Energilager. En game changer för det nya energisystemet? A sustainable energy future for Europe

Transkript

1 Energilager En game changer för det nya energisystemet? A sustainable energy future for Europe Bo Normark, Thematic Leader Smartgrids and Energy Storage SvD Energy Summit

2 2 Who we are About Europe s engine for innovation in sustainable energy Empowering every stage of the innovation process Investing in people, technologies, businesses Established 2010: supported by the EIT Public-private partnership aiming for financial sustainability

3 3 Hur många lokala batterilager har dagens hushåll? Vi är redan i batteriåldern

4 4 Hur många lokala batterilager har dagens hushåll? Vi är redan i batteriåldern

5 5 Det skrivs mycket om energilager

6 6 Det skrivs mycket om energilager Storage in a redesigned market NEW Special plan for storage?

7 7 Varför behövs energilager? Utmaningar och lösningar för energisystemet Källa: DG Internal Policies 2015

8 8 Typ av energilager MEKANISKT LAGER Pumpkraft (PHS, Pumped hydro storage) Tryckluft (CAES, Compressed air energy storage) Svänghjul (FES, Flywheel energy storage) VÄRMELAGER ELEKTRISKT LAGER ELEKTROKEMISKT LAGER KEMISKT LAGER Vattenbaserat Saltbaserat (MSES, Molten-salt energy storage) Fasomvandlingsmaterial (PCM, Phase change material storage) Superkondensatorer (SC, Supercapacitors) Supraledande magneter (SMES, Superconduction magnetic energy storage) Natrium-svavelbatterier (NaS) Litiumjonbatterier (Li-ion) Flödesbatterier (ex. VRB, Vanadium redox-flow batteries) Vätgas Syntetisk naturgas (SNG, Synthetic natural gas) Övriga kemiska föreningar (ex. metanol, etanol, m.fl.)

9 9 Energilager, tillämpningar och teknologier Källa: INSIGHT_E How can batteries support.

10 10 Marknaden för lager växer snabbt Och domineras av Lithiumbatterier

11 11 Energilager, lokalisering och tjänster Källa: DG Internal Policies 2015

12 12 Värdeskapande av energilager Stor spridning i värde beroende på lokala parametrar Källa: Rocky Mountain Institute Oct 2015

13 13 Värdeskapande energilager Var är värdet störst? Källa: Energy Furture Lab; Imperial Collegue London 2012

14 14 Sammanfattning nyttor energilager Lager skapar värde på flera nivåer Slutanvändare Reducerad effektavgift Reducerad energiavgift Medger ökad energiproduktion Distributionsbolag Minskade nätförluster Minskade nätinvesteringar Transmissionsbolag/Marknad Minskade nätinvesteringar Ny säljare av balanstjänster

15 15 Exempel på storskaligt lager Batterier realistiskt alternativ för frekvensreglering The UK s grid operator National Grid has just invested in the world s single largest procurements of energy storage. Task, keep grid frequencies as close as possible to UK normal operating range, that is 50Hz. In the past, power plants always carried out this job National Grid has just announced 201MW of winning bids of its first-ever tender for enhanced frequency response. "Out of a list of some 64 pre-qualified bidders, National Grid selected eight vendors with a combined 201MW of projects, varying between 10MW and 49MW apiece, totalling 66 million ($86.4 million). 61 of the 64 projects chosen are battery-based systems Frequency regulation has driven the growth of grid batteries in the U.S., with mid-atlantic grid operator PJM s frequency regulation market now being served by hundreds of megawatts of lithium-ion systems, capable of responding within 4 seconds to gridbalancing orders.

16 16 Exempel på storskaligt lager Terna i Italien fick akuta nätproblem då en stor mängd solpaneler installerades på kort tid Det handlar inte bara om kostnad. Solutions Investment required M / MW Deployment time Years Benefits Critical points Active Demand Virtual Power Plant Highly variable: depends on number of players and complexity of aggregation Depends on model Savings for the system; Enhanced flexibility. High investment The Business model must be defined Several stakeholders involved Market yet to be developed Distributed Demand Virtual Aggregator Batteries 0,5 3,5 <1 Very fast deployment time Emerging market High costs/additional incentives needed to break even Best Short Term Bet! Storage options Pumped hydro Mature technology Very long deployment time Capital expenses site-dependent Few available sites CAES (traditional underground) Investment limited compared to other technologies Difficulties in finding adequate sites Long & complicated approval process Limited Applications (site-dependant) Low round-trip efficiencies Supply Infrastructure Development 0.2-0,315 >10 Cheaper investment Terna core business Very long deployment time Does not address all issues

