sou · H2B384d2 · 2014-12-09 00:00:00 — 4 Handlingsplan för smarta elnät Den handlingsplan för smarta elnät som rådet här presenterar bygger på den breda definition av smarta elnät som rådet utgått ifrån i sitt arbete och synen på smarta elnät som en möjliggörare. Handlingsplanen omfattar därför många verksamhetsområden och aktörer som man kanske inte i första hand förknippar med utveck- lingen av smarta elnät, men som ändå berörs av utvecklingen på lång sikt. Det långsiktiga perspektivet har också varit en viktig utgångs- punkt vid utformningen av handlingsplanen. Enligt direktivet ska handlingsplanen omfatta (2015–2030). Men att föreslå kon- kreta åtgärder för hela är knappast meningsfullt efter- som utvecklingen inom området är förknippad med betydande osäkerheter som vår handlingsplan knappast rår över. kan teknikutvecklingen inom området smarta elnät förväntas gå mycket snabbt och leda till nya koncept och marknadslösningar som vi inte kan överblicka . För att hantera dessa osäkerheter har vi byggt handlingsplanen på ett antal grundläggande mål och rekommendationer, som för- väntas vara giltiga också på . Dessa täcker in förändrings- behov inom de områden vi bedömer kommer att ha betydelse för behovet och utvecklingen av smarta elnät. Med denna uppbyggnad får vi ett stabilt ramverk för ett långsiktigt arbete där behovet av konkreta åtgärder kan identifieras steg för steg. Det är vår övertygelse att en långsiktig handlingsplan för smarta elnät enbart kan bli verkningsfull om den bygger på ett gemensamt synsätt med en tydlig inriktning för den framtida utvecklingen. Men planen måste också kunna anpassas när framtida omvärldsförändringar ger nya förutsättningar. Handlingsplan för smarta elnät Handlingsplanen har delats in i tre huvudområden som också har sin motsvarighet i samordningsrådets målformulering (se avsnitt 2.3) Handlingsplanens huvudområden och de delmål som specifi- cerats inom respektive område är: Målen och rekommendationerna är alltså den långsiktiga basen för handlingsplanen. Till vissa av rekommendationerna hör förslag på konkreta åtgärder som behöver genomföras . För andra rekommendationer har vi i första hand identifierat behov av for- tsatta analyser inom olika områden. Här är det aktuella behovet snarare att tydliggöra ansvar, bevaka utvecklingen eller öka kun- Handlingsplan för smarta elnät skapen inom området. Vi får då en beredskap för att identifiera åtgärder som behövs på . Slutligen finns också exempel på rekommendationer där ett tyd- ligt ansvar finns och där insatser redan görs. I dessa fall har vi inga förslag i handlingsplanen, utan redovisar i stället vår samlade bedömning kring hur arbetet bör drivas vidare. Men de rekommen- dationer där vi bara formulerar bedömningar är lika betydelsefulla för den långsiktiga utvecklingen av smarta elnät som rekommen- dationer kopplade till konkreta förslag i det korta tidsperspektivet. Handlingsplanens utformning ger förutsättningar för flexibilitet och att handlingsplanen kan konkretiseras och uppdateras stegvis under sina . För de rekommendationer som saknar kon- kreta förslag räknar vi med att det blir tydligare vad som behöver göras när ny kunskap genereras och osäkerheter undanröjs. Figur 4.1 visar hur denna process kan gestalta sig på en övergripande nivå. Om handlingsplanen ska kunna förbli ett flexibelt och använd- bart verktyg för utvecklingen av smarta elnät krävs också en kon- kret plan för uppföljning. Förslag med denna inriktning har pre- senterats i avsnitt 3. Handlingsplan för smarta elnät En viktig drivkraft för utvecklingen inom smarta elnät är de olika klimat- och energipolitiska mål som sätter ramarna för energi- systemets utveckling. Kundernas vilja att bli mer aktiva energian- vändare eller t.o.m. bli producenter är också avgörande. Behovet av åtgärder som vi identifierat i det korta tidsperspektivet är beroende av marknadssituationen och kan därför förändras på viktiga punk- ter. Därför kan uppföljningen av handlingsplanen