9 Framtidsmöjligheter för smarta elnät

9.2 Möjligheter från ett kundperspektiv

9.2.4 Utmaningar

Utmaningar för ökat kundinflytande och förbrukarflexibilitet är inte bara förknippade med kundernas acceptans utan det finns också ett flertal mer institutionella hinder. Dessa hinder berör såväl mark-nadsstrukturer och reglering som infrastruktur och mer institut-ionella förhållanden.

7 Elforsk, Pilotstudie i Vallentuna, Reflektioner rörande affärsmodeller för förbrukar-flexibilitet och självlärande prognosstyrning för kundanpassad effektreglering, rapport 12:48, 2012.

Elmarknaden är i viss mån fragmenterad med olika prissätt-ningsmodeller och avtalsparter. Elnätsföretagen upplever också begränsade incitament för investeringar i smarta elnät, vilket är något som behöver omhändertas i den framtida nätregleringen.

Frågan om att hålla fast vid en ”energy only”-marknad eller införa någon form av kapacitetsmarknad är också central. En kapa-citetsmarknad i någon form möjliggör ersättning i förväg, för-bättrar förutsättningarna för aggregatorer att agera på marknaden, men leder till stabilare priser som undergräver incitamenten för nyinvesteringar.

Vidare krävs en infrastruktur som möjliggör mätning och avräk-ning med tillräcklig tidsupplösavräk-ning. För en kund som debiteras/avräk-nas efter en standardprofil finns inte något ekonomiskt incitament att flytta förbrukning vid belastningstoppar.

Slutligen behöver marknaden utformas så att det blir möjligt att få med förbrukarflexibilitet i prisbildningen/optimeringen. På dagens marknad kommer förbrukarflexibiliteten in efter att spot-priserna är satta dagen före driftstimmen. Härigenom ökar riskerna för ökade kostnader för de balansansvariga och för system-operatören, vilket i sin tur kan undergräva incitamenten för elhandels-företagen att erbjuda denna typ av tjänst.

North European Power Perspectives scenarier

1.1 Bakgrund

Flera av aspekterna kring utmaningar och möjligheter med smarta elnät har uppdragits åt North European Power Perspective (NEPP) att utreda. I detta arbete har utgångspunkten till viss del varit de scenarioanalyser som genomförs inom ramen för NEPP. Dessa scenarier ingår dock inte i rådets uppdrag till NEPP. Scenarierna och analyserna finns publicerade i sin helhet på NEPP:s webbplats1. NEPP scenarierna hanterar inte olika geografiska områden. Där-emot kommer problemställningar relaterade till områdesindelning att hanteras i det fortsatta analysarbetet inom uppdraget till NEPP tillsammans med prisområden samt hantering av nätbegränsningar/

flaskhalsar.

Nedan följer en kortfattad beskrivning av huvudscenarierna och NEPP:s undersökning av hur EU:s klimatpolitik kan påverka de nordiska energi- och elsystemens utveckling mot 2050.

Det är dock viktigt att framhålla att det förutom NEPP:s scena-rier finns många andra relevanta scenascena-rier med fokus på utveck-lingen inom energi, klimat, miljö och samhälle som samordnings-rådet kommer att förhålla sig till i det egna scenarioarbetet. Exempel på sådana analyser är Boverkets ”Vision för Sverige 2025”, Svenska Kraftnäts ”Perspektivplan 2025”, Energimyndighetens långtids-prognos, WWF:s ”The Energy Report 100 procent Renewable Energy by 2050”, World Business Council’s ”Sustainable Develop-ment Vision 2050” och många fler.

Vissa betydelsefulla trender och osäkerheter förekommer i de flesta scenarioanalyser. Dessa kan kortfattat beskrivas enligt följande:

1 www.nepp.se

1. Olika former av gröna scenarier (mer eller mindre) för en omställning till ett mer hållbart samhälle.

2. Klimatpolitiska ambitioner och miljöpåverkan där förändringarna kan drivas via klimat- och energimål men även baseras på naturens respons. Inom klimat- och miljöpåverkan ingår även befolknings-tillväxt och vilka konsekvenser denna får eller kräver.

