Hushållskunders flexibilitet

I studier utförda av Broberg m.fl. (2014) visas att i en medianvilla, avseende total elförbrukning, står uppvärmning för majoriteteten av total elanvändning vintertid. Effekttoppar i villahushållens uppvärmning har enligt Figur 17 nedan också en viss koppling till höga spotpris, vilket med tidigare resonemang också hänger samman med hög belastning i elsystemet. Ur ett systemperspektiv menar Darby och McKenna (2012) att det är rimligt att fokusera på uppvärmningen i samband med efterfrågeflexibilitet då denna last inte är lika tidskänslig som de andra lasterna hushållen ger upphov till. Man kan även se i Figur 17 att elanvändning för belysning och köksutrustning står för en mindre del av totala förbrukningen men har en stark koppling till topplasterna under morgon och kväll (Broberg m.fl., 2014). Försök har visat att det går att flytta ungefär 2 kW uppvärmningseffekt från hög- till låglast utan att värmekomforten försämras (Fritz, 2013). Nationellt sett uppskattas hushålls- kundernas totala efterfrågeflexibilitet under topplasttimmar till mellan 1 000 - 2 000 MW vid 0°C utetemperatur, vilket motsvarar ungefär 10-20 % av det totala effektuttaget i systemet under dessa timmar (Persson m.fl., 2012; Fritz, 2013; Badano m.fl., 2007).

Timme 1 Timme 2 Timme 3 Timme 4

k

Wh/h Önskad referens

28

Figur 17: Grafer på en genomsnittlig villakunds elförbrukning i jämförelse med variationer i spotpris. Ursprungligen från sid 8 i Broberg m.fl. (2014).

Det finns ett flertal praktiska exempel på när slutkunders efterfrågeflexibilitet har nyttjats. I Göteborg undersöktes det hur elanvändningen kunde förändras med både aktiv och passiv efterfrågeflexibilitet. För kunder som fjärrstyrdes provade man att utnyttja bostadens värmelagringsförmåga under lågpris- timmarna, för att på så sätt minska uppvärmningsbehovet under högpristimmarna. Att köra en värmepump under lågpristimmarna mitt på dagen, och på så sätt även dra nytta av den högre verkningsgraden som fås vid lägre temperaturdifferens mellan inne- och utetemperatur, ansågs lovande. De kunder som styrdes märkte ingen försämring i värmekomfort och uppvärmningssystemet försökte heller inte överkompensera när det tilläts värma igen. (Fritz m.fl., 2009)

I Vallentuna studerades det hur utrustning för efterfrågeflexibilitet kunde installeras i småhus och sedan styra om effekt under 3-4 höglasttimmar under morgon och kväll. En slutsats var att 10-15 kWh per dygn och kund var möjligt att flytta. Upp till 10 kWh kunde flyttas utan att det skedde någon påverkan på värmekomforten medan kunden kan behöva tolerera viss försämring av värmekomforten vid 15 kWh. (Persson m.fl., 2012)

Eftersom majoriteten av ovanstående siffror i avsnittet är baserade på praktiska undersökningar med frivilliga deltagare bör det enligt Goulden m.fl. (2014) vidtas viss försiktighet vid tolkning av presenterade resultat. Personer som deltagit frivilligt är inte representativa för hela befolkningen, då de har haft någon form av personligt intresse för pilotprojektet de medverkat i (Goulden m.fl., 2014). Det finns därför risk för att potentialen för efterfrågeflexibilitet överskattas utifrån dessa studier. Ovanstående aspekt beaktades i samband med ett demonstrationsprojekt av Elforsk i samarbete med Jönköping Energi, Vallentuna Energi och Skånska Energi (Lindskoug, 2005). Projektet förkläddes enligt Lindskoug (2005) till att elhandlarna ville utföra ett kommersiellt test av en ny prislista för de cirka 50 frivilligt deltagande hushållen från varje leverantör. Beräkningar visade att det vid effektbrist i systemet är mer lönsamt att styra slutkunders elanvändning jämfört med att investera i nya produktionsresurser (Lindskoug, 2005). Hos Jönköping Energis kunder undersöktes potentialen för passiv efterfrågeflexibilitet och det observerades effektreduktioner på i genomsnitt 4-5 kW för hushåll i småhus under en tvåtimmarsperiod vid 10-15 minusgrader (Lindskoug, 2005). Detta motsvarar cirka 50 % effektminskning per kund och åstadkoms bland annat genom att uppvärmningssystemets elanvändning minskades med 67 % under topplasttimmarna. Kunderna till Vallentuna Energi och Skånska Energi blev debiterade enligt en spetspristariff (eng. critical peak pricing, se förklaring i Figur 18 nedan) och följderna av aktiv efterfrågeflexibilitet hos dem undersöktes (Lindskoug, 2005). Utöver

Total

Uppvärmning

Övrigt Kök Belysning

Elförbrukning i medianvilla Spotpris

29

i pilotstudier som denna har spetspristariff ännu inte sett användning för breda kommersiella syften i Sverige (Lindén, 2015). Utfallet från denna pilotstudie blev att belastningen under högpristimmar minskade även här med i genomsnitt cirka 50 % (Lindskoug, 2005). I absoluta tal motsvarade det ungefär 2,5 kW för genomsnittsanvändaren. Skånska Energi förlängde detta projekt till även nästkommande vinter och genomsnittskunden kunde då realisera effektreduktioner på över 3 kW (Lindskoug, 2006).

