smarta elnät – tekniklösningar för för ett uthålligt energisystem

Smarta elnät – tekniklösningar för för ett uthålligt energisystem

Lina Bertling Tjernberg [email protected] i Elkraftnät

Sveriges Ingenjörers Miljödag, 29 januari 2014, Hotell Hilton, Slussen Stockholm

mailto:[email protected]

2LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM

Energisystemet i förändring

29 JANUARI 2014

Foto: @linabertling


Energisystemet i förändring – smart tänkt

29 JANUARI 2014

Foto: @linabertling

Maxwell, Edinburgh Tesla, Niagarafallen


Elektricitet för effektiv omvandling, överföring, användning av energi

29 JANUARI 2014

Foto: @linabertling

El kan produceras vid omvandling av energi

El kan överföra energi från källa till användare


Energisystemet i förändring – behov av smarta elnät• Energisystemet i global

omställning mot ett uthålligt energisystem

• Målen är mer förnybara energikällor, ökad energieffektivitet och mindre användning av fossila bränslen. Ett av de viktigaste medlen

för att nå dessa mål är smarta elnät.

29 JANUARI 2014

Referens: Lina Bertling Tjernberg, IVA Aktuellt Nr 4 2013. http://issuu.com/iva-publikationer/docs/iva-aktuellt-nr-4-2013?e=2861120/3279499

http://issuu.com/iva-publikationer/docs/iva-aktuellt-nr-4-2013?e=2861120/3279499


Smarta elnät – summering• Ett smart elnät är ett smart system som använder el för att leverera energi

till konsumenter med drivkraft att använda mer förnyelsebara energikällor och minska energiförluster.

• Med smarta elnät kommer nya tekniklösningar för användning av el där elkonsumenten får större inflytande exempelvis med timmätning av el och nya former av generering och lagring, som elfordon för både transport och energilagring. flexibilitet och mångfald

29 JANUARI 2014


29 JANUARI 2014

Smarta elnät – användning i centrum


Smarta elnät – ett komplext system med fysiska och virtuella aktörer

29 JANUARI 2014

Källa: NIST


Smarta elnät – utveckling i världen

29 JANUARI 2014

Installerad effekt i vindkraftTotalt i världen 282 587 MWNy 2012, 44 799 MWTopp 5 länder totalt (ny 2012)- 26.7% (28.9%) Kina- 21.2% (29.3%) USA- 11.1% (5.4%) Tyskland- 6.5% (5.2%) Indien- 3% (4.2%) Storbritannien

Källa: IEA


Smarta elnät – utveckling i Europa

29 JANUARI 2014

ENTSO-E första gemensamma 10 år plan80% av identifierade 100 flaskhalsar relaterat till integration av förnybara energikällor trend mot större, mer volatila energiflöden, över längre sträckorutvidgat nät med 1,3% per år, gör det möjligt att öka med 3% produktionskapacitet www.entsoe.eu

http://www.entsoe.eu/


Smarta elnät – utmaningar i Europa

29 JANUARI 2014

behov av förstärkning i elnätet mer integration mellan länder mer intermittent produktion mer stor- och småskalig anslutning av elfordon aktiva kunder - procumers

Smarta elnät är möjliggörare!


Smarta elnät – behov och lösningar för uthålligt energisystem

Nya standarder, marknadsmodeller och incitamentNya elvärden till konsumenter t.ex. timavläsningNya metoder för optimering av energisystemNy teknik för styrning, kontroll, och med likströmsnät Nya metoder med stöd av ICT och reglerteknikNya material för isolation, och mindre volymerNya lösningar för energilagring t.ex. elfordonFörändrat beteende!

29 JANUARI 2014


Smarta elnät – utveckling som begrepp

• I USA lanserade Department of Energy (DOE) år 2003 en nationell vision för elektricitet.

• Inom Europa presenterades 2005 en plattform för smarta elnät för att skapa en gemensam vision för det europeiska elnätet.