3. Ekonomins framtida utveckling inklusive tillväxtområden och tillväxtländer.

4. Teknisk utveckling och innovationer där både forskning och spridning av resultat samt kommande nya tekniker och inno-vationer i olika utsträckning kan påverka utvecklingen, till exempel ny förnyelsebar energiproduktion (sol-, vind- och havsenergi), energieffektivisering och elektrifiering av transportsektor.

5. Globala maktförhållanden där dagens tillväxtländer spelar olika stor roll i utvecklingen.

6. Konsumtionsmönster och värderingar där konsumentens roll i samhällsutvecklingen ges olika betydelse för utvecklingen.

1.2 NEPP:s huvudscenarier

Kortfattat består NEPP-scenarierna av fyra huvudscenarier som är uppspända i de två dimensionerna policy och teknik. Med fokus på policy kan scenarierna sammanfattas enligt nedan.

1. Referens

Scenario som analyserar hur EU:s klimat- och energimål kan nås med hjälp av nuvarande policyåtgärder.

2. Climate Market

Scenario som analyserar en situation med en mer gemensam global klimatambition som tillåter global utsläppshandel och vilken betydelse en sådan situation har för utvecklingen av energisystemet med fokus på ett ambitiöst definierat klimatmål.

3. Regional Policy

Scenario som analyserar betydelsen av regionala skillnader inom policyområdet där politisk styrning är central och mer orien-terad kring efterfrågan och dess betydelse för utvecklingen av energisystemet mot ett ambitiöst definierat klimatmål.

4. Green policy

Scenario som fokuserar på ett högt användande av förnyelsebara energiresurser och analyserar konsekvenserna av ett sådant energi-system i termer av kostnader, utsläpp, nyttjande av resurser och hanteringen av icke styrbar energiproduktion i systemet.

I referensscenariot utgår man från en omkring 60-procentig minsk-ning av koldioxidutsläppen fram till 2050 jämfört med 2005 (för elproduktionen). I de övriga scenarierna är klimatambitionerna ännu högre, mellan 90–95 procents minskning för utsläpp av koldi-oxid som härrör från elproduktion. I kombination med olika anta-ganden om teknikutveckling, styrmedelspolitik och efterfrågan på el fås de fyra utvecklingsvägar som visas i figur 1.

Till grund för dessa utvecklingsvägar ligger scenariostudier från andra organisationer såsom IEA World Energy Outlook 2035, Power Choices of EURELECTRIC 2050 och EU:s färdplan för ett utsläppsnålt samhälle 2050 vilka analyserades för att kartlägga de fundamentala koncepten hos scenarierna samt identifiera likheter och skillnader mellan dem.

1.3 Klimatpolitikens påverkan på de nordiska energi- och elsystemen

I NEPP-projektet undersöks närmare och grundligare hur den av EU stipulerade klimatpolitiken kan påverka de nordiska energi- och elsystemens utveckling mot 2050.

I figur 2 visas resultat från modellberäkningar för ett referens-scenario med relativt måttliga ansträngningar på klimatområdet, där prisutvecklingen på koldioxid inte når de nivåer som man räknar med för att uppfylla de ambitiösa reduktionsmålen på omkring 80–90 procent som EU-kommissionen satt upp till och med 2050. Koldioxidpriser antas här nå cirka 30–35 EUR/t efter 2030.

Modellresultatet är hämtat från det pågående NEPP-projektet och visar dels den nordiska, dels den nordeuropeiska kraft-produktionen (Norden+Tyskland+Polen). Enligt modellberäk-ningarna minskar koldioxidutsläppen från el- och fjärrvärme-produktion i detta fall med omkring 50 procent i Norden respektive omkring 40 procent i Norden+Tyskland+Polen, till och med 2050. El-efterfrågan antas fortsätta att öka långsamt som en följd av fortsatta effektiviseringar på användarsidan. Aktiviteten inom den nordiska elintensiva industrin antas öka något och elanvänd-ning inom transportsektorn antas inte öka signifikant. På pro-duktionssidan konstateras att kärnkraftsproduktionen i Norden ökar till följd av en femte, sjätte och sjunde reaktor i Finland samtidigt som effekthöjningar genomförs i Sverige. Förnybar kraftproduktion ökar också mestadels beroende på de stödsystem som finns i dag. Till följd av stigande fossilbränslepriser och koldioxidpriser når elpriserna så pass höga nivåer efter år 2030 att vissa förnybara kraftslag blir lönsamma även utan extra stöd. Av samma skäl byggs koldioxidinfångning och lagring (så kallad Carbon Capture and Storage, CCS) ut i Tyskland och Polen under sista modellåret. Då den nordiska bruttoelförbrukningen ökar långsammare än produktionen ger beräkningarna ett bestående kraftöverskott, i storleksordningen 20 TWh på lite längre sikt, som exporteras till Kontinentaleuropa.

