ATT UTNYTTJA ELMÄTAR SYSTEMENS POTENTIAL

Transkript

1 ATT UTNYTTJA ELMÄTAR SYSTEMENS POTENTIAL Ett steg mot ett energieffektivare Sverige En rapport av Gina Fontér & Maria Wiberg, KTH, med stöd av IVA-projektet Vägval energi VÄGVAL ENERGI 1

2 KUNGL. INGENJÖRSVETENSKAPSAKADEMIEN (IVA) är en fristående akademi med uppgift att främja tekniska och ekonomiska vetenskaper samt näringslivets utveckling. I samarbete med näringsliv och högskola initierar och föreslår IVA åtgärder som stärker Sveriges industriella kompetens och konkurrens kraft. För mer information om IVA och IVAs projekt, se IVAs webbplats: Utgivare: Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien (IVA), 2010 Box 5073, se Stockholm Tfn: IVA-R 468 ISSN: ISBN: Författare: Gina Fontér & Maria Wiberg, KTH Layout: Pelle Isaksson, iva Denna rapport finns att ladda ned som pdf-fil via IVAs hemsida

3 Innehåll Sammanfattning... 4 Summary Bakgrund och syfte... 6 Syfte med rapporten... 6 Avgränsningar Elanvändning i Sverige... 7 Elanvändning i bostads- och servicesektorn... 7 Hushållselens fördelning på olika användningsområden En elmarknad i förändring... 9 Reducering av koldioxidutsläpp... 9 Integrering av elmarknader i Europa... 9 Ökad användning av förnyelsebar energi... 9 Högre krav på överföringskapacitet och leveranssäkerhet Möjligheter utifrån dagens elmätarsystem Tekniken bakom elmätarsystemen Energihushållning genom beteende förändring Upplösning av data avgör nyttan Att utnyttja potentialen i mätarsystemen...15 Timmätning utifrån dagens system...15 Göra mätvärden tillgängliga för fler aktörer...15 Regeländring eller avreglering av marknaden för elmätning Business case Oberoende aktör får tillgång till mätvärden Affärsplan Slutsatser Bilaga

4 4 Sammanfattning I linje med nationella och internationella målsättningar kommer framtidens elmarknad att karakteriseras av ökad användning av förnyelsebar energi, en fordonsflotta med en ökad andel plugin-elbilar, engagerade konsumenter som är medvetna om sin energianvändning och producerar egen elektricitet, och av att energi distribueras via smartare system. Detta kommer att ställa högre krav på överföringskapacitet och leveranssäkerhet samt på att kunder görs mer delaktiga i elmarknaden. Utvecklade elmätarsystem är en förutsättning för att möta utmaningarna. Elmätning berör även en rad tillämpningsområden inom fjärravläsning, administration av kundrelationer, styrning av efterfrågan och värdeskapande service. Genom att utnyttja mätvärden för att skapa återkoppling är det även möjligt att använda elmätarsystemen i syfte att skapa elhushållning. Från och med juli 2009 är elnätsägarna skyldiga att månadsvis läsa av och rapportera elanvändningen för sina respektive kunder med en mätarsäkring om högst 63 ampere. I dagens elmätarsystem är fjärravläsning huvudfunktionen. Det innebär att mätarsystemets operatör förses med mätdata utan att en manuell avläsning behöver ske, och att kunderna debiteras månadsvis för verklig elanvändning. Ett av skälen till införandet av månadsvisa fakturor baserade på verklig användning, var att synliggöra elanvändning för hushållen. För att elanvändningen ska bli synlig och möjlig att kontrollera är det viktigt att kunder får återkoppling på sin elanvändning. Införandet av månadsvis fakturering innebar en förbättring av återkopplingen, men den kan förbättras ytterligare för att möjliggöra större besparingar. Förbättrad återkoppling kan ges genom att förädla mer högupplöst mätdata till information som presenteras på nya sätt, exempelvis via displayer och webbaserade gränssnitt i kombination med rådgivning. Forskning visar att elanvändningen kan minskas med upp till 15 procent med hjälp av återkoppling. Som en gardering inför framtida lagkrav har över hälften av hushållen försetts med mätare som klarar timmätning. Timmätning utnyttjas inte i någon större utsträckning eftersom nätägarna saknar incitament för att använda timvärden och på grund av att inte alla mätare har kommunikationssystem som klarar dygnsvis insamling. Genom att ta bort det rådande kravet på dygnsvis insamling är det möjligt att utnyttja timmätning för 74 procent av uttagspunkterna. Det finns redan i dag planer på att introducera en ny mätarstandard, vilket talar emot ytterligare investeringar i de befintliga mätarsystemen. För att elmarknaden ska fungera effektivt, och för att möta de förändringar som sker, ställs krav på att elmätarna med tillhörande elmätarsystem klarar av att reflektera den kortsiktiga elbalansen även för konsumenterna. Detta är en förutsättning för att leveranssäkerhet ska kunna upprätthållas med hjälp av normala prismekanismer. Därför finns det ett behov av högre upplösning av mätvärden för att indirekt, det vill säga genom mer dynamiska tariffer, påverka kunden att använda mindre elektricitet under tider då lasten är hög. Genom att utnyttja timmätning i den omfattning det är möjligt skulle dessa tjänster med dagens system kunna möjliggöras för en del av Sveriges hushåll. I dagsläget får endast nätägarna utnyttja mätvärden från elmätarsystemen, vilket innebär en begränsning av affärspotentialen för utvecklingen av elmätartjänster. Affärspotentialen begränsas även av att besparingarna som kan åstadkommas med elhushållning är små. Innovation och investeringar i mätartjänster skulle främjas av att mätdata görs tillgänglig för fler aktörer. Utvecklingen skulle även gynnas av högre elpriser, institutionella styrmedel som gynnar energitjänster och av en ökad medvetenhet hos konsumenten.

