Direkt och indirekt laststyrning i samspel?

Transkript

1 ISRN LUTMDN/TMHP--05/3017--SE Direkt och indirekt laststyrning i samspel? Fallstudier Jurek Pyrko Projektrapport Energihushållning Institutionen för Energivetenskaper Lunds Universitet - LTH Box 118, Lund, Sverige

2

3 Direkt och indirekt laststyrning i samspel? Fallstudier Jurek Pyrko November 2005

4 Projektrapport ISRN LUTMDN/TMHP--05/3017--SE Jurek Pyrko Energihushållning Institutionen för Energivetenskaper Lunds Universitet - LTH Box 118, Lund

5 Sammanfattning Föreliggande rapport ingår i avrapporteringen från projektet "Direkt och indirekt laststyrning i byggnader" (projektnr Elforsk) vid Avdelningen för Energihushållning, Institutionen för Energivetenskaper, Lunds Universitet-LTH. Detta delprojekts huvudsyfte har varit att undersöka inverkan av elprissättning baserad på effektavgiftsprincipen på elkunders och nätföretags ekonomi, med hänsynstagande till eventuella förändringar i energianvändningsmönster (ändrat effektbehov), för att på detta sätt skapa metodik för att få fram beslutsunderlag för ett specifikt nätföretag. Andra delmål har varit att beskriva erfarenheter från försök med olika typer av elprissättning samt diskutera olika perspektiv på samspel mellan direkt- och indirekt laststyrning hos användare i bostäder. Undersökningen har genomförts i flera steg under som fallstudier i samarbete med två elnätföretag (Skånska Energi AB och Sollentuna Energi AB). Flera forskare och examensarbetare har varit involverade i delprojektets genomförande under årens lopp. I litteraturöversikten presenteras och diskuteras forskning kring laststyrning i byggnader. Erfarenheter av direktlaststyrning omfattar bland annat hård laststyrning (på/av) samt mjuk laststyrning (stegvis bortkoppling). Indirekt laststyrning omfattas av studier om effekttariffer och toppris -signaler. Slutligen tillför beteendevetenskapliga studier en viktig del av kunskaperna. Analys av tillämpning av effekttariff hos Sollentuna Energi AB har visat att tariffen justerar prissättningen mellan kundgrupperna. Totalt är införandet av effekttariff (tillsammans med fjärravläsning) lönsamt för elbolag. Kunder kan ha svårt att förstå skillnaden mellan energi och effekt. Det är väldigt viktigt att kunderna förstår tariffens konstruktion varför effekttariffen måste stödjas av kundanpassad information. Tariffens struktur och prisnivå är viktiga om man ska uppnå betydande ändringar i kunders beteende. Tariffsimuleringarna genomförda i två etapper under projektet omfattar hela kundunderlag (samtliga mätarsäkringsgrupper) från Skånska Energi AB och baseras på mätdata från kalenderåret I simuleringarna ändrades tariffens struktur genom att sätta olika värden på säkrings- respektive effektavgiften under låg- och höglasttid. Simuleringarna har visat att införande av en effekttariff med säkringsavgift baserad på dagens säkringsavgiftsnivåer skulle abonnentgrupperna med de lägsta säkringarna få en höjning av nätavgiften medan grupperna med de högsta säkringarna skulle få en lägre avgift. Framförallt skulle gruppen 16L (lägenhetskunder) få den största prisökningen. Då lägenhetskunderna är många skulle medelökningen i nätavgift bli ca 330 kronor för ett år. Däremot är abonnenterna med 125 A-säkring relativt få och skulle få en sänkning av nätavgiften på ca kronor under ett år, vilket är den genomsnittligt största sänkningen av alla kundgrupperna. Detta arbete har resulterat i följande slutsatser: Effektbehovet inom detta geografiska område är väldigt temperaturberoende Idag, med nuvarande eltariff, har abonnenter med höga säkringsnivåer en relativt högre fast avgift än abonnenter med en lägre säkringar, dvs det förekommer sponsring mellan abonnentgrupper Införande av en effekttariff skulle innebära att abonnenter med en låg huvudsäkring (16, 20 A) skulle få en höjning av nätavgiften medan abonnenter med en större säkring skulle få en sänkning av nätavgiften 5

