvarlig indgår aftale om: - Sikkerhed for leverance fra Balanceansvarlig, til tiden. (når DSO ønsker aktivering af et MW-produkt, så er der pligt til at levere den, indenfor et nærmere bestemt tidsrum). - Rammer for afregning ml. DSO og Balanceansvarlig (b) Balanceansvarlig og Aggregator indgår aftale om: - Sikkerhed for leverance fra Aggregator, til tiden - Metode til reducering af evt. økonomisk tab ifht. en evt. resulterende ubalance hos den balanceansvarlige - Rammer for afregning ml. Balanceansvarlig og Aggregator (c) Aggregator og Prosumers/DER indgår aftale om: - Aggregator vil gennem aktiv markedsføring gøre det interessant for de forskellige typer af Prosumers/DER at engagere sig i levering af MW-produkter (både til DSO, TSO og andre relevante efterspørgere, her fokuseret dog på MW-produkter til DSO). - Sikkerhed for leverance fra Prosumers/DER, til tiden - Den enkelte Prosumer/DERs individuelle Komfortkrav - Rammer for afregning ml. Aggregator og Prosumers/DER, penge. Der henvises i øvrigt til rapporten fra Dangrid delanbefaling 22 Dansk koncept for data- og kommunikationsinfrastruktur for styring af det danske elsystem Netselskaber får nye opgaver Netselskabernes opgave er at levere en elforsyning med en høj leveringskvalitet (tilgængelighed) samt en tilstrækkelig kvalitet (spændingsniveau og kurveform) i tilslutningspunkterne. Implicit i disse krav ligger, at nettets komponenter ikke må belastes ud over deres mærkestrøm i så lang tid, at de havarerer eller deres levetid begrænses væsentligt. 2 Distributionssystemoperatør 8

9 Netselskaberne har hidtil dimensioneret forsyningsnettet efter antagelsen om et ensrettet effektflow fra hovedstationen til tilslutningspunktet ved installationerne, samt en statistisk forudsigelighed af effektbelastningen i nettet set over døgnet og året (døgnprofiler). Ved øget udbredelse af elproducerende apparater i distributionsnettet og introduktion af elforbrug, der enten direkte styres eller reagerer autonomt på prissignaler, vil såvel niveauet som døgnprofilerne for effektbelastningen i distributionsnettene ændre karakter og blive langt mere uforudsigelige. Smart Grid-konceptet er foreslået som løsning på de udfordringer, den ændrede effektbelastning har på distributionsnettet. Heri ligger et behov for, at netselskaberne reviderer den måde nettene planlægges og drives på, samt, via prissætning af transporten i nettet og indkøb af reguleringsydelser, søger at udjævne effektbelastningen i nettet, så elkvaliteten kan opretholdes 3.2 Rammer og forudsætninger Der er anvendt et fremtidsscenarie for det forventede danske elsystem med mindst 50 % vind i elsystemet efter år 2025 og som yderligere er blevet flyttet frem til 2020 i forbindelse med Energiaftalen af 22. marts Det forudsættes at blive realiseret gennem store havvindmølleparker og nye store landbaserede vindmøller. Herudover forventes det, at der vil blive installeret et meget stort antal solceller, varmepumper og elbiler, der alle er installeret på lavspændingsniveau i distributionsnettene. Vedvarende energi erstatter i vid udstrækning fossile brændsler i varme- og transportsektorerne og udfordrer derigennem kapaciteten og driften af elnettet via øget elanvendelse samt tilslutning af nye elproducerende apparater i distributionsnettet. 4. Faser frem til implementeringen af Smart Grid Implementeringen af Smart Grid kan opdeles i tidsmæssige faser, som netselskabet skal gennemgå i udviklingen frem mod Smart Grid. Første fase består i at etablere teknologiløsninger til automatisering og overvågning af netkapaciteten. Derved får netselskaberne ny viden om elnettenes udnyttelsesgrad, og der bliver mulighed for teknisk at optimere udnyttelsesgraden. Det første trin i Smart Grid er altså et spørgsmål om ny teknologi og knowhow, om at udvikle og forbedre de teknologiske løsninger, der anvendes til at drive nettene effektivt, og derved komme tættere på de tekniske grænser. Anden fase består i at aktivere og regne med det fleksible forbrug. Her går elnetselskabet udenfor det fysiske elnet og involverer kunderne aktivt ved at