• 2007 släppte DOE en vision för moderna elnät, med uppmaning att skynda på övergången till smarta elnät.

• Smarta elnät slog dock igenom stort som begrepp först år 2009. USAs nytillträdde president Barack Obama som i januari 2009 deklarerade

att smarta elnät var en prioriterad fråga i hans administration, och kort därefter beslutades om nya resurser för utveckling av smarta elnät med en stor satsning på demonstrationsprojekt på totalt omkring 55 miljarder kronor (2009-2020).

Samma år lanserade Kina sin första femårsplan för utveckling av smarta elnät.

29 JANUARI 2014


Smarta elnät - ISGAN

• Press. 11-03-31• Sverige ansluter sig till

IEA initiativ Internationell Smart Grid Action Network

• Smarta elnät är på den politiska dagordningen som ett verktyg för ett uthålligt energisystem

29 JANUARI 2014


Smarta elnät – Samordningsrådet i Sverige

Uppdrag:I. Kunskapsplattform -

samverkan mellan berörda aktörer och kunskaper om möjligheter med smarta elnät i samhället

II. Handlingsplan – hur utvecklingen av smarta elnät kan stimuleras och hur hinder kan undanröjas - tidsperspektiv 2015-2030

29 JANUARI 2014

Nyckelfakta:• Utsedd av näringsdepartementet• Uppdrag: aug. 2012 – dec.

2014 • 15 medlemmar med

nyckelpositioner inom industrin, statliga myndigheter och den akademiska världen

• Process med dialogseminarier och referensgrupper


Smarta elnät – exempel Europa

29 JANUARI 2014

• The Joint Research centre (JRC) genomförde 2010 den första heltäckande inventering av smarta elnätprojekt i Europa - mer än 300 projekt

rapporterade• Nästa inventering 2012:

- 281 projekt - 30 länder - 1,8 miljarder €

Källa: http://www.smartgrids.eu/jrc_map

http://www.smartgrids.eu/jrc_map




Smarta elnät – exempel Europa

29 JANUARI 2014

• I perioden 2008-2012, har investeringar i smarta elnätsprojekt har varit konsekvent över en nivå på 200 miljoner € per år, med investeringsnivån under 2011 så mycket som € 500.000.000.

219 smarta elnät och fjärravläsningsprojekt om totalt € 4 miljarder med största inv. i Italien (2,1 €) Sverige (1,5 €)


Smarta elnät – exempel elbil till elnät

29 JANUARI 2014

Studie av inverkan av strategier vid laddning av elfordon

Referens: Steen D., Tuan L., Carlson O. and Bertling Tjernberg L., “Assessment of Electric Vehicle Charging Scenarios Based on Demographical Data”, publicerad i IEEE Transaction on Smart Grid Technology, september 2012.

• Slutsatser: olika strategier minskar behovet av förstärkning av elnätet, samt bidrar till lägre förluster.


Smarta elnät – exempel Facebook i Luleå

• Golvyta : 3 x 28 000 m2

• första byggnad klar 2013

• Pmax = 120 MW

• 100 % vattenkraft• 70% backup generatorer• kylluft året runt• Senaste leveransavbrott

1979

29 JANUARI 2014

Källa: Mikael Börjeson, CEO Centre for Distance-spanning Technology, CDT


Smarta elnät – exempel Jeju Island

• Budget: kring 200 MUSD • Tidsplan: december 2009 till maj 2013• Deltagare: 10 konsortier i fem områden inom test av

teknologier och utvecklande av affärsmodeller t.ex. Samsung, KEPCO, ABB Korea,

29 JANUARI 2014

Källa: http://smartgrid.jeju.go.kr/eng/

http://smartgrid.jeju.go.kr/eng/




Smarta elnät – exempel Jeju Island

29 JANUARI 2014

Teknisk tur i samband med International Smart Grid Conference and Exhibition 2013.


