Smart Grid - måske større end internettet Leverandør Temadag Fredericia 2. november 2010 Kim Behnke Chef for Miljø, forskning og Smart Grid kbe@energinet.dk Energisystemernes paradigmeskift Sammenhængende energisystemer uden fossile brændsler El bliver væsentligste energibærer Fleksibelt forbrug skal følge fleksibel produktion Andel elektricitet i dag Transport Produktion Varme Køling Services Belysning Transportsystemer for El, Varme og Gas Energi omsætning Kul og olie Naturgas Vind Biomasse Grøn gas Sol Energi levering i dag 1
Energisystemernes paradigmeskift Sammenhængende energisystemer uden fossile brændsler El bliver væsentligste energibærer Fleksibelt forbrug skal følge fleksibel produktion Andel elektricitet i fremtiden Transport Produktion Varme Køling Services Belysning Transportsystemer for El, Varme og Gas Energi omsætning Kul og olie Naturgas Grøn gas Biomasse Vind Sol Energi levering i fremtiden Teser om fremtidens elsystem Elektricitet bliver den dominerende energibærer - El erstatter fossile brændsler i de fleste sektorer Andelen af vedvarende energi i elsystemet stiger - 50 % VE er ikke målet - kun en milepæl på vejen - Centrale kraftværker baseret på fossile brændsler udkonkurreres - Termiske kraftvarmeværker omstilles til biobrændsler Vindkraft fastholdes som dominerende VE kilde - Væksten i el fra VE kommer fortrinsvis fra vindkraft - Vindkraften (målt i MW) udbygges primært på havet Internationalisering af elsystemerne stiger - Elsystemet udvikles og reguleres i Europæisk sammenhæng - Love og regler harmoniseres og internationaliseres - Markederne for el åbnes og internationaliseres - Interconnectors stige i antal og kapacitet Smart Grid sammenkobler distribuerede ressourcer - Distribuerede elproducerende anlæg får øget betydning for elsystemet - Forbrugssiden gøres aktiv i balanceringen af elsystemet Konsolideringen af elsektoren fortsætter - Ejerstruktur, internationalisering, nye aktører og investeringer 2
Smart Grid - ikke det samme i hele Verden Men elementerne er de samme Smart Grid i internationalt perspektiv Primære aktivitetsområder - årsag Nordamerika (USA, Canada) - Mangel på elproduktion og gamle anlæg - Undgå afbrydelser af elforsyningen Asien (Kina, Japan, Korea, Australien, New Zealand) - Massiv vækst i elforbruget - Undgå afbrydelser af elforsyningen Europa - Indfrielse af 20-20-20 målene, andel af SET planen - Bedre markedsbetjening af elkunderne Danmark - Integration af mere end 50 % VE i elsystemet - Udfasning af anlæg med fossile brændsler 3
The American dream Smart Grid visionen fra Department Of Energy (DOE) Finder løsningen i Danmark 7 Produktionskapacitet fordelt på spændingsniveauer Nabo TSO Nabo TSO Vest Øst 400 kv Konv. 1.501 MW Konv. 1.205 MW 132-150 kv Konv. 1.995 MW Vind 160 MW Konv. 2.287 MW Vind 169 MW Vest Øst Konv. 3.496 3.492 MW CHP MW Vind 160 169 MW Σ 3.656 3.661 MW Nabo DSO 50-60 kv Konv. 141 MW CHP 540 MW Vind 18 MW 10-30 kv CHP 1.166 MW Vind 1.686 MW Lavspænding CHP 72 MW Vind 552 MW Konv. 290 MW CHP 263 MW Vind 1 MW Konv. 24 MW CHP 320 MW Vind 376 MW CHP 66 MW Vind 209 MW Vest Øst Konv. 141 314 MW CHP 1.778 649 MW Vind 2.256 586 MW Σ 4.175 1.449 MW Januar 2009 Allerede Smart Grid v 1.0 4
Smart Grid = Aktivering af alle ressourcer Smart Grid visionen fra EU Smart Grid er punkt 5 ud af de 7 SET emner - Aktiv anvendelse af mange distribuerede produktionsenheder Aktivering af mange små Prosumers kræver en ny platform til aggregering af tusinder af enheder og markedsdeltagelse ved hjælp af agenter. 10 5
Alle ressourcer skal være aktive i markedet Industri anlæg Regulering af vindkraft Fleksibelt forbrug i hjemmene DKK/MWh Varmelagre og -pumper Elbiler MW Prisfleksibel efterspørgsel 11 Muligheder i elmarkedet Spotmarkedet - Køb og salg af el dagen før via PBA - Planer til Energinet.dk Elbas markedet - Handel mellem PBA og FBA - I driftsdøgnet indtil 1 time før timen Regulerkraft markedet (op/ned) - Bud fra PBA til Energinet.dk - Mindst 10 MW 15 min. respons - Ændre pris og mængde indtil 45 min. før driftstimen Reservemarkedet (op/ned) - Dagligt udbud og køb af op- eller nedregulering. Dog perioder uden køb af nedregulering. - Pligt til at byde i regulerkraftmarkedet Produktionsbalanceansvarlig (PBA) NOIS 6
