Energilager och variabel elproduktion. Helena Nielsen, Affärsutveckling, Vattenfall

Transkript

1 Energilager och variabel elproduktion Helena Nielsen, Affärsutveckling, Vattenfall

2 Agenda 1 Varför behövs lagring (systemperspektivet)? 2 Vilka lösningar finns och vad investerar Vattenfall i? 4 Exempel på affärsmodell för batteri 5 Slutsatser 2 2

3 Olika utmaningar kräver olika lösningar Variationer att hantera Variation inom timmen Variation mellan timmar Dygnsvariationer Årsvariationer Säsongsvariationer Utmaningar Inertia Frekvensstabilitet Spänningsstabilitet Nätbegränsning Prognosfel Variabilitet ms s min timmar dygn veckor säsong år Systemtjänster (Inertia) Primär- Sekundär- Tertiärreglering Störningsreserv Strategisk reserv 3

4 Lagringsbehov i olika tidsskalor Plötsligt större avbrott i produktion eller transmission Frekvenshållning och spänningsstabilitet (variationer, N-1) Balansering - icke planerade variationer (N-1, storm front) Omplanering pga prognosfel eller driftavbrott (N-1, storm front) Omplanering pga variationer i oplanerbar prod./kons. Planering för säsongsvariationer Reaktionstid 0-5 sek Sec-min Min-timme Timme-dag 1-10 dagar Säsonger Teknologi/ lager Roterande massor (prod./kons.), Kondensatorer, Batterier (automatisk) Vattenmagasin Batterier (automatisk) Vattenmagasin Bränslelager (kondensverk) Värmelager (elpannor/ industri) Vattenmagasin Bränslelager (kondensverk) Värmelager (elpannor/ industri) Vattenmagasin Bränslelager (kondensverk) Värmelager (elpannor/ industri) Vattenmagasin Bränslelager Systemtjänst / Marknad - Primärreglering FCR-N FCR-D Sekundär- och tertiärreglering FRR-A (LFC) FRR-M (RKM) FRR-M (RKM) eller Elbas (IDM) Elspot (DAM) Elspot (DAM) MW behov MWh behov

5 Agenda 1 Varför behövs lagring (systemperspektivet)? 2 Vilka lösningar finns och vad investerar Vattenfall i? 4 Exempel på affärsmodell för batteri 5 Slutsatser 5 5

6 Lager konkurrerar mot andra flexibla lösningar Variation inom timmen Variation mellan timmar Dygnsvariationer Säsongsvariationer Årsvariationer Produktion Vattenkraft OCGT (-) Vind Vattenkraft KVV OCGT (-) Vind Vattenkraft KVV OCGT Vattenkraft KVV Vattenkraft KVV Upp och ner reglering Lager Vattenmagasin Vattenmagasin Vattenmagasin Vattenmagasin Vattenmagasin Pumpkraft Pumpkraft Pumpkraft Power-to-heat Power-to-heat Power-to-heat Batterier Batterier (Batterier) Flytta laster/ produktion i tid eller till annan användning Industriell DR Industriell DR Industriell DR Förbrukning Hushålls DR Servicesektor DR Hushålls DR Servicesektor DR Flytta i tid eller anpassa lastprofil Energieffektivisering Nät Import/Export Import/Export Import/Export Import/Export Import/Export Utnyttja resurser i andra områden Marknader Balansmarknad och Intradag Intradag och Day Ahead marknader Day Ahead marknad Terminsmarknad Terminsmarknad Förutsättning / ramverk för att skapa ett effektivt utnyttjande av de övriga 6

7 Exempel på Vattenfalls lagringsmöjligheter Kapacitet Inertia Frekvensreglering Dygns- Flerdygnsreglering reglering Säsongsreglering Suorvamagasin GWh (magasin) 4200 MW (Lule älv) Uppsala kraftvärmeverk 2 GWh (ackumulator) 120 MWe 245 MWth Goldisthal pumpkraftverk 8.5 GWh (magasin) 1053 MW 7

8 Framtida investeringar i lager Uppsala värmeverk + kylackumulator Kapacitet Inertia Frekvensreglering 2 GWh (ackumulator) 600 MW th (FV sys., panna 112MW) Dygns- Flerdygnsreglering reglering Säsongsreglering Pen y Cymoedd batterilager GWh 22 MW Juktan pumpkraftverk? 25 GWh (magasin) 300 MW *inkluderar endast ackumulatorns kapacitet 8

9 Agenda 1 Varför behövs lagring (systemperspektivet)? 2 Vilka lösningar finns och vad investerar Vattenfall i? 4 Exempel på affärsmodell för batteri 5 Slutsatser 9 9

10 Starka incitament för batterier i Storbritannien National Grid frekvensreglering Frequency EFR Primary Secondary Fast Reserve 0 1s 10s 30s 15 min 30 min Tid Minskande värde /MWh Andel förnybar energi ökar och utfasning av konventionell produktion leder till minskande svängmassa Behov av nya systemtjänster för snabb frekvenshållning Enhanced Frequency Response (EFR) är en ny snabbare systemtjänst för att på millisekunder kunna växla mellan att absorbera eller mata ut el på nätet 10

11 Vattenfall investerar i 22 MW batterilager Batterilager vid vindkraftparken Pen y Cymoedd Hälften av de 76 vindkraftverken är färdigmonterade vid vindkraftparken Pen y Cymoedd. National Grid upphandlade 200 MW EFR, en ny systemtjänst för snabb frekvensreglering <1s, varaktighet minst 15 min Vattenfall har vunnit kontrakt för att uppföra en batterianläggning på 22 MW 4 år med fasta intäkter i enlighet med budpriset i /MW/hr Efter den fasta betalningsperioden antas intäkter från liknande systemtjänster 11

12 Ett brett spektrum av teknologier deltog i auktionen Andel per teknologi i anbud för 200 MW Transmission Supercapacitor DSR CAES/LAES DRUPS Termisk Batteri/DSR El till gas 1370 MW 70 företag (>200 bud) deltog i auktionen Bud varierade från 7-45 /MW EFR/h för batterilager och upp till 63 /MW för förbrukningsreduktion och andra lagringstekniker Vinnande bud var batterilager för 7-12 /MW/hr Svänghjul Diesel/Batteri Batteri CAES: Compressed Air Energy Storage DRUPS: Diesel Rotary Uninterrupted Power Supply DSR: Demand Side Response LAES: Liquid Air Energy Storage 12

13 Agenda 1 Varför behövs lagring (systemperspektivet)? 2 Vilka lösningar finns och vad investerar Vattenfall i? 4 Exempel på affärsmodell för batteri 5 Slutsatser 13 13

14 Slutsatser Incitament för investeringar i lager/flexibel produktion i Sverige saknas idag - Långa ledtider (upp till 10 år), investeringssignaler behöver komma innan behovet uppstår Tidsperspektivet flera dygn blir en stor utmaning - Många lagrings- möjligheter/tekniker för snabb reglering Behov av förbättrade marknadsincitament - Tillåt högre och/eller volatila priser för att motivera investering i större lager - Prissätt systemtjänster och reserver på marknadsmässiga villkor - Se över nättariff er och energiskatter för lager men även till viss del centralstyrda lösningar - En nationell/regional plan på var och hur investeringar bör ske - Vid behov upphandla tex. via konkurrensutsatt auktionsförfarande - Skapa stödsystem som främjar förnyelsebar produktion när den behövs som mest 14