5 Summary In line with national and international targets, the electricity market will be characterized by increased use of renewable energy, an increased share of electric plug-in vehicles, engaged consumers, who are conscious of their electricity use and produce their own electricity, and by smarter electricity distribution systems. This will put higher demands for stricter requirements on the available transmission capacity and on the security of supply. Elaborate metering systems is one condition for meeting the challenges facing the electricity market. Electricity metering is also relevant for a range of applications such as remote reading, management of customer relations, demand management and valueadded services. Utilizing meter data to provide feedback enables use of the electricity metering systems in order to obtain electricity conservation. As of July 2009 the Swedish electricity distributors are required to read and report the electricity use on a monthly basis for all customers with a safety fuse of up to 63 amps. Remote electricity reading is the main function in the current system, which means that the distribution system operator (DSO) is provided with metering data without the need for manual reading and that the customers are charged on a monthly basis for their actual electricity use (rather than an estimate). One reason for the introduction of monthly billing, based on actual electricity use, was to visualize the electricity use to the households. For the electricity use to become visual and controllable, it is important that customers receive feedback on their electricity use. The introduction of monthly billing implied an improvement of the feedback, but it can be further improved in order to allow greater savings. Improved feedback can be given by synthesizing high-resolution data to information presented in new ways, for example by means of in-home-displays, and web-based interfaces combined with counseling. Research shows that the electricity consumption can be reduced by up to 15 percent by using feedback. As a safeguard against future legislative demands over 50 percent of the household have been provided with meters that can handle hourly metering. However, hourly metering is not used to a great extent due to a lack of incentives for the distributors to make use of the hourly metering values. Furthermore not all meters have communication infrastructure that can manage daily collection of values. By changing the current demand of daily collection of values it is possible to employ hourly metering for 74 percent of the households. In addition, propositions of introducing a new metering standard speaks against further investments in the existing metering systems. The metering systems ability to reflect the shortterm electricity balance for the consumers is a prerequisite for normal price mechanisms to maintain the security of supply. For that reason, there is a need of metering values with higher resolution in order to indirectly, i.e. by more dynamic tariffs, influence the customer to use less electricity during high load periods. By using hourly metering to the extent made possible with the existing metering systems, this type of service could be offered to a part of the Swedish households. Currently, only the electricity distributors have access to the metering values in the metering systems. This situation limits the business potential that arises from the development of metering services. The business potential is also limited by the fact that the possible savings from electricity conservation are small. Innovation and investments in metering services world be promoted by making metering data accessible to more stakeholders. The development would also be positively affected by higher electricity prices, institutional means of control that promote energy services, and an increasing awareness among consumers. A number of functions that will be important to address the changes facing the electricity market are often referred to in connection to smart grids; the charging of plug-in vehicles, virtual power plants, distributed generation and management of the electricity net. The development of electricity meters, and associated systems is an important prerequisite in the quest towards a smarter grid. These functions are not fully applicable with the existing electricity metering system. Enabling of these functions would probably require major investments in the network, more advanced meters and more advanced communications infrastructure 5

6 6 1. Bakgrund och syfte Energisystemets aktörer ligger i startgropen av en resa som fundamentalt kommer att förändra rollerna för energiföretag, energikonsumenter och andra som är verksamma i branschen. Resan kommer att föra energisektorn mot en ny energiekonomi som karakteriseras av ökad användning av förnyelsebar energi och minskad användning av fossila bränslen, en fordonsflotta med en ökad andel plugin-elbilar, engagerade konsumenter som i större utsträckning är medvetna om sin energianvändning och som producerar egen elektricitet, samt av att energi distribueras via smartare system. Bakgrunden till denna omställning är att åtgärder för att motverka risken för temperaturhöjningar till följd av ökade koldioxidutsläpp successivt kommit allt högre upp på den internationella dagordningen. Följden av att klimatfrågan uppmärksammats på internationell nivå är att gemensamma satsningar görs för att utforma direktiv som främjar en hållbar utveckling av energisystemet. Exempel på detta är Kyotoavtalet, EUs mål och Köpenhamnsmötet i december Elektricitet har särskilda karaktärsdrag som konsumtionsvara eftersom den är svår att lagra och har en relativt icke-elastisk efterfrågan. Detta innebär att systemet måste vara i momentan balans, det vill säga att utbud och efterfrågan motsvarar varandra. Sverige är dessutom mycket beroende av elektrisk energi då denna utgör en nyckelroll i landets ekonomiska tillväxt och utveckling. Beroendet av elektrisk energi leder till höga krav på tillförlitlighet och leveranssäkerhet. Dessa krav ökar ytterligare då förnyelsebar energi med lägre tillgänglighet introduceras på elmarknaden. För att skapa en väl fungerande marknad blir det därför allt viktigare att både köpare och säljare har möjlighet att vara aktiva på elmarknaden. Avregleringen av den svenska elmarknaden syftade till att ge konsumenten en ökad valfrihet, effektivisera resursutnyttjandet och att sänka elpriser via konkurrens i produktions- och handelsleden. I linje med detta beslutade riksdagen år 2003 att elnätsföretagen från och med juli 2009 är skyldiga att en gång per månad läsa av elmätare med en mätarsäkring om högst 63 ampere, vilket i huvudsak omfattar hushållskunder. Den nya lagstiftningen ansågs kunna förbättra elmarknadens funktion genom att ge kunderna en tydligare koppling mellan elanvändning och fakturering, öka incitamenten för förändrad energianvändning samt underlätta avläsningen av elmätare genom fjärravlästa system. 1 Elmätning berör en rad tillämpningsområden inom fjärravläsning, administration av kundrelationer, styrning av efterfrågan och värdeskapande service. I dag är fjärravläsning huvudfunktionen, vilket innebär att mätarsystemets operatör förses med mätdata utan att en manuell avläsning behöver ske. Enligt svensk lag utgörs denna operatör i dag av nätägaren. Denna är skyldig att rapportera elanvändningen för sina respektive kunder till elhandelsföretagen en gång per månad. Syfte med rapporten Syftet med rapporten är att visa på att det finns potential att utnyttja de befintliga mätarsystemen i större utsträckning än vad som görs i dag. Dels för att uppnå ökad energihushållning och samhällsnytta, och dels för att bemöta de förändringar som elmarknaden står inför. Avgränsningar Rapporten är avgränsad till den svenska elmarknaden och fokuserar på de möjligheter de installerade elmätarna innebär för hushållskunder upp till 63 ampere. I denna sektor ingår småhus och lägenheter i flerbostadshus. Utgångspunkten är att studera vilka möjligheter de befintliga mätarna innebär utifrån tre perspektiv; teknik beteende ekonomi De aktörer som tas hänsyn till i rapporten är huvudsakligen elnätägare, elhandelsbolag, elkunder och nya potentiella aktörer som ser möjligheter med att ha tillgång till mätvärden. Då elproducenter inte har direkt kontakt med kunden, och därmed endast indirekt påverkar denna, lämnas producenterna utanför denna studie.