Ett alternativt scenario med betydligt högre ambitioner på klimat-området inom EU ger ett betydligt högre elpris (över 50 EUR/t år 2030 och över 100 EUR/t år 2045) och en mer offensiv teknik-utveckling för t.ex. elektrifiering av industriella processer och transportsektorn, se figur 3.

Den nordiska elintensiva basindustrin antas behålla sin konkur-renskraft på lång sikt. El för transportändamål antas i detta fall vara något större än i föregående scenario. De beräknade koldioxid-utsläppen från el- och fjärrvärmeproduktion minskar i detta scena-rio med omkring 90 procent i Norden respektive omkring 85 procent i Norden, Tyskland och Polen till och med 2050, vilket är en signifikant skillnad från föregående scenario. Skillnaden är också betydande när det gäller utbygganden av förnybar elproduktion, vilket beror på det klart högre elpriset vilket ökar lönsamheten för investeringar i förnybar elproduktion.

I ett nordeuropeiskt sammanhang antas dessutom Norden ha komparativa fördelar för ny förnybar elproduktion, t.ex. goda vindförhållanden, biobränsleresurser, utbyggda fjärrvärmenät för biobränslebaserad kraft och ny vattenkraft, i huvudsak i Norge.

Detta tillsammans med en stagnerande elförbrukning leder till ett rejält nordiskt kraftöverskott på i storleksordningen 50–70 TWh.

En analys av utvecklingen för den nordiska elproduktionskapa-citeten (installerad effekt) i två av de fyra huvudscenarierna,

”Referens” och ”Green Policy”, som utnyttjas i NEPP presenteras i figur 4. Den stora skillnaden i kapacitetsutbyggnad är tydlig. I referensfallet ökar kapaciteten relativt långsamt medan den i det gröna scenariot ökar rejält. Orsaken är den mycket stora expansionen av variabel förnybar elproduktion, som blir lönsam i det gröna scenariot. Samtidigt behålls en relativt stor del av den termiska kapaciteten. Utnyttjningstiden för dessa anläggningar minskar dock.

Vad gör andra länder?

För att kartlägga och inhämta lärdomar från andra länders nation-ella politik för smarta elnät har samordningsrådet uppdragit åt Tillväxtanalys att beskriva trender och utmaningar i ett antal länder utanför Europa. De länder som ingått i detta uppdrag är Japan, USA, Sydkorea, Kina och Indien. I denna bilaga görs en samman-fattande beskrivning av utvecklingen i dessa länder. Till grund för redovisningen ligger Tillväxtanalys länderrapporter som finns publicerade i sin helhet på Tillväxtanalys webbplats1.

De kartläggningar av europeiska länder som hittills genomförts omfattar Tyskland, Storbritannien och Frankrike och i denna bilaga redovisas utvecklingen för också dessa länder. Därutöver planeras att närmare studera och inhämta erfarenheter från ytterligare ett antal länder inom Sveriges närområde, bl.a. Norge och Danmark.

1.1 Smarta elnät i Kina, USA, Sydkorea, Japan och Indien

1.1.1 Smarta elnät i Kina

Den centrala drivkraften för utvecklingen av smarta elnät i Kina utgörs av en växande efterfrågan på energi till följd av den kraftiga tillväxt och urbanisering som sker i Kina. Viktiga mål är ökad andel förnybar energi och ökad energieffektivitet, vilket i kombination med dagens kraftnät kräver en utveckling av smarta elnät. Kina drivs även av exportpotentialen i en strategisk framtidssektor där teknikutvecklingen syftar till att skapa standarder för smarta elnät som övriga världen behöver anpassa sig till. Kinas färdplan för smarta elnät är indelad i tre faser:

1 www.tillvaxtanalys.se

1. Förberedande fas där standarder, teknik och utrustning utveck-lades och pilotprojekt implementerades (-2010).

2. Uppbyggande fas för att skapa nationellt kraftöverföringsnät, sprida smarta elmätare och laddningsstationer för el- och hybrid-fordon (-2015).