Distribueret forbrug og produktion (Prosumers) Sammenhængende løsninger - 10 MW aggregering hos BA - Kraftvarmeenheder - Gas motor, Gas turbiner, Biogas, Forgasning, Affald m.v. - Nødstrømsanlæg - Industri anlæg - El kedler, varmepumper - Køleanlæg - Brint produktion ±10 MW Balanceansvarlige PBA eller FBA - Elbiler 2 MW 3 MW 5 MW VPP = Virtual Krav Power Plant - Produktion og forbrug hver for sig 600 kw 500 kw - Online verifikation 800 kw 200 kw 200 kw Varme 400 kw 300 kw Elbiler Kedler pumper Miljøvenlige løsninger - Sammenhængende energisystemer Unikke danske positioner Kraftvarme Samproduktion af el og varme Vindkraft Store mængder miljøvenlig el Fjernvarme Energisystem for lager og opsamling af energi Elbiler Nyt fleksibelt elforbrug med stærk miljøprofil 60 % af boligerne i Danmark opvarmes med fjernvarme 14 7
Smart Grid Roadmap for Danmark Smart Grid bygger på fire søjler Teknik, F&U - Stærke miljøer: Universiteter, Virksomheder og Offentlige støtte programmer Business Case - Rapport fra Dansk Energi og Energinet.dk er godt udgangspunkt Erhvervsklynge - Stærkt udspil med EA Energianalyse rapporten og Energiindustriens lederskab Love, Regler og Regulering - Rammen er ikke udfyldt endnu der mangler en del før Smart Grid vejen er helt åben Smart Grid Teknik F&U Business Case Erhvervs klynge Love Regler Regulering Smart Grid = samarbejde mellem TSO og DSO er Både Energinet.dk og Dansk Energis medlemmer arbejder allerede med Smart Grid-projekter Celleprojekt Syd Energi & Energinet.dk I fællesskab dækker Energinet.dk og Dansk Energi over hele forsyningskæden for elsystemet Produktion Transmission Distribution Salg 8
Smart Grid hvor mangler vi løsninger Smart Grid betyder digitalisering af hjemmet Eksempel på fremtidens hjem Prosumer husstanden Lokal produktion Vind Sol WiFi Mobile support El Øvrig forsyning Intelligent el-net Alarm/overvågningssystemer Øvrige (internet, TV, telefon) Smart meter Home computer Energy manager Elbil Varmepumpe Hårde hvidevarer TV, PC osv. Lys Øvrige Aircon Varmekilde De eksterne systemer. Forsyning, måling og afregning. De interne systemer. VE produktion, automatisering, styring og regulering. Optimal drift af husets energisystemer. 9
Modningsfaser i realisering af Smart Grid Fase 1 Faciliteringsfasen (2010-2012) Fase 2 Etableringsfasen (2013-2020) Fase 3 Kommercialiseringsfasen (2021-) Samfundsmæs sig udvikling Varmepumperne erstatter i stigende grad olie- og stokerfyr i områder uden naturgas og fjernvarme, og den første kommercielle lancering af el- og hybridbiler ses 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 el- og hybridbilerne Varmepumperne er den foretrukne opvarmningsform i områder uden naturgas og fjernvarme, og el- og hybridbilerne er udbredt i gadebilledet Målsætning Mobilisering og involvering af relevante aktører Enighed om standarder Erfaringsindsamling Etablering af grundlæggende platform/infrastruktur Udbredelse af kommercielle løsninger Løbende videreudvikling af system, løsninger og begrænsning af transaktionsomkostninger Balancering af el-systemet vha. Smart Grid funktionalitet Videreudvikling og udvidelse af paletten af Smart Grid relaterede ydelser og løsninger Smart Grid og Danmarks muligheder Meget stærk europæisk dagsorden Grundlag for integration af mere end 50 % vedvarende energi Kobling mellem El Varme Transport Effektivisering af el anvendelse privat og virksomheder Betydelige erhvervspotentialer ved at være First Mover Standardisering er en nøgleaktivitet Opdatering er love og regler Stærke forskningsmiljøer Netvirksomhederne får nye muligheder Behov for udvikling af service provider Koordinering af dansk indsats! Energinet.dk tager gerne medansvar 10
KBE-xx/10 25.3.2010 21 11