10
Figur.1... Vindmøller.vil.i.fremtiden.producere.betydelige.mængder.el,.der.med.fordel.kan.anvendes.i.Danmark.via.intelligent.
. styret.forbrug,.og.som.vil.skabe.tidspunkter,.hvor.der.ikke.er.kommercielt.grundlag.for.drift.af.centrale.kraftværker.
Figur.2... Det.øgede.elforbrug.vil.nødvendiggøre.større.kabler.i.mange.dele.af.el-nettet,.og.samtidig.vil.det.skabe.større.udsving.i..
. spændingen.på.ledninger.på.de.enkelte.villaveje,.når.forbruget.svinger.meget.
11
I.takt.med.at.elsystemet.fremadrettet.
gennemgår.markante.ændringer.på.pro-duktionssiden.som.beskrevet.ovenfor,.vil.
der.i.elsystemet.skulle.arbejdes.på.nye.
måder.for.at.sikre:.
•.En effektiv anvendelse af vindkraftpro- duktionen..Elproduktionen.fra.vind- møller.kan.ikke.fastlægges.til.be-stemte.tidspunkter,.og.ved.en.kraftig.
udbygning.af.vindkraftkapaciteten.vil.
der.i.meget.vindfyldte.perioder.blive.
produceret.betydelige.mængder.el,.der.
med.fordel.kan.anvendes.af.et.fleksi-belt.og.intelligent.styret.elforbrug
•.Adgang til systemydelser 3fra nye kilder.
I.takt.med,.at.vindkraften.bliver.hoved-kilden.til.elproduktionen,.vil.det.være.
hensigtsmæssigt.at.sørge.for,.at.for-brugerne.gives.bedre.mulighed.for.at.
bidrage.til.leverancer.af.systemydelser.
til.elsystemet,.så.elsystemet.kan.fun-gere,.hvis.der.opstår.tidspunkter,.hvor.
der.ikke.er.et.kommercielt.grundlag.
for,.at.centrale.kraftværker.er.i.drift Samtidig.vil.ændringerne.på.forbrugssi-den.betyde,.at.der.i.distributionsnettet.
skal.tænkes.nye.tanker.for.at.sikre:
3. Systemydelser.er.produktionskapacitet.til.reserver.og.
regulerkraft,.inerti.samt.kortslutningseffekt.
En.effektiv.udbygning.af.overførselska-paciteten.i.distributionsnettet4 ..Intro- duktionen.af.el-.og.plug-in.hybridbi- ler.samt.varmepumper.vil.betyde,.at.el-nettet.i.fremtiden.skal.overføre.mere.el,.
end.det.i.dag.er.bygget.til.at.kunne.klare..
Derfor.skal.det.forstærkes.på.den.mest.
effektive.måde
Fortsat.fastholdelse.af.en.stabil.spæn- ding.i.distributionsnettet..Mange.elfor-brugende.apparater.har.behov.for,.at.
spændingen.i.distributionsnettet.er.sta-bil,.hvis.de.skal.fungere.korrekt..Et.øget.
antal.elproduktionsenheder.på.hus-standsniveau.sammen.med.et.nyt.og.
meget.fluktuerende.forbrugsmønster.vil.
medføre.en.øget.variation.i.spændingen.
i.de.lokale.distributionsnet.og.vil.ska-be.en.mere.ustabil.spænding.til.gene.for.
forbrugerne.
Traditionelt.set.har.elsektoren.tilpasset.
elsystemet.til.ændringer.i.omverdenen.
ved.at.lægge.flere.og.større.kabler.i.jor-4.Energinet.dk.har.tidligere.konkluderet,.at.et.intelligent..
elforbrug.ikke.er.et.alternativ.til.udbygninger.i.trans- missionsnettet,.da.udbygningsbehovet.af.dette.i.hø-jere.grad.dimensioneres.af.udviklingen.i.elsystemets.
produktionssammensætning.og.samhandlen.i.det.
grænseoverskridende.elmarked..Udbygningsbehovet.
i.transmissionsnettet.har.derfor.ikke.været.analyseret.
nærmere.i.dette.projekt.
den,.ved.at.opstille.flere.transformersta- tioner.og.ved.at.sikre.adgang.til.tilstræk-kelig.produktionskapacitet..Forbrugerne.
har.primært.været.’passive’.forbruge-re.med.et.forudsigeligt.og.regelmæssigt.
forbrugsmønster..Elsektoren.har.fortsat.
mulighed.for.at.følge.den.traditionelle.
strategi,.men.nye.teknologier.giver.en.al-ternativ.mulighed..Denne.nye.mulighed.
er.at.påbegynde.etableringen.af.et.in-telligent.elsystem.–.et.Smart.Grid.–.der.
skaber.helt.nye.perspektiver.for,.at.elfor-brugerne.kan.interagere.med.elsystemet.
og.produktionen..Det.kan.ske.igennem.
automatiseret.og.intelligent.styring.af.
forbrugernes.apparater,.så.de.kan.funge-re.som.ressourcer.for.elsystemet.