3. Avslutande fas där samtliga kraftslag ska vara integrerade i kraft-överföringsnätet (2016–2020).

Huvudaktören i Kina är centralmakten som skapar målsättningar och sätter standarder, utformar lagar, driver demonstrationsprojekt och utvecklar industriella kluster. Offentliga aktörer påverkar central-makten utifrån egna intressen vilket innebär att utvecklingen inte alltid drivs med ett enat fokus. Kinas största kraftverksbolag är huvudansvarig för utvecklingen och implementeringen av smarta elnät i Kina, genom att sätta standarder, öka kapaciteten, medverka i pilotprojekt samt öka systemperspektivet i verksamheten. Globala leverantörer och lokala leverantörer bidrar med att tillhandahålla de bästa lösningarna, driva teknikutvecklingen och pressa priserna för olika produkterna.

Offentligt stöd bidrar till kunskapsutveckling genom en 5-års-plan med tekniskt perspektiv som spänner över kraftproduktion, kraftöverföring, distribution, konsumtion, kontroll, standardi-sering och demonstrationsprojekt i samband med smarta elnät.

Statligt stöd utgår även till utveckling av energieffektiva produkter och laddinfrastruktur för elfordon. Samhällsperspektiv och socialt fokus adresseras inte direkt i planen. Kraftbolagen finansierar FoU inom smarta elnät genom samarbete med akademier, universitet och institut knutna till bolagen.

Tillväxtpotentialen på den kinesiska marknaden för smarta elnät är ett starkt incitament för näringslivet vilket medför ett intresse hos utländska företag att ta sig in på marknaden. I nuläget är kinesiska företag fortsatt beroende av internationell kompetens för att utveckla högteknologiska produkter och lösningar. I de fall inhemsk teknik existerar gynnas den i offentliga upphandlingar.

Kina hanterar ännu inte konsumentperspektivet i så stor ut-sträckning även om ny mätarteknik rullas ut i stora delar av landet.

Kinas plan är att adressera frågor för slutkonsumenterna med start 2015 samt att låta teknik stå i fokus för utvecklingen av smarta elnät. Incitamenten för aktiva konsumenter är få och de statligt

reglerade låga elpriserna medför att konsumentdriven utveckling är svag.

Centralmaktens engagemang och investeringar i utvecklingen av smarta elnät är en möjliggörare för Kina när det gäller utvecklingen av smarta elnät. Kina är f.n. den största marknaden i världen för smarta elnät, vilket tillsammans med gynnandet av inhemsk teknik innebär potential för teknikutveckling och prispress för produkt-kostnader. En av Kinas styrkor är att kunna leverera produkter till lägre priser än konkurrerande länder vilket kan leda till att kinesiska standarder skapas som resten av världen behöver anpassa sig till.

En utmaning är att ena de splittrade satsningar kring smarta elnät, som görs av de många offentliga aktörerna med starka egna intressen. Kombinerat med svårigheter att koordinera och nå ut med forskningsresultat innebär dessa förhållanden att behovet av tekniska innovationer är oförutsägbart. Vidare är det en utmaning att engagera slutkonsumenten vilket kan hämma utvecklingen av smarta elnät.

1.1.2 Smarta elnät i Japan

Drivkrafterna för utvecklingen av smarta elnät i Japan utgörs av en fortsatt trygg och säker energiförsörjning tillsammans med foku-sering mot en helt förnybar energiproduktion. Efter olyckan i Fukushima den 11 mars 2011, ökade fokus ytterligare på att öka andelen förnybar energi snabbt. Smarta elnät utgör även en tillväxt-bransch med exportpotential för Japan. Japan antog 2010 Basic Energy Plan som sätter upp energi- och klimatmål fram till 2030, som bl.a. innebär minskade koldioxidutsläpp med 30 procent och en dubblering av andelen förnybar produktion.