visa på nya behov av åtgärder utifrån rekommendationer som bara innebär en övergripande bevakningsuppgift. Det är också troligt att nya reko- mmendationer kommer att behövas som ett resultat av oförutsedda händelser eller utvecklingstrender. Av översiktstabellen med handlingsplanens rekommendationer och förslag (se omslag) framgår i vilket tidsperspektiv de olika för- slagen till åtgärder bör genomföras. I arbetet med handlingsplanen har vi haft ett helhetsperspektiv där ambitionen har varit att belysa samtliga faktorer som kommer att ha en avgörande betydelse för utvecklingen av smarta elnät. Men den inriktningen innebär att utrymmet för fördjupning i enskilda frågor varit begränsat. Flera av förslagen behöver därför vidare- utvecklas innan den konkreta åtgärden kan utformas. Våra över- väganden om inriktning, tidplan m.m. för det fortsatta arbetet är i dessa fall en viktig del av förslagen. För att ge en tydligare överblick har vi delat in våra rekommen- dationer utifrån förslagens och bedömningarnas inriktning och syfte. Handlingsplan för smarta elnät Handlingsplan för smarta elnät Som framgår av tabellen ovan har vi utgått från följande sex huvud- grupper: 2.Ekonomiska stimulansåtgärder och satsningar 3.Samlade strategier och program 6.Bevakning, utvärdering och analys Även översiktstabellen med handlingsplanens rekommendationer och förslag (se omslag) innehåller information om de olika för- slagens huvudsakliga inriktning. Där redovisas dock förslag inom grupp 4–6 samlade i en kategori för att ge en bättre överblick. Förslag inom området lagstiftning och regelförändringar (1) berör i första hand spelreglerna på elmarknaden, nya förutsätt- ningar för elnäten och kundernas tillgång till mätdata och informa- tion. Men det är bara för området mätdata som vi har ett färdigt lagförslag. I de övriga fallen bygger kategoriseringen i stället på att vi identifierat förändringar i gällande regelverk som ett viktigt medel för att undanröja hinder eller stimulera en viss utveckling. Här pekar vi ut inriktningen för hur arbetet bör drivas vidare med att pröva möjligheterna till sådana regelförändringar. Förslag för att införa ekonomiska stimulansåtgärder eller sär- skilda satsningar (2) för att främja utvecklingen av smarta elnät återfinns i första hand inom området FoU, innovation och tillväxt. Vi har också ett förslag för att stimulera elnätsföretagens investe- ringar i kommersiella men delvis oprövade smarta elnätslösningar. För samtliga dessa förslag föreslår vi fördjupade analyser och kon- sekvensbedömningar som underlag till utformningen av slutliga förslag till program. Som stöd för långsiktiga prioriteringar och insatser behövs samlade strategier och program (3) inom områden som är viktiga för utvecklingen av smarta elnät och möjligheter inom området. arbete med dialog, samverkan och kun- skapsutveckling är grunden för ett sådant strategiarbete. Och många av våra förslag ska säkerställa att detta arbete drivs vidare Handlingsplan för smarta elnät med utformning av konkreta strategier och program i bred sam- verkan med berörda aktörer. Arbetet med handlingsplanen har tydligt visat på behovet av ökad samverkan (4). Detta gäller i första hand våra sektorövergri- pande områden samt inom området forskningsprioriteringar och samverkan. Behovet av samverkan är störst när ett tydligt huvud- mannaskap saknas. Det kan också handla om att undanröja organ- isatoriska barriärer och bidra till kunskapsutbyte mellan aktörer med olika erfarenhet och bakgrund. Genom olika forum för sam- verkan bör förbättringsförslag inom det aktuella området kunna generereras. Kopplat till vissa rekommendationer har också ett tyd- ligt behov av information och kunskapsspridning (5) identifierats. I de flesta av våra förslag med denna inriktning spelar de föreslagna samverkansplattformarna en nyckelroll. Inom flera områden behövs slutligen bevakning av utvecklingen, uppföljning av pågående förändringar samt mer långsiktiga utvärd- eringsinsatser (6). Detta gäller framför allt olika aspekter av elmar- knadens utveckling där förändringar i vår omvärld kommer att ha ett avgörande inflytande och påverka behovet av framtida insatser inom ramen för handlingsplanen. För samtliga förslag har vi angett vilken myndighet som bör ans- vara för genomförandet. Detta gäller såväl förslag som bedöm- ningar. I våra överväganden har vi också eftersträvat att precisera vilka övriga myndigheter och organisationer som berörs. Ett antal rekommendationer och förslag berör flera huvudmän utan att någon av dessa kan sägas ha det samlande ansvaret. Detta gäller i första hand de rekommendationer som är inriktade på tvär- sektoriella frågor och koordinerade främjandeinsatser. I dessa fall föreslår vi att koordinerings- och uppföljningsansvaret läggs på det nationella forum för smarta elnät som vi föreslår. Detta förslag innebär också att de myndigheter som föreslås som ansvariga för någon del av handlingsplanen bör få i uppdrag att bistå med ana- lyser och underlag för de uppföljningar som forumet ansvarar för (avsnitt 3). Handlingsplan för smarta elnät En översikt över huvudansvariga myndigheter finns i samlings- tabellen över handlingsplanens rekommendationer och förslag (se omslag). 4.2Politiska ramverk och marknadsvillkor I takt med att andelen intermittent elproduktion i elsystemet ökar uppstår utmaningar på flera nivåer i elsystemet. Utmaningarna kan var och en innebära krav på förändringar av marknadsvillkor och politiska ramverk. Stora och svårprognostiserade variationer i elproduktionen innebär nya krav på balansering av systemet. Snabba produktionssvängningar kan även medföra spänningspro- blem på både transmissions- och distributionsnivå. Utbyggnaden av intermittent produktion kan också kräva betydande nätförstärk- ningar. Krav som i viss utsträckning kan dämpas eller skjutas med hjälp av smart elnätsteknik. Elsystemets framtida utmaningar kan i viss utsträckning hante- ras genom att kunderna engageras för att bli mer flexibla i sin efterfrågan. Möjligheterna att utnyttja efterfrågeflexibilitet kan för- stärkas ytterligare genom att olika tekniker för energilagring tas tillvara. För att klara elsystemets framtida utmaningar kommer spelreg- lerna på marknaden att behöva utvecklas så att smarta elnätslös- ningar kan bidra till både systemnytta och nätnytta. Här är villko- ren för efterfrågeflexibilitet och energilagring som behandlas i rekommendationerna 4.2.1 och 4.2.2 av speciellt intresse. Väl så betydelsefullt är förutsättningarna för modernisering av elnäten som behandlas i rekommendation 4.2.3. För driften av framtidens smarta energisystem krävs ökad automation, för att kontrollera de fysiska processerna för elpro- duktion och eldistribution, och mer avancerade IT-system för att hantera stora informationsflöden från allt fler aktörer (mätdata, anläggningsinformation, arbetsorder, kunddata, etc.). Informations- hanteringen i de smarta elnäten kräver att frågor om säkerhet och integritet medvetandegörs och inkluderas på ett tidigt stadium, vilket tas upp i rekommendation 4.2.4. Smarta elnät innebär också nya förutsättningar för samverkan med övriga delar av energisystemet. Handlingsplan för smarta elnät och andra energibärare såsom gas och fjärrvärme kan bidra till last- utjämning genom ökade möjligheter till lagring av värme och kyla. Elektrifieringen av fordonstrafiken kan medföra krav på ökad flexi- bilitet i elnätet som en följd av förändrade förbrukningsmönster beroende på fordonsladdning. Här kan smarta elnät spela en viktig roll. Även möjligheterna till energieffektivisering påverkas av olika smarta elnätslösningar. I ett framtida elsystem blir effektbehov minst lika viktigt som energibehov. Detta kommer att få betydelse för hur åtgärder för energieffektivisering bör utformas och sam- ordnas med olika möjligheter för efterfrågeflexibilitet. Dessa frågor behandlas i rekommendationerna 4.2.5–4.2.7. Hur stor utbyggnaden av intermittent elproduktion i och blir styr vilka krav som kommer att ställas på olika nivåer i elsystemet. Även sammansättningen och lokalise- ringen av den intermittenta elproduktionen är en avgörande faktor. För att kunna hantera dessa långsiktiga utmaningar krävs ökad förstålse för effekterna på systemnivå, så att behovet av regelför- ändringar kan identifieras . Rekommendationerna 4.2.8 och 4.2.9 tar upp dessa utmaningar. 