smarta elnät – tekniklösningar för för ett uthålligt energisystem
Post on 24-Feb-2016
61 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Smarta elnät – tekniklösningar för för ett uthålligt energisystem
Lina Bertling Tjernberg linab@kth.seProfessor i Elkraftnät
Sveriges Ingenjörers Miljödag, 29 januari 2014, Hotell Hilton, Slussen Stockholm
2LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Energisystemet i förändring
29 JANUARI 2014
Foto: @linabertling
3LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Energisystemet i förändring – smart tänkt
29 JANUARI 2014
Foto: @linabertling
Maxwell, Edinburgh Tesla, Niagarafallen
4LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Elektricitet för effektiv omvandling, överföring, användning av energi
29 JANUARI 2014
Foto: @linabertling
El kan produceras vid omvandling av energi
El kan överföra energi från källa till användare
5LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Energisystemet i förändring – behov av smarta elnät• Energisystemet i global
omställning mot ett uthålligt energisystem
• Målen är mer förnybara energikällor, ökad energieffektivitet och mindre användning av fossila bränslen. Ett av de viktigaste medlen
för att nå dessa mål är smarta elnät.
29 JANUARI 2014
Referens: Lina Bertling Tjernberg, IVA Aktuellt Nr 4 2013. http://issuu.com/iva-publikationer/docs/iva-aktuellt-nr-4-2013?e=2861120/3279499
6LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – summering• Ett smart elnät är ett smart system som använder el för att leverera energi
till konsumenter med drivkraft att använda mer förnyelsebara energikällor och minska energiförluster.
• Med smarta elnät kommer nya tekniklösningar för användning av el där elkonsumenten får större inflytande exempelvis med timmätning av el och nya former av generering och lagring, som elfordon för både transport och energilagring. flexibilitet och mångfald
29 JANUARI 2014
7LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
29 JANUARI 2014
Smarta elnät – användning i centrum
8LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – ett komplext system med fysiska och virtuella aktörer
29 JANUARI 2014
Källa: NIST
9LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – utveckling i världen
29 JANUARI 2014
Installerad effekt i vindkraftTotalt i världen 282 587 MWNy 2012, 44 799 MWTopp 5 länder totalt (ny 2012)- 26.7% (28.9%) Kina- 21.2% (29.3%) USA- 11.1% (5.4%) Tyskland- 6.5% (5.2%) Indien- 3% (4.2%) Storbritannien
Källa: IEA
10LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – utveckling i Europa
29 JANUARI 2014
ENTSO-E första gemensamma 10 år plan80% av identifierade 100 flaskhalsar relaterat till integration av förnybara energikällor trend mot större, mer volatila energiflöden, över längre sträckorutvidgat nät med 1,3% per år, gör det möjligt att öka med 3% produktionskapacitet www.entsoe.eu
11LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – utmaningar i Europa
29 JANUARI 2014
behov av förstärkning i elnätet mer integration mellan länder mer intermittent produktion mer stor- och småskalig anslutning av elfordon aktiva kunder - procumers
Smarta elnät är möjliggörare!
12LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – behov och lösningar för uthålligt energisystem
Nya standarder, marknadsmodeller och incitamentNya elvärden till konsumenter t.ex. timavläsningNya metoder för optimering av energisystemNy teknik för styrning, kontroll, och med likströmsnät Nya metoder med stöd av ICT och reglerteknikNya material för isolation, och mindre volymerNya lösningar för energilagring t.ex. elfordonFörändrat beteende!
29 JANUARI 2014
13LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – utveckling som begrepp
• I USA lanserade Department of Energy (DOE) år 2003 en nationell vision för elektricitet.
• Inom Europa presenterades 2005 en plattform för smarta elnät för att skapa en gemensam vision för det europeiska elnätet.
• 2007 släppte DOE en vision för moderna elnät, med uppmaning att skynda på övergången till smarta elnät.
• Smarta elnät slog dock igenom stort som begrepp först år 2009. USAs nytillträdde president Barack Obama som i januari 2009 deklarerade
att smarta elnät var en prioriterad fråga i hans administration, och kort därefter beslutades om nya resurser för utveckling av smarta elnät med en stor satsning på demonstrationsprojekt på totalt omkring 55 miljarder kronor (2009-2020).
Samma år lanserade Kina sin första femårsplan för utveckling av smarta elnät.
29 JANUARI 2014
14LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät - ISGAN
• Press. 11-03-31• Sverige ansluter sig till
IEA initiativ Internationell Smart Grid Action Network
• Smarta elnät är på den politiska dagordningen som ett verktyg för ett uthålligt energisystem
29 JANUARI 2014
15LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – Samordningsrådet i Sverige
Uppdrag:I. Kunskapsplattform -
samverkan mellan berörda aktörer och kunskaper om möjligheter med smarta elnät i samhället
II. Handlingsplan – hur utvecklingen av smarta elnät kan stimuleras och hur hinder kan undanröjas - tidsperspektiv 2015-2030
29 JANUARI 2014
Nyckelfakta:• Utsedd av näringsdepartementet• Uppdrag: aug. 2012 – dec.
