Fallstudie – balansansvarig i SE3

Den balansansvariga för denna fallstudie hade under 2012 en total förbrukningsobalans på 220 000 MWh. Det finns ingen befintlig information om hur många hushåll som ligger till grund för dessa förbrukningsuppgifter och på grund av att denna balansansvarige är anonym kan uppgifter om antalet hushåll inte heller fås i efterhand. Dock är antalet hushåll med demand response-koppling en relevant parameter i den termiska beräkningsmodellen som därmed får uppskattas i detta fall. Denna uppskattning görs utifrån den givna statistiken från Svenska Kraftnät där andelen schablonmätta konsumenter beräknas till 65% och de resterande timmätta konsumenterna antas vara industrikonsumenter. Till de schablonmätta konsumenterna räknas hushållstyperna konventionell villa, passivhus och fritidshus men även flerbostadshus. Enligt en studie gjord av Kungliga ingenjörsvetenskapsakademien, IVA, med data från år 2000 utgörs ca 50% av elförbrukningen i bostäder i Sverige av småhus och resterade 50% av flerbostadshus. Demand response-lösning i denna studie är riktad mot privata hushåll i form av konventionell villa, passivhus och fritidshus därför tas ingen hänsyn till den aggregerade effekt som industrikonsumenter eller flerbostadshus skulle kunna generera. Efter att ha räknat bort dessa kundgrupper finns det för denna balansansvarige därmed en möjlighet att reglera 71 000 MWh med hjälp av demand response. (Bly, 2012; Fält, 2012; Persson, 2002) Fördelningen mellan hushållen uppskattas till 45% konventionell villa, 45% passivhus och 10 % fritidshus efter upplysningar från IVA:s rapport. Den genomsnittliga elförbrukningen för respektive hushåll blir, med dessa data som utgångspunkt, för en konventionell villa 12MWh per år, 15,6MWh per år för passivhus och 20,4 MWh per år för fritidshushåll då ingen hänsyn tas till att fritidshushåll endast är i drift under en säsong under året. Dessa uppskattningar ger oss 2000 hushåll av typen konventionell villa, 2500 passivhus och 500 fritidshus efter avrundning. Totalt står därför 5000 hushåll till förfogande för demand response-reglering i denna fallstudie.

Tabell 11. Grundförutsättningar i fallstudien

Parameter Värde

Totalt antal hushåll 5000

Antal kluster (kategori: fritidshus, villa, passivhus)

5, 20, 25

Antal hushåll per kluster: 100

Övre temp. gräns 23 ^oC

Nedre temp. gräns 18 ^oC

Referenstemperatur 20 ^oC

Klustren körs tills de når den övre eller nedre temperaturgränsen, sedan är de inaktiverade i 48 timmar innan de aktiveras igen. I inaktiverat tillstånd reglerar den balansansvarige lasten för att nå referenstemperatur. Tidsgränsen är satt till 48 timmar på grund av den övre temperaturgräns som satts, det tar ca 48 timmar för temperaturen att sjunka tre grader generellt sett. Alla kluster aktiveras inte samtidigt, utan endast när behov finns. Den balansansvariges strategi är endast att minska balanskraften så mycket som möjligt.

50

6.3.1.1 Resultat

Den mängd energi som fanns att tillgå för denna balansansvarige under ett år var 26 000 MWh avseende förbrukningsminskning och 168 000 MWh avseende förbrukningsökning. Detta motsvarar en tillgänglig effekt på ca 3,0 MW per timme för förbrukningsminskning och 19,4 MW per timme för förbrukningsökning. Förbrukningsbalanskostnaden för uppgick till 13,7 miljoner kronor. Genom användning av demand response minskar kostnaden för dessa obalanser med 2,4 miljoner kronor till 11,3 miljoner kronor vilket motsvarar en kostnadsreduktion på 17,2 %. Utan demand response är den genomsnittliga balanskostnaden cirka 1600 kronor/timme och denna kostnad sjunker till 1300 kronor/timme efter användning av demand response.

Kostnadsreduktionen för förbrukningsbalanskostnaderna kan ses i Figur 17 och Figur 18 nedan.

Figur 17.Figuren illustrerar förbrukningsbalanskostnaderna för den balansansvarige i varje timme under ett år. Förbrukningsbalanskostnaderna utan användning av demand response illustreras i blått medan förbrukningsbalanskostnaderna med användning av demand response kan ses i grönt.

51

Figur 18.Illustration av kostnadsreduktionen med användning av demand response för en anonym balansansvarig i SE3 under år 2012.

Sammanfattningsvis visas resultaten från normalfallet med balansansvarig i SE3 nedan, se Tabell 12 och Tabell 13.

Tabell 12. Tabellen visar den tillgänglig mängd energi som en balansansvarig i SE3 har avseende förbrukningsminskning respektive förbrukningsökning under ett år.

Tillgänglig mängd energi för förbrukningsminskning Tillgänglig mängd energi för förbrukningsökning Fallstudie – Balansansvarig i SE3 26 000 MWh 168 000 MWh

Tabell 13. Resultattabell för fallstudie med balansansvarig i SE3.