4.2.1Spelregler på elmarknaden – marknadsdesign Handlingsplan för smarta elnät Rådets bedömning är att det kommer att behövas fortsatta analyser innan konkreta förslag för utvecklingen av elmarknaden och dess framtida utformning kan tas fram. Kärnan i detta analysarbete är de nya framtida system- och marknadsförutsättningarna. Det handlar bl.a. om hur överföring av el och investeringar i elnäten samverkar med produktionskostnad och marknad och hur samhällsekonomi, försörjningstrygghet och effektivitet påverkas av detta. Ansvariga för det utvecklingsarbete som behöver genomföras är , och Energimyndig- heten exempelvis genom myndighetens program för strategisk energisystemforskning. Arbetet bör vidare ske i samråd med berörda intressenter. Framdriften inom området behöver också följas upp i det forum för smarta elnät som vi föreslår. För detta framtida arbete vill rådet peka ut ett antal principer som är särskilt viktiga att beakta vid utvecklingen av elmarknadens design. En elmarknad baserad på en stor andel intermittent förnybar elproduktion kan behöva utveckla nya mekanismer för att säkra kapacitet vid effektbrist för att upprätthålla systemsäkerheten. Behovet av kapacitetsmekanismer är en fundamental designfråga som behöver utredas. Behovet av att bättre tillvarata flexibilitet och resurser hos elproducenter och elanvändare ska beaktas för både system- och nätnytta. Flexibiliteten och resurserna ska bidra till en effektiv prisbildning, hög systemsäkerhet och en effektiv användning och utveckling av elnäten. Ett särskilt fokus behövs på val av marknadslösning och slut- kundsmarknadens organisation för att möjliggöra och förenkla flexibilitet från aktiva och dynamiska elanvändare. Här behöver hänsyn tas till elanvändarnas nya möjligheter bl.a. kopplat till teknik, men också de olika kundsegmentens praktiska förutsätt- ningar att kunna bidra aktivt till såväl system- som nätnytta. Regleringen styr till stor del elnätsföretagens möjligheter att stimulera elanvändarna och elproducenterna till ökad nätnytta. Syftet är att kunna styra mot ett utjämnat effektuttag och ett Handlingsplan för smarta elnät effektivt kapacitetsutnyttjande av elnäten, vilket begränsar behoven av nätutbyggnad. Det kan t.ex. handla om elnätspris- sättningen och hur denna påverkas av befintligt regelverk i kombination med intäktsregleringen. Ett annat exempel gäller elnätsföretagets möjligheter att avtala om att reglera effekten i kundens anläggning för att undvika effektproblem (laststyrning). Därför finns en stark koppling mellan denna rekommendation och rekommendationen i avsnitt 4.2.3 om nätinvesteringar. För introduktionen av efterfrågeflexibilitet inom olika kundsekt- orer i elmarknaden gör vi bedömningen att en stegvis utveckling är mest effektiv.10F1 I ett första steg kan kunder med stora reglermöjligheter (elanvändare med stora effektuttag) motiveras att göra nytta för systemet dvs. komma med i prisbildningen på Spot och i balansmarknaden. Kunder med små reglermöjligheter (elanvändare med små effektuttag) kan initialt motiveras att öka effektiviteten i lokal- nätet. Om mindre kunder med flexibla resurser, som elvärme- kunder, styrs av kapacitetseffektiva transparenta elnätstariffer (t.ex. effekttariffer eller tidsdifferentierade tariffer11F2) kan detta ge en förutsägbar kundnytta. En tillräcklig belöningsnivå kan få dessa grupper att investera i tjänster för automatiserad efter- frågeflexibilitet för ökad nätnytta. I ett andra steg när behovet av flexibilitet i systemet blir så starkt att det motiverar utvecklingen av marknadslösningar och affärsmodeller kommer det att bli lättare att motivera även mindre elanvändare att bidra med flexibilitet för systemnytta. Det här hindrar inte att mindre elanvändare kan agera tidigare och styra sin elanvändning efter elpriserna. 