formidle prissignaler, der afspejler marginalomkostningerne ved at transportere el på forskellige tidspunkter. Denne fase kan med fordel betegnes som et smart energy -system, da opgaven rækker ud over selve elnettet og kalder på systemløsninger, der involverer både kunder og teknologi. Teknologi, som en række aktører, udover netselskaberne, skal byde ind med. Det vil fordre, at kommercielle aktører i samspil med kunderne sikrer, at fleksibiliteten stilles til rådighed for netselskaberne. Det nye net og det nye elforbrug åbner for helt nye markeder, hvor der handles med fleksibilitet side om side med andre energiydelser. Denne vision nødvendiggør udviklingen af helt nye forretningsmodeller, der kan mobilisere fleksibelt forbrug og samtidig tilbyde kunderne enkel adgang til de latente værdier, som ligger i et fleksibilitetspotentiale 3. De to faser i udviklingen er vist i nedenstående figur, hvor x-aksen angiver udviklingen i elektrificeringen, og y-aksen angiver netselskabernes omkostninger til netinvesteringer. Det ses, at gennemløb af de to faser vil medføre reducerede omkostninger for netselskaberne. Det er 3 Opgaven vedr. fleksibilitetsydelser på markedsvilkår ligger forankret i delanbefaling 22 9

10 disse sparede omkostninger, der kan danne baggrund for et marked, hvor der aktiveres andre tiltag end traditionelle netforstærkninger til løsning af kapacitets- eller spændingsproblemer i nettet. Smart Grid skal iværksættes tidligt Investeringer i kapacitetsudbygning Strategiskifte til Smart Grid og udnytte kapacitet via måling (step 1) Strategiskifte til Smart Grid og samtidig udnytte nyttevirkning af fleksibelt forbrug (step 2) Sparede investeringsomkostninger ved Smart Grid Traditionel netforstærkning Tid = øget elektrificering Figur 5: Reducerede omkostninger til netinvesteringer på baggrund af at marked, hvor der aktiveres fleksibilitet i stedet for traditionelle netforstærkninger 5. Aktivering af fleksibelt elforbrug For at sikre en økonomisk tilskyndelse til at flytte strømforbruget til tidspunkter med rigelig strømproduktion og ledig kapacitet i elnettet er det afgørende, at kunderne tilbydes prissignaler, der afspejler de aktuelle omkostninger ved strømforbruget på det givne tidspunkt. Ved at tilbyde kunderne mulighed for at justere elforbruget efter aktuelle prissignaler vil kapaciteten i elsystemet kunne udnyttes mere effektivt samtidigt med, at kunderne opnår reelle privatøkonomiske gevinster ved at optimere elforbruget efter variationen i priserne henover døgnet. Flere tiltag skal iværksættes, før kunderne tilskyndes til at aktivere og flytte deres fleksible elforbrug. Det kræver således implementering af følgende tiltag beskrevet i afsnit 6.2 og 6.3: - Datahub en understøtter timeafregning for små slutkunder (Tiltag 8) - Timeafregning af kunder (Tiltag 9). - Frivillige aftaler med udvalgte kunder om fleksibilitet (Tiltag 10) - Variable tariffer (Tiltag 11) 6. Roadmap 6.1 Sammenfatning Arbejdsgruppen har med udgangspunkt i delanbefalingerne i [ref. 2 ] udarbejdet en liste over barrierer og udfordringer, som skal overkommes/løses, hvis et elsystem med høj kvalitet, baseret på vedvarende energikilder, skal realiseres ved hjælp af Smart Grid-konceptet. 10

11 Denne liste er udmøntet i en række tiltag med tilhørende indfrielsesår. Tiltagene er beskrevet i form af skemaer, hvor der for hvert tiltag er angivet hovedaktiviteter, som skal gennemføres af branchen og/eller myndigheder. Skemaerne er grupperet og oplistet i afsnit 6.2 til 6.3. Skemaerne er endvidere gengivet i appendiks 2, hvor hvert skema eventuelt er ledsaget af en uddybende forklaring. De identificerede tiltag er lagt ind i nedenstående figur som en visualisering af Smart Grid Roadmap. Smart Grid Roadmap Automation and Drives Copyright Siemens AG All Rights Reserved. For Internal Use Only. Figur 6:Visualisering af Smart Grid-Roadmap med tiltag fordelt på Branche og netselskaber og Rammebetingelser og reguleringer. 11