I Japan samlas aktörerna inom smarta elnät i olika samverkans-plattformar där regering, lokala beslutsfattare och föreningar, akademi och stora samt små företag samlas i kluster och samverkar kring gemensamma perspektiv för att föra utvecklingen framåt.

Exempel på sådana kluster är Home Energy Management Systems (HEMS), Smart stad, Framtidsstad, Japan Smart Community Alliance (JSCA). Regeringen ansvarar för utformning av policy kring smarta elnät och finansierar offentlig FoU inom bl.a. teknik-utveckling för förnybar energi. Japanska kommuner deltar i större utvecklingsinsatser i samarbete med universitet och industrier.

Elektronikindustrin har en viktig roll i utvecklingen och driver

centrala frågor. Kraftbolagen, som kontrollerar energiproduktion och distributionen i 10 regionala monopol, har haft svaga incita-ment för att utveckla smarta elnät p.g.a. stabila nät och har efter 11 mars 2011 begränsade tillgångar.

Utvecklingen av smarta elnät i Japan stöds av olika reformer med syfte att liberalisera elmarknaden. Planerna omfattar en nationell stamnätsoperatör från 2015, en liberaliserad marknad för samtliga aktörer till 2016 och åtskillnad mellan produktion och distribution 2018–2020. Insatser för interoperabilitet prioriteras också och sker genom statliga subventioner och standardisering.

Storskaliga projekt med förnybar elproduktion har initierats för att demonstrera möjligheterna med smarta elnätstekniker. Pro-jekten omfattar även samhällsexperiment, framtidens städer inklu-sive energilagring i olika former. Därutöver satsar Japan även på storskaliga demonstrationsprojekt utanför Japan (New Mexico, Hawaii, Sydkorea, Frankrike) där japanska produkter demonstreras för världsmarknaden. I vissa fall har löften lämnats om framtida investeringar i de regioner där demonstrationsprojekten genom-förs, vilket ökar valfriheten vid installation av nya komponenter i elnätet. Därutöver finns också program som stöttar privata företag som medverkar i det japanska konceptet ”smart gemenskap” som bl.a. har till syfte att gynna export av japanska infrastruktur-lösningar.

Konsumentperspektivet adresseras främst genom konsumenter-nas investeringar i ny teknik. Statliga subventioner har bidragit till ökade möjligheter för partnerskap i vissa fall. Flertalet projekt kring smarta elnät har utformats som sociala experiment för att testa konsumentbeteende i förhållande till olika system och modeller.

Ambitionen finns också att tjänster kopplade mot smarta elnät kan bidra till ökad konsumentnytta och en stark ambition finns att inkludera konsumenterna i utvecklingen av smarta elnät.

Regeringens syn på energisektorns roll som en viktig del av landets tillväxtmarknad är en viktig faktor för utvecklingen av smarta elnät i Japan. Japan är ett av de mer framstående länderna i världen gällande forskning och innovation inom energiområdet.

Statligt stöd till FoU och storskaliga demonstrationsprojekt samt satsningar på internationell standardisering bidrar till ökade export-möjligheter, vilket engagerar många aktörer och visar på förmågan att samla branschen kring ett gemensamt intresse.

Bland utmaningarna för utvecklingen av smarta elnät är tids-planen för liberalisering av elmarknaden en av de viktigaste. Planen

innebär att liberalisering och åtskillnad mellan produktion och över-föring av el ska ske mellan 2018–2020, vilket anses vara en optimistisk plan. En annan viktig fråga för Japan är standardiseringspolicy, som både nationellt och internationellt behöver hållas samman. Ytter-ligare en utmaning är att förutsättningarna för att installera nya komponenter i den befintliga fysiska infrastrukturen kan bromsas av administrativa hinder.