7 2. Elanvändning i Sverige Figur 1: Utveckling av total elanvändning i Sverige TWh Servicenäringen, industrin och vanliga hushåll i Sverige är sedan länge starkt elberoende. Beroendet ökar bland annat på grund av ökad automatisering och ökat utnyttjande av it-lösningar. Mellan 1970 och 1987 ökade användningen med i genomsnitt knappt fem procent per år. Därefter har ökningen dämpats till cirka 0,2 procent per år, vilket visas i figur 1. 2 Sverige utmärks av ett kallt klimat och relativt elintensiv industri. Dessa två faktorer bidrar starkt till att bebyggelsesektorn och industrisektorn tillsammans står för cirka 90 procent av den totala elanvändningen, som 2008 uppgick till 143,9 TWh 3. Detta tillsammans med en hög andel elvärme och historiskt låga elpriser, innebär att Sverige har en av världens högsta elanvändningsnivåer fördelat på antalet invånare, nämligen kwh el per invånare och år. Elanvändning i bostadsoch servicesektorn Den senaste mätstudien som presenterades av Energimyndigheten visar att elvärme och hushållsel i sektorn bostäder och service uppgick till 21,2 respektive 19,5 TWh år Bostadssektorn utgörs av bostäder, lokaler (bortsett från industrilokaler) och fritidshus samt areell näring (jordbruk, skogsbruk, trädgårdsnäring och fiske) och övrig service (byggsektorn, gatuoch vägbelysning, avlopps- och reningsverk, samt eloch vattenverk). Ett hushålls elanvändning kan delas upp i elektricitet som används för uppvärmning, varmvatten och hushållsel. Till hushållsel räknas den el som används till belysning, vitvaror, apparater och annan elektrisk utrustning i en bostad. 6 Fördelningen mellan el för uppvärmning och varmvatten, respektive hushållsel för en villa och en lägenhet visas i bilden nedan. 7

8 8 Hushållselens fördelning på olika användningsområden Av hushållselen går cirka 25 procent av den totala elanvändningen till belysning. Belysning är följt av kyl och frys, vars användning motsvarar cirka 19 procent av den totala hushållselen. Andra områden där el används är främst till elektrisk apparatur, däribland tv och datorer, matlagning, disk, bad och tvätt. Det råder dock en stor spridning i användningen av hushållsel mellan olika hushåll. För småhus varierar användningen mellan och kwh/år och för lägenheter mellan och kwh/år. 8 Figur 2: Elanvändning i hushåll, relativt bidrag fördelat över olika lastområden [kwh] 7 Figur 3: Hushållsel fördelat på olika laster, för familj år, vardag 9

9 3. En elmarknad i förändring Reducering av koldioxidutsläpp I syfte att reducera utsläppen av koldioxid görs gemensamma satsningar på internationell nivå för att utforma direktiv som främjar en hållbar utveckling av energisystemet. Detta är tydligt i bland annat EUs så kallade mål. Dessa innebär att EUs medlemsländer fram till år 2020 ska minska sina koldioxidutsläpp med 20 procent jämfört med 1990 års nivåer, att 20 procent av den energi som används inom EU ska komma från förnyelsebara källor och att energianvändningen ska minska med 20 procent. Att nå dessa mål är en global utmaning, en drivkraft i utvecklingen av nya energitekniker och en faktor som starkt påverkar hur elmarknaden utvecklas. Integrering av elmarknader i Europa För att skapa väl fungerande marknader för el, värme och gas är det enligt Sveriges regering eftersträvansvärt att skapa en gemensam europeisk elmarknad, vilket också eftersträvas av EU. Under de senaste åren har utvecklingen i Sverige därför präglats av arbete för att integrera den nordiska elmarknaden med den europeiska. EUs strävanden att skapa en inre elmarknad har resulterat i det så kallade tredje inre marknadspaketet, vilket är under utredning i Sverige för att anpassas till svensk lagstiftning. 10 Ökad användning av förnyelsebar energi Nuvarande svenska och europeiska politiska mål förespråkar en kraftig ökning av andelen förnybar energi. Enligt målen ska 20 procent av den energi som används inom EU komma från förnyelsebara energikällor år Då förnybar produktion innebär generatorer av varierande storlek, och är beroende av väderförhållanden och faktorer som inte går att kontrollera, svarar produktionen inte på normala marknadssignaler, däribland pris. Troligtvis innebär detta att man kan förvänta sig större prisvariationer i framtiden. En större andel förnyelsebar energi ställer även högre krav på reservkraft och utbyggnad av elnätet på olika spänningsnivåer. Dessutom leder det till utmaningar vad gäller planering och drift av elnätet. Högre krav på överföringskapacitet och leveranssäkerhet Ett ökat energiutbyte över såväl nordiska som europeiska gränser, samt nya produktionsresurser i form av småskalig och förnyelsebar produktion, kommer att ställa krav på den framtida överföringskapaciteten 11. När kapaciteten inte räcker till för den önskade handeln uppkommer så kallade flaskhalsar. Detta är ett allvarligt problem eftersom leveranssäkerheten blir en allt viktigare fråga i takt med vårt ökade elberoende. Det är dessutom sannolikt att elanvändningen kommer att öka i framtiden då exempelvis fler elbilar introduceras i systemet. Detta ställer högre krav på leveranssäkerhet samt på att elnätet klarar av att hantera de ökade utsläppen. 9