12 6.2 Tiltag for branchen og netselskaber De tiltag som er beskrevet i dette afsnit kan med fordel løses i fællesskab blandt netselskaberne, Dansk Energi, Energinet.dk og øvrige aktører i branchen. Det første step på vej mod tiltagene beskrevet i dette afsnit vil typisk være en kombination mellem udredninger, analyser eller vurderinger. Derefter vil det være de enkelte netselskabers ansvar og eventuelt i et samarbejde mellem netselskaber at iværksætte tiltagene. Tiltag for branchen og netselskaber Tiltag nr. År 1. Strategi Beregningsmodel for udskudte netinvesteringer Krav til komponenter i distributionsnettet Etablering af måling og automatisering Nye driftsstøttesystemer i distributionsnettet Nye planlægnings- og dimensioneringsværktøjer Frivillige aftaler med udvalgte kunder om fleksibilitet Variable nettariffer

13 Tiltag Strategi Driver Hovedaktiviteter Interessenter Udvikling af et Smart Grid starter Se under Aktiviteter for Målgruppe: som en vision der skal forankres i individuelle netselskaber - Netselskaber ledelsen. Aktivitetsleder: - Netselskaber Relationer til andre tiltag Aktiviteter for individuelle netselskaber som angivet i tiltagene 2 til 15, kan indgå i handleplanen Aktiviteter for individuelle netselskaber Fastlægge en vision for etablering af et Smart Grid Udarbejde business case for et Smart Grid Udarbejde handleplan med milepæle. Beskrivelse Det første element i at etablere et Smart Grid er at have en klar vision for hvordan et Smart Grid kan skabe værdi for selskabet og dermed for kunderne. Muligheder, business cases og teknologi skal overvejes og ses i forhold til selskabsspecifikke forhold, fx allerede etablerede netelementer. Efterfølgende skal der etableres en strategi for at realisere visionen. Der skal udarbejdes en konkret business case, og der skal træffes beslutninger om vejen fremad ved at udarbejde en handleplan med milepæle.. Tiltag Beregningsmodel for udskudte netinvesteringer Driver Hovedaktiviteter Interessenter Der er usikkerhed omkring økonomien i levering af reguleringsydelser til netselskaber til håndtering af lokale netbegrænsninger. Relationer til andre tiltag Tiltag 1 - Strategi Tiltag 3 Markedspotentiale for Smart Grid aktører Tiltag 4 -Krav til komponenter Kortlægning af økonomi i udskudte/aflyste netinvesteringer i hhv kv net og 0,4 kv net. Risikovurdering af anvendelse af fleksibilitetsydelser kontra netforstærkninger Udarbejdelse af beregningsmodel Målgruppe: - Netselskaber og aggregatorer Aktivitetsleder: - Netselskaber Øvrige deltagere: - Aggregatorer Aktiviteter for individuelle netselskaber Økonomiske vurderinger omkring udskudte investeringer i distributionsnettet Beslutningsgrundlag for udskudte forstærkninger kontra netforstærkninger Strategisk beslutning omkring udskudte netinvesteringer Beskrivelse Der skal opbygges en beregningsmodel til beregning af det årlige beløb som det vil være rentabelt for netselskaber at betale for indkøb af reguleringsydelser hos fleksible netkunder, fremfor at lave netforstærkninger. Foruden økonomi skal sikkerhed for levering indgå. Modellen opbygges på basis af studier der kortlægge hvilke flaskehalse der typisk eksisterer hos netselskaber, og hvilken værdi en udskudt netinvestering eller en undgået netinvestering har for netselskabet. Beregningsmodellen skal kunne anvendes af de enkelte netselskaber således at de med deres net og forudsætninger kan estimere hvornår indkøb af reguleringsydelser er fordelagtigt, og hvor stort et årligt volumen sådanne indkøb maksimalt kan andrage. 13

14 Tiltag Krav til komponenter i distributionsnettet Driver Hovedaktiviteter Interessenter Smart Grid skal muliggøre øget belastningsgrad i distributionsnettet og øget lokal produktion, hvilket kan påvirke komponenternes levetid og spændingskvaliteten. Relationer til andre tiltag Tiltag 5 Etablering af måling og automatisering Tiltag 6 Nye driftsstøttesystemer Tiltag 7 Nye planlægnings- og dimensioneringsværktøjer Analyse af de problemer en øget belastningsgrad kan give for eksisterende komponenter Udarbejdelse af anbefalinger af krav til nye komponenter til fremtidens net Vurdering af mulighederne for at løse spændingsproblemer Målgruppe: - Netselskaber og