Smart Grids in Sweden. Därför behöver vi SmartGrids till framtidens kraftnät

Transkript

1 Smart Grids in Sweden Därför behöver vi SmartGrids till framtidens kraftnät Bedömd tid Något om Power Circle och elhistoria Sammanfattning och slutsats Om elens roll och behovet av fungerande elnät Användarledet, om energieffektivitet och elfordon En antydan om en energivision för Sverige Stig Göthe Ordf i Power Circle 5-10min min 2-3min 1 Stig Goethe November 2009

2 Who is Stig Goethe? Presently, chairing three boards MSc KTH Electro + Sthlm Univ Economy in Vattenfall retirement - as vice president Senior role 1: International Consultant RIPASSO ENERGI Senior role 2: from 2005 Consulting, + board member roles H-O Enterprise IEA Implementing Agreement on Electricity Networks Analysis, Research and Development; to exchange knowledge of world practices and trends in network development. Participants: Austria, Belgium, Denmark, Finland, France, Italy, Netherlands, Norway, Spain, Sweden, Switzerland, United Kingdom and USA. (SA + Ind + Can) slide 2 Stig Goethe November 2009

3 Den svenska elkrafttekniska industrin* ) anställda + god tillväxt Exportvärde > 60 milliarder SEK *) Elkraftteknisk industri omfattar, forskare, tillverkare, kraftproducenter, elnätföretag etc, dvs alla som arbetar med elkraftteknisk verksamhet. Fordonsindustri skogsindustri Elkraftteknisk industri stålindustri Källa: Power Circle, 2009

4 Elektricitetens början inte alltid så visionär Elektricitet är en okänd kraft, som knappast kommer att få någon praktisk betydelse Ur fysikbok från 1800-talet

5 Pionjärandan Gällivari-Porjus är välkänd Vattenfall startar med tillförsikt, stil, stolthet, och gott humör tycks det. och även när järnvägen stod klar finns pionjärandan kvar - tycks det. Storslagna byggen och framtidstro

6 Sveriges elutveckling TWh 125 TWh? 100 TWh 75 TWh 50 TWh 25 TWh Pionjärfas Expansionsfas Marknadsfas

7 Var står vi nu? Från: Vi måste bryta elberoendet Till: Vi måste bryta fossilberoendet För nu handlar det nu om att nå klimatmålen genom att bl.a. använda allt vi har effektivare samt producera miljövänligare och helst förnyelsebart.

8 Sveriges relativa energianvändning Omkring 1970 når både olja och vattenkraft sin största relativa betydelse och bioenergin vänder kärnkraft Källor: Energikommissionen, SOU 1978:17; Energiläget 2004, Energimyndigheten ; SCB statistik 1970 Bio Annat bl.a. gas 2004 År

9 Innovatörs-exempel Jonas Wenström Johan Gustaf Richert Fredrik Vilhelm Hansen TWh 125 TWh 100 TWh 75 TWh 50 TWh 25 TWh Elutvecklingen kännetecken Pionjärfas Banbrytande ny teknik Närvaro av innovatörer Banbrytande strategiska beslut Statlig satsning Innovatörer och Entreprenörer sår och skapar Expansionsfas Förtroende för tekniken Tillgång till kapital Tillgång till kompetens Kostnadsbaserad ekonomi Producentvälde Statlig övervakning Marknadsfas Mättnad Konkurrens Kundvälde Den industriella nyttan skördas Statlig reglering? Med flera icke nämnda Pionjärfas Expansionsfas Marknadsfas?