10 10 4. Möjligheter utifrån dagens elmätarsystem Figur 4: Konceptuell bild över ett AMI-system Tekniken bakom elmätarsystemen Elmätare som del av ett smart system Introduktionen av automatiserad mätaravläsning är ett naturligt steg i en värld där kommunikationslösningar blir alltmer digitaliserade och standardiserade (internet, e-post, sms, etc). Trender tyder även på att intelligenta it-lösningar blir allt billigare. Det är när elmätare utgör en del i ett intelligent kommunikationssystem som de kan bidra med en förhöjd nivå av funktionalitet. Vikten av ett intelligent system kan vara en av anledningarna till varför det talas mer om automatiserad mätarinfrastruktur (AMI) och automatiserad mätvärdeshantering (AMM) än om automatiserad mätaravläsning (AMR). Bilden nedan visar hur ett AMI-system är uppbyggt. Kommunikationen i ett AMI-system innebär att information från elmätaren överförs antingen direkt från mätaren eller via hemmets lokala nätverk, LAN (Local Area Network), till datainsamlingcentralen. Detta sker via ett nätverk som kan täcka långa distanser, WAN (Wide Area Network). Från insamlingscentralen skickas informationen vidare genom flera stationer, till exempel ett datahanteringssystem (MDM), för att slutligen nå fram till distributörens databas och faktureringssystem, samt eventuellt till ett internetgränssnitt från vilket kunden kan följa sin elanvändning. Faktum är att den automatiserade mätaravläsningen (AMR), som införts genom elmätarbytet, endast är ett steg mot en komplett automatiserad infrastruktur för mätaravläsning (AMI). Detta beror delvis på att en högre upplösning på mätvärden inte utnyttjas, men framförallt beror det på att systemets infrastruktur för kommunikation begränsar hur snabbt mätvärden kan överföras. Tvåvägskommunikation och upplösning av data avgör funktionaliteten Elmätarens potentiella funktioner beror på mätarfabrikat och modell. Huruvida dessa användningsområden och funktioner kan utnyttjas beror i sin tur på systemet där mätaren ingår, framförallt upplösningen av data och med vilken frekvens kommunikationssystemet klarar av att överföra dessa värden. Dessutom

11 är tvåvägskommunikation en viktig förutsättning för en stor del av funktionaliteten. Många av de funktioner som kan anses vara till nytta för elmarknadens aktörer och för samhället är beroende av att kommunikationssystemet klarar tvåvägskommunikation. Tvåvägskommunikationen innebär att mätvärden kan hämtas hem, men även att information och styrsignaler kan skickas ut till elmätare och kunder. I Sverige har 64 procent av nätbolagen och 73 procent av uttagspunkterna mätare som klarar tvåvägskommunikation. Funktioner som är beroende av tvåvägskommunikation är till exempel mikroproduktion, direkt laststyrning, momentanavläsning och till- och frånkoppling av elabonnent. Trots att det vid det senaste elmätarbytet inte fanns krav på att elmätarna skulle klara av timmätning har de flesta större nätbolag investerat i elmätarsystem som är förberedda för detta som en gardering inför framtida krav. I dag har 92 procent av nätbolagen investerat i mätare som klarar timvärden, vilket innebär att 75 procent av uttagspunkterna i landet klarar detta. Siffrorna kan möjligen vara högre eftersom det för 15 procent av uttagspunkterna är oklart om de klarar timmätning eller ej. Enligt Energimyndighetens föreskrifter och allmänna råd om mätning, beräkning och rapportering av överförd el ska dessutom mätvärden från timavräknade anläggningar samlas in dagligen 12. Dygnsvis insamling av mätvärden är endast möjligt för 52 procent av Sveriges uttagspunkter. Genom att ta vara på timvärdena är det möjligt att utnyttja användarnas flexibilitet i större utsträckning. Detta kan antingen göras i form av direkt laststyrning (bortkoppling, tidsstyrning, effektvakt) eller genom indirekt laststyrning (incitament genom prissättning, information eller avtal). Tekniken möjliggör för bättre återkoppling Utöver automatiserad avläsning och kontroll av mätsystemet kan mätaren ses som en inkörsport till att möjliggöra erbjudanden av energirelaterade tjänster i hemmet. Tjänster som indirekt laststyrning och återkoppling kan stimulera kunden till att ändra sitt beteende när det gäller elanvändning. Tekniken är inte bara viktig för överföring av mätvärden, utan även för återkoppling via internet, fakturor och all form av syntetisering av data till information, det vill säga då data tolkas och bearbetas till information som får en mening för kunden. Mätaren i sig är teknisk utrustning som endast ger begränsad och grundläggande information, som visualiseras genom ackumulerad användning på en lcdskärm. Dagens mätare är liksom sina föregångare ofta svårtillgängliga varför denna typ av data eller enkel information har liten inverkan på energibeteendet. Med anledning av mätarens otillgänglighet har kompletterande tekniska lösningar uppkommit för återkoppling, såsom internetgränssnitt och displayer, som trådlöst kan kommunicera med mätaren. Om återkoppling är den enda funktion som önskas finns andra lösningar än att gå via mätsystemet med tillhörande mätare. Redan i dag är det möjligt att ge hushållskunder återkoppling på sin elanvändning genom att installera utrustning på kundens sida av elmätaren. Funktionaliteten med en sådan lösning begränsas dock till återkoppling då kunden är den enda aktören som får ta del av mätvärdena. Detta innebär att det redan i dag är möjligt att uppnå viss elhushållning, vilket kan reducera den totala användningen av el. Nästa generations smarta funktioner Mätaren utgör även inkörsporten till direkt laststyrning och skulle kunna medverka till styrning av tvättmaskiner, uppvärmning och luftkonditionering etc. Som komplement till mikroproduktion (småskalig produktion) erbjuder mätaren förbättrade möjligheter för att förverkliga idén om virtuella kraftverk, på engelska omnämnt som virtual power plants. En förutsättning för de flesta tjänsterna är att mätvärden och styrsignaler skickas med kort fördröjning mellan mätare och insamlingscentral. Timavläsning och rapportering, alternativt mätvärden med ännu högre upplösning, är en del av förutsättningarna för flera av funktionerna. De mer avancerade funktionerna som kräver mer av systemet skulle även gynnas av en ny syn på elsystemet i sin helhet. Synsättet bör ta hänsyn till att elektricitet och information färdas i nya riktningar och att det kan uppkomma nya beröringspunkter mellan systemets aktörer. Smarta elnät (smart grids) är en vision om hur elsystemet bör utvecklas för att klara framtida förändringar som elmarknaden står inför. Beskrivningen av ett smart elnät skiljer sig runt om i världen, men enligt Karl Elfstadius, ansvarig för marknads- och affärsutveckling Smart Grids på ABB, är detta den vida accepterade definitionen i Europa: Det nya elnätet som ska kunna hantera alla användare och deras behov och samtidigt klara hållbar och säker produktion av el. Figur 5 är menad att ge en bild av hur utvecklingen gått från elektromekaniska mätare med manuell avläsning till automatiserad avläsning och smartare elmätarsystem och sedan eventuellt mot smarta elnät. Bilden ska inte tolkas som att smartare elmätarsystem automatiskt leder till smartare elnät, utan snarare som att smartare elmätarsystem är en förutsättning för att visionen om smartare elnät ska kunna realiseras. Gränsen är otydlig mellan exakt vilka funktioner som kan härledas till ett AMI-system och vilka som kan härledas till ett smart elnät. Det är dock tydligt att det krävs mer avancerade elmätarsystem, ytterligare stora investeringar i nätet och mer avancerad infrastruktur för kommunikation för att realisera de funktioner som brukar kopplas samman med smarta elnät. 11