fabrikanter Aktivitetsleder: - Netselskaber Øvrige deltagere: - Netselskaber og fabrikanter Aktiviteter for individuelle netselskaber Vurderinger i det enkelte netselskab af, hvordan konklusionerne og anbefalingerne optimalt implementeres Udarbejde strategi for fremtidig indkøb af komponenter Beskrivelse Når Smart Grid benyttes til at udskyde netforstærkninger, betyder det at både den gennemsnitlige belastning og i de fleste tilfælde også den maksimale belastning af de enkelte komponenter forøges. Det skal analyseres, hvorledes de forskellige komponenter i 0,4 kv og kv nettene påvirkes af den ændrede driftsform og hvilke konsekvenser det bør have for specifikationen af komponenterne. Ligeledes bør det undersøges, hvorledes en netstation kan gøres mere egnet til at indeholde det nye udstyr, der skal installeres som led i en Smart Grid løsning. En vurdering af mulighederne for at korrigere spændingskvaliteten i lavspændingsnettet med udstyr installeret i netstationen bør udføres. Reference: Rapport Solceller og spændingsvariationer i 0,4 kv net, RA 579, juli Tiltag Etablering af måling og automatisering Driver Hovedaktiviteter Interessenter Smart Grid kræver højere grad af overvågning af nettet samt eventuel mulighed for automatiske omkoblinger til håndtering af flaskehalse og fejlsituationer Analyse og pilotprojekt vedr. målinger i distributionsnettet og den tilhørende kommunikationsinfrastruktur Analyse og pilotprojekt vedr. automatiske (normaldrift) omkoblinger i kv nettet Målgruppe: - Netselskaber og fabrikanter Aktivitetsleder: - Netselskaber Øvrige deltagere: - Netselskaber og fabrikanter Relationer til andre tiltag Tiltag 6 - Nye driftsstøttesystemer Tiltag 7 Nye planlægnings- og dimensioneringsværktøjer Aktiviteter for individuelle netselskaber Identifikation af netområder og spændingsniveauer som skal overvåges Strategi for etablering af målinger og udrulning Strategi og implementering for håndtering af flaskehalse og fejlsituationer Beskrivelse Det nye fleksible elforbrug fra elbiler og varmepumper samt elproducerende anlæg som solceller, elbiler, husstandsvindmøller mm. giver udfordringer for driften af nettet. Det skal undersøges, hvordan nettet kan overvåges i tilstrækkelig grad til at det er muligt at udnytte kapaciteten i kablerne i højere grad end nu og hvordan det fleksible forbrug kan styres efter belastningen i nettet. Desuden skal det undersøges om omkoblinger og overvågning i nettet kan afhjælpe problemer med overbelastning i kv nettet. Analyser samt teknik og kommunikation bør afprøves i pilotprojekter hos netselskaberne. Reference: DE rapporter om Driftsoptimering i distributionsnettet (RA ), igangværende rapport Smart Grid i distributionsnettet case studie 14

15 Tiltag Nye driftsstøttesystemer i distributionsnettet Driver Hovedaktiviteter Interessenter For at kunne drive elnettet tættere Se under Aktiviteter for Målgruppe: til kapacitetsgrænsen, samtidig individuelle netselskaber - Netselskaber med at forbrug og produktion er Aktivitetsleder: mere uforudsigelig, kræves en - Netselskaber højere grad af overvågning og estimering. Øvrige deltagere: -Evt. leverandør af beregnings- og overvågningsværktøj Relationer til andre tiltag Tiltag 1 Strategi Tiltag 5 Etablering af måling og automatisering Tiltag 7 Nye planlægnings- og dimensioneringsværktøjer Aktiviteter for individuelle netselskaber Tilvejebringe nødvendigt datagrundlag af geografi-, topologi- og komponentdata. Udarbejdelse og implementering af nye metoder /kriterier for drift og udbygning Udarbejdelse af korttidsprognose Implementering af IT-systemer til bearbejdning, håndtering og præsentation af data for flow, spænding m.m. Beskrivelse Driftsstøttesystemer skal på sigt kunne udføre state-estimation, driftssimulering, korttidsprognoser og aktivering af reguleringsydelser. De enkelte netselskaber har forskellige behov og krav til driftsstøttesystemerne f.eks. vil der være forskel på tilgængelighed af data. Der kan være netselskaber, der sammen får udviklet de nødvendige værktøjer. Implementering af de rigtige værktøjer kræver, at