Da.Smart.Grid.er.en.ny.måde.at.udvikle.
elsystemet.på,.som.er.væsentligt.ander- ledes.end.den.traditionelle.udbygnings-strategi,.skal.der.træffes.et.valg.om.den.
ene.eller.den.anden.strategi..Dette.valg.
skal.sikre,.at.alle.aktører.trækker.i.sam-me.retning,.og.at.der.dermed.forhindres.
investeringer.i.og.omkostninger.til.ud- styr.og.systemer,.som.ikke.vil.blive.ud-nyttet.optimalt.
12
Smart.Grid-begrebet.er.de.seneste.år.blevet.udbredt,.og.i.for- skellige.sammenhænge.anvendes.begrebet.med.vidt.forskel-lige.betydninger..I.dette.projekt.analyseres.den.del.af.Smart.
Grid.som.muliggør.et.effektivt.samspil.mellem.vindkraftpro-duktion,.varmepumper.i.private.husstande.samt.el-.og.plug-in.
hybridbiler..Både.Dansk.Energi.og.Energinet.dk.arbejder.i.andre.
sammenhænge.med.Smart.Grid.i.bredere.betydninger.
Det.er.mange.beskrivelser.og.definitioner.af,.hvad.et.Smart.
Grid.er..En.udmærket.definition.foreslås.af.“European.Techno- logy.Platform”,.der.definerer.Smart.Grid.som.”Intelligente.el-systemer,.der.kan.integrere.alle.tilkoblede.brugeres.adfærd.og.
handlinger.–.både.dem.der.producerer.el,.dem.der.forbruger.el,.
og.dem.der.gør.begge.dele.–.for effektivt at kunne levere en bæ-redygtig, økonomisk og sikker elforsyning.”1
Internationale.undersøgelser.identificerer.en.række.konkrete.
fordele.for.forbrugere,.miljø.og.samfund.ved.at.indføre.Smart.
Grid.i.et.elsystem..Disse.fordele.omhandler.primært2,.3
•. Bedre.systemstabilitet.med.højere.leveringssikkerhed.til.følge
•. Flere.muligheder.for.billigere.og.mere.effektivt.at.skabe.ef-fektbalance
•. Hurtigere.udbedringer.af.fejl.i.elnettet.
•. Et.reduceret.behov.for.investeringer.i.elnettet
1. Kilde:.Smart.Grid.definition,.www.smartgrids.eu
2. Kilde:.”.What’s.So.Smart.about.the.Smart.Grid?”,.Booz&CO.2008
3. Kilde:.”.European.Technology.Platform.SmartGrids”,.Europakommisionen,.2006
Figur.3... Et.dansk.Smart.Grid.bygger.oven.på.den.eksisterende.infrastruktur.og.skaber.nye.muligheder.for . .interaktion.med.forbrugerne.
Smart Grid
Fakta-ark
Hvad er Smart Grid?
13
•. Generelle.energibesparelser.og.lavere.
priser.på.el.til.elbiler.og.varmepumper.
for.forbrugerne
•. Øget.integration.af.vedvarende.ener- gi.via.fleksibiliteten.i.elbiler.og.varme-pumper,.hvor.en.mindre.tidsmæssig.
forskydning.af.forbruget.ikke.vil.redu-cere.forbrugernes.komfort.
I.dette.projekt.analyseres.Smart.Grid.
som.vejen.til.at.udvikle.et.elsystem,.der.
kan.skabe.et.fleksibelt,.intelligent.elfor- brug.med.de.komponenter,.der.er.nød-vendige.for.effektivt.at.integrere.mere.
vindmøllestrøm,.flere.elproduktionsap-parater.på.husstandsniveau,.elektriske.
varmepumper.samt.el-.og.plug-in.hy- bridbiler..Analyserne.har.vist,.at.et.så-dant.Smart.Grid.kan.give.forbrugerne.
mulighed.for.aktivt.at.
•. levere.systemstabiliserende.ydelser.til.
elsystemet,.
•. reducere.behovet.for.forstærkning.af.
distributionsnettet.
•. forbruge.el,.når.det.er.billigt.