6 Effekttariff utan någon säkringsavgift skulle också innebära en ökning av nätavgiften för främst lägenhetskunderna medan den skulle innebära en sänkning av avgiften för främst 125 A-abonnenterna Flera av Skånska Energis nätabonnenter skulle kunna byta sin mätarsäkring mot en lägre nivå Det är oklart i vilken grad som effekttariff möjliggör sänkning av abonnerad effekt för nätföretaget - det tycks behövas kompletterande åtgärder (t ex laststyrning, effektvakt) Resultaten från ytterligare simuleringar visar att kostnadsbilden för kunderna förändras beroende på säkringsavgiftens nivå, framförallt i de lägsta mätarsäkringarna. Om säkringsavgiften avskaffas helt och hållet och effektavgifterna a och aa anpassas därefter kommer omfördelning av kostnader att ske och kunderna i grupper 16L, 16V och 20 ampere kommer att få ökade kostnader, där gruppen 16L ska stå för den största procentuella höjningen. Den största sänkningen kommer däremot att gynna gruppen med 125 A säkring. Om säkringsavgiften kommer att behållas enligt dagens taxa flyttas brytpunkten neråt mot de lägsta säkringarna 16L och 16A som får ökade kostnader för nätavgiften gruppen 16A kommer att stå för den största höjningen. När det gäller skillnader i effektbaserad nätavgift beroende på en eventuell effektsänkning på 3, 5 eller 10 % visar simuleringarna att differensen varierar från några hundra kronor till upp till kronor per år för de olika säkringsgrupperna. För företagets del skulle en eventuell sänkning av kundernas effektbehov ge minskade intäkter, vilka å andra sidan bör vägas mot eventuella besparingar som företaget skulle kunna uppnå tack vare sänkt abonnerad effekt och/eller avvärjda straffavgifter för effektöverskridande. Analysen visar dessvärre att sänkt abonnemangsavgift mot överliggande nät inte på något sätt skulle kunna täcka bortfallet av intäkten. Däremot avvärjda straffavgifter, särskilt när den abonnerade effekten skulle överskridas på en vardag, skulle kunna vägas mot intäktsbortfallet för flera av de simulerade fallen. Den beteendevetenskapliga analys av direkt och indirekt laststyrning som genomförts har visat att kunderna inte förstår skillnaden mellan energi och effektbegrepp och att de aldrig eller ytterst sällan tänker på samtidig elanvändning i olika aktiviteter. De kopplar starkt effektproblematiken till energibesparing. Kunder vill gärna hjälpa till både sitt elbolag och samhället även till pris av en komfortsänkning och uppoffring men har svårt att ställa upp när andra slösar. Det finns potential för beteendeförändringar men helst ska hushållen inte märka eller behöva tänka på någonting, varken vid direkt eller indirekt styrning. Vid införandet av en effekttariff är det oerhört viktigt att syftet med effekttariffen förs fram till kunderna och att effekttariffen är enkelt utformad. Fortsatta studier inom forskningsfältet bör ta upp en rad frågor som är viktiga att besvara när det gäller effektproblematiken och demand respons både i bostäder och i lokaler. 6

7 Innehållsförteckning SAMMANFATTNING 5 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 7 FÖRORD 9 1 INLEDNING LASTSTYRNING - BAKGRUND 10 Laststyrning direkt och/eller indirekt ELEFFEKTPROBLEMATIK UR OLIKA PERSPEKTIV SYFTE METOD 13 2 LITTERATURSTUDIE DIREKT LASTSTYRNING I BYGGNADER - POTENTIAL 14 Eluppvärmning 16 Varmvattenberedning 16 Ventilation och luftkonditionering 16 Stora elapparater 17 Belysning INDIREKT LASTSTYRNING ELPRISSÄTTNING - KRAV PÅ EN BRA ELTARIFF SVENSK DEBATT OM PRISSÄTTNING PRISSÄTTNINGSFORMER 20 Tidsdifferentierad eltariff 21 Effekttariff 21 Dynamisk prissättning 22 3 ANALYS AV EN BEFINTLIG PRISSÄTTNING MED EFFEKTAVGIFT UTVÄRDERING AV PRISSÄTTNING MED EFFEKTAVGIFT VATTENFALLS UTVÄRDERING FÖRETAGETS BEDÖMNING 29 4 SIMULERINGAR OCH ANALYS AV EFFEKTBASERAD PRISSÄTTNING ANALYS AV EFFEKTTARIFF - EXAMENSARBETE PÅ SKÅNSKA ENERGI AB 30 Simuleringarnas abonnentunderlag 30 Befintlig nättariff Simulerade effekttariffens utformning 32 Simuleringarna 33 Simuleringsresultat 34 Resultatsammanställning Fall SIMULERINGAR OCH ANALYS AV ANDRA PRISKONSTRUKTIONER 43 Effektavgiftens anpassning till säkringsavgiften 43 Fall 5 8 Säkringsavgift s = 0 44 Fall 9 12 Säkringsavgift s = S 49 Resultatsammanställning Fall Andra möjliga priskonstruktioner 57 7