Total kostnad Kostnadsreduktion Total kostnad med demand response Besparing Fallstudie – Balansansvarig i SE3 13 700 000 kr 2 400 000 kr 11 300 000 kr 17,2 %

52

7 Känslighetsanalys

I detta kapitel utformas olika fall för hur att studera hur känsliga de olika parametrarna i modellen är för variationer. De parametrar som kommer att studeras är: säsong, antal kluster och temperaturgränser. Detta görs för att konkretisera och exemplifiera affärsmodellens nytta. Vid genomförandet av känslighetsanalysen tas data från en anonym balansansvarig i SE3 och endast kluster med passivhus används. Totalt används 2500 passivhus jämnt fördelade i 25 kluster.

Om inget annat nämns, gäller de förhållanden som står givna i tabell 11.

Tabell 14. Standardparametrar för känslighetsanalysen

Parameter Värde Månad Februari Antal hushåll 2500 Antal kluster 25 Övre temp. gräns 23 ^oC Nedre temp. gräns 18 ^oC Referenstemperatur 20 ^oC

7.1 Säsongsvariation

I den första delen i känslighetsanalysen kommer intäktsbesparingen vid olika säsonger att studeras. Årstiden innebär egentligen genomsnittlig utomhustemperatur under vissa månader, vilka spelar en stor inverkan på resultaten vilket visas nedan, se Figur 19, Figur 20, Figur 21, Figur 22, Figur 23 och Figur 24.

53

Figur 19. Balanskostnader i februari.

54

Figur 21. Balanskostnader i april.

55

Figur 23. Balanskostnader i augusti.

56

Data som SvK tagit fram för en anonym balansansvarig visar att det går att urskilja trender i balanskraftvolymerna korrelerat till årstider, se Tabell 15. Detta visar även att de balansansvariga har relativt god prediktionsförmåga gällande elförbrukning. Under generellt sett varmare månader brukar de balansansvariga se till att ha en negativ obalans på ca 10-20 MW, vilket innebär att den skattade elförbrukningen är lägre än den faktiska förbrukningen.

Tabell 15. Genomsnittliga balanskraftsvolymer

Månad Volym Februari 13,2 MW

April 1,5 MW

Augusti -10,7 MW

Under kallare månader har genomsnittliga obalansen samma volymer, men är positiv. En förklaring till detta kan troligen vara att tillgången på el skiljer sig beroende på årstid. För att åtgärda en negativ obalans finns det två tillvägagångssätt, att minska produktionen eller att konsumenterna ökar sin förbrukning. Eftersom att demand response i dagsläget inte har något genomslag är det egentligen bara det förstnämnda alternativet som är möjligt att reglera, och sker en effektreglering i bostäderna är det mer sannolikt att konsumenterna sänker sin elförbrukning än ökar den. Under vintermånader när det är minusgrader ute är det rimligare att räkna med att förbrukningen av el kommer att öka, samtidigt som produktionen troligen inte kommer att minska utan öka om en produktionsreglering görs.

Det går att utläsa ur Tabell 16 att obalanskostnaderna stämmer överens storleksmässigt med balanskraftvolymerna för respektive månad. Anmärkningsvärt är dock att kostnaderna är mer än dubbelt så höga i februari jämfört med augusti, trots att volymerna inte skiljer sig åt särskilt mycket. Att besparingarna inte är större än tre procent i augusti beror troligen på att utomhustemperaturen når nivåer vilken minskar möjligheten för reglering.

Tabell 16. Resultat från parameteranalys av säsongsvariation

Månad Parameter (genomsnitt per timme) Värde Februari Balanskostnad 4300 kr

Besparing 11 %

Tillgänglig upp/nedreglerbar effekt: 16,1/3,6 MW

April Balanskostnad 600 kr

Besparing 17 %

Tillgänglig upp/nedreglerbar effekt: 18/1,6 MW

Augusti Balanskostnad 2300 kr

Besparing 2 %

Tillgänglig upp/nedreglerbar effekt: 19,3/0,5 MW

Kostnaderna och besparingarna har valts att presenteras i genomsnitt per timme. Detta ger ett konsekvent index för jämförelse mellan olika typer av analyser, men kan även vara något missvisande. I augusti exempelvis är balanskostnaderna låga redan från början generellt sett över månaden, men har en kraftig pristopp i slutet på månaden vilket driver upp den genomsnittliga balanskostnaden. Med det antalet hushåll som används i detta fall kan endast en liten del av kostnaderna vid pristoppen minskas, och detta hade varit fallet även i andra månader vilket bland annat kan ses i början av februari. Under resterande delen av augusti

57

sker en större kostnadsreduktion än för de andra månaderna, vilket innebär att den genomsnittliga besparingen hade varit långt högre om pristoppen varit lägre i augusti.

Besparingsvärdet blir rent procentuellt högre i april, eftersom att balanskraftvolymerna i genomsnitt var låga under denna månad. Den största förbrukningsreduktionen sett till volym görs i februari. I denna balansansvariges fall är obalanserna systematiskt negativa under sommaren, skulle prognoserna istället anpassas för att de på sommaren skulle hamna i positiv obalans skulle troligen reglerkapaciteten öka. Detta kräver dock att den övre inomhustemperaturgränsen är hög, vilket kan vara svårt att genomföra hos konsumenterna. Detta diskuteras vidare i nästa avsnitt.