•. opnå.generelle.energibesparelser..
Et.sådant.system.kan.skabe.økonomiske.
gevinster.for.både.samfundet.og.forbru- gerne.–.uden.komforttab.til.følge,.og.sy- stemet.er.konceptuelt.gengivet.i.følgen-de.illustration.
En.mere.detaljeret.gengivelse.af.det.be-skrevne.Smart.Grid.og.dets.elementer.
er.illustreret.i.figur.4,.hvor.de.nummere- rede.områder.er.beskrevet.i.teksten.ef-ter.figuren..
Fakta-ark
14
Systemer til tværgående koordinering og dataudveksling imellem elsystemets aktører
Smart.Grid.kræver.en.tæt.koordinering.på.tværs.af.elsystemets.
grænseflader,.og.det.vil.derfor.være.nødvendigt.at.etablere.it-systemer,.der.kan.modtage.og.behandle.data.om.elsystemets.
tilstand.-.for.de.flestes.vedkommende.online..Disse.it-systemer.
skal.gøre.det.muligt.at.efterleve.forbrugernes.ønsker.og.behov,.
uden.at.elsystemet.overbelastes,.og.således.at.forbrugernes.
fleksibilitet.kan.belønnes.
Udstyr til måling af distributionsnettets tilstand
Måling.af.distributionsnettets.tilstand.er.en.forudsætning.for.
at.kunne.sikre,.at.distributionsnettet.ikke.overbelastes..Der- for.skal.der.installeres.måleudstyr.i.distributionsnettets.knu-depunkter.i.de.områder,.hvor.der.vil.opstå.risiko.for.en.sådan.
overbelastning..Dette.måleudstyr.skal.kunne.udsende.infor-mationer.om.nettets.tilstand.og.belastning.i.real-tid.
Udstyr til fleksibel styring og afregning af forbruget hos forbrugere, der investerer i varmepumpe eller en elbil Den.fleksible.styring.af.forbruget.håndteres.af.en.eller.flere.
elektroniske.enheder.i.forbrugernes.hjem,.som.kan.styre.for- bruget.til.hjemmets.fleksible,.elforbrugende.apparater..Styrin-gen.kan.på.samme.tid.maksimere.forbrugerens.komfort.og.
sikre.et.effektivt.samspil.med.elsystemets.behov.udtrykt.gen-nem.prissignaler..Den.fleksible.afregning.foretages.ved.hjælp.af.
data.fra.en.fjernflæst.elmåler4..Den.elektroniske.enhed.sørger.
for,.at.det.er.forbundet.med.mindst.muligt.besvær.for.forbru-geren.at.optimere.elforbruget.intelligent..Elmåleren.er.en.vigtig.
4. Det.antages.i.dette.projekt,.at.alle.private.forbrugere.med.varmepumpe.og/eller.elbil.
vil.have.en.elmåler,.som.kan.registrere.og.gemme.forbrugerens.elforbrug.for.hver.
time..Denne.forudsætning.afspejler,.at.en.lang.række.netselskaber.i.dag.har.eller.
planlægger.at.udrulle.målere,.som.kan.leve.op.til.disse.krav,.og.at.flere.af.netselska-berne.løbende.vil.installere.nye,.fjernaflæselige.målere.hos.kunder.med.fleksibelt.
forbrugspotentiale,.når.den.”gamle”.elmåler.skal.skiftes..For.nogle.forbrugere.vil.det.
også.blive.aktuelt.at.skifte.den.eksisterende.elmåler,.når.forbrugeren.anskaffer.sig.
en.forbrugsenhed.med.mulighed.for.fleksibelt.elforbrug.–.en.elbil.eller.en.elektrisk.
varmepumpe.
brik.i.etableringen.af.et.intelligent.elsystem,.men.vil.isoleret.set.
ikke.kunne.skabe.den.ønskede.ambitiøse.omstilling.til.et.mere.
fleksibelt.forbrug.og.intelligent.elsystem..Det.er.nødvendigt,.at.
elmålerens.data.understøttes.af.et.kontraktforhold.mellem.for-bruger.og.elleverandør,.der.giver.forbrugeren.en.gevinst.ved.at.
agere.fleksibelt;.fx.afregning.i.henhold.til.timepriserne.i.engros-markedet.
