Hva er smart med smarte nett? Om hvordan teknologi, marked og smarte forretningsmodeller kan bidra til å skape et mer effektivt energisystem Stig Ødegaard Ottesen NTNU, CenSES & NCE Smart Energy Markets Hvem er jeg?  Mål: Skape innovasjon og vekst gjennom: Utdanning og opplæring  Nettverksbygging  FoU-aktiviteter med relevans for bedriftene   Utgangspunkt i IT- og energiklyngen i Halden-regionen MøreforskningErasmus universitetetArena SmartGrid Services Istad Nett Høgskolen i Narvik Troms kraft Århus universitet BI NTNU SEAS-NVE Agder Energi Hafslund Univ. i St.Gallen Østfoldforskning Embriq BKK Eidsiva IFE UMB SINTEF MoreCom NVE Trønder Energ Høgskolen i Østfold Tieto Skagerak Norwegian SmartGrid Center Fortum Tiny Mesh VRI Byggnettverk NTE Landis+Gyr NAVITA IBM FEAS Hvaler kommune ABB Statsbygg Smart Energy Grid Manager Halden kommune Lyse Energi Siemens Sør Trøndelags fylkeskommune Saugbrugs eSmart Systems Energi Norge VRI Helse Hvem er jeg?  PhD-prosjekt: Teknisk-økonomiske modeller i SmartGrids Innhold  Hva er smarte nett?   Hva slags gevinster kan smarte nett gi?   Fleksibilitet på sluttbrukersiden Hva skal til for å utløse potensialet?   Teknologi på sluttbrukersiden Om insentiver, organisering og forretningsmodeller Noen eksempler på norske pilotstudier What is the SmartGrid?    The management of transmission and distribution networks which uses robust two-way communications, advanced sensors, and distributed computers to improve the efficiency, reliability and safety of power generation, delivery and use. Additionally it can support services, such as demand response, to consumers. The concept encompasses a wide range of technologies, such as advanced meter reading, substation automation and energy management systems. Smart grid development for the most part can use existing technologies, applying them in new ways to grid operations.      Informasjonsteknologi er sentralt Ikke bare nett, hele energiverdikjeden er med (Burde SmartGrid hete Smart Energy Systems?) Tjenester er sentralt Mye teknologi, også tradisjonell Teknologien må brukes på nye måter Utgangspunkt: AMS - Avanserte målingsog styringssystem  Består prinsipielt av to deler: Infrastruktur for kommunikasjon mellom nettselskap og sluttbruker  Smarte målere  Skal implementeres innen 2019  Et kostbart prosjekt  Hva slags gevinster gir AMS i seg selv?  AMS-måleren – en datamaskin Måler hver time Måler både «kjøp og salg» Systemer knyttet til avregning, nett/marked, avstengning m.m. Andre tjenester Styringssystemer i bygg og hus Internett Oversikt – Smart-nett-teknologi på sluttbruker-siden Elektriske kjøretøy AMS: Distribuert lagring 1. Infrastruktur nettselskapsluttbrukere 2. Smarte målere Distribuert energiproduksjon 10 Home automation / Smart appliances Hva innebærer dette for sluttbrukerne? Mer informasjon og kunnskap  Økt bevisstgjøring  Mulig å iverksette målrettede tiltak  Kan produsere deler av eget energiforbruk og evt selge overskudd => plusskunde/prosument  Fleksibilitet  Sluttbrukerfleksibilitet last  Sentralt begrep: Demand response  Sluttbruker kan respondere på priser eller andre signaler  Estimert potensial demand response i Norge: 4.700 MW (Sintef) Eksempel: Laststyring Tambartun kompetansesenter Flere kilder til sluttbrukerfleksibilitet Flytte eller redusere last (demand response)  Utnytte energilagere  Styre lokal energiproduksjon  Bytte energibærer  Eksempel: Høgskolen i Østfold Potensialet for HiØ-bygget  1100 – 1500 kW! Fleksibilitetskilder for HiØ-bygget  Bytte energibærer til vannvarming (olje/el)  Utnytte varmelager (varmtvannstankene i olje- og elkjelene)  Flytte (i tid) varmeforbruk    Svømmehall Romoppvarming Flytte (i tid) og redusere elektrisitetsspesifikt forbruk    Vifter i svømmehall (flytte) Vifter i ventilasjonssystemer utenfor svømmehall (flytte) Lys (redusere) Hva kan denne fleksibiliteten brukes til?  Skape gevinster og verdier Fordeler 1 - for kraftsystemet       Utsette investeringer i produksjonsapparatet og nettet Bedre oversikt over driftssituasjonen Bedret driftssikkerhet/redusert risiko for utkobling Redusert behov for reserver Økt evne til å integrere ny, fornybar produksjon Bedre for miljø og klima Fleksibilitet og egenproduksjon kan også redusere behovet for «Monstermaster» Fordeler 2 – for kraftmarkedene     Dynamiske prisregimer kan innføres i sluttbrukermark. på nettleie- og kraftkontrakt Økt elastisitet på etterspørselskurven Redusert risiko for ekstrempriser Økt antall markedsaktører og større volumer Fordeler 3 – for sluttbrukerne      Wind Reduserte kostnader Photo voltaic Være miljøvennlig Pay Sell & invoice Ta ansvar for eget bruk Være i front teknologisk Heat pump Involvering og aktiv Batteries deltakelse Passiv konsument => Aktiv prosument Energy use Energy use Energy use Energy use Energy use Energy use Energy use Et nasjonalt demonstrasjonsområde for nye energiløsninger Demonstrasjonsområde Fire «fastlandsøyer» med veiforbindelse og 16 øyer/holmer 6.800 målepunkt 4.300 hytter hvorav 70 % av eierne bor utenfor fylket. 