8 5 DIREKT LASTSTYRNING - KONSEKVENSER KONSEKVENSER FÖR ELFÖRETAG 58 Återvändande last KONSEKVENSER FÖR ELANVÄNDARE 60 Komfort KUNDRESPONS PÅ LASTSTYRNING 60 6 PRISSÄTTNINGENS SAMSPEL MED DIREKT LASTSTYRNING 62 7 SLUTSATSER OCH ANVISNINGAR 64 REKOMMENDATIONER 66 8 FORTSATTA STUDIER INOM FORSKNINGSFÄLTET 68 9 REFERENSER PUBLIKATIONER INOM DELPROJEKTET

9 Förord Föreliggande rapport ingår i avrapporteringen från projektet "Direkt och indirekt laststyrning i byggnader" (projektnr Elforsk) vid Avdelningen för Energihushållning, Institutionen för Energivetenskaper, Lunds Universitet-LTH. Undertecknad har varit projektledare. Projektet har genomförts i samarbete med Skånska Energi AB i Södra Sandby där nätbolagets VD Lars-Erik Dahlström varit handledare och kontaktperson. Ett stort tack till alla på företaget som samarbetat med oss samt hjälpt till med data och simuleringsunderlag. Forskningsarbetet har utförts inom ELAN-programmet, ett forskningsprogram kring elanvändning och beteenden på en avreglerad elmarknad. ELANs huvudfinansiärer är energiföretagen Eskilstuna Energi & Miljö, Fortum, Göteborg Energi AB, Göteborg Energis forskningsstiftelse, Jämtkraft AB, Skellefteå Kraft AB, Skånska Energi AB, Sydkraft AB och Vattenfall AB via Elforsk (Svenska Elföretagens Forsknings- och Utvecklings AB) samt Statens Energimyndighet och Formas. Jurek Pyrko docent, projektledare Lund, i november

10 1 Inledning Elefterfrågan måste i varje stund tillgodoses av nätföretagen och elleverantörerna. Kunderna betalar för dessa leveranser enligt överenskomna kontrakt. De vanliga lastförhållandena för Sverige är maxeffektbehov på ca 15 GW under sommaren juli och ca 25 GW på vintern (januari). För att minska risken för effektbrist i elnätet bör det finnas en viss reservkapacitet på produktions- och distributionssidan. Myndigheten Svenska Kraftnät har fått i uppdrag att övervaka balansen mellan eltillförsel och uttag samt att säkra tillgängligheten av den nödvändiga kapaciteten och störningsreserver. Under flera år efter påbörjad avreglering av elmarknaden i Sverige krympte avståndet mellan det eleffektbehov som användarna begärde och den elproduktionskapacitet som fanns tillgänglig. Sedan 2001 började elproduktionskapaciteten öka igen och låg 2004 på ca 33,4 GW [32]. 1.1 Laststyrning - bakgrund Både elenergibehovet och effektbehovet ökar ständigt men det är inte det som kan orsaka en eventuell effektbrist med strategiska elavbrott till följd. Den största risken finns i elbehovets kraftiga variationer under dygnet och korta, framförallt oförutsedda, eleffekttoppar. På nationell svensk nivå kan vi då försöka reglera elproduktionen med hjälp av primärreglering - en upp- eller nedreglering som verkställs automatiskt och kan bli fullt aktiverad inom 30 sekunder. På detta sätt kan vi kontinuerligt finjustera den fysiska balansen mellan tillförsel och förbrukning i det svenska kraftsystemet. Turbinerna i vissa kraftstationer, till exempel stora vattenkraftstationer, är försedda med speciella regulatorer för detta ändamål. Vi kan också lösa våra elförsörjningsproblem genom att öka elimporten eller också starta egen, tämligen dyr, reservkraft i fall effekttopparna kräver det. En annan möjlighet är en frivillig, tillfällig sänkning av effektbehovet hos användarna - både hos industrin och i bebyggelsen (i lokaler och bostäder). Detta tillvägagångssätt, nämligen att försöka släta ut belastningskurvan genom att påverka användarsidan och på detta sätt minska de besvärliga eleffekttopparna, tillämpas på nätföretagsnivån. Enskilda kunder i bostäder och lokaler har idag nästan inget intresse alls av att hushålla med eleffekten. För exakt samma pris per kilowattimme kan de använda hur mycket eleffekt som helst inom säkringarnas gränser. 10