12 12 Virtual Power Plants Ett virtuellt kraftverk är en kontrollstruktur där ett större antal småskaliga producenter (mikroproduktion) och/eller andra mindre energikällor såsom last kontrolleras och styrs som ett större kraftverk. Virtuell kraftproduktion fungerar som en lösning för att förskjutning av last i hushåll samt småskalig produktion ska kunna bidra med betydande kvantitet i effektstyrningen 13. Mikroproduktion innebär att elkunderna även blir elproducenter. De energislag som utnyttjas är vanligtvis förnyelsebara, däribland sol och vind. Vid mikroproduktion bör mätaren klara av att registrera både den el som importeras från nätet och den som exporteras till nätet. En sådan mätare kallas ibland för nettomätare. Utan nettomätare kan kunderna inte ersättas för den el de distribuerar ut på nätet. Laststyrning Laststyrning är en strategi för att efterfrågesidan skulle kunna fungera som effektreserv. Laststyrning innebär generellt att energianvändningen anpassas i tiden med syfte att kapa effekttoppar i kraftnätet. Direkt laststyrning utförs genom direkta och aktiva riktade åtgärder hos elanvändarna, medan indirekt laststyrning kan beskrivas som en mildare form av laststyrning som bygger på incitament, information, prissättning och avtal. 14 Energihushållning genom beteende förändring El är osynligt Elanvändningen är i många fall osynlig för hushållets medlemmar. Detta beror på att kunder under lång tid fått otydliga fakturor som varit baserade på schablonvärden och att elektricitet distribueras via stora kollektiva system som många tar för givna. Resultatet av detta är att människor generellt har en låg kunskapsnivå om vad energi är och vad måttenheten kwh innebär. Dessutom är det många som inte ser sambandet mellan det egna beteendet och hur mycket el de använder. Det är även svårt att förstå i vilken utsträckning det är möjligt att påverka den egna elanvändningen genom att ändra sina energirelaterade vanor. Förändring av energibeteende genom återkoppling För att elanvändningen ska bli synlig, förståelig och möjlig att kontrollera är det viktigt att kunder får återkoppling på sin elanvändning. Hur en förändring av beteendet sker kan förenklat beskrivas med hjälp av figur 6. Bilden förklarar hur en individ först tar emot information som används för att få kunskap i ämnet. Utifrån denna kunskap bemöter individen ämnet med en attityd som kan ge upphov till beteendeförändring. För att framgångsrikt kunna påverka beteendet är det viktigt att informationen som kommuniceras är tydlig och enkel att förstå, och att den anpassas efter ett visst hushålls specifika behov. Det är även viktigt att mottagaren av ett budskap är motiverad Figur 5: Smartare elmätarsystem ett steg mot smarta elnät