1Bakgrunden utvecklas i rapport till samordningsrådet, NEPP, 2014, Analysera effekten av olika förändringar i regelverk, rollfördelning och marknadsmodeller som kan bidra till att utnyttja möjligheterna till efterfrågeflexibilitet bättre. 2Med effekttariff sätts avgiften utifrån den eller de högsta effektuttagen som kunden har . Med tidstariff har kunden olika priser beroende på när för- brukningen sker. Handlingsplan för smarta elnät På den svenska och nordiska elmarknaden upprätthålls en effektiv och säker balansering mellan utbud och efterfrågan i första hand genom flexibla produktionsresurser, främst i värme- och vatten- kraft. Ett effektivt utnyttjande av import och export mellan de nordiska länderna samt mellan och övriga är också betydelsefullt (se avsnitt 5.3). Efterfrågeflexibilitet används främst inom industrin som en del av den så kallade effektreserven. Stora industrikunder för- binder sig att mot en ersättning snabbt minska sin elanvändning vid extraordinära bristsituationer. Andra industrikunder deltar aktivt på spotmarknad med möjlighet att över en prisnivå minska sin förbrukning och istället bjuda in motsvarande volymer till marknaden. Bland övriga kunder utnyttjas möjligheterna till efterfrågeflexibilitet endast i begränsad omfattning. En liten andel elvärmekunder har börjat anpassa sin användning bl.a. till tim- variationerna i spotpriset eller till tidsdifferentierade elnätstariffer i lokalnäten12F3. En marknadslösning som frigör mer flexibilitet till elmarknaden kan bidra till ett effektivare resursutnyttjande på olika nivåer. Flexi- biliteten uppstår dels genom anpassning av användningen, dels genom mer styrbar produktion. På ett övergripande plan kan den nytta som genereras på detta sätt delas upp i dels systemnytta dels nätnytta. Systemnyttan och nätnyttan uppstår i form av en ökad kostnadseffektivitet och ett förbättrat kapacitetsutnyttjande inom elsystemets produktions- och nätresurser vilket i en förlängning kommer kunderna tillgodo. En övergripande marknadslösning bör således kunna hantera båda dessa aspekter och ta hänsyn till att de inte alltid verkar i samma riktning. En styrning av elanvändningen efter variationer i spotpriset kan t.ex. innebära påfrestningar på lägre spänningsnivåer i elnätet. Flexibel elproduktion deltar som regel i spot- och regler- marknaden. Denna produktion startas och stoppas eller regleras utifrån behovet att balansera elsystemet eller för att kompensera 3 , 2014, EI R2014:05 Uppföljning av timmätningsreformen. Handlingsplan för smarta elnät för överföringsbegränsningar i elnätet. Elanvändarnas flexibilitet bör kunna komplettera denna reglerresurs. Elanvändare som bidrar med flexibilitet i elmarknaden kommer att behöva interagera med elmarknadsprocesserna direkt eller via aggregatorer, som även kan vara balansansvariga. Därmed kommer även slutkundsmarknadens organisering att påverkas med en ökad grad av flexibla elanvändare som ska skapa både system- och nätnytta. Dagens marknadslösning öppnar inte effektivt för alla typer av flexibilitet och belönar inte den som bidrar till ökad systemnytta. Ett sätt för kunden att anpassa sin elförbrukning är att styra användningen utifrån spotpriserna för nästkommande dygn som sätts av Spot dagen innan. Flera studier har dock visat att om många elanvändare reagerar på elpriset i efterhand så kan det störa prisbildningen och medföra stora obalanser på reglerkraftmarknaden13F4. Ett sätt att hantera detta är att föra in efterfrågeflexibilitetet i prisbildningen på spotmarknaden, dvs. att flexibilitet bjuds in vid budgivningen på spotmarknadens i den s.k. dagen före-handeln. Dagen före-handel ger också elanvändarna en bra planeringshorisont för åtgärder i sin elanvändning följande dag.14F5 , med liten volatilitet i