11 Laststyrning direkt och/eller indirekt Eleffektuttaget i byggnader påverkas av olika faktorer som är av varierande karaktär: husets konstruktion och belägenhet, dess installationer, klimatet och de boendes vanor och behov bestämmer energi- och effektbehov. En hushållskund betalar för elen enligt ett kontrakt där det ingår en fast säkringsavgift. Säkringsnivån begränsar kundens effektuttag men oftast är denna nivå överdimensionerad det är inte ovanligt att en lägenhet har 20 A säkringar, vilket innebär ett möjligt totalt effektuttag på 13,8 kw! En hushållskund kan skaffa en ny eleffektkrävande utrustning till en engångskostnad på ibland under 100 kronor per kilowatt märkeffekt. Nätföretagens avtalspris för samma effekt hos ett överliggande nät kan bli kronor per kilowatt, eller till och med över 500 kronor per kilowatt i straffavgift varje gång nätföretaget överskrider sin abonnerade effekt. Om detta händer på en vardag, under en enda timme, kan nätföretaget vara tvunget att betala en straffavgift på cirka en halv miljon kronor per varje megawatt över abonnemangsgränsen! Och lika mycket dagen därpå om det skulle hända igen. För olika aktörer på elmarknaden finns det alltså flera olika skäl till att försöka påverka elkunder att hushålla med eleffekten, det vill säga sänka det totala effektbehovet i elnätet man kan undvika driften av dyra reservkraftverk och minska elimporten och på detta sätt även moderera miljöpåverkan. Nätföretagen kan också förbättra ekonomin genom att minska sin abonnerade effekt och framför allt genom att slippa betala väldigt höga straffavgifter till ägare av överliggande högspänningsnät. Figur 1.1 Direkt och indirekt laststyrning. Både energiföretagen och samhället kan ha intresse av att kontrollera kundernas eleffektuttag, det vill säga styra belastningen i elnätet. Detta kan ske enligt två följande laststyrningsprinciper: 11

12 Direkt laststyrning som innebär en medveten begränsning av eleffektuttaget genomförd av el-användaren själv eller av energiföretaget, exempelvis genom fjärrstyrning, Indirekt laststyrning definierad som riktad inverkan på effektbehovet genom antingen prissättning (tariffer, rabatter, kontrakt), regelverk (lagar, regler, incitament) eller information. På gränsen mellan dessa två sätt att kontrollera belastningen ligger olika styr- och reglersystem, bland andra mjukelvärmesystem och effektvakter, som användare själva kan utrusta sina byggnader med för att sedan i olika utsträckning på dessa överlåta styrningen av sina elapparater (se Figur 1.1). Tabell 1.1 Eleffektproblematik ur olika aktörers perspektiv (bearbetat efter Abaravicius [2]) Aktörer på elmarknaden Användare Aspekter Tekniska Ekonomiska Miljömässiga Sociala Förstå skillnaden energi-effekt Undvika strömavbrott Lägre kostnader (säkringsnivå, effektgräns) Undvika utsläpp i närmiljön Komfort Fungerande hem och samhälle Elhandelsbolag? Lägre risker vid elhandel Åtaganden i miljöcertifiering Bra kundrelationer Nätföretag Undvika problem (spänning och frekvens, nätkapacitet) Slimmad ekonomi: lägre abonnerad effekt, undvika straffavgifter, slopa nätförstärkning Uppfylla åtaganden i miljöcertifiering Bra kundrelationer Elproducenter Optimala anläggningar, undvika reservkraft, slopa kapacitetsutbyggnad Lägre produktionskostnader Undvika reservkraft och minska utsläpp? Nätoperatör Stabilt elsystem Stabilt system till lägsta pris, undvika kostnader för nätutbyggnad Samhälle Stabilt elsystem Ekonomisk och effektiv elförsörjning Undvika nätutbyggnad regionalt och nationellt Minska miljöpåverkan Fungerande samhälle Fungerande samhälle, rättvis tillgång till resurser För en optimal lösning, det vill säga en optimal blandning av direkta och indirekta metoder att sänka eller flytta effektbehovet, behövs en helhetssyn som omfattar elsystemets samtliga beståndsdelar från produktionsanläggningarna till slutkunden. 12

