Biobränsle är energi som genereras från organiskt material och är en förnybar energikälla [40]. Vid förbränning av biobränslen påverkas inte koldioxidhalten i luften eftersom det snabbt bryts ner och blir en del av kretsloppet [40]. Koldioxidkretsloppet för biobränsle sker med en betydligt kortare tidsperiod än för kol och olja [40]. Biobränsle är en fördel för Sverige eftersom det finns gott om träd och skog. Nackdelen med biobränsle är användningen av bekämpningsmedel vid odling av t.ex. träd [40]. Exempel på biobränslen är:
• Pellets - sammanpressade trärester [40]. • Trädbränslen - t.ex. ved, stubbar [40].
• Etanol, C₂H₅OH - d.v.s. ren alkohol. Utvinns t.ex. från träd. Är dyrt att framställa jämfört med bensin [40].
• Biogas - organiskt material som har brutits ner av bakterier som bildar metangas och kan användas i förbränningsmotorer [40].
esebbe@kth.se
42
3.4.7 - Kärnkraft
Även kärnkraften har, precis som vattenkraft, en hög anläggningskostnad men en relativt låg driftskostnad [7]. Kärnkraften omvandlar kärnenergin i radioaktiva isotoper t.ex. isotopen Uran-235 från grundämnet Uran [41]. Potential finns också att använda grundämnet Torium [41]. Med hjälp av kärnklyvning frigörs energi som "kokar" vatten, precis som i ett värmekraftverk [7]. Vattenångan driver en turbin som i sin tur driver en generator [7]. Kärnkraft är inte en förnybar energikälla dock sker inget utsläpp av koldioxid [41]. Nackdelen med kärnkraft är dess radioaktiva avfall samt dess konsekvenser vid ett reaktorhaveri [41]. Kärnkraften står för cirka 38 % av svensk energiproduktion och genereras i kraftverken Forsmark, Oskarshamn och Ringhals [7]. Enligt energibranschen kommer kärnkraften att utgöra en viktig energikälla i den närmsta framtiden också. Kärnkraften fyller en viktig funktion som basenergikälla då den är icke väderberoende vilket vattenkraft, vindkraft och solkraft är.
3.5 - Avbrottsregleringar
Enligt Energimarknadsinspektionen, EI, regleras både avbrott och elnätsavgifter genom Ellagen [42]:
• Avbrottsersättning regleras i kap. 10 § 9 • Elnätsavgifterna regleras i kap. 4
Dessutom finns det lagar och föreskrifter som handlar om: • Obligatorisk risk- och sårbarhetsanalys för nätägaren
Det kan bli kostsamt för nätägarna om ett längre strömavbrott inträffar; både negativ finansiell påverkan men också negativ påverkan för dess varumärke. Energimarknadsinspektionen är den myndighet som kontrollerar att regelverket följs och vid missbruk av detta kan utdöma olika påföljder. Vad som kan utgöra en påföljd från EI är t.ex. [2]:
• Kundavbrottsersättning för avbrott > 12 h
esebbe@kth.se
43
Det finns olika gränser på hur ett långt strömavbrott ska vara för att nätägaren ska betala skadestånd och böter [2]:
• Strömavbrott ≥ 12 h - obligatorisk kundavbrottsersättning
• Strömavbrott ≥ 24 h - obligatorisk kundavbrottsersättning + eventuell extra skadestånd. Vid strömavbrott som är längre än 24 timmar ökar nätägarens kundavbrottsersättning och blir högre desto längre avbrotten varar enligt följande:
i. Nivå 1: 12 h - 24 h ii. Nivå 2: 24 h - 48 h iii. Nivå 3: 48 h - 72 h, o.s.v.
Omfattande strömavbrott måste inom 14 dagar rapporteras in till EI. Ett strömavbrott anses, enligt EI, vara omfattande om någon av dessa punkter gäller:
• längre än 24 timmar och innefattar mer än 1 000 kunder eller mer än 25 % av nätägarens totala antal kunder
• längre än 12 timmar och innefattar mer än 10 000 kunder eller mer än 50 % av nätägarens totala antal kunder
• längre än 2 timmar och innefattar mer än 100 000 kunder av nätägarens totala antal kunder
Ett effektivt men dyrt sätt att minska riskerna med strömavbrott är att ersätta oisolerade luftledningar med jordkablar för att undvika att träd faller på ledningarna och kortsluter dem [43]. Nackdelen med nedgrävda ledningar är högre kostnader än med luftledningar [21]. Andra lösningar för att minska riskerna med strömavbrott är enligt branschen: breddade trädgator, isolerade luftledningar och hängkabel. En annan dellösning för att minska sannolikheten för strömavbrott kan, enligt energibranschen, vara smarta elnät. Som kommer att nämnas i nästa kapitel kan ett smart elnät per automatik visa operatören var ett avbrott uppkommit för en snabbare reperation [43]. Ett smart elnät ska också kunna styra energiöverföringen på ett
esebbe@kth.se
44
"smart" sätt i syfte att undvika överbelastningar på ledningar och komponenter [16]. Med andra ord är de regleringar från EI ett viktigt incitament för nätägarna att äga ett stabilt och tillförlitligt elnät för kunderna.