50 kV radial forsyning 1 sekundærstasjon, 30 MW 18 kV HS nett (11 mil luft) 206 NS      8 081 AMS målere Radionettverk Drift fra 1.nov 2011 99,9% innsamling >75 mill. verdier Hva har AMS gitt Fredrikstad Energi Nett? Pr i dag er det lite instrumentering i understasjoner  Aggregering av underliggende AMSmålinger gir informasjon om kraftflyt  Gir kunnskap om driftssituasjon og investeringsbehov   Bedre drifts- og investeringsgrunnlag Hvaler: Forbruk per uke 2012 uke 1-32 Påske! Eksempel på utnyttelse av fleksibilitet: Rullerende lastreduksjon på 0,8 kW med «Hold Hytta Mi Varm» konsept 940 hytter 640 hytter Hva skjer dersom man kjører el-bil til hytta? Eksempel: Singløya – behov for nettforsterkning Singløya: Liten øy med kabelforbindelse  Nær kapasitetsgrense  Tradisjonell tilnærming: Bygg ny kabel  Alternativ tilnærming:  Solcelleanlegg  Battericontainer  Spenningsreguleringsutstyr i hver ende av kabelen  Bruk av sluttbrukerfleksibilitet – også noen nye utfordringer Mye dynamikk => økte utfordringer i drift  Hvordan sikre at fleksibiliteten er tilgjengelig når det er behov for den?  Hvordan ser risikobildet ut i dagens driftssituasjon, om 10 år eller om 40 år?  Hvor lang levetid har de nye løsningene og hva kommer etterpå?  Hvorfor utnyttes ikke fleksibiliteten i dag? Det fins allerede et potensiale  Ny teknologi gir enda flere muligheter  Teknologi er ikke nok  Vi trenger insentiver  Til å bruke eksisterende teknologi på nye måter  Til å investere i nye løsninger  Dagens insentiver for sluttbrukerfleksibilitet i Norge  Anlegg < 100.000 kWh årsforbruk (ikke timesmåling) Kraftkontrakt: Selv om Elspotbasert regnes middelpris  Nettleiekontrakt: Fastavgift + energi (fast pris/kWh)   => Ingen insentiv overhodet Dagens insentiver for sluttbrukerfleksibilitet i Norge  Anlegg > 100.000 kWh årsforbruk (timesmåling) Kraftmarkedet: Små prisforskjeller  Nettleiekontrakt: Fastavgift + energiog effektledd basert på høyeste målte kWh/h pr måned energi (fast pris/kWh)   => Svake insentiver Framtidige insentiver Hvordan vil prisvariasjonene i kraftmarkedet utvikle seg?  Vil dynamiske nettleie-kontrakter innføres?  Predefinerte prisnivåer og perioder  Tidsdynamiske, predefinerte prisnivåer, men perioder baseres på reelle behov i nettet  Framtidige insentiver – nye markedsroller - tjenestetilbydere ESCo/SESP: Energy Service Company/ Smart Energy Service Provider  Planlegging og styring av fleksible apparater  Tilleggstjenester:  Energieffektivisering  Teknologi-pakker  Finansieringsordninger  ++  Framtidige insentiver – nye markedsroller     Aggregatorer og Virtuelle kraftverk (VPP) Kan tilby samme tjenester som ESCo/SESP + Aggregering av (flexibilitets-) volumer som kan selges i markedet Skaper tilgang til nye markeder for konsumentene/prosumentene Aggregator Kraftmarkedet Nye markedsmuligheter for sluttbrukerfleksibilitet  Handel på eksisterende (og framtidige) organiserte markedsplasser  Salg av fleksibilitet nettselskaper eller andre som er villige til å betale Framtidige insentiver – nye forretningsmodeller     Energi som en tjeneste (ikke som en råvare), ref telecom eller “210 varme” Bundling med andre behov (finansiering, helse, sikkerhet, underholdning..) Må tenke utenfor siloene Må tenke helhetlig Eksempel forretningsmodell som utredes på Hvaler  Målsetning: Motivere sluttbrukere til å stille last til rådighet for utkobling  Deltagere:     Fredrikstad Energi Nett Defa (Ring hytta varm): Teknologi for kommunikasjon og styring eSmart Systems: It-system Hva får kundene?   Ring hytta mi varm-løsning Rabatt på nettleie Eksempel forretningsmodell som utredes på Hvaler  Hva får Fredrikstad Energi Nett?   Hva får Defa?   Nye kunder Hva får eSmart Systems?   Fleksibilitet som bedrer driftssikkerhet og utsetter nettinvestering Nye kunder/nye systemer Altså: Vinn-vinn for alle parter  Og miljøet? Oppsummering       45 Ny teknologi gir mange muligheter Kan skape verdier og gevinster for ulike aktører og på mange plan Behovet for fleksibilitet vil øke Insentiver er nødvendig Markedsløsninger vil spille en avgjørende rolle Kreative forslag behøves Og til slutt 46  Sommerjobb – «Forretningsmodeller og kontraktsdesign i fremtidens smarte energimarked». Søknadsfrist 01.04, se http://www.bindeleddet.ntnu.no/student/stilling detaljer.asp?id=2679  Masteroppgaver Takk for oppmerksomheten! [email protected] www.ncesmart.com 90973124