För att få en bredare bild om vad efterfrågeflexibilitet kan bidra med behandlas även ett antal internationella studier. Som tidigare konstaterats är uppvärmning ett av de områden där en stor del av potentialen finns. Då denna studie utförs för svenska förhållanden är det av betydelse att ta hänsyn till de förutsättningar som gäller för de områden som de internationella studierna behandlar. Bland annat behandlar dessa studier ett flertal orter runt om i Nordamerika samt en stad i norra Italien. Uppvärmningsbehovet kan skilja kraftigt mellan dessa områden samt att det även kan finnas kylbehov under vissa perioder.

I de nordamerikanska studierna har det undersökts hur olika prissättning av el påverkar hushållens förbrukning genom att undersöka kundernas beteende när olika pristariffer används (Faruqui & Sergici, 2013). De tre tarifferna som testades var hög-/låglastprissättning (eng. time-of-use), spetspristariff (eng. critical peak pricing) och realtidsprissättning (eng. real-time pricing), se Figur 18 nedan.

Figur 18: Redogörelse för de principiella skillnaderna mellan hög-/låglastprissättning, spetspristariff och realtidsprissättning. (Faruqui & Sergici, 2013)

I en sammanställning av försöken med olika prissättning i Nordamerika fann Faruqui och Sergici (2013) att hushållens användning reducerades mellan cirka 2 - 50 % under systemets topplaster, vilket motsvarar 0,15 - 2,75 kW. De stora skillnaderna berodde till stor del på vilken typ av prissättning som användes. I de studier som analyserade förflyttad energimängd åstadkoms mellan 2,89 - 6,50 kWh per fyra-timmars period (Faruqui & Sergici, 2013).

Enligt Vojdani (2008) har en kalkyl gjorts som visar på att investeringskostnaderna för efterfråge- flexibilitet är en fjärdedel så stora som att investera i ny topplastproduktion. Vojdani (2008) lyfter också fram en studie som visar på att slutanvändare i Seattle på årsbasis i snitt reducerar sin förbrukning under topplast med 15 %, om de ges verktyg för att följa och anpassa sin användning. I Kalifornien har Herter m.fl. (2007) undersökt vilken påverkan en spetspristariff har på hushållens förbrukning under topplaster. De fann att användare utan styrutrustning åstadkom reduktioner på i snitt

0 20 40 60 80 100 120 0 6 12 18 ö re /k Wh Realtidsprissättning Hög-/låglastprissättning Spetspristariff

30

13 % under en fem-timmars period med förhöjt pris. Användare utrustade med programmerbara termostater lyckades å andra sidan genomföra förbrukningsreduktioner på i snitt 25 % under fem- timmars perioder och 41 % under två-timmars perioder.

I norra Italien har Torriti (2012) utfört mätningar när hushåll fick anpassa sig till en hög-/låglast- prissättning. I denna undersökning ökade elförbrukningen med drygt 13 %, samtidigt som hushållen åstadkom lastreduktioner på 47 % under morgontoppen och 20 % under kvällstoppen. Dock bildades nya lasttoppar strax innan och efter de gamla.

I Tabell 1 nedan kan variationen för de uppnådda effektreduktionerna från ovanstående svenska och utländska studier ses.

Tabell 1: Resultat från tidigare studier angående potentiell efterfrågeflexibilitet. Resultat (räknat uppifrån) 1-3 och 6- 7 är från Lindskoug (2005), 4-5 från Lindskoug (2006), 8 från Torriti (2012) och 9 från Faruqui och Sergici (2013), Vojdani (2008) samt Herter m.fl (2007).

Plats/Aktör Styrda timmar kW reduktion % reduktion

Jönköping energi kl 8-10 2,8 - 5,6 67 (endast värmesystemet)

Skånska energi kl 8-10 2,9 48

Skånska energi kl 7-10 2,3 49

Skånska energi kl 7-10 & 18-19 3,5 53 Skånska energi varierande cirka 3,7 cirka 55

Vallentuna energi kl 8-10 1,5 40

Vallentuna energi kl 7-10 2,3 55

Norra Italien kl 8-9 & 17-19 - 47 & 20 Nordamerika varierande 0,15 - 2,75 2 - 50

3.1.5. Hushålls ersättningskrav och kostnadsminskningar till följd av efterfrågeflexibilitet