netselskabet har analyseret de kommende tekniske udfordringer og derefter udarbejdet en strategi for håndteringen af disse. Tiltag Nye planlægnings- og dimensioneringsværktøjer Driver Hovedaktiviteter Interessenter Fleksibelt elforbrug og muligheden for indkøb af reguleringsydelser hos kunderne, ændrer i væsentlig grad fundamentet for planlægning og udbygning af elforsyningsnettet. Relationer til andre tiltag Tiltag 4 -Krav til komponenter Tiltag 5 Etablering af måling og automatisering Tiltag 6 Nye driftsstøttesystemer Tiltag 11 Variable nettariffer Tiltag 13- Ny regulering der fremmer Smart Grid Udvikling af nye modeller for belastningen i distributionsnettene Udvikling af modeller for dynamisk belastningsevne for distributionskomponenter Udvikling af nye metoder for planlægning af distributionsnet Målgruppe: - Netselskaber Aktivitetsleder: - Netselskaber Øvrige deltagere: -Evt. leverandør af beregnings- og planlægningsværktøj Aktiviteter for individuelle netselskaber Opstille strategi for overbelastning, omlægninger og indkøb af reguleringsydelser. Tilvejebringe systemer der kan stille måledata til rådighed for planlægningsværktøjer Idriftsætte IT systemer og implementere ny dimensioneringspraksis Beskrivelse Nye modeller for belastningen i distributionsnettene skal udnytte den ekstra information som timemålere og onlinemålinger i et SG bibringer. Endvidere skal modellerne omfatte det nye prisfleksible elforbrug og skal kunne anvendes i planlægningsværktøjer der anvender metoder baseret på sandsynligheds- og risikoanalyser. Den dynamiske belastningsevne kan måske anvendes til midlertidig overbelastning af nettets komponenter. Konsekvenserne og udbyttet ved at udnytte dette skal undersøges. Nye metoder for planlægning af distributionsnet skal udvikles, således at Smart Grid nettets muligheder for reduktion af sikkerhedsmargener i driften, nøjagtig modellering af nettets belastninger, og muligheden for driftsmæssige omlægninger og indkøb af reguleringsydelser nyttiggøres. 15

16 Tiltag Frivillige aftaler med udvalgte kunder om fleksibilitet Driver Hovedaktiviteter Interessenter Anvende kunders fleksibilitetsydelser Udarbejde produktbeskrivelser, Målgruppe: til at skabe værdi i drift og der kan afhjælpe flaskehalse -Netselskaber og kunder planlægning af elnettet. og/eller spændingsproblemer. Aktivitetsleder: - Netselskaber Øvrige deltagere: - Relationer til andre tiltag Etablering af DSO-marked Tiltag 2 -Beregningsmodel for udskudte netinvesteringer Tiltag 13 - Ny regulering der fremmer Smart Grid Aktiviteter for individuelle netselskaber Identifikation af potentielle kunder Implementering af nye metoder/kriterier for udbygning af nettet Identificere specifikke steder i nettet med problemer Indgå bilaterale aftaler med store kunder Inddragelse af aftaler i drift og planlægning Beskrivelse Som første step på vej med etablering af et DSO-marked skal der indgås bilaterale aftaler med specifikke kunder, der ved hjælp af nedregulering eller bortkobling af forbrug kan udskyde netinvesteringer. Netselskaberne kan, via de balanceansvarlige aktører, efterspørge målrettede produkter som afbrydelighed, op- /nedregulering, brug af elektricitet på særlige tidspunkter af døgnet mv. I henhold til engrosmodellen vil individuelle fleksibilitetsaftaler kun være mulig med større private aktører (fx kunder eller producenter tilsluttet med over 63 A), mens aftaler med mindre kunder (prosumers) skal ske via en kommerciel aggregator. Tiltag Variable nettariffer Driver Hovedaktiviteter Interessenter Et afgørende element i et Smart Udvikling af Datahub en, så den Målgruppe: Grid er at indføre variable kan rumme mulighederne for -Branchen nettariffer, der afspejler de den tarifering, som den nye Aktivitetsleder: potentielle gevinster ved at flytte udformning af elforsyningsloven - Netselskaberne elforbruget væk fra perioder med 73 giver mulighed for. kapacitetsbegrænsninger i Udvikle tarifmodeller i Øvrige deltagere: elnettet. branchen, der understøtter nye - Energitilsynet tariferingsformer (effektariffer m.m.) Relationer til andre