1.1.3 Smarta elnät i Sydkorea

En betydelsefull energipolitisk drivkraft i Sydkorea, som även påverkar utvecklingen av smarta elnät, är landets höga import-beroende när det gäller energi. Tillsammans med en kraftigt ökande elkonsumtion och en energiintensiv industrisektor krävs en snabb utveckling av smarta elnät för att uppnå uppställda miljö- och klimat-mål. Samtidigt ser Sydkorea en exportpotential där ambitionen är att bli världsledande på IT-infrastruktur och elkraftsystem. Syd-korea antog 2010 en nationell färdplan för smarta elnät (National Smart Grid Roadmap) med målet att bygga ett nationellt smart elnät till 2030. Sydkoreas färdplan bygger på 3 faser:

1. Förberedande fas där testbäddar konstrueras och testas i drift för att verifiera teknologier för smarta elnät (-2012).

2. Implementeringsfas där expansion av smarta elnät i storstads-områden ska genomföras och konsumtionsledet kring smarta elnät ska slutföras (-2020).

3. Avslutningsfas där smarta elnät ska bli heltäckande nationellt (-2030).

Den centralt antagna nationella färdplanen drivs av huvudaktören Presidential Committe on Green Growth (PCGG) med tillhörande ministerier, som ansvarar för implementeringen av aktiviteter för utvecklingen av smarta elnät. Ministry of Knowledge Economy (MKE) har en särskild roll och ansvarar för detaljutformning och verkställande av planer och projekt för smarta elnät. MKE styr även många av de viktiga organisationerna inom smarta elnät. Inom ramen för den nationella färdplanen stöds även FoU kring smarta elnät, standardiseringsarbete och utveckling av grön teknik för en hållbar utveckling.

Näringslivet har en viktig roll i samarbetet. Färdplanen för Sydkorea innebär ett antal aktiviteter för näringslivet och statliga insatser för att stimulera export.

Den nationella färdplanen för smarta elnät omfattar en budget på 25 miljarder USD fram till 2030. Regeringens roll är att utveckla regle-ring, främja investeringar samt förbereda utvecklingsplaner genom The Smart Grid Promotion Act (SGPA), som bl.a. definierar kon-kreta mål för utvecklingen inom de områden som definierats inom ramen för begreppet smarta elnät. Arbetet med att uppfylla målen drivs genom 5-årsplaner där nuvarande fokus bl.a. är att förbättra lagar för att minimera inträdeshinder, skapa en marknad, planera och imple-mentera tekniska framsteg samt skapa en grund för ny industriell utveckling. Myndigheter stöttar också utveckling av testbäddar och teknik, elektrifiering av transportsektorn och utveckling av förnybar energi.

En av de mest betydelsefulla satsningarna görs på ön Jeju, där Sydkorea satsar 240 miljoner USD för att bygga världens största testbädd för smarta elnät. Jeju är ett viktigt område för den framtida utvecklingen, inte minst genom att ön utgör en självstyrande provins, som kan sätta upp egna juridiska och institutionella ramar. Dess storlek lämpar sig även väl för att testa och utveckla laddinfrastruktur för transportsektorn, och då elnätet är isolerat från övriga Sydkoreas elnät möjlig-görs tester av smarta elnät utan påverkan av det nationella elnätet.

Sydkorea anser att konsumenternas engagemang är av vikt för utvecklingen av smarta elnät. Regeringen har planer på att införa pris-system som bygger på mätning i realtid och att avreglera elmarknaden i syfte att öka konsumenternas valmöjligheter. Inom demonstrations-projektet på Jeju har initiativ tagits för att öka konsumenternas engagemang genom att inrätta besöksområden där miljöer med lösningar som bygger på smarta elnät förevisas. På Jeju tillämpas realtidsprissättning för konsumenter med avancerad mätning där konsumenterna också får möjlighet att styra sin energiförbrukning baserat på aktuellt pris.

Utmaningarna för Sydkorea ligger främst i att samordna fortsatta insatser och olika intressen för smarta elnät och budgetera för fortsatt statligt stöd i vid utsträckning. Teknikutvecklingen behöver också fortsatt stimuleras och integreras mot de smarta elnätens olika delar.

Därutöver kan låga elpriser även utgöra ett hinder för utvecklingen av

Därutöver kan låga elpriser även utgöra ett hinder för utvecklingen av

I dokument DELÅRSRAPPORT Kunskapsplattformen och nuläge i Samordningsrådets arbete. Logotyp avsändare tydlighet (sidor 136-0)