Udstyr til sikring af systemstabilitet
En.fremtid.med.mere.vindkraft.vil.gøre,.at.der.kan.være.perio-der,.hvor.kraftværkerne.ikke.vil.have.et.økonomisk.rationale.til.
at.være.i.drift..Der.skal.under.alle.omstændigheder.sikres.sy-stemstabiliserende.ydelser.som.inerti.og.kortslutningseffekt,.
der.normalt.kommer.fra.kraftværker..Der.er.ikke.i.projektet.ta-get.stilling.til,.hvordan.dette.sikres.mest.effektivt,.men.det.er.
beregningsmæssigt.antaget,.at.systemstabiliteten.sikres.via.
opstilling.af.synkronkompensatorer.og.SVC’er,
For.at.binde.Smart.Grid.elementerne.effektivt.sammen,.skal.
der.sikres.en.velfungerende.arbejdsdeling.mellem.branchens.
regulerede.aktører.og.rent.konkurrenceudsatte.virksomheder..
Samtidig.skal.der.skabes.et.markedsdesign,.som.faciliteter.et.
velfungerende.samspil.mellem.aktørerne.
Omstillingen.til.et.energisystem,.som.hjælper.Danmark.tætte- re.på.sine.klima-.og.energipolitiske.målsætninger,.vil.kræve.be- tydelige.investeringer.i.hele.energisystemet.og.specielt.i.elsy-stemet..
Analyserne.viser,.at.elsystemet.mest.effektivt.håndterer.et.
øget.og.ændret.elforbrug.samt.mere.fluktuerende.produktion.
ved.at.etablere.et.Smart.Grid,.der.skaber.et.dynamisk.samspil.
mellem.elsystem.og.forbrugere.igennem.måling,.styring.og.
automatik.i.elnettet.og.hos.forbrugerne..
3
4 1
2
Figur.4..Illustration.af.elementerne.i.et.dansk.Smart.Grid.
Fakta-ark
15
2.1 Omstillingen af
energisystemet kræver store investeringer
Fremtiden.vil.bringe.store.ændringer.
i.både.energiproduktionen.og.
energiforbruget..Produktionen.vil.
ændres,.så.den.baserer.sig.mere.på.
vedvarende.energi,.hvilket.blandt.andet.
vil.ske.igennem.en.udbygning.med.
vindkraft..Skal.Danmark.blive.mindre.
afhængig.af.fossile.brændsler,.skal.
forbrugernes.energiforbrug.ændres.til.
i.større.grad.at.kunne.anvende.den.nye.
vedvarende.energi.effektivt.fx.ved.hjælp.
af.elektriske.varmepumper.samt.el-.og.
plug-in.hybridbiler..Disse.ændringer.
vil.kræve.betydelige.investeringer.
fra.både.samfundet.og.forbrugerne,.
som.dette.projekt.ikke.har.forsøgt.at.
kvantificere..Projektet.har.lagt.til.grund.
for.analyserne,.at.vindmøllekapaciteten.
udbygges.til.at.kunne.dække.~50%.
af.det.årlige.danske.elforbrug,.at.
der.samlet.vil.være.~600.000.el-.og.
plug-in.hybridbiler.samt.at.der.vil.være.
~300.000.individuelle.varmepumper.
i.Danmark.–.alt.sammen.i.20255..Det.
er.dog.ikke.afgørende.for.projektets.
analyser.og.konklusioner,.om.det.netop.
bliver.i.dette.årstal,.at.den.nævnte.
udvikling.opnås.
Denne.udvikling.vil.medføre.et.behov.for.
at.få.de.nye.fluktuerende.produktions-former.og.de.nye.forbrugsformer.til.at.
spille.effektivt.sammen..Elnettet.og.dets.
komponenter.er.det.centrale.bindeled.
imellem.produktion.og.forbrug..Et.øget.
elforbrug.og.mere.fluktuerende.produk- tion.vil.stille.krav.om.investeringer.i.el-nettet.for.at.få.enderne.til.at.mødes..
5. .Antallet.af.elbiler.er.baseret.på.scenario.A2.fra.EFP-projektet.”El.til.Vejtransport,.Fleksible.El-systemer.og.
Vindkraft”,.og.antallet.af.varmepumper.er.estimeret.
ved.at.analysere.potentialet.for.udskiftning.af.eksiste-rende.individuelle.varmeanlæg,.primært.oliekedler.og.
elvarme
Hvor.store.disse.investeringer.bliver,.af-hænger.dels.af.hvor.effektivt.elnettet.
kan.udnyttes.og.dels.af.forbrugernes.
mulighed.for.at.agere.fleksibelt.
Analysen.omfatter.ikke.investeringer.i.
overførselskapacitet.i.transmissionsnet- tet,.da.dette.er.nøje.analyseret.i.forbin-delse.med.Elinfrastrukturudvalgets.
arbejde.i.20086..
