Energi

Omställningen till ett hållbart energisystem pågår runt om i världen och Swecos energiexperter arbetar i hela energiförsörjningskedjan. Med stor entusiasm handlar det till exempel om marknadsanalyser, scenarieutveckling, utredningar, utvärderingar, strategiska planer, drivmedel, energilager och power to gas.

Lösningar för ett mer flexibelt elsystem

11 oktober 2019

I takt med ökad integration av intermittenta energikällor ställs högre krav på att elsystemet ska vara flexibelt. Med flexibilitet menas förenklat att elsystemet kan variera elproduktion eller elanvändning för att möta efterfrågan.

För att få en överblick av de olika flexibilitetsstrategierna kan de grovt delas in i tre kategorier: flexibel produktion, efterfrågeflexibilitet och energilager.

Flexibel elproduktion kan komma från flera konventionella energiteknologier. Till exempel kan kraftvärmeverk på olika sätt modifieras och byggas ut för att öka effektuttaget, effekten kan höjas i befintlig vattenkraft och ytterligare gasturbiner kan installeras. Kraftvärme kan inom timmars eller dagars tidshorisont reglera upp produktionen och tillför elproduktion lokalt nära förbrukaren. Vattenkraften svarar inom sekunder och förser elsystemet genom i första hand stamnätet. Gasturbiner verkar oftast lokalt och kan aktiveras inom minuter. Gemensamma faktorer för produktionsbaserade flexibilitetsresurser är att de oftast levererar uthållighet under längre perioder, men givet dagens förutsättningar är de inte alltid lönsamma.

Efterfrågeflexibilitet är en förbrukningsstrategi där förbrukare går med på att minska sin elförbrukning vid bristsituationer, eller förskjuta lasten (förbrukningen) till en tidpunkt då det inte råder lika hög efterfrågan. Det här motiveras exempelvis genom ekonomiska incitament och såväl hushåll, service som industrin kan bidra i olika utsträckning. Hushåll och service kan exempelvis genom eluppvärmning applicera lastförskjutning, vilket innebär att uppvärmningssystemet dras ned/stängs av under exempelvis en eller två timmar. Detta påverkar komforten marginellt och har potential att i större tillämpad skala avlasta elsystemet. Åtgärden innebär dock att den tillfälliga temperaturminskningen måste tas igen vid ett senare tillfälle, med något högre last under efterföljande tid som resultat.  Även så kallad ”smart laddning” av elbilar kan bidra till att undvika höga elpriser och minska belastning på elsystemet. Det här kan till exempel innebära att elbilen laddas under natten när elefterfrågan är lägre. Vidare kan industrin bidra med elförbrukningsminskningar då elpriset är högt genom att stänga av delar av sin produktion. I vilken utsträckning ett industriföretag kan bidra till efterfrågeflexibilitet beror på hur deras produktionsprocesser ser ut. Förutsatt att marknadsincitament utvecklas kan det gemensamt för efterfrågeflexibilitetsåtgärderna sägas att de har god potential till att avhjälpa ansträngda timmar för elsystemet, generellt i relativt korta tidsperioder.

Den tredje flexibilitetskategorin omfattar energilagerteknologier. Genom att lagra energi och använda den när den senare behövs tillförs flexibilitet i elsystemet. Det finns otaligt många teknologier som ryms inom den här kategorin, några exempel är batterier, pumpkraft, power-to-gas och vehicle-to-grid. Pumpkraft är den vanligaste energilagerteknologin och innebär att man pumpar upp vatten i vattenreservoarer under timmar med överskott/lågt pris på el, och släpper sedan ner genom älven och turbiner när man vill producera el. Elbaserad vätgasproduktion, som exempelvis väntas få en central roll för koldioxidfritt stål i framtiden, är en typ av power-to-gas där man bland annat genom elektrolys spjälkar vatten och sedan använder vätgasen i industriprocesser under olika tider, alternativt i en bränslecell för att producera el. Vehicle-to-grid innebär att batterier i elbilar används som energilager som laddas upp och ur beroende på tid och behov. Energilagerteknologier befinner sig olika långt från kommersialisering. Generellt kan sägas att de har en del förluster i samband med att de laddas upp och ur, och gör därför mest nytta i system med stora skillnader på värdet av el vid olika tillfällen över dygnet.

Sammanfattningsvis kan sägas att flexibilitetsresurser har potential att öka i omfattning och användning, och att detta är något som bedöms kommer att krävas framåt givet det energisystem vi går mot. Ytterligare kommersialisering och erfarenheter från faktisk applicering behövs framöver, och Sweco ser fram emot att både följa utvecklingen och vara en del av att driva den.

Författare
Linda Dyab är energimarknadskonsult på Sweco Energy Markets, en grupp som arbetar brett med strategiska utvecklingsfrågor rörande elmarknaden, drivmedelsmarknaden, gasmarknaden och värmemarknaden. Kontakt: linda.dyab@sweco.se

På sweco.se använder vi cookies för att webbplatsen ska fungera på ett bra sätt för dig. Vi lagrar ingen personlig data. Om du inte accepterar cookies kan du stänga av det via din webbläsare.