tiltag Tiltag 8 -Datahub en understøtter timeafregning for små slutkunder Tiltag 9 - Timeafregning af alle kunder Aktiviteter for individuelle netselskaber Implementering af nye tariferingsformer i lokale netselskaber Beskrivelse Det anbefales at et udvalg under Dansk Energi udarbejder et forslag til model for variable/dynamiske nettariffer. En ny tariferingsmodel bør udarbejdes så betids, at den kan blive godkendt af Energitilsynet i første halvdel af 2014, således at tarifering efter modellen vil være mulig fra efteråret 2014, hvor den nye lovgivning (engrosmodel og ny 73) træder i kraft. Reference: Syd Energi: Pilotprojekt med dynamisk nettarif, SEAS/NVE FlexPower: Dynamisk nettarif Dong Energy : eflex vamepumper og elbiler Dong Energy: VAT erhvervskunder 16

17 6.3 Tiltag for rammebetingelser og reguleringer Rammebetingelser og regulering skal understøtte aktørerne i elsystemet og er afgørende for at opbygge et Smart Grid i Danmark. I et fremtidigt Smart Grid forventes det (jf. afrapportering fra Dangrid delanbefaling 22 Dansk koncept for data- og kommunikationsinfrastruktur for styring af det danske elsystem, at fleksibilitet bliver en efterspurgt vare, der handles mellem netselskaber og aggregatorer og større kunder. Det er en ny situation, der skal indarbejdes i de rammebetingelser og reguleringer, som branchens aktører er underlagt. Det at anvende variable nettariffer og tilskynde kunder til at flytte forbrug væk fra spidsperioder er centralt i et markedsbaseret Smart Grid-koncept. Med gennemførsel af engrosmodellen hvor kundekontakten overgår til elhandlerne vil det i sidste ende være elhandlerne, der skal tilskynde de enkelte kunder til at flytte forbruget, fx ved at tilbyde fleksible produkter. For at sikre en økonomisk tilskyndelse til at flytte strømforbruget er det afgørende, at kunderne stilles overfor de aktuelle prissignaler og dermed opnår reelle privatøkonomiske gevinster ved at optimere elforbruget efter variationen i priserne henover døgnet. Det kræver, at flere af de i rapporten beskrevne tiltag bliver iværksat og gennemført (se afsnit 5). En markedsplads for fleksibilitetsydelser skal supplere de generelle prissignaler (variable nettariffer) og håndtere mere geografiske udfordringer. Det indebærer, at der skal opbygges et system med markedsløsninger, der fremmer mobilisering af fleksible distribuerede energiressourcer (DER) og forbrug. Muligheden for at kunne aktivere nedregulering af forbrug (MW) og opregulering af lokal elproduktion i bestemte dele af distributionsnettet vil være interessant for netselskaberne, af hensyn til at undgå overbelastning af kabler eller transformere. Incitamentet for netselskaberne ligger således primært i muligheden for at udskyde forstærkninger i distributionsnettet. Levering af fleksibilitetsprodukter forventes enten af foregå via bilaterale aftaler mellem en køber og en sælger formidlet på markedspladsen, eller via en markedsplads, hvor købere og sælgere kan mødes og aftale leverance af fleksibilitetsprodukter 4. Herunder oplistes og beskrives en række vigtige tiltag for rammebetingelser og reguleringer for aktører i branchen. Tiltag for rammebetingelser og reguleringer Tiltag nr. År 3. Markedspotentiale for Smart Grid aktører Datahub en understøtter timeafregning for små slutkunder Timeafregning af alle kunder Håndtering af flere elmålere hos den enkelte kunde Ny regulering der fremmer Smart Grid IT- & datasikkerhed Styrkelse af kundernes engagement Opgaven vedr. Markedspladsen ligger forankret i delanbefaling 22 17

