ALLA PROJEKT / ENERGIGEMENSKAPER / LAGRING

Energiomställning och elnätsutmaningar: Hur vi möter framtidens behov?

Under ett och ett halvt år arbetade Energicentrum Gotland i samarbete med Gotlands Elnät AB med att ta fram en ny nättariff. Ett tiotal testpiloter inom ett område på Östergarnslandet på Östra Gotland medverkar i projektet. Projektet är i en fas där de deltagande testpiloternas flexibilitet styrs per automatik för kostnadsoptimering relativt både elhandelspriset och det nya dynamiska nätpriset. I februari 2025 tog fortsättningsprojektet Tarif 2.0 vid. I framtiden ser projektet att även handel med flexibilitet kan ingå som en tredje priskomponent.

I projektet användes en mix av speciallösningar och appar som styr kundernas flexibla resurser. Framåt sett krävs alltså att mer flexibilitet kan styras per automatik på ett användarvänligt sätt, med målet att resultatet blir det bästa för kunden.

Utmaningar med nuvarande system

För att möta framtidens energibehov har elnäten hittills varit överdimensionerade för att hantera variationer i elöverföringen. Men med en snabbt ökande efterfrågan blir det allt svårare att hålla marginalerna. Att bara bygga ut elnäten är inte längre en kostnadseffektiv eller tidsmässigt hållbar