elpriserna, är incitamentet svagt för att flytta last baserat på elpriset15F6. Det behövs också en belöningsmodell för de elkunder och elproducenter som bidrar med flexibilitet i elmarknaden. En sådan utveckling kan medverka till ett ökat antal aktörer på marknaden som i sin tur kan generera nya former av affärsmodeller och kunderbjudanden. Incitamentsstrukturen är också komplex. Flexibiliteten bidrar till att utjämna elprisvariationerna och sänka den genomsnittliga prisnivån, vilket gynnar alla elkunder16F7. Frågan blir då hur de aktiva elkunderna ska motiveras att fortsätta bidra med den systemnytta de tillför. Det behöver också beaktas att elanvändare som styr sin 4Elforsk, 2013, 13:95 Efterfrågeflexibilitet på en energy only-marknad. 5Elforsk, 2014, 14:23 Further development of Elspot. 6Elforsk, 2012, 12:73 Övergripande drivkrafter för efterfrågeflexibilitet. 7Elforsk, 2013, 13:95 Efterfrågeflexibilitet på en energy only-marknad. Handlingsplan för smarta elnät elanvändning utifrån spotpriset i efterhand skapar risk för ökade balanskostnader för elhandelsföretagen. Även elnäten kommer bli hårt belastade av höga effekt- flöden och ökade överföringsförluster som konsekvens av föränd- rade produktions- och användningsmönster. Detta kan kräva kost- samma nätförstärkningar och ökade risker för överbelastning vilket i sin tur kan leda till elavbrott. Marknadsmekanismer som ger incitament till både elanvändare och elproducenter att utjämna sina effektuttag kan bidra till att frigöra kapacitet i näten, öka system- säkerheten och begränsa överföringsförlusterna, dvs. Marknaden behöver utformas för att ta tillvara ökad nätnytta. På stamnäts- och regionnätsnivå tillämpas regelmässigt effektpris- sättning gentemot elnätens kunder vilket dämpar effektanvänd- ningen. Men i lokalnäten saknas som regel incitament för elnäts- kunderna att styra sin elanvändning mot ett jämnare effektuttag. Från elnätsföretag som generellt infört dynamisk effektprissättning i lokalnäten finns uppmuntrade resultat som visar hur kunderna relativt snabbt lär sig att ändra sitt beteende på ett sätt som skapar både kund- och nätnytta17F8 18F9. Det är centralt för marknadslösningen att intäktsregleringen19F10 säkerställer generella incitament för elnätsföretagen att med stöd av flexibilitet hos elanvändarna och elproducenterna öka sin nätnytta. beslutar om de svenska elnätsföre- tagens intäktsramar för perioder (innevarande regler- period är 2012–2015). Elnätsföretagen bestämmer sedan själva inom sin verksamhet hur de ska maximera sina prestationer. Utvecklingen på området stöds också av den nya regleringen som infördes i ellagen20F11 , i samband med genomförandet 8Bartusch, C. and Alvehag, K., 2014, Further exploring the potential of residential demand response programs in electricity distribution, Applied Energy, Volume 125, 15 2014, Pages 39–59. 9Elforsk, 2012, 12:48 Pilotstudie i – Reflexioner rörande affärsmodeller för för- brukarflexibilitet och självlärande prognosstyrning för kundanpassad effektreglering. 10Intäktsregleringen och aspekter på denna behandlas utförligare i avsnitt 4.2.3 om nätinve- steringar. 114 kap. 1 § och 5 kap. 7 a § ellagen (1997:857). Dessa förändringar behandlas utförligare i avsnitt 4.2.3 om nätinvesteringar. Handlingsplan för smarta elnät Förändringarna i ellagen handlar bl.a. om att elnätsföretagens elnätstariffer ska utformas på ett sätt som är förenligt med ett effektivt utnyttjande av elnätet. Området kan inte hanteras endast utifrån ett svenskt perspektiv. Utvecklingen av EU:s inre marknad för el och gas skapar ett gem- ensamt regelverk som beslutas inom EU och har stor påverkan på förutsättningarna för utvecklingen av elmarknaden i . De grundläggande principerna för elmarknadens design på nationell nivå regleras i huvudsak i ellagen. Här definieras bland annat grunderna för elnätsverksamheten, elnätens prissättning, system- och balansansvar liksom särskilda bestämmelser för överföring och leverans av el till konsumenter.