13 1.2 Eleffektproblematik ur olika perspektiv På den regelreformerade svenska elmarknaden ser eleffektproblemen självfallet olika ut ur olika aktörers perspektiv. Om vi analyserar fyra skilda aspekter: tekniska, ekonomiska, miljömässiga och sociala, kommer vi att konstatera att synen och därmed intresset för effektrelaterade frågor måste skifta. Till exempel är användarnas och deras affärspartner - nätföretagens och elhandelsbolagens - förutsättningar och motiv olika, framförallt när det gäller tekniska och sociala aspekter. Tabell 1.1 utgör ett försök att sammanställa de olika aktörers perspektiv på eleffektproblematiken. 1.3 Syfte Detta delprojekts huvudsyfte har varit att undersöka inverkan av elprissättning baserad på effektavgiftsprincipen på elkunders och nätföretags ekonomi, med hänsynstagande till eventuella förändringar i energianvändningsmönster (ändrat effektbehov), för att på detta sätt skapa metodik för att få fram beslutsunderlag för ett specifikt nätföretag. Andra delmål har varit att beskriva erfarenheter från försök med olika typer av elprissättning samt diskutera olika perspektiv på samspel mellan direkt- och indirekt laststyrning hos användare i bostäder. 1.4 Metod Undersökningen har genomförts i flera steg som fallstudier i samarbete med två elnätföretag (Skånska Energi AB och Sollentuna Energi AB). Flera forskare och examensarbetare har varit involverade i delprojektets genomförande under årens lopp, vilket framgår av Tabell 1.2. Tabell 1. 2 Delprojektets genomförande Aktivitet Ansvarig Deltagare Period/Slutdatum Resultat 1. Jämförande studie Sollentuna Energi - Skånska Energi J. Pyrko examensarbetare, J. Pyrko Augusti-december 2002 /Februari 2003 Examensarbete, Rapport, Artikel 2. Förstudie om olika prissättningsprinciper och deras inverkan på energi- och effektbehov J. Pyrko J. Pyrko, examensarbetare Januari-september 2003 /September 2004 Examensarbete, Intern rapport 3. Kundrespons och ändrat beteende K. Sernhed K. Sernhed, J. Pyrko Januari-oktober 2004 /December 2004 Del i en licentiatavhandling 13

14 4. Analys av alternativa prissättningar för Skånska Energi och andra elbolag - datorsimuleringar J. Pyrko J. Pyrko, examensarbetare Juni 2003-februari 2005 /Juni 2005 Examensarbete Rapport Artikel 5. Slutrapportering J. Pyrko J. Pyrko Mars-juli 2005 /Augusti 2005 Projektrapport Tariffsimuleringarna omfattar hela kundunderlag (samtliga mätarsäkringsgrupper) från Skånska Energi AB och baseras på mätdata från kalenderåret Flera arbetsmöten ägde rum på Skånska Energi AB (under året 2004 den 22 januari, den 19 mars och den 16 juni). 2 Litteraturstudie I litteraturöversikten presenteras och diskuteras forskning kring laststyrning i byggnader. Erfarenheter av direktlaststyrning omfattar bland annat hård laststyrning (på/av) samt mjuk laststyrning (stegvis bortkoppling). Indirekt laststyrning omfattas av studier om effekttariffer och toppris -signaler. Slutligen utgör beteendevetenskapliga studier en viktig del av kunskaperna. 2.1 Direkt laststyrning i byggnader - potential Förändring av belastningskurvans utseende kan ske enligt olika principer. Figur 9.1 visar den klassificering i sex typiska styrstrategier som föreslagits av Gellings [1]. Typiska förändringar i belastningskurvans form kan beskrivas på följande sätt: Toppreducering (Peak clipping) reducering av last under korta höglasttoppar, Låglastökning (Valley filling) ökning av användning under låglasttiden med hjälp av nya installationer, Lastskiftning (Load shifting) förflyttning av elbehov till låglastperiod, oftast med hjälp av energilagring, Strategisk energibesparing (Strategic conservation) sänkning av hela belastningskurvan genom effektivisering av energianvändning, Kontrollerad lastökning (Strategic load growth) kontrollerad ökning av elförsäljning, utvidgning av låglastökningsstrategin, 14