13 Figur 6: Beteendeförändring att spara el och har ett mål som anger hur mycket elanvändningen ska minska. En viktig komponent i att förändra människors energibeteende är även att återkopplingen upprepas frekvent och regelbundet. De nya elmätarna skapar möjlighet till att förbättra återkopplingen till både slutkonsumenten och andra aktörer i energisystemskedjan. Kombinationen av olika typer av återkoppling kan ge konsumenten kontroll över sin användning och förståelse för vad som orsakar den. Forskning visar att det är möjligt att reducera elanvändningen med 5 15 procent med hjälp av direkt återkoppling och med 0 10 procent med indirekt återkoppling. Direkt återkoppling fås på kundens egen begäran och innebär att kunden lär sig genom att studera sin elanvändning. Exempel på direkt återkoppling är självavläsning av mätare, avläsning av display, interaktiv återkoppling via dator och mätaravläsning med rådgivning. Indirekt återkoppling innebär att data från mätaren har behandlas av en annan aktör, varefter den presenteras för konsumenten. Exempel på indirekt återkoppling är mer frekventa räkningar, grafisk visualisering av elanvändning, uppdelningsåterkoppling, som visar kundens förbrukning uppdelad på olika typer av elprodukter, och historisk återkoppling, som visar kundens nuvarande och tidigare förbrukning. Förbättra återkopplingsmöjligheterna för att bidra till energihushållning Möjligheterna till återkoppling har förbättrats i och med lagkravet om månadsvis avläsning. Elkunder med en mätarsäkring på under 63 ampere får nu en faktura i månaden, baserad på den faktiska elanvändningen. Enligt Energimyndighetens uppskattning skulle elanvändningen minska med en procent till följd av detta. Det är dock tydligt att det finns stor potential att ytterligare förbättra både den direkta och den indirekta återkopplingen. Förutom den faktura kunden får en gång per månad är den huvudsakliga möjligheten till återkoppling att på eget initiativ studera elanvändningen på den lcd-display som finns på elmätaren. Denna information är kraftigt säsongsberoende och ofta svår att tolka. Dessutom sitter mätaren vanligtvis på platser där den är svårtillgänglig, exempelvis i källare. Återkopplingen kan förbättras genom att förädla mer högupplöst mätdata till information som presenteras på nya sätt. Tydlig och anpassad information kan exempelvis förmedlas via displayer, webbaserade gränssnitt och i kombination med rådgivning. Detta kan ge kunden kunskap om sitt eget energibeteende och vad som måste förändras för att elanvändningen ska minska. Det är tydligt att det finns utrymme för att göra mer i syfte att uppnå besparingar på upp till 15 procent av ett hushålls totala elanvändning. Mätdata från elmätarna kan på så sätt användas för att utveckla nya typer av tjänster kring mätarsystemen, däribland som underlag vid energirådgivning och för att segmentera elanvändningen för olika kundgrupper. Detta öppnar för möjligheter att rikta nya tjänster mot specifika grupper. Upplösning av data avgör nyttan Bemötande av de utmaningar elmarknaden står inför För att bemöta de förändringar som elmarknaden står inför är det viktigt att öka slutkonsumentens förbrukningsflexibilitet. Detta kan möjliggöras genom att öka priskänsligheten på efterfrågesidan. Ökad priskänslighet innebär att kunden kan reagera på kortsiktiga 13

14 14 Mer högupplösta mätvärden ger nytta för olika aktörer Elkunder Högupplöst information ger kunden bättre kontroll och möjlighet till elhushållning Ekonomiska besparingar genom nya prismodeller Möjlighet att få analyser och åtgärdsförslag i syfte att minska elanvändningen Förbättrad service Elhandelsföretag Minskad riskexponering då mer högupplösta värden underlättar inköpsplaneringen Om elhandelsföretag får tillgång till mer högupplösta mätvärden är det möjligt för dem att utveckla nya typer av mätartjänster (exempelvis nya tariffer, visualiseringstjänster, detaljerad rådgivning) Nätägare Då effekttoppar kapas genom förbättrad efterfrågerespons sker en reduktion av det maximala effektuttaget vilket i sin tur reducerar nätägarnas kostnader för abonnemang mot överliggande nät. 15 Utveckling av tjänster kring mätarsystemen (exempelvis direkt laststyrning, informationstjänster) För samhället i stort Möjlig reduktion av den totala elanvändningen Minskad användning av produktionsslag med negativ miljöpåverkan Bättre fungerande elmarknad Att utnyttja mätarnas fulla potential, och i vissa fall byta mätaren mot en mer avancerad mätare som klarar kravet på timmätning och tvåvägskommunikation, utgör en viktig del i utvecklingen mot ett smartare elnät prissignaler, vilket ökar dennes aktivitet och möjliggör en effektiv elmarknad. I dagsläget har konsumenterna ingen möjlighet att reagera på kortsiktiga prissignaler då de inte får information om elpriset med samma upplösning som elhandeln på Nord Pool sker med. Att konsumenterna inte har möjlighet att delta i elhandeln med samma förutsättningar som de aktörer som säljer el, är ett hinder för att skapa en flexibel efterfrågesida. För att elmätarna med tillhörande elmätarsystem ska kunna reflektera den kortsiktiga elbalansen även för konsumenterna krävs mer högupplösta mätvärden. Utifrån dagens system är det, som beskrevs tidigare, möjligt att tillämpa timmätning och rapportering för cirka hälften av Sveriges uttagspunkter.