2014 • 15 medlemmar med
nyckelpositioner inom industrin, statliga myndigheter och den akademiska världen
• Process med dialogseminarier och referensgrupper
16LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – exempel Europa
29 JANUARI 2014
• The Joint Research centre (JRC) genomförde 2010 den första heltäckande inventering av smarta elnätprojekt i Europa - mer än 300 projekt
rapporterade• Nästa inventering 2012:
- 281 projekt - 30 länder - 1,8 miljarder €
Källa: http://www.smartgrids.eu/jrc_map
17LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – exempel Europa
29 JANUARI 2014
• I perioden 2008-2012, har investeringar i smarta elnätsprojekt har varit konsekvent över en nivå på 200 miljoner € per år, med investeringsnivån under 2011 så mycket som € 500.000.000.
219 smarta elnät och fjärravläsningsprojekt om totalt € 4 miljarder med största inv. i Italien (2,1 €) Sverige (1,5 €)
18LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – exempel elbil till elnät
29 JANUARI 2014
Studie av inverkan av strategier vid laddning av elfordon
Referens: Steen D., Tuan L., Carlson O. and Bertling Tjernberg L., “Assessment of Electric Vehicle Charging Scenarios Based on Demographical Data”, publicerad i IEEE Transaction on Smart Grid Technology, september 2012.
• Slutsatser: olika strategier minskar behovet av förstärkning av elnätet, samt bidrar till lägre förluster.
19LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – exempel Facebook i Luleå
• Golvyta : 3 x 28 000 m2
• första byggnad klar 2013
• Pmax = 120 MW
• 100 % vattenkraft• 70% backup generatorer• kylluft året runt• Senaste leveransavbrott
1979
29 JANUARI 2014
Källa: Mikael Börjeson, CEO Centre for Distance-spanning Technology, CDT
20LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – exempel Jeju Island
• Budget: kring 200 MUSD • Tidsplan: december 2009 till maj 2013• Deltagare: 10 konsortier i fem områden inom test av
teknologier och utvecklande av affärsmodeller t.ex. Samsung, KEPCO, ABB Korea,
29 JANUARI 2014
Källa: http://smartgrid.jeju.go.kr/eng/
21LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – exempel Jeju Island
29 JANUARI 2014
Teknisk tur i samband med International Smart Grid Conference and Exhibition 2013.
22LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smart Elnät – demonstrationsprojekt Sverige
29 JANUARI 2014
Stockholm Norra Djurgårdstaden (€30M)
Storskalig urbant demonstrationsprojekt
Smarta elnät Gotland (€20M)
Storskalig landsorts demonstrationsprojekt
Smarta elnät Hyllie (€25M)Storskalig smart stad i Malmö
Gotland
Stockholm Djurgårdsstaden
Hyllie, Malmö
23LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – exempel Gotland
29 JANUARI 2014
Drag picture to placeholder or click icon to add
http://www.smartgridgotland.com
24LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – exempel Gotland
• Syfte: visa hur det är möjligt att modernisera ett befintligt elnät för att ansluta mer förnybar energi med bevarad eller förbättrad elkvalité.
• Tidplan:- start 2011: - första fysiska installationen (solceller) oktober 2013- november 2013 påbörjades installation av smarta elmätare- 2014 påbörjas installation av nya styr- och
övervakningssystem- Deltagare: Vattenfall, ABB, GEAB, Svenska Kraftnät,
Schneider Electric, KTH, och Energimyndigheten
29 JANUARI 2014
25LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
29 JANUARI 2014
Energieffektivitet genom hela värdekedjan
Resurseffektivitet för att uppnå hög grad av självförsörjning
100% förnyelsebar återvunnen energiförsörjning
Anpassning mellan utbud och efterfrågan
Generella principer:
• Total budget 2012-2014 av 23 miljoner euro, varav 5,7 miljoner euro finansieras av svenska Energimyndigheten.
Smarta elnät – exempel Hyllie
26LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – exempel Hyllie
29 JANUARI 2014
Teknisk tur i samband med Referensgruppsmöte Hylle, 2013.
27LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät – mer information
• Samordningsrådet för smarta elnät www.swedishsmartgrid.se
• EU Smart Grid www.smartgrids.eu • IEEE Smart Grid smartgrid.ieee.org/ieee-smart-
grid• EIT KIC InnoEnergy www.kic-innoenergy.com
– Sverige koordinerar området smarta elnät, och KTH deltar med flera innovations- och forskningsprojekt
29 JANUARI 2014
28LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
• IEEE ISGT US 19-22 februari, Washington http://ieee-isgt.org
• IEEE T&D 14-17 april, Chicago http://www.ieeet-d.org
• Energiutblick 13-14 maj, Stockholmhttp://www.hallbarstad.se/events/196-energiutblick-2014
• IEEE ISGT Europe 12-15 oktober, Istanbul http://sites.ieee.org/isgt-europe-2014/
29 JANUARI 2014
Rekommenderade konferenser
29LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Smarta elnät - summering
• Varför: uthålligt energisystem• Vad: flexibel infrastruktur för att överföra och använda
energi med ny teknik och nytt beteende mer kommunikation, styrbarhet, och
standardisering mer förnyelsebara energikällor nya elfordon och lösningar för energilager
• Hur: långsiktiga och tydliga energiöverenskommelser
med effektiva stödsystem och incitament systemlösningar och beteendeförändring god tillgänglighet – smart med kvalité!
29 JANUARI 2014
30LINA BERTLING TJERNBERG, SVERIGES INGENJÖRERS MILJÖDAG 2014, STOCKHOLM
Thanks and welcome to join the ride!
29 JANUARI 2014
Lina Bertling TjernbergProfessor i Elkraftnät E-post: linab@kth.se Web: www.kth.se/profile/linab/ Twitter: https://twitter.com/LinaBertling
top related