Denne bloggen handler om hvordan nye kunder kan få nett-tilknytning uten å stå i kø ved å danne energisamfunn med eksisterende nettkunder. Vi testet dette konseptet med en spill-teoretisk modell på en næringsklynge med et meieri, kjølelager og bakeri.
Forskning i SINTEF-prosjektet FINE viser at energisamfunn kan holde seg under effektgrensen på en måte som alle tjener på: Nettselskapet kan tilknytte en ny kunde med vilkår om utkobling, som med dagens tilknytningsprosess ikke hadde fått plass i strømnettet.
Den nye kunden sørger for å skaffe seg tilstrekkelig kapasitet gjennom et lokalt marked der den nye kunden leier kapasitet fra andre medlemmer i energisamfunnet. De eksisterende kundene tjener penger på denne kapasitetsutleien, slik at alle blir fornøyde.
Hvorfor har vi lange nettkøer?
Avkarbonisering av industri- og næringssektoren er viktig for å nå Norges klimamål. Samtidig forventes det at ny industri vil stå for en signifikant andel av nytt strømforbruk i 2040. For at vi skal lykkes med både avkarbonisering og realisering av ny industri må disse sektorene elektrifiseres.
Denne trenden utfordrer kraftsystemet da det krever tilgang på nettkapasitet i stor skala. En strøm av tilknytningsforespørsler fra disse sektorene har resultert i lange nettkøer.
Denne utfordringen lar seg ikke løse raskt nok grunnet lange ledetider på nettutbygging. I noen nettområder har Statnett og underliggende distribusjonsnettselskap kommunisert ventetider på opp mot 10 år før nye industrikunder kan tilknyttes nettet.
Figur 1: Mangel på tilgjengelig nettkapasitet begrenser nye kunders muligheter til å knytte seg til strømnettet.
Tilknytning med vilkår
Et nyttig verktøy for å tilknytte nye nettkunder raskere er ordningen «tilknytning med vilkår om utkobling» som ble lansert i 2021. Denne ordningen innebærer en frivillig avtale mellom nettselskapet og den nye nettkunden, der den nye nettkunden kan velge å tilknyttes mot at de kan koble ut hele eller deler av sitt forbruk i perioder der nettet er overbelastet.
Dette kan være et smart for kunder som er fleksible og kan redusere ulempen med å bli frakoblet, men det er ikke et verktøy som motiverer til bruk av fleksibilitet hos eksisterende nettkunder.
Denne fleksibiliteten kunne ha blitt utnyttet bedre til å øke tilknytningskapasiteten i nettet, men forblir ikke brukt fordi vi mangler forretningsmuligheter.
Vi foreslår koordinert tilknytning med vilkår
For å løse denne utfordringen med manglende forretningsmuligheter, foreslår vi konseptet «koordinert tilknytning med vilkår». Dette konseptet er basert på at den nye nettkunden danner et energisamfunn med nærliggende nettkunder og aksepterer en vilkårsbasert tilknytning.
Energisamfunnet må da holde sitt aggregerte forbruk under en bestemt kapasitetsgrense, ellers kobles den nye kunden ut. Den nye kunden unngår dette ved å leie nettkapasitet av de andre energisamfunnsmedlemmene i et lokalt marked.
Et slikt marked kan organiseres av en energisamfunnsleder som koordinerer effektbruken. Dette konseptet lar den nye kunden utnytte andre nettkunders fleksibilitet, og kan tilknytte seg uten å kobles ut selv om den ikke er fleksibel selv. Dette øker tilknytningskapasiteten i nettet, uten å øke risikoen for nettselskapet nevneverdig da de alltid kan koble ut den nyeste kunden om energisamfunnet skulle mislykkes i å holde seg under den avtalte kapasitetsgrensen.
Konseptet drar fordel av at det er opp til de lokale aktørene å danne et energisamfunn, noe som gjør at de best egnede tilfellene av nettilknytning blir realisert tidligere enn dersom det risikoaverse nettselskapet skal utvikle løsninger på vegne av nettkundene. En slik desentralisering av risiko kan være viktig for å få akselerert nettilknytning og dermed raskere kunne nå klimamål og bidra til verdiskapning.
Figur 2: Desentralisering av risiko fra nettselskap til energisamfunn gjør at innovative aktører kan danne energisamfunn basert på deres risikoprofil og fleksibilitetspotensiale.
Testet ut med spill-teoretisk optimering
For å teste konseptet utviklet vi en optimeringsmodell i som viser hvordan et energisamfunn er kapabelt til å holde det aggregerte forbruket under en kapasitetsgrense som er bestemt ut ifra en felles nettbegrensning.
Modellen er basert på spill-teoretisk optimering, noe som betyr at hver enkelt nettkunde kan modelleres som en aktør som tar beslutninger ut ifra egne interesser. Dette forsikrer at konseptet ikke bare er teknisk mulig, men også at de økonomiske insentivene til de ulike aktørene er designet slik at aktørene tar de beslutningene som kreves for å oppnå det tekniske potensialet kan oppnås. Med andre ord belyses både styringen av fleksibilitetsressurser samt hvordan aktørene samhandler med hverandre i det lokale markedet og til hvilken pris de handler.
Figur 3: Vi foreslår en koordinert tilknytning med vilkår der den nye nettkunden danner et energisamfunn med nærliggende nettkunder og leier kapasitet på et lokalt marked.
Demonstrasjon på et meieri, kjølelager og bakeri
For å teste konseptet, har vi anvendt den spill-teoretiske modellen på en næringsklynge med et meieri, et kjølelager og et bakeri. Meieriet og kjølelageret er allerede tilknyttet nettet– og bakeriet er nye kunder som knytter seg til dette lille energisamfunnet Ekte forbruksdata fra aktørene er brukt i simuleringen.
- Meieriet er fleksibelt i den forstand at det kan bytte fra strøm til fossil energi som kilde til oppvarming av vann til produksjonsprosessen.
- Kjølelageret kan styre kjøleeffekten og dermed bruke lageret som en fleksibel ressurs så lenge de holder seg innenfor en øvre og nedre temperaturgrense.
- Ved bruk av disse fleksibilitetskildene kan det ikke-fleksible bakeriet tilknytte seg og leie kapasitet i det lokale markedet, og dermed unngå å kobles ut siden energisamfunnet klarer å holde seg under den avtalte kapasitetsgrensen.
Figur 4: Topplasten reduseres fra 6.6 til 6 MW ved innføring av det lokale markedet. Dersom det lokale markedet ikke innføres reduseres topplasten kun marginalt grunnet for svake insentiver.
Det lokale markedet sørger for at alle tjener på ordningen
Vi mener at reguleringsmyndigheten og politikerne bør ta tak i EU-direktivene for energisamfunn og videreutvikle reguleringen i Norge. Foreløpig har reguleringen bidratt til å øke lønnsomheten til solkraft gjennom delingsordningen for fornybar strøm som sørger for at forbruk tilpasser seg produksjonen lokalt. Vi mener at neste steg bør være en regulering som i tillegg tilrettelegger for fleksible energisamfunn som bistår strømnettet også når vinterkulda slår inn og strømnettet er hardt belastet.
Dette er et av flere tema 25. april 2024 i forbindelse med et seminar vi arrangerer for de som setter rammer for energisystemet – som nettselskap, politikere og fagfolk. Meld deg på konferansen her.
0 kommentarer på “Energisamfunn kan redusere nettkøen”