15 5. Att utnyttja potentialen i mätarsystemen Timmätning utifrån dagens system Då stora investeringar redan genomförts för att förbättra elmätarsystemen vore det ur ett ekonomiskt perspektiv bäst att utnyttja potentialen i de befintliga systemen. I dagsläget har omkring hälften av elnätsägarna investerat i mätarsystem som klarar av timmätning och dygnsvis rapportering. Genom att ändra kravet på dygnsvis rapportering till månadsvis rapportering, vilket i dag är kravet för timavräknade anläggningar, skulle timmätning kunna utnyttjas med dagens mätarsystem. Detta skulle således maximera den nytta som kan fås utifrån de befintliga mätarna utan att ytterligare investeringar behöver göras. Göra mätvärden tillgängliga för fler aktörer Med dagens lagstiftning finns ingen skyldighet för nätägaren att utföra mer frekvent elmätning, vilket är en förutsättning för uppkomsten av nya tjänster kring elmätarna. Denna situation innebär även att de som agerar på den konkurrensutsatta delen av elmarknaden, det vill säga elproducenterna och elhandlarna, samt andra aktörer som skulle kunna se affärsmöjligheter med att ha tillgång mätvärden, inte kan utnyttja potentialen hos de fjärravlästa elmätarna i syfte att erbjuda nya produkter och tjänster. Detta är således ett hinder för att realisera potentialen i de befintliga mätarsystemen. Att göra mätvärdena tillgängliga för fler aktörer skulle dels skapa investeringsvilja i innovationer och dels tillföra kapital till ett marknadsområde som det i dag finns små incitament att investera i. De aktörer som har ett möjligt intresse av att ha tillgång till mätvärden är främst nätägare, elhandelsföretag och oberoende aktörer. En oberoende aktör är en aktör vars verksamhet inte är direkt kopplad till försäljning av el. Regeländring eller avreglering av marknaden för elmätning Mätvärden kan bli tillgängliga på en kommersiell marknad på i huvudsak två sätt, antingen genom en ändring i dagens regelverk eller genom en avreglering av marknaden för elmätning. Regeländring Genom att ändra dagens regelverk är det möjligt att ställa krav på nätägare att lämna ifrån sig eller sälja Figur 7: Oberoende aktör utgör ny kontaktyta mot kund 15

16 16 mätvärden till de aktörer som efterfrågar dem. För att möjliggöra detta skulle ändringar behöva göras i ellagen, så att det anges hur mätvärden får hanteras. Det är exempelvis viktigt att kunden är den som tilllåter nya aktörer att ta del av mätvärdena. Det är även viktigt att alla marknadens aktörer får tillgång till mätvärdena på lika villkor så att konkurrensen inte snedvrids. Då det är nätägarna som tillhandahåller mätvärden är det även väsentligt att fastställa en rimlig ersättningsnivå. Då mer högupplösta mätvärden innefattar större mängder data kan det vara en effektiv lösning att skapa en central mätvärdesdatabas. Avreglering av marknaden för elmätning Att avreglera marknaden för elmätning är ett alternativt sätt att låta fler aktörer få tillgång till mätvärden. Detta skulle göra det möjligt för nya aktörer att agera huvudmän för mätningen, det vill säga ansvara för elmätning, drift eller ägande av elmätare. Marknaden för mätning är en del av nätmonopolet, vilket innebär att drivkraften på denna marknad är att möta de lagkrav som ställs på ansvariga aktörer. Då elnätägarnas investeringsbeslut i huvudsak drivs av regleringar har dessa aktörer i rådande situation små incitament att utnyttja mätarsystemen till fullo då regleringen inte kräver detta. Om en annan aktör skulle hantera mätningen skulle marknadsmekanismer i stället för regleringar vara drivkrafter i utnyttjandet av mätarsystemen. Om en avreglering av marknaden för elmätning skulle ske är det bland annat viktigt att ta hänsyn till juridiska frågor och att det finns en funktion som genomför kontroll och verifiering av mätvärdenas korrekthet, men även till hur integritetsfrågor ska behandlas i samband med att nya aktörer får tillgång till mätvärden. Det är även en fördel om det utvecklas ett standardgränssnitt som möjliggör mätvärdesinsamling oberoende av mätarleverantör och hur val av kommunikationsteknik ska utformas.

17 6. Business case Oberoende aktör får tillgång till mätvärden Figur 8: Företagets affärskoncept Affärsidé Hjälpa hushållskunder att minska sina elkostnader genom att förse dem med ett enkelt visualiseringsgränssnitt och rådgivning om hur de kan förändra sitt energibeteende. Tillgång till mätvärden utgör en inkörsport för försäljning av mervärdestjänster. Affärsmodell Intäkter utgörs av en 50-procentig andel av de ekonomiska besparingar som företagets kunder kan göra genom att minska elanvändningen med 15 procent, försäljning av mervärdestjänster samt en andel av försäljningspriset för rekommenderade produkter. Mål AFFÄRSKONCEPT Vision Uppnå en kundbas om kunder i kundsegmenten småhus och bostadsrätter under en tidsperiod om fyra år. Vara det ledande energitjänsteföretaget mot hushållskunder i Sverige. Leverera energitjänster av högsta kvalitet samtidigt som företaget bidrar till ökad medvetenhet vad gäller energibeteende hos företagets kunder. Ovanstående konceptuella affärsplan beskriver den affärsmässiga potential som skulle uppstå i en situation där en oberoende aktör har tillgång till de data som elmätarsystemen innehåller. En sådan aktör bedöms ha bäst förutsättningar för att erbjuda energibesparande tjänster då deras intäkter inte påverkas av att kunderna minskar sin elanvändning. Förhoppningen är att tillgång till mätvärden ska skapa nya affärsmöjligheter för mätartjänster och säkerställa en god produkt- och marknadsutveckling. Affärsplan Organisationsstruktur För att förstå kundernas behov av nya tjänster och utveckla dessa krävs det att ett antal kompetenser finns tillgängliga inom organisationen. För att få tillgång till alla dessa kompetenser kan det krävas att samarbeten med andra aktörer utgör en viktig del av organisationsstrukturen. Genom olika typer av partnerskap kan en organisationsstruktur skapas som dels gynnar uppkomsten av innovativa idéer, och dels tillgodoser behoven av teknisk och infrastrukturell kompetens. 17