18 Tiltag Markedspotentiale for Smart Grid aktører Driver Hovedaktiviteter Interessenter Konkurrence er en forudsætning for, at alle nødvendige aktører udvikler fleksible Smart Gridløsninger. Relationer til andre tiltag Engrosmodellen Datahub en, fase 2 timeafregning for små slutkunder Tiltag 2 Beregningsmodel for udskudte netinvest. Tiltag 9 Timeafregning af alle kunder Tiltag 10 Frivillige aftaler med udvalgte kunder Tiltag 11 Variable nettariffer Tiltag 15 Styrkelse af kundernes engagement Forbedre rammerne således at der skabes forretningsmuligheder for alle aktører Udvikling af løsninger der giver privatøkonomisk gevinst ved at skifte fra forsyningspligt til markedsel Målgruppe: - Alle aktører Aktivitetsleder: -Alle aktører skal deltage i udviklingen af nye løsninger Øvrige deltagere: - Myndigheder (rammebetingelseri Aktiviteter for individuelle netselskaber Beskrivelse Smart Grid-løsninger skal udvikles og implementeres. For at skabe bæredygtige løsninger er det nødvendigt, at alle aktører er med og at de arbejder sammen mod et samlet Smart Grid-koncept. Der opstilles en prognose for markedsvolumen for reguleringsydelser til Netselskaberne i Danmark. På basis af denne opstiller de enkelte aktører deres egne business cases for etablering og drift af systemer og apparater der kan levere ydelser ind i et DSO marked og markeder for systemydelser. Tiltag Datahub en understøtter timeafregning af små slutkunder Driver Hovedaktiviteter Interessenter Mulighed for timeafregning af alle elkunder er essentielt for etablering af et Smart Grid med vægt på fleksibilitet i elforbruget. Datahub skal håndtere timeafregning for alle slutkunder. Verifikation af leverede reguleringsydelser Målgruppe: - Energinet.dk, detail, aggregator Aktivitetsleder: - Energinet.dk Øvrige deltagere: - Agregator, netselskaber Relationer til andre tiltag Tiltag 9 - Timeafregning af alle kunder Tiltag 11 Variable nettariffer Aktiviteter for individuelle netselskaber Implementere timeafregning for alle kunder med fleksibelt forbrug/produktion Lokale informationsaktiviteter omkring Datahub en Beskrivelse Energinet.dk har ansvaret for DataHub en, hvis formål er at forenkle kommunikation af data på elmarkedet for at nedbryde entry-barrierer for nye leverandører og effektivisere processerne på detailmarkedet. Første version af DataHub en træder i kraft marts Anden version af DataHub, vil blive opdateret til at kunne håndtere samfakturering givet ved Engrosmodellen, Flexafregning samt netselskabernes mulighed for at introducere dynamiske tariffer. Dette forventes at ske i Det overvejes i en tredje version fx at introducere håndtering af flere elmålere i husstanden og roaming af elbiler. Dette vil tidligst ske i Reference: Fremme af prisfleksibelt elforbrug for små og mellemstore kunder. DE og Energinet.dk, sep

19 Tiltag Timeafregning af alle kunder Driver Hovedaktiviteter Interessenter Etablering af individuel tilskyndelse Rammer og regulering skal Målgruppe: for elkunderne til at agere understøtte etablering af -Myndigheder, netselskaber, prisfleksibelt udgør en timeafregning til alle kunder. myndigheder fundamental driver for en effektiv udrulning af et Smart Grid i Aktivitetsleder: Danmark. - Myndigheder, netselskaber Øvrige deltagere: Relationer til andre tiltag Tiltag 3 - Markedspotentiale for Smart Grid-aktører Tiltag 8 -Datahub en understøtter timeafregning af små slutkunder. Tiltag 14 - It- og datasikkerhed Aktiviteter for individuelle netselskaber Installere fjernaflæselige, elektroniske elmålere Etablere datahjemtagningssystemer Etablerer IT-systemer og processer til validering og til formidling af data Fremsende timedata til brug for markedets aktører Beskrivelse Timeafregning er en forudsætning for, at elkunder agerer prisfleksibelt. En bred udbredelse vil tilskynde alle kunder til aktiv involvering i elmarkedet og samtidig bidrage til en samlet styrkelse af dynamikken i detailmarkedet. I dag afregnes ca. 3 mio. elkunder som skabelonkunder, dvs. kunderne afregnes efter en fælles døgn-, uge-og årsforbrugsprofil i netområdet. Skabelonkundeforbruget udgør knapt 50 pct. af det samlede elforbrug. Der er allerede installeret fjernaflæste elmålere hos ca. 1,1 mio. af kunderne Der foreligger planlagt installation af yderligere ca fjernaflæste elmålere. Ingen af disse kunder kan modtage afregning på timebasis. Der bør etableres en langsigtet robust løsning, der indebærer fuld udbredelse af timeafregning til alle nuværende skabelonkunder. Note vedrørende tiltag 9: I et Smart Grid-perspektiv er en samlet strategi for udrulning af fjernaflæste timemålere til kunder tæt knyttet til udbredelsen af timeafregning. Det er i sidste ende timeafregning, der er en forudsætning for, at de aktuelle omkostninger ved strømforbruget på det givne tidspunkt afspejles og dermed sikrer kunder en økonomisk tilskyndelse til at flytte strømforbruget til tidspunkter med rigelig strømproduktion og ledig kapacitet i elnettet. Af denne årsag skal Tiltag 15 ses i tæt tilknytning til Tiltag 10 om timeafregning af kunder. 19