esebbe@kth.se
esebbe@kth.se
esebbe@kth.se
47
Kapitel 4 - Smarta elnät
4.1 - Inledning
Smarta elnät (eng. smart grid) är enligt flera bedömare inom energibranschen framtidens elnät med målsättningen att skapa ett stabilt elnät med hög tillgänglighet som kan maximera nyttan av den förnybara energin [16]. Enligt energibranschen är smarta elnät en nödvändighet för att uppnå EUs klimatmål, 20-20-20-satsningen [14], se avsnitt "1.1 - Bakgrund" [44]. Begreppet smarta elnät är inte exakt definierat utan ett begrepp som används inom branschen för att tala om att framtidens elnät ska fungera på ett "smartare" sätt än det traditionella systemet [16]. Detta för att:
• Tillvarata den energi som genereras i förnybara kraftverk och minska beroendet från fossilkraft [16].
• Anpassa elnäten för integrering av nya energilager i syfte att nyttja den förnybara energin under gynnsamma väderförhållanden [16].
• Energieffektivisera produktion, transmission och konsumtion [16].
• Minimera konsumenternas energikostnader t.ex. med elsystem som automatiskt kan styra energiflödet efter hur elpriset varierar och genom information i realtid göra konsumenten mer aktiv i sin energiförbrukning [16] [45].
Eftersom den förnybara energin spås fortsätta att växa samt att elpriset troligen kommer fortsätta att stiga blir det mer viktigt för konsumenter av elektrisk energi att styra sin elproduktion [7]. Smarta elnät ska underlätta för konsumenter att styra energiförbrukningen [16] [45]. Detta ska ske med hjälp av modern styrteknik och informationsteknik som t.ex. sätter på diskmaskinen när elpriset är lågt [16] [45]:
• På natten när elpriset ofta är lägre, eftersom elförbrukningen vid denna tidpunkt är lägre
• Eller vid den tidpunkten då väderförhållandena är gynnsamma och den förnybara energin har hög produktion.
esebbe@kth.se
48
Konsumenten ska m.a.o. kunna styra sin egen energikonsumtion genom att avläsa ett rörligt elpris som anges i realtid vilket blev möjligt från den 1 oktober 2012 [45]. Den tidigare varianten, och fortfarande vanligaste, av rörligt elpris innebär ett medelvärde av månadens rörliga elpris. Smarta elnät ska också göra det lättare för konsumenter att bli energiproducenter där eventuellt överskott ska kunna säljas till andra kunder via elnätet [45]. För att smarta elnät ska fungera är fler energilager en nödvändighet där framtidens elbilar och vissa industrier kommer att fylla en viktig samhällsfunktion [5]. Sammanfattningsvis gäller med traditionella elnät att:
• Den elektriska energin genereras i synnerhet i ett begränsat antal större kraftverk [17]. • Effekten d.v.s. kraftflödet har en riktning, från producent till konsument [12] [17]. • Produktion = konsumtion vid alla tillfällen [12] [17].
• Driften planeras främst utifrån tidigare tillfällen med liknande förhållanden t.ex. med Monte-Carlo simulering [17].
Med smarta elnät gäller att:
• Produktionen sker i större kraftverk t.ex. kärnkraftverk, vattenkraftverk etc. Men också, i relativt hög omfattning, i mindre kraftverk/anläggningar på lokal nivå t.ex. i solceller på tak hos konsumenter [16].
• Effekten d.v.s. kraftflödet sker i båda riktningarna. D.v.s. både från producent till konsument men också från konsument till konsument. Med detta menas att konsumenten ska kunna sälja eventuell överskottsenergi genererat från ett privatägt mindre kraftverk/anläggning [4]. Ett förslag enligt branschen är att konsumenten ska kunna kvitta den sålda överskottsenergin mot den köpta energin från energiproducenten. Detta möjliggör för kunden att slippa bl.a. energiskatt på den "bortkvittade" energin.
• Konsumtionen följer produktionen med hjälp av modern styrteknik och informationsteknik som gör att konsumenten kan styra konsumtionen till de tider som elpriset är lägre [16] [45].
esebbe@kth.se