Effektiv användning av energi och effekt är nycklar till

energilandskap

En av de stora utmaningarna i ett förändrat energilandskap är att energisystemet förskjuts från energirelevans till effektrelevans. Målet om 100 procent förnybar elproduktion skapar utmaningar att han-tera effektvariationer över året och över dygnet och det bestämmer utmaningen snarare än att tillgodose marknaden med energi. För att minska de klimatskadliga utsläppen i det europeiska elsystemet med mycket fossila inslag och för ett resurssnålt energisystem är fortvarigt energieffektivisering i det svenska energisystemet en mycket viktig åtgärd.

El är en färskvara. Vid varje tidpunkt måste utbudet på el och elen som används vara i balans, så kallad effektbalans. I dag är elnät ofta uppbyggda för att hantera ett relativt fåtal stora produktions-källor, exempelvis kärnkraftverk, högt i spänningsnivå och fördela ut kraften i landet. I ett energilandskap i förändring måste många små som medelstora, geografiskt spridda produktionskällor i stället hanteras och integreras. I vissa fall, som med havsbaserad vindkraft, är det fortsatt integration högt upp i elsystemets spänningshierarkier, men med solceller på hustak är det i direkt anslutning till konsum-tionen och lågspänningsnäten.

Olika strategier eller kombinationer av strategier kan bli aktuella för ett fungerande elsystem vid mer förnybar elproduktion. Man kan till exempel

a) bygga ut elnäten,

b) investera i mer kabelförbindelser med grannländer, c) utnyttja vattenkraftens reglermöjligheter mer effektivt, d) använda det befintliga nätet mer effektivt (smarta elnät), e) utveckla elmarknaden och marknadsdesignen,

f) dämpa effektefterfrågan (exempelvis med lager eller flexibilitet) för att dels hålla nere antal produktionsanläggningar, dels ge ut-rymme i elnäten.

För att öka låg- och mellanspänningsnätens förmåga att integrera småskalig elproduktion kan åtgärder såsom nätförstärkningar, om-ställning av lindningskopplare i nätstationer, laststyrning, konsum-tion av reaktiv effekt i växelriktare, begränsat effektuttag samt batteri-lagring användas.⁴⁶ Förmodligen är kombinationer av strategier sam-hällsekonomiskt mest attraktivt. De mindre aktörerna kan här spela en nyckelroll då flera åtgärder och strategier är möjliga för dem.

Att minska eller fördela effektbelastningen kan uppnås på olika sätt. Varaktig energieffektivisering är ett viktigt sätt. Genom att dämpa efterfrågan på energi genom exempelvis bättre isolerade hus, effektivare produkter som LED-belysning eller moderna kylskåp, så minskar energiefterfrågan över hela året och därmed minskar också behovet av effekt över hela året. Oväntade effekter på utbudssidan kan dock uppstå till följd av att en dämpad efterfrågan också sänker priset. I fall där byggnader direkt eller indirekt värms med el är energibesparingen och den minskade effektbelastningen som störst när det är kallt, vilket återspeglas i en lönsamhetskalkyl. Även att byta uppvärmningssystem från el till exempelvis fjärrvärme kan ge betydande varaktiga energieffektiviseringsvinster.

Värmepumpar som vunnit mycket terräng de senaste decennier-na kan vara en sämre uppvärmningsteknologi i ett effektorienterat energilandskap då de förbrukar mest el när elsystemet är som mest effektansträngt och elen potentiellt dyr.

Å andra sidan är värmepumpar styrbara och kan köras flexibelt och möta kortare effektvariationer. Nuvarande systemgräns i energi-kraven i Boverkets byggregler utgår från den köpta och inte den faktiskt använda energin. Detta premierar individuella uppvärmnings-lösningar med värmepumpar och missgynnar gemensamma uppvärm-ningsformer som fjärrvärme. Utformningen av byggreglerna inne-bär därmed en risk att effektbehovet i elsystemet ökar.

Den minskade effektbelastningen som uppnås med energieffek-tiviseringsåtgärder är ofta kopplad till säsong och därmed extra värde-full i Sverige med betydligt högre efterfrågan på effekt på vintern än sommaren. Med mer förnybar energiproduktion installerad i el-systemet (sol, men även i viss mån vind) så förstärks värdet av den säsongsorienterade minskningen av effektbelastning.

46 Widen. J, et. al. (2017).

Minskad effektbelastning kan uppnås även med efterfrågeflexi-bilitet, dvs. att göra det möjligt att konsumera el (eller värme) på flexibla tidpunkter. Denna flexibilitet är mest aktuell i tidsperspek-tivet över minuter, timmar, eller dygn. Med prissignaler som följer den variabla produktionen kan efterfrågan anpassas. Flera strategier står här till buds. Man kan exempelvis värma byggnader när priset är lågt och avstå från att värma när priset är högt och acceptera svagt varierande inomhustemperatur. Man kan värma tappvarm-vattnet i sin vattenackumulator endast när priset är lågt. Vidare kan elbilar styras att laddas när det finns bra med kapacitet i elnäten.

Lager kan installeras och fyllas på och tömmas med samma strategi.

Allt detta sker dock inte med automatik. De som använder energin – kunderna – måste antingen fatta aktiva beslut eller ge upp en del av kontrollen över sin användning till någon annan aktör som kan genomföra de förändringar som krävs. Studier av elkundernas respons på prissignaler visar att elkunderna i dag generellt sätt har lite att vinna på att vara flexibel och att man ofta föredrar fast, förutsäg-bart pris framför ett rörligt.⁴⁷ Detta leder till en inaktivitet som troligen måste mötas med en kombination av åtgärder, exempelvis bättre information, nya affärsmodeller och skärpta styrmedel om en minskad effektbelastning vid kritiska tidpunkter ska kunna upp-nås. Ur systemkontext är det viktigt att notera hur elsystemet kan samverka med värmesystemet i landets fjärrvärmesystem. Flexibili-tetsåtgärder som de mindre aktörerna kan göra är aktuella även i fjärrvärmesystemen. Där finns, tack vare skalorsaker och profes-sionell kunskap, stora möjligheter att kostnadseffektivt balansera varierad elproduktion genom flexibel drift av fjärrvärmesystemet.

Fjärrvärmesystem med exempelvis biobaserad kraftvärme och stor hetvattenackumulator kan öka eller minska sin värmeproduktion och köra den i motfas mot elsystemets produktion i övrigt och på så vis vara en systemnyttoleverantör till elsystemet. Exempelvis kan alltså elpannor eller storskaliga värmepumpar för fjärrtion nyttja temporära elöverskott som en flexibel värmeproduk-tionsresurs.

Ur systemkontext är det också viktigt att integrationen av en allt mer elektrifierad fordonsflotta sker på ett klokt sätt. Initialt kan ett ökat antal elfordon skapa effektutmaningar i lågspänningsnäten.

47 Energimarknadsinspektionen (2014a).

Samtidigt är det också möjligt med flexibla laddtillfällen, vilket torde kunna undanröja dessa effektutmaningar till stor del. På sikt finns det dessutom troligtvis möjlighet att utnyttja bilens batterier som energilager i det stationära elsystemet. Då uppstår även en flytande gräns för vad som är mobilt och stationärt i och med att fordonet kan flytta el från en fastighet till en annan.