Att bygga ut kraftnätet är dyrt och alla alternativa lösningar för att slippa bygga ut ledningar och kraftstationer är välkomna. De magiska nyckelorden är ”undvika toppbelastningar” och ”optimera förbrukningen”, alltså att släta ut förbrukningen över tid.
Av Jörgen Städje
Kan man göra det på ett enkelt sätt kan man dels undvika att bygga nya kraftverk, eller undvika att starta befintliga generatorer för att bara klara toppbelastningar, och kunna styra förbrukningen från de intermittenta vindkraftverken så att toppbelastningar, som laddning av elbilar, bara sker när vinden blåser och på så sätt undvika att bygga batterilager. En del av det hela är också återmatning från förbrukarledet, när bostäder med solceller kan mata tillbaka kraft på elnätet när det behövs, och att elbilar som inte används får mata tillbaka sin batterikraft.
Det viktiga är att det finns en övergripande styrning. Och det går bra, med modern kommunikationsteknik. Lösningen stavas ”återkoppling och styrning”.
Problemen
Vi förbrukar alltså energi ojämnt.
- Industrin kör sina energikrävande processer när det är lämpligt för dem, inte när det finns gott om elkraft.
- När det blir kallt, startar alla sina värmeanläggningar.
- När det blir varmt, startar alla sina luftkonditioneringar.
- När folk kommer hem från jobbet, ska alla ladda sina elbilar.
Detta åstadkommer förbrukningstoppar, men hur ska vi ha det? Ska man inte få ha behagligt inomhusklimat? Ska man inte få ladda elbilen? Ska industrin inte få fungera optimalt?
Förr och nu
När världen började elektrifieringen var det en envägs-sak. Kraftverket genererade energin och den matades till kunden som förbrukade den och betalade. Punkt. Numera kan förbrukarna själva generera en del av sin el och dela med sig av. Data kan flyta fram och tillbaka mellan elbolag och förbrukare och förbrukningen kan styras, åtminstone delvis, där sådan digital infrastruktur finns. Det har blivit dubbelriktad kommunikation och dito leverans.
Ett tänkt, smart elnät (se systemskiss) har både konstanta och intermittenta kraftleverantörer och man bör kunna styra förbrukarna så att de förbrukar elkraft när det finns gott om den. Elleverantören har redan styr-och-reglerförbindele med kraftverken och utrustning som kan känna belastningen i alla ställverk, men för att bli ”smart” måste elnätet också kunna styra förbrukarna och optimera förbrukningen.
Idag kan många förbrukare också agera leverantörer och deras leveranser måste styras så att de kan hjälpa kraftnätet när det är elbrist eller nätfrekvensen behöver hjälp för att kunna vidmakthållas, eller låta leverantörerna ladda sina egna batterier när det är gott om elkraft i övrigt. Detta kräver en utbyggd infrastruktur med intelligent styr- och reglerutrustning hos den enskilde förbrukaren, vilket bland annat skulle kunna klaras med sk smarta elmätare.
Vad säger EU?
För att klara EUs målsättningar Fit for 55 och REPowerEU gällande förnybar energi och hög verkningsgrad behövs en ungefärlig investering på 584 miljarder Euro i infrastruktur mellan åren 2020 – 2030, särskilt då gällande distributionsnätet.
Med smarta elmätare kan man få snabb återkoppling av förbrukningen så att konsumenterna bättre kan hantera sin förbrukning, spara energi, och minska sin elräkning genom att till exempel anpassa sin förbrukning gentemot de växlande elpriserna under dagen. Dessutom kan konsumenterna samverka i förbrukargrupper och energidelningssystem.
När EU undersökte installationen av smarta elmätare fann man att år 2030 kommer investeringen att ha kostat 47 miljarder Euro för cirka 266 miljoner mätare, vilket är detsamma som en penetration på 92 %. Dessutom fann man att installationskostnaden för en mätare i EU var mellan 180-200 Euro och att medelbesparingen per mätare blir 270 Euro pr år och därmed en genomsnittlig energibesparing mellan 2-10 %.
År 2022 bildades EU-kommissionens expertgrupp för smart energi (Smart Energy Expert Group) och år 2023 tillkom expertgruppen Data for Energy (D4E). Arbetet handlar mest om digitalisering och datautbyte leverantörer och länder emellan för energirelaterade data. Det slutliga målet är att stödja kommissionen i arbetet med att lägga grunden för ett gemensamt europeiskt dataområde för energi. EU:s avsikt med det smarta elnätet är att:
1. Underlätta anslutning och drift av generatorer av alla storlekar och tekniker.
2. Låta konsumenterna spela en roll för att optimera driften av systemet.
3. Ge konsumenterna mer information och alternativ för hur de använder sitt utbud.
4. Avsevärt minska miljöpåverkan från hela elförsörjningssystemet.
5. Upprätthålla eller till och med förbättra de befintliga höga nivåerna av systemtillförlitlighet, kvalitet och leveranssäkerhet.
6. Upprätthålla och förbättra de befintliga tjänsterna effektivt.
Men har vi infrastrukturen just nu?
Till viss del finns denna infrastruktur redan. Många laddar redan sin elbil när elpriset är långt och många säljer tillbaka sin batterilagrade energi när nätägaren behöver stödkraft, så till viss del finns systemet och det är tydligt att det är elmarknden som styr förbrukningen.
Hela tiden tillkommer företag som erbjuder smarta tjänster i effekt- och prisreglerande syfte och elmätarna kan leverera förbrukningssiffror i minutupplösning. Men i realiteten består elnätet av många olika nätägare och många balansansvariga och tillgången på kraft styrs av många faktorer, så som behovet av att upprätthålla nätfrekvensen, kontra behovet av att exportera eller importera energi på landsbasis.
Det finns ingen central balanstjänst som kan detaljstyra elbilsladdare, varmvattenberedare och liknande genom att trycka på en knapp, utan styrmedlet är för närvarande elmarknaden, om än via en tjänsteleverantör. Mycket finns alltså kvar att bygga vad gäller den övergripande infrastrukturen och de övergripande styrmedlen för att samordna hela landet eller åtminstone en hårt industrialiserad landsände.