2.2 Smart Grid er den mest effektive og billigste metode til at opgradere elsystemet
Konklusionen.på.det.økonomiske.
analysearbejde.er,.at.Smart.Grid.er.
den.mest.effektive.og.billigste.metode.
til.opgradering.af.elsystemet,.så.det.
er.klar.til.at.håndtere.de.fremtidige.
udfordringer..
Dette.skyldes,.at.etablering.af.et.Smart.
Grid.vil.koste.samfundet.cirka.9,8.milli- arder.kroner.i.investering.i.måling,.sty-ring.og.automatik.hos.forbrugerne.og.i.
elnettet..Denne.investering.vil.give.sam- fundet.gevinster.for.i.alt.cirka.8,2.milliar-der.kroner,.så.den.samlede.omkostning.
bliver.cirka.1,6.milliarder.kroner.
.Alternativet.til.Smart.Grid.er.en.traditi- onel.udbygningsstrategi,.hvor.den.sam-fundsmæssige.investering.vil.være.cirka.
7,7.milliarder.kroner,.uden.at.der.skabes.
nogle.gevinster..Dermed.er.fordelen.ved.
at.forfølge.Smart.Grid-sporet.cirka.6,1.
milliarder.kroner..Disse.beregninger7.er.
yderligere.detaljeret.i.det.følgende8.
6. Se.http://www.energinet.dk/da/menu/
Planlægning/Udbygning+af+elsystemet/
Udbygning+af+elsystemet.htm
7. Beregningerne.tager.ikke.højde.for.den.såkaldte.
nettoafgiftsfaktor..Nettoafgiftsfaktoren.er.en.
beregningsteknisk.størrelse,.der.søger.at.korrigere.for.
forskelle.mellem.faktor-.og.forbrugerpriser.(se.mere.i.
Finansministeriets.vejledning.i.samfundsøkonomisk.
analyser)..En.anvendelse.i.dette.projekt.vil.udeluk-kende.have.ændret.tallenes.absolutte.størrelse.og.ikke.
deres.relative.forhold..
8. De.økonomiske.beregninger.beskriver.den.sam-fundsmæssige.økonomi.i.relation.til.elfrembringelse..
2.3Samfundsmæssig
omkostning ved etablering af et Smart Grid
Opgradering.af.det.danske.elsystem.
til.et.dansk.Smart.Grid.vil.kræve.
investeringer.og.vil.dermed.generere.
øgede.omkostninger..Analysearbejdet.
har.identificeret.nødvendige.vesteringer.
og.omkostninger,der.summerer.til.en.
samlet.samfundsmæssig.omkostning.
på.cirka.9,8.milliarder.kroner..Denne.
omkostning.udgøres.af.følgende.poster
•. Måleudstyr.i.distributionsnettet,.som.
løbende.kan.give.et.overblik.over,.hvor-dan.distributionsnettet.er.belastet..
Dette.er.en.væsentlig.forudsætning.
for.–.i.kombination.med.elprisen.på.
engros.markedet.–.at.danne.integre-rede.prissignaler,.som.forbrugerne.kan.
agere.efter.til.fordel.for.dem.selv.og.el- systemet..Hertil.kommer.omkostnin- ger,.der.er.nødvendige.for,.at.forbru-gere.med.elbiler.og.varmepumper.kan.
anvende.timeafregning,.hvilket.sikres.
ved.en.opgradering.af.deres.elektroni-ske.elmålere..(~2,1.milliarder.kroner)
•. Elektronik.hos.forbrugerne,.der.auto- matisk.kan.kommunikere.med.elsyste-met.og.på.baggrund.af.dette.–.samt.
forbrugerens.ønsker.–.kan.styre.hus-standens.elforbrug.(~1,6.milliarder.
kroner)
•. Udbygning.og.forstærkning.af.distri-butionsnettet.i.områder,.hvor.Smart.
Grid-funktionalitet.alene.ikke.kan.
håndtere.overbelastningen.(~4,1.milli-arder.kroner)
•. Investering.i.anlæg.til.at.sikre.system- stabiliteten,.i.et.elsystem.med.væsent- ligt.mere.vindkraft..(~1,7.milliarder.kro-ner).
•. Måle-.og.styresoftware.hos.Energi-.
net.dk.og.netselskaberne,.der.kan.op-
samle.og.behandle.data.samt.sik- Medmindre.andet.er.angivet,.er.alle.beløb.en.tilbage-diskonteret.nutidsværdi.af.fremtidige.pengestrømme.
baseret.på.en.diskonteringsrate.på.5.procent.per.år.