15 Flexibel last (Flexible load shape) en särskild typ av kontrakt med möjligheter att flexibelt koppla till och från kundens utrustning. Figur 1.2 Potentiella laststyrningsstrategier [1] Nätföretag är egentligen inte intresserade av att förändra varje användares lastkurva utan av den totala sammanlagrade 1-timmeseffekten. De vill uppnå låga sammanlagringsfaktorer och höga lastfaktorer på väsentliga nivåer i sina elförsörjningssystem. De kunder som skapar de högsta topparna, det vill säga de som karaktäriseras av stora effektuttag och höga överlagringsfaktorer, utgör en potentiell fara för elbehovets kraftiga variationer med effektkapacitetsproblem till följd. I de vanligaste laststyrningssystemen för bostäder kan elbolaget koppla ur last vid höga lasttoppar genom att skicka styrsignaler via en fast linje, telefonlinje, radiolänk eller direkt via elledningarna. Tidigare förekom laststyrningssystem ofta i sådana anläggningar som hade någon form av energilagring, vilket ger bättre förutsättningar för att genomföra laststyrning och ändå bibehålla inomhuskomforten. Idag finns möjligheter att styra lasten hos fler och fler kunder då energiföretagen, ålagda att installera avläsningssystem baserade på 1-timmes mätningar, har börjat investera i kompletta fjärravläsningssystem där laststyrningsmoduler ingår. Beroende på vilka installationer eller elapparater som styrs, finns det varierande laststyrningspotential, styrstrategier och konsekvenser, vilket diskuteras i följande del. 15

16 Eluppvärmning Elvärmesystem kan laststyras men bäst lämpar sig för detta ändamål de anläggningar som har en stor inbyggd värmelagringskapacitet, till exempel vattenburna system med värmeackumulatorer. Laststyrningspotential är ca 3-4 kw per hus. Direktverkande elvärmesystem kan också laststyras men i sådant fall kommer själva huskroppen att användas som energilager. Beroende på husets konstruktion varierar den termodynamiska trögheten men tidskonstanter för vanliga småhus är tämligen låga, vilket gör att huset rätt snabbt kyls ner. Olje- eller stenfyllda elradiatorer kan i så fall förbättra förutsättningarna för att införa laststyrning. Varmvattenberedning Elektriska varmvattenberedare med inbyggda vattentankar är lättast att styra i byggnader utan någon större komfortförlust. Den värmelagringskapacitet som finns i beredaren möjliggör att apparaten kan frånkopplas under relativt långa tidsperioder, under förutsättning att den har tillräckligt stor volym som räcker under hela bortkopplings- och återuppladdningsperioden. Varmvattenberedares laststyrningspotential är i genomsnitt cirka 1 kw per hushåll men kan uppgå till full installerad effekt (vanligtvis 3 kw) under vissa timmar efter ett stort vattenuttag. Ett problem med belastningsstyrning av varmvattenberedare är att det inte alls är säkert att den är eller skulle bli tillslagen under frånkopplingsperioden, det vill säga att man verkligen kommer att sänka effektbehovet vid laststyrningen. Ventilation och luftkonditionering Ventilationen kan hjälpa till att sänka effektbehovet i en byggnad då strypning av ventilationen avsevärt kan minska värmeförluster, vilket är av stor betydelse vid styrning av värmesystem. Vid specifika värmeförluster på 50 W/K genom ventilationen motsvarar detta ett effektbehov på 1,5 kw vid utetemperatur -10 C. Luftkonditioneringsanläggningar är mera lämpliga som belastningsstyrningsobjekt, särskilt i länder och områden med perioder av höga utetemperaturer och luftfuktighet som orsakar besvärliga effekttoppar i elnätet. Styrningsstrategierna måste dock i detta fall skilja sig från de tidigare dellasternas. Luften avkyld av aggregatet värms upp igen ganska snabbt och en längre frånkoppling kan ge väldigt negativa konsekvenser för komforten varför laststyrningen måste bestå av upprepade sekvenser av kortare på- och avstängningsperioder [3]. Effektreducering på upp till några kw, beroende på kylaggregatets storlek, är möjlig att uppnå här. 16