18 18 Figur 9: Nödvändiga kompetenser inom organisationen Tjänsteerbjudande Nedan följer ett par tjänster som företaget erbjuder eller kommer att erbjuda i ett senare skede. Spalten längst till vänster visualiserar det grundtjänsteutbud som företaget erbjuder, och som indirekt eller direkt leder till energihushållning. Av dessa utgör visualiseringstjänsten kärnan i produktutbudet. Spalten i mitten visar företagets energirelaterade tilläggstjänster och spalten längst till höger icke-energirelaterade. Vissa av tjänsterna är möjliga att utveckla på kort sikt och en del av dem kräver utveckling inom andra områden för att förverkligas. Marknad och kunder Den potentiella marknaden för de tjänster som erbjuds omfattar alla hushållskunder med en mätarsäkring som understiger 63 ampere. Det totala lägenhetsbeståndet i Sverige uppgår till omkring 4,5 miljoner lägenheter varav 2,46 miljoner i flerbostadshus och 2,04 miljoner i småhus. Alla dessa hushåll utgör en potentiell marknad för den typ av energihushållningstjänster som företaget erbjuder. En viktig faktor som påverkar efterfrågan av företagets tjänster är hur elpriset förändras och därmed påverkar elkostnadens andel av hushållsbudgeten. Då elpriset stiger ökar även incitamenten för kunder att efterfråga tjänster som kan hjälpa dem att reducera sin elanvändning. Det finns flera faktorer som påverkar elpriset för hushållskunder. Elpriset omfattar nätavgift, elhandelspris, elcertifikat och elskatt. Under de senaste åren har priset på samtliga delar ökat. Därtill har en kostnad för utsläppsrätter tillkommit. Dessutom har elpriserna under senare år ökat betydligt snabbare än både konsumentprisindex (KPI) och den genomsnittliga inkomsten. Elpriset har stigit med i genomsnitt 11 procent sedan 1999 och medelinkomsten med 3,8 procent. Den historiska utvecklingen, tillsammans med att samtliga länder i Europa jobbar hårt för att nå både klimat- och energimål, gör det rimligt att anta att elpriset kommer att fortsätta stiga. Investeringar i produktionsanläggningar för förnyelsebar energi kopplas i större utsträckning till höga specifika initiala investeringskostnader än till konventionell kraftproduktion, vilket kommer att leda till högre elpriser då dessa kostnader ska täckas. Följande bild visar hur marknadens energitjänster segmenterats och vilka segment företaget kommer att rikta in sig mot. Dessa anges med fet stil, och totalt utgör an- Figur 10: Företagets tjänsteutbud

19 Figur 11: Segmentering av marknaden för energitjänster Befintligt lägenhetsbestånd M A R K N A D Nytt lägenhetsbestånd Lägenheter i småhus (2,04 milj. hushåll) Lägenheter i flerbostadshus (2,46 milj. hushåll) Nybyggda småhus (ca per år) Nybyggda lägenheter i flerbostadshus (ca per år) Enbart hushållsel (1,78 milj. hushåll) Hushållsel & eluppvärmning ( hushåll) Bostadsrätter (ca st) Hyresrätter (ca st) Liten anv. Medel anv. Stor anv. Liten anv. Medel anv. Stor anv. Liten anv. Medel anv. Stor anv. Liten anv. Medel anv. Stor anv. Figur 12: Kundbas i slutet av år 4 talet småhus och bostadsrätter 2,72 miljoner år ett och 2,77 miljoner år fyra med hänsyn till nybyggnation. För att göra en uppskattning av företagets marknadsandel i den potentiella kundbasen, som anges i fet stil i bilden ovan, har hänsyn tagits till andelen uttagspunkter med mätare som klarar av timmätning och dygnsvis insamling, vilket motsvarar 52 procent. Därefter har vi utgått från IBMs rapport Lighting the Way Understanding the Smart Energy Consumer. I rapporten hänvisas till en undersökning som visar att 20 procent av de tillfrågade har ett starkt intresse för att betala upp till fem dollar per månad för att få tillgång till en tjänst som visualiserar elanvändningen. 16 Av de som är mycket intresserade antar vi att tio procent kommer att fatta ett beslut och faktiskt köpa en tjänst. Av dessa är målet att ta en marknadsandel om 40 procent under en fyraårsperiod. Detta betyder att målet är att ha minst en kundbas med kunder i slutet av år fyra. För att uppnå en kundbas på cirka kunder krävs att andelen av den totala marknaden om 2,74 miljoner kunder växer från 0,05 procent år ett till 0,4 procent år fyra och att antalet kunder fördubblas varje år. Prissättning Studier visar att det är möjligt att sänka elanvändningen med upp till 15 procent genom förbättrad återkoppling. Detta är målet för företagets kunder och av denna besparing tar företaget hälften. Detta innebär individuell prissättning för vår visualiseringstjänst. Figur 13 visar besparingspotentialen för hushåll inom de tre segment som företaget valt att rikta sina tjänster mot. Hänsyn har även tagits till elprisökningen. Sju procent har valts för att elprisökningen har legat runt detta värde med hänsyn till inflation, medan 15 procent har valts för att illustrera skillnaden i prissättning och därmed i intäkter om elpriset skulle stiga kraftigare än det har gjort historiskt. Det medelpris som används i intäktsberäkningarna är halva medelvärdet av en medelanvändares och en maxanvändares besparingspotential för respektive kundkategori. Priset för tilläggstjänster har uppskattats till kronor per kund som väljer en sådan tjänst, vilket uppskattningsvis tio procent av kunderna gör. 19

20 20 Figur 13: Besparingspotential i kr/år för medel-, resp. maxanvändare Resultaträkning Med en elprisökning på sju procent blir nuvärdet för de diskonterade kassaflödena med en kalkylränta på sex procent under fyra år omkring kronor. Om elpriset i stället ökar med 15 procent blir nuvärdet omkring 1,7 miljoner. Dessutom är det troligt att fler kunder skulle vara intresserade av företagets tjänster om elpriset ökade kraftigt. Då både vår prissättning och storleken på vår kundbas är beroende av elpriset påverkar elpriset starkt företagets resultat. Figur 14: Resultat och nuvärde med 7-procentig elprisökning år 1 4 Figur 15: Resultat och nuvärde med 15-procentig elprisökning år 1 4