Smart Elnät – demonstrationsprojekt Sverige

29 JANUARI 2014

Stockholm Norra Djurgårdstaden (€30M)

Storskalig urbant demonstrationsprojekt

Smarta elnät Gotland (€20M)

Storskalig landsorts demonstrationsprojekt

Smarta elnät Hyllie (€25M)Storskalig smart stad i Malmö

Gotland

Stockholm Djurgårdsstaden

Hyllie, Malmö


Smarta elnät – exempel Gotland

29 JANUARI 2014

Drag picture to placeholder or click icon to add

http://www.smartgridgotland.com

http://www.smartgridgotland.com/

http://www.smartgridgotland.com/


Smarta elnät – exempel Gotland

• Syfte: visa hur det är möjligt att modernisera ett befintligt elnät för att ansluta mer förnybar energi med bevarad eller förbättrad elkvalité.

• Tidplan:- start 2011: - första fysiska installationen (solceller) oktober 2013- november 2013 påbörjades installation av smarta elmätare- 2014 påbörjas installation av nya styr- och

övervakningssystem- Deltagare: Vattenfall, ABB, GEAB, Svenska Kraftnät,

Schneider Electric, KTH, och Energimyndigheten

29 JANUARI 2014


29 JANUARI 2014

Energieffektivitet genom hela värdekedjan

Resurseffektivitet för att uppnå hög grad av självförsörjning

100% förnyelsebar återvunnen energiförsörjning

Anpassning mellan utbud och efterfrågan

Generella principer:

• Total budget 2012-2014 av 23 miljoner euro, varav 5,7 miljoner euro finansieras av svenska Energimyndigheten.

Smarta elnät – exempel Hyllie


Smarta elnät – exempel Hyllie

29 JANUARI 2014

Teknisk tur i samband med Referensgruppsmöte Hylle, 2013.


Smarta elnät – mer information

• Samordningsrådet för smarta elnät www.swedishsmartgrid.se

• EU Smart Grid www.smartgrids.eu • IEEE Smart Grid smartgrid.ieee.org/ieee-smart-

grid• EIT KIC InnoEnergy www.kic-innoenergy.com

– Sverige koordinerar området smarta elnät, och KTH deltar med flera innovations- och forskningsprojekt

29 JANUARI 2014

http://www.swedishsmartgrid.se/

http://www.smartgrids.eu/

http://smartgrid.ieee.org/ieee-smart-grid

http://smartgrid.ieee.org/ieee-smart-grid

http://www.kic-innoenergy.com/




• IEEE ISGT US 19-22 februari, Washington http://ieee-isgt.org

• IEEE T&D 14-17 april, Chicago http://www.ieeet-d.org

• Energiutblick 13-14 maj, Stockholmhttp://www.hallbarstad.se/events/196-energiutblick-2014

• IEEE ISGT Europe 12-15 oktober, Istanbul http://sites.ieee.org/isgt-europe-2014/

29 JANUARI 2014

Rekommenderade konferenser

http://ieee-isgt.org/

http://www.ieeet-d.org/

http://www.hallbarstad.se/events/196-energiutblick-2014



http://sites.ieee.org/isgt-europe-2014/




Smarta elnät - summering

• Varför: uthålligt energisystem• Vad: flexibel infrastruktur för att överföra och använda

energi med ny teknik och nytt beteende mer kommunikation, styrbarhet, och

standardisering mer förnyelsebara energikällor nya elfordon och lösningar för energilager

• Hur: långsiktiga och tydliga energiöverenskommelser

med effektiva stödsystem och incitament systemlösningar och beteendeförändring god tillgänglighet – smart med kvalité!

29 JANUARI 2014


Thanks and welcome to join the ride!

29 JANUARI 2014

Lina Bertling TjernbergProfessor i Elkraftnät E-post: [email protected] Web: www.kth.se/profile/linab/ Twitter: https://twitter.com/LinaBertling

mailto:[email protected]

http://www.kth.se/profile/linab/

https://twitter.com/LinaBertling

smarta elnät – tekniklösningar för för ett uthålligt energisystem

Documents