17 17 Studie av lokala batterilager

18 18 Studie av batterilager Betrakta enbart effektreduktion Fastighet A Fastighet B Fastighet C Enhet 18 lgh 27 lgh 36 lgh Årlig elanvändning/lägenhet kwh Lasttopp 18,4 Reellt behov av säkringsnivå 27 Säkringsnivå idag % lasttoppsred mha batteri: Batteristorlek Batteristorlek per lägenhet 23 1,28 24, , ,78 kwh/h Amp kw Amp kwh kwh/lgh

19 19 Studie av batterilager 40 % reell reduktion av effektuttaget lägenheter Säkringsnivå före Möjlig Säkringsnivå 40 % reduktion Fastighet A 18 lgh 44 (63 A) 11 (16 A) Fastighet B 27 lgh 44 (63A) 17 (25 A) Fastighet C 36 lgh 44 (63A) 25 (35 A) Enhet 40% lasttoppsred mha batteri: Batteristorlek kwh kw kw Investering: 2016 års pris 2026 års pris 112,7 41,4 132,3 48,6 137,2 50,4 tkr tkr Årlig besparing totalt 15,9 23,9 31,9 tkr/år Återbetalningstid vid investering 2016 Återbetalningstid vid investering ,0 5,9 4,8 år 2,6 2,2 1,8 år

20 20 Studie av batterilager Kommentarer till studie Batteripriser kan falla snabbare än antaget Historiska data, ingen hänsyn till vad som är möjligt i dag i form t.ex. av: Energieffektivisering Smartare värmepumpar (varvtalsstyrning, samverkan med värmelager) Beräkningen gjord på timvärden, större upplösning krävs Bara en systemnytta medtagen. Flera möjligheter finns t.ex. i form av: Energiarbitrage Sälja systemtjänster

21 21 Kan man gå längre? Egen lägenhet, kwh per år Lägg till ett batteri på 2,7 kwh

22 22 Kan man gå längre? Toppeffekt från 2,4 kw till 0,4 kw Säkring från 11 A till 2 A

23 23 Dramatisk utveckling av batterimarknaden.. VW LG Chem 145 USD/kWh (cell) Tesla Gigafactory 88 USD/kWh (cell)

24 24 Det är något skumt med batteripriser Varför skulle stationärt batteri kosta 3 gånger så mycket som mobilt??

25 25 Det är något skumt med batteripriser Före och efter Tesla Powerwall

26 26 Det är något skumt med batteripriser Benchmark Sonnerspeicher / Tesla 2015 Sonnerspeicher Tesla Powerwall 10,2 kwh 260 kg 160/62/36 (360l) 3 kw?? (enbart batteri) (komplett system) 10,0 kwh 100 kg 130/86/18 (220 l) 3 kw (enbart batteri) (komplett system)

27 27 Fler följer Tesla I Tyskland finns det redan mer än hembatterier

28 28 Utbyggnad av batteriproduktion 4-faldig ökning på 5 år, men ingen i Europa..

29 29 Alternativ Framtidsvision Batterisverige Investering 2,5 millioner lägenheter har batteri på 3 kwh 2,5 millioner villor har batteri på 10 kwh Batteripris kr / kwh *) Totalt 32.5 millioner kwh Totalkostnad ca: 50 milliarder Vad får man för pengarna? Alla hushåll klarar elavbrott i minst 6 timmar Max effektuttag minskar med % *) Uppskattat snittpris för batterisystem de närmaste åren

30 30 Framtidsvision Visst blir batterier en gamechanger i elsystemet Batterier ett självklart inslag i varje hushåll Elsystemet extremt robust då alla klarar elavbrott Lokalproduktion kan optimeras med lokalt batteri Elfordon kan stärka konceptet Drastisk sänkning av effektuttaget

31 31 Behöver Sverige en nationell plan för lager? Massachusetts Energy Storage Initiative Storage recognized as a game changer in the electric sector

32 32 Find out more Tack! facebook.com/kicinnoenergy twitter.com/kicinnoenergy linkedin.com/company/kic-innoenergy youtube.com/user/innoenergy