10 Elutveckling och mot 2030 à 50 Ny pionjärfas 150 TWh 125 TWh 100 TWh 75 TWh 50 TWh 25 TWh Pionjärfas Med Vindkraft Solkraft Smartgrid Elbilar, VPar m.m Pionjärfas Expansionsfas Marknadsfas Klimatfasen

11 Sverige är bra på hållbar tillväxt. EU vet men inte alla svenskar. Detta p.g.a. omständigheter, tillfälligheter och tur! Elens andel ökar när energiförluster sänks! 1970 Antal invånare BNP per person Kr Energianvändning 448 TWh Energianvändning per person 55 MWh CO 2 -utsläpp per person 12 ton/år Elens roll i totalenergin 448 elandel 15 % elandel 36 % 2005 Antal invånare (+ 12%) BNP per person Kr (+ 80%) Energianvändning 405 TWh ( - 1%) Energianvändning per person 45 MWh ( - 20%) CO 2 -utsläpp per person 5.6 ton/år ( - 53%) Källa: STEM och SCB

12 Vad har då Sverige gjort ? Fossil - 40% Bio + 130% El + 130% Råolja och oljeprodukter Naturgas, stadgas Kol och koks Biobränsle, torv mm Värmepumpar i fjärrvärmeverk Vattenkraftel Kärnkraftel Vindkraft Vi har ändrat industrins struktur effektiviserat och introducerat fjärrvärme och bio samt elektrifierat. Vi har höjt verkningsgraden! Källa: Energimyndigheten

13 Smart Grids in Sweden Därför behöver vi SmartGrids till framtidens kraftnät Bedömd tid Något om Power Circle och elhistoria Sammanfattning och slutsats Om elens roll och behovet av fungerande elnät Användarledet, om energieffektivitet och elfordon En antydan om en energivision för Sverige Stig Göthe Ordf i Power Circle 5-10min min 2-3min 13 Stig Goethe November 2009

14 Ledningsnäten De nya resurserna ställer krav på elnäten! Large scale Wind Överföring reglering /balans Large solar Wind Överföring /reglering Lokal överföring/balans TRANSMISSION Stora anläggningar ställer krav på internationell handel Small solar EHV & EHV New domestic patterns Elkvalitet, lokal överföring, mätning Systemlösningar Systemlösningar DISTRIBUTION Många små blir en storskalig fråga Var står tekniken??

15 Kraftsystemfrågor Registrerade vindkraftverk under utveckling Totalt MW Motsvarar ca 60 TWh 6400 MW 26 % 5340 MW (*) 22 % 5580 MW 23 % Snitt 1 Snitt MW 29 % Källa: Svenska Kraftnät Snitt 4

16 CO2 fri produktion BorWin 1, världens största vindpark 128 km sjökabel 75 km landkabel Källa: ABB

17 Ledningsnäten 1 Förutsättning IT + Elkraftteknikutveckling IT-utvecklingen är enorm sedan många år Priset faller till 1/10 på 6 à 7 år Aug år MB för 260 kr på Clas Ohlson Okt GB 199 SEK på Clas Ohlsons internetbutik Morse lag gäller fortfarande, fördubbling/halvering var 18 mån

18 Ledningsnäten 2 Förutsättning IT + Elkraftteknikutveckling Var står kraftelektroniken? HVDC light på 10 år /-10kV 3MW Drivpaket för tåg Volym Vikt Förluster Pris 100 % 100 % 100 % 100 % /-320kV 1200MW Fortsatt tryck nedåt Utvecklingen 5 årssteg till 2005

19 Ledningsnäten 3 Förutsättning IT + Elkraftteknikutveckling Var står kraftelektroniken? Ny teknik gör nya kraftledningar möjliga. Helt nya möjligheter för markanvändning NorNed kabel HVDC Project Omöjligt projekt - för några år sedan! The longest underwater high-voltage cable in the world Clients: Statnett and TenneT Transmission capacity: 700 MW DC Voltage: ± 450 kv Length of DC cable: 2*580 km Water depths: Up to 410 m Project start: January 2005 Completion time: Approx. three years

20 Ledningsnäten 4 Förutsättning IT + Elkraftteknikutveckling + annat Energinet Danmark har kommit långt! Beslut från 2009 alla nät i kabel senast 2030! Source