20 Tiltag Håndtering af flere elmålere hos den enkelte elkunde Driver Hovedaktiviteter Interessenter Håndtering af flere elmålere hos små elkunder, hvor der f.eks. i forbindelse med elbiler bliver opsat en ekstra måler DataHub skal håndtere timeværdier for alle slutkunder. DataHub skal håndtere timeværdier fra indbyggede separate elmålere i fleksible forbrugsenheder Målgruppe: -Energinet.dk, detail, aggregator Aktivitetsleder: - Energinet.dk Øvrige deltagere: - Agregator, netselskaber Relationer til andre tiltag Tiltag 8 -Datahub en understøtter timeafregning af små slutkunder. Tiltag 9 - Timeafregning af alle kunder Aktiviteter for individuelle netselskaber Tilslutningsbetingelser for flere målere hos samme kunde Beskrivelse Den nuværende markedsmodel, hvor der traditionelt har været én elmåler i private husstande udfordres ved introduktion af fx en elbil i husstanden. Med de nye forbrugsenheder kan der opstå et behov for opgørelse af særskilt forbrug i husstanden baseret på individuelle elmålere. De tre emner: tilslutningsbidrag, abonnementsbetaling og håndtering af flere elmålere i DataHub en er under overvejelse i et samarbejde mellem DE og Energinet.dk. Det skal bemærkes, at Netøkonomiudvalget under Dansk Energi har igangsat et udredningsarbejde med udgangspunkt i Smart Grid Netværkets anbefalinger med henblik på at aggregatorer i fremtiden kan anvende egne målinger og fremsende måleværdier (være måleoperatør). Det undersøges samtidig om måleren kan kobles i serieforbindelse med den øvrige måler i husstanden. Reference: Fremme af prisfleksibelt elforbrug for små og mellemstore kunder. DE og Energinet.dk, sep Tiltag Ny regulering der fremmer Smart Grid Driver Hovedaktiviteter Interessenter Den eksisterende regulering diskriminerer Restrukturering af Målgruppe: mod at netselskaber an- benchmarkingmodellen. - Myndigheder, netselskaber vender smart grid-teknologi i elnettet. Det forudsættes, at alle Ny, moderne regulering af Aktivitetsleder: netvirksomhederne med - Myndigheder omkostninger og investeringer balancerede og positive drives af traditionelle netkomponenter, og selskaber anvender -Netselskaber Øvrige deltagere: incitamenter til udrulning af smart gridløsninger i smart gridi elnettet bliver distributionssystemet. økonomisk dårligere stillet. Relationer til andre tiltag Tiltag 5 Etablering af måling og automatisering Tiltag 6 Nye driftsstøttesystemer i distributionsnettet Tiltag 7 Nye planlægnings- og dimensioneringsværktøjer Aktiviteter for individuelle netselskaber Strategi for implementering af Smart Grid, der kan iværksættes, når der er etableret en ny moderne regulering af netvirksomhederne. Beskrivelse Der kræves en helt ny tilgang til netplanlægning og -udbygning og stilles langt højere teknologiske krav til netselskabernes etablering af kommunikations- og overvågningsinfrastruktur, udvikling af detailmålesystemer i nettet og automatiske omkoblingssystemer. Det er nødvendigt af hensyn til at opretholde nettets evne til konstant at transportere den forbrugte/producerede energi, også i perioder med ekstreme påvirkninger fra decentral produktion eller lokalt forbrug. Reguleringen må samtidig understøtte, at netselskabernes omkostninger ikke længere overvejende drives af mængden af fysiske kabler og transformere og nettets evne til at transportere et antal kwh over tid, men i realiteten vil blive drevet af konkret observerede, kritiske spidsbelastninger helt bestemte steder i nettet, og af de løsninger, der målrettet designes og indsættes for at imødegå disse kritiske spidsbelastninger. Reference: 5. delanbefaling fra hovedrapporten fra Smart Grid netværket nedsat af ministeren 20