Nya flöden i lokala elnät Trender och perspektiv. Peter Blomqvist & Thomas Unger, Profu

Transkript

1 Nya flöden i lokala elnät Trender och perspektiv Peter Blomqvist & Thomas Unger, Profu

2 Elnätets förutsättningar förändras Stora förändringar sker Vindkraft, solel, elbilar, lagring förändrar förutsättningarna Ny el förbrukning och konsumtionsmönster i industrin (Hybrit och CemZero) Nya frågeställning uppstår Hur ser nya förbrukningsprofiler ut? Var och när uppstår begränsningar i nätet? Var i nätet bör lagring finnas och hur ska den styras? Hur ser kunderna incitament ut? Storskalig vindkraft Vindkraft Stamnät 5 MVA 13 kv Kraftvärme 3 MVA 2 MVA Lagring Industri 5 MVA 3 MVA 1-4 kv Lagring,4 kv Småskalig produktion 1 5 kw Villakund Elbil Lägenhetskund Mikroproduktion 43,5 kw Lagring

3 Modulpris [$/W] 218 Kostnadsutveckling för solceller och vindkraft Kostnadsutvecklingen för solceller har varit kraftig (lärkurva på ca 28% för moduler) Vindkraften har haft liknande utveckling och är idag det billigaste energislaget vid nyinvestering SvD, 7/5 219 Källa: Bloomberg

4 Årlig elproduktion [TWh] Utbyggnad av vindkraft och solceller Mängden installerade solceller ökar kraftigt om än från en låg nivå Incitament är främst styrmedel, miljöinsats, oberoende och marknadsföring Ackumulerad kapacitet [MW] Off-grid domestic Off-grid non-domestic Grid-connected distributed Grid-connected centralized Vindkraft har haft en boom som tagit ny fart i år Incitament är främst lönsamhet *Prognos gällande för normalår Källor: IEA-PVPS, Energiläget och Svensk vindenergi

5 Pris Litium-jon batteri [$/kwh] 218 Kostnadsutveckling för batterier Kostnadsutvecklingen för batterier är också relativt kraftig (lärkurva på ca 18%) Källa: Bloomberg

6 Kraftig ökning av elbilar senaste åren Ökningen av elbilar har varit kraftigt de senaste åren Idag har vi drygt 8 bilar i Sverige Totalt finns drygt 5 bilar i Sverige Scenarier för elbilar och laddhybrider Långsiktiga scenarier 1-2% av totala bilflottan till år 23 (Energimyndigheten) 2,5 miljoner till år 23 (Power Circle) Källa: elbilsstatistik.se

7 TWh Utbyggnad av vindkraft och solceller Energimyndighetens långsiktiga scenarier, 219 (referensfallet) Sverige Vattenkraft Kol Gas Vind Bruttoelanvändning Kärnkraft Olja Biobränsle, torv, avfall Sol+övr förnybart Solel: 3 TWh 23, ca 8 TWh 24 (EMs Förslag till strategi för ökad användning av solel, 7-14 TWh, 24) Vindkraft: över 5 TWh 24

8 Systempris, timvis två februariveckor Scenario: RES Vind (exklusive kärnkraftverk) exempel på möjligt utfall GW 1 Euro/MWh Vattenkraft Solkraft Vindkraft Mottryck&Kondens Till elpriset kommer: - Elnätskostnad - Skatter & avgifter - Ev. moms 4 Kraftvärme Last Elpris (hö ax)

9 Utgångspunkter i exemplet för elbilsladdning Nybyggd kontorsbyggnad på ca 1 m 2 Fastighetsägaren har som policy att samtliga nybyggda p-platser ska ha anslutning för laddning av elbilar Den aktuella byggnaden beräknas behöva 1 p-platser Byggnaden har fjärrvärme och fjärrkyla Två framtida februariveckor som exempel (timvärden) Laddning av batteri på 2 kwh 11 kw 3-fas laddare ca 1 h 5 min 3,7 kw 3-fas laddare ca 5 h 3 min 22 kw 3-fas laddare < 1 h Noteringar gällande exemplet Schematiskt och överdrivet eftersom det förutsätter att bilarna är urladdade när de kommer till arbetsplatsen och fulladdade när de kör iväg Detta för att tydliggöra utmaningarna och riskerna om vi inte tänker efter före

10 :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: Anslutning utan lastfördelning Om laddning sker direkt på morgonen och laddar fullt blir effekttoppen väldigt hög (8 kw och 117 A) 8 [kw] Effektuttag: Elbilsladdning - Utan laddstyrning A [tid [h]