21 SmartGrid oriented situation problems Impact on countries, however, varies. DK generation in year 1985 Transmission needs is one aspect and it varies DK generation in year 2009.but the balancing problem is Equal and common to all. 21 Stig Goethe November 2009

22 Reglerkraft och styrmetoder Minut Timme Dygn Månad År Sekunder Teknik Tidsskala för reglerbehovet Elhandel i olika marknader Här kommer nya krav som måste lösas på nytt sätt Reglering via teknik t.ex. smartgrid korttidsreglering t.ex. via SvK balanskraftköp dygnsreglering via börspriser Årsreglering via börspriser

23 CO2 fri produktion Det krävs både ny överföring och nya balanslösningar för storskalig vind Sources Vattenfall and EWIS

24 SmartGrid oriented actions Efficient heating Heat pumps give 3 5 times more energy Sweden in world champion in heat pumps 50 % of all villas (or semi detached) have heat pumps 2008 heat pumps produced ~ 15 TWh of sustainable energy slide 24 Stig Goethe November 2009

25 och så gäller det att inte glömma elsäkerhet och kvalitet, trots att allt blir mer och mer komplext System breakdown in Italy sept Stig Goethe PC

26 SmartGrid oriented situation problems Example of new concerns Related to SmartGrid Adding local balancing structure? Techn R&D Demos Production Control systems Flex load Consumption Local production Flex prod New ICT structure? New regulation structure? slide 26 Stig Goethe November 2009

27 SmartGrid oriented actions T S O s Stake-holders in Smart-Grid 27 Stig Goethe November 2009

28 SmartGrid oriented actions Grid system actions slide 28 Stig Goethe November 2009

29 Så kan vi använda den insparade elen 1500 mils körning drar ca: 2400 kwh Alternativ, köp 1/2000-del av ett vindkraftverk

30 SmartGrid oriented actions Planned demo sites ( Area: Trondheim/Åre/Östersund/ Sundsvall Target Group: Tourists Area: Smedjebacken/Ludvika/Hedem ora Target Group: Technical Services within the communities Area: Tanum Target Group: World Heritage Area: Stenungsund Target Group: Facility management company Area: Göteborg Target Group: Test Site Sweden (TSS) Area: Växjö Target Group: Car pool for students Area: Piteå Target Group: Students in the adventure industry Area: Gävle/Sandviken Target Group: Shopping Area: Stockholm Target Group: King and Queen of Sweden/ Postal Service Area: Stockholm Target Group: Arlanda airport/internal transportation Area: Gotland Target Group: Airport and harbour/ rent- a-car service +SME cars + Smart Grid Area: Kalmar Region (Mörbylånga/Borgholm) Target Group: Elderly service slide 30 Stig Goethe November 2009

31 Smart Grids in Sweden Därför behöver vi SmartGrids till framtidens kraftnät Bedömd tid Något om Power Circle och elhistoria Sammanfattning och slutsats Om elens roll och behovet av fungerande elnät Användarledet, om energieffektivitet och elfordon En antydan om en energivision för Sverige Stig Göthe Ordf i Power Circle 5-10min min 2-3min 31 Stig Goethe November 2009

32 Elens roll i totalenergin 448 Historia och en icke helt otänkbar vision? Behöver utvecklas och kommuniceras! < 425 Vision Trots folkmängdsökning och högre energiuttag kan en högre elandel, sparande och högre bioandel ge klart lägre fossilandel! (Elexport är rumsfähigt) elandel 15 % elandel 36 % elandelen % >180 TWh Om 25 år är vi, (som en idéskiss) Jämfört med miljoner +11% BNP är /pers + 85% Energianvändning + 5% Energi per capita 43TWh - 6% CO 2 -utsläpp per person 2-3 ton/år Reduktion av CO 2 >40% 2025 Men OBS Thailandsresor är ej beaktade

33 Kan drömmen om Thailandsresan räddas? Breaking News, Electric Airplanes!! Top Speed 250 km/h 20 kw engine 1 h max air time Range approx 200 km

34 Tack för uppmärksamheten