17 Stora elapparater I denna grupp kan disk- och tvättmaskiner (cirka 2 kw var) eventuellt användas som potentiella laststyrningsobjekt. Dagens moderna maskiner är vanligtvis utrustade med tidsstyrning, det vill säga användaren själv kan ställa in tiden då maskinen ska utföra sitt program, vilket förstås skulle kunna användas för att på detta sätt undvika belastningstoppar. Utomlands förekommer också fjärrstyrning av större torktumlare och torkskåp. Stora pumpar och värmeelement till simbassänger används ibland som styrbara laster när särskilda kontrakt om avkopplingsbara laster erbjuds av energiföretag till deras större kunder i bostäder och lokaler. Belysning Belysningen är inte särskilt lämplig att användas för att sänka effektbehovet i bostäder. Däremot i lokaler (skolor, kontor, idrottshallar) kan man installera närvarostyrning och, framförallt, byta samtliga ljuspunkter till energisnåla lampor som har 5 gånger lägre effektbehov än vanliga glödlampor, och på detta sätt minska effektbehovet för både belysning och samtidigt även för kylning. 2.2 Indirekt laststyrning Till skillnad från direkt laststyrning som är en kontrollerad begränsning av eleffektuttaget genomförd av elanvändaren själv eller av energiföretaget, är indirekt laststyrning definierad som riktad inverkan på effektbehovet genom antingen prissättning (tariffer, rabatter, kontrakt), regelverk (lagar, regler, incitament) eller information. Både för energiföretagen och samhället är indirekt laststyrning en metod att kontrollera kundernas eleffektutag. Skillnaden är dock den att elanvändaren, som genom olika medel utsätts för påverkan, själv kan bestämma sitt förhållningssätt till en viss åtgärd. Vid direkt laststyrning utgör kundens hus, eller anläggning, ett passivt objekt styrt utifrån. 2.3 Elprissättning - krav på en bra eltariff Priskonstruktionen uttrycker sambandet mellan levererad mängd el och begärd mängd pengar. På en avreglerad elmarknad bör prissättning styras av marknadskrafterna. Elmarknaden i Sverige är fortfarande bara omreglerad eller som man också började kalla denna process - regelreformerad ; hela nätsidan är fortfarande styrd av hård reglering. Även på elhandelssidan är regelverket bestämt och bevakat av myndigheterna. 17

18 Så här formulerades krav på en bra elprissättning före energikrisen på 1970-talet [4]: Eltariffen skulle: ge företaget tillräckliga intäkter för en sund ekonomisk utveckling, självfinansiering och avkastning, vara kostnadsriktig för olika konsumentkategorier, vara stabil på lång sikt, vara enkel, lättfattlig och lätt att administrera, medverka till att samhällets resurser utnyttjas på ett riktigt sätt. Till detta lades senare, på 1980-talet, flera nya krav: Eltariffen skulle: stimulera till sparande, underlätta oljeersättning, gynna införandet av förnybara energikällor, främja regionalpolitiska syften, medverka till önskvärd inkomstfördelning, ha en gynnsam effekt på den allmänna prisutvecklingen. Sedan den 1 januari 1996 är den svenska elmarknaden omreglerad och det är uppenbart att detta också har förändrat synen på prissättningen jämfört med tiden då de flesta energiverken i Sverige var kommunalt ägda och ansvariga för kommunal energiplanering: Den enda fasta grundvalen för elenergins prissättning är självkostnaden. Eltarifferna ska återspegla kostnaderna för elleveransen, oberoende av vad elenergin används till. Den företagsekonomiska målsättningen för elbolagen skiljer sig ej särskilt mycket från den samhällsekonomiska målsättningen. Det är ej kraftbolagens sak att medelst tarifferna styra konsumtionen på visst sätt. Höjda elpriser får föga verkan på elkonsumtionen. Det kan inte vara kraftbolagens sak att bedöma elkonsumenternas sociala förhållanden och ekonomiska bärkraft. Kraftföretagen bör ta på sig uppgiften att tidsmässigt utjämna förekommande kostnadsvariationer i kraftsystemet. Prissättningen bör helst ske enligt marginalkostnadsprincipen, det vill säga den prissättning som enligt nationalekonomisk teori uppstår spontant på en marknad med fullständig konkurrens. Två olika tillvägagångssätt kan tillämpas och prissättning sker enligt: 18

19 kortsiktig marginalkostnad kostnad (timme för timme) för leverans av ytterligare 1 kwh el i ett befintligt system, inklusive förluster på respektive spänningsnivå. långsiktig marginalkostnad gemensam kostnad, både rörlig och fast, som uppkommer för produktion och distribution av ytterligare 1 kwh el om systemet byggs ut, det vill säga med oförändrad leveranssäkerhet. Inte sällan är elräkningen som återspeglar prissättningen den enda kontakten mellan företagen och deras kunder. Detta kan vara ett viktigt motiv för företagen att ser över både sin prissättning och elräkningar, vilket många elbolag redan har gjort. Prissättning kan också användas för att styra elanvändning men för att lyckas med det måste prissignalerna till kunderna vara tillräckligt övertygande, särskilt om man vill uppnå en varaktig förändring av elanvändningsmönstret. 2.4 Svensk debatt om prissättning Avregleringen av den svenska elmarknaden har lett till debatt om vilka slutsatser som bör dras av de konsekvenser som uppstått på marknaden när utbuds- och efterfrågekurvorna börjar närma sig varandra. År 2001, strax innan Sverige fick sin hittills högsta eleffekttopp, förordade Fabricius i ett förslag till Riksdagens Näringsutskott [5] att elhandelsföretag skulle avskaffas och att nätföretagen skulle ges ansvaret för inköp och leverans av spotel till alla köpare. Detta skulle resultera i att konsumenternas makt över prisbildningen stärks genom den ökade priselasticiteten och genom att all el omsätts på spotmarknaden. Eftersom alla leveranserna alltid skulle ske till spotpriset, bästa marknadspris, inga leverantörer eller leverantörsbyten skulle behövas. Detta skulle förenkla marknaden och dess infrastruktur, vilket skulle göra den mer konkret för köparna. En rad överflödiga aktiviteter som överföring av mätvärden till säljare och leverantörsbyten skulle effektiviseras bort. Fabricius varnade att om reformsteget inte skulle genomföras är risken stor att marknaden kommer att fungera lika dåligt som idag eller sämre när vi kommer till en verklig bristsituation. Följderna kan i så fall bli mycket obehagliga. Miljöpartiet har i en motion till riksdagen fört fram liknande tankar om elmarknadens omreglering [26]. Bergman och Amundsen har publicerat en rapport [6] där de på uppdrag av Elforsk försökt analysera och identifiera eventuella förändringar i elhandelns organisation och reglering som skulle kunna bidra till en, från samhällsekonomisk synpunkt, bättre fungerande elmarknad. I rapporten diskuteras också Fabricius modell. Författarna stödjer sig på internationell litteratur och menar att modellen har en rad positiva egenskaper, till exempel minskade kostnader för överföring av mätvärden och slopat leverantörsbyte. Elanvändarna skulle också 19

20 betala för elen enligt prissättning som på ett bättre sätt speglar elproduktionens faktiska marginalkostnader, vilket troligen skulle öka elefterfrågans kortsiktiga priskänslighet och därmed minska behovet av dyr toppeffekt. Man menar dock att effektfrågan bör skiljas från frågan om hur elhandeln ska organiseras och att den föreslagna modellen har flera nackdelar. Framförallt skulle den varaktigt leda till reducerad konkurrens och ett mer begränsat utbud av alternativa kontrakt på elmarknaden. Konkurrensbegränsningarna skulle ge växande kostnader i framtiden. Speciellt med tanke på att konkurrerande elhandelsbolag kan spela en viktig roll när det gäller att utveckla produkter som konsumenterna efterfrågar. De kan också främja nyetablering av elproducenter. Moritz har i flera sammanhang diskuterat olika metoder som har föreslagits för att råda bot på eleffektproblem på den nordiska elmarknaden [7, 8]. Han menar att det finns en rad åtgärder som, förvånande nog, motverkar sitt syfte och leder istället till en högre effektbehov. En sådan återvändsgränd anser han vara till exempel styrning efter timpris och tidstariffer som ökar eluttagets samtidighet och leder till kraftiga effekttoppar när elpriset slår om till en lägre nivå. Han anser också att direkt laststyrning enbart lämpar sig för stora kunder med en deterministisk elförbrukning. Han slår fast att laststyrningspotentialen i elvärmda villor endast är 0,3 kw per hus (om temperaturen inte ska sjunka mer än 2 grader) och menar att detta skulle innebära att kostnaden för laststyrning är 10 gånger högre än kostnaden för ny elproduktion. De lösningar som Moritz förordar som möjliga att fungera i effekthushållande syfte är säsongstariffer (högre pris för vintermånaderna - rörlig del i både energi- och nätavgift), effekttariffer (avgift per uttagen kilowatt, baserat på medelvärdet av ett fåtal högsta effektuttag i månaden), energiskatt (baserad på elförbrukning under perioden december-februari) samt avlastning av elsystemet med hjälp av kombipannor och kraftvärmeverk (konvertering från elvärme till fjärrvärme). 2.5 Prissättningsformer Prissättning (tariffer) används av energiföretag som ett medel för att få betalt för sina tjänster och för att styra kunders elanvändning utifrån sina givna mål. Genom att variera morot/belöning (låga priser) och piska/straff (höga priser) under olika tider på dygnet, veckan och året kan en önskad förskjutning av eluttaget uppnås. Under förutsättning att kunderna upplever prissignalerna som tillräckligt starka. Det finns idag en mängd olika utseenden på tariffer och meningarna går isär om vilken utformning som är den bästa. 20