11 :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: Anslutning med lastfördelning Vid lastfördelning så att bilar ska vara fulladdade senast till arbetsdagens slut sjunker behovet väsentligt (25 kw och 36 A) 4 [kw] Effektuttag: Elbilsladdning - Med laddstyrning 3 36 A 2 1 [tid [h]

12 :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: Byggnadens effektbehov Antagande om typisk förbrukning i ett nytt kontorskomplex (1 kw och 16 A) 4 [kw] Effektuttag: Byggnaden A 2 1 [tid [h]

13 :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: :: 6:: 12:: 18:: Styrning av laddning + byggnadens effektbehov Elbilarnas tillskott till behovet blir väldigt högt i förhållande till byggnadens behov trots att någon form av smart laddning införs 4 [kw] Effektuttag: Byggnad+Elbilsladdning - Med laddstyrning av bilarna 3 5 A 52 A 2 1 [tid [h]

14 Elbilsladdning i SE3 Direktladdning Om man inte har någon särskild laddstrategi tillkommer en hel del effekt på nuvarande effektbehov för SE3 (6% elbilar) Total electricity demand[gwh/h] Hour of the week Källa: Chalmers Demand no EV Demand 3kWh direct

15 Elbilsladdning i SE3 Optimerat och V2G Om man har en smart laddstrategi och möjlighet till V2G så kan man istället hjälpa systemet då det behövs (t ex då det blåser lite) Total electricity demand [GWh/h] Källa: Chalmers Hour of the week Demand no EV Demand 3kWh direct Demand 3kWh opt & V2G

16 Förändrad förbrukning med solceller Andelen solceller ökar väldigt snabbt och främst i de lokala näten (där största incitament finns) Exempel villa 1 MWh solceller och 25 MWh elbehov Minskar elbehovet med nära 2% Samma toppeffekt men lastprofilen blir brantare

17 Erfarenheter från fjärrvärmens prismodeller Företagets kostnadsstruktur återspeglas inte alls i prismodellen Priskomponenter som kallas fasta och effekt är energirelaterade Energidelen är för stor Komponenter baserade på tidigare energiförbrukning Fastpris Uppmätt effekt Abonnerad effekt Säsongsdifferentiering saknas Aktuell energiförbrukning Huvudproblem som behövde avhjälpas Incitament till besparing för kund harmonierade inte med besparing för fjärrvärmebolag Kunder med jämn förbrukning subventionerade spetsiga kunder

18 Elnätstariffer Stor rörlig andel Intäkter är i stor utsträckning rörlig Exempel andel rörligt pris för villa med 2A säkring och 2 kwh konsumtion Ca 11 företag har mer än 4 % rörligt Kostnader för att överföra el Fasta (administration, mätning, DoU) Effektrelaterade (kapacitet) Rörliga (elförluster) torde vara <1 % Förändringar på elmarknaden kan få stora konsekvenser för ett stort antal elnätsbolag!

19 Potentiella problem med dagens elnätstariffer Energidelen är alltför stor i många bolag (icke objektiva) Mer än 7% av bolagen har en energiandel som är högre än 4 % av intäkten Ökad andel solel och värmepumpar minskar intäkter och kan öka kostnader Effektrelaterad avgift saknas (icke effektivt nyttjande av nätet) Fasta delen utgår från ett säkringsabonnemang istället för att vara effektbaserat Solceller minskar inte effektbehov och elbil kan öka effektbehov Företagets kostnadsstruktur återspeglas inte i tariffen (kan bli oskälig) Prishöjningar för att kompensera intäktsbortfall blir svår att förklara för kund Kunder med olika lastprofil har samma pris (diskriminering) Kunder med spetsig last har samma pris som en kund med jämn last det bygger in en orättvisa i prissättningen Brist på koppling till verkliga kostnader för överföring av el leder till risk för (omedveten) diskriminering

20 Potentiella värden i att förändra prismodell Kostnadsriktig prismodell ger ett flertal potentiella fördelar Kan hantera en förändrad elanvändning utan att det påverkar intäkter negativt Kan bidra till kostnadseffektiviseringar för elnätsbolag Reglering efterlevs (objektiva, icke diskriminerade och effektivt nyttjande) Myndighet får högre acceptans för tariffer och ytterligare pålagor undviks Prismodell som är logiska och kan förklaras för kunder Potentiellt sett skapa nöjdare kunder Timvis mätning och automatisering möjliggör förbättrad tariffstruktur Robusthet med avseende på utvecklingen på elmarknaden med stadigt ökande variabilitet Många möjliga vinster i att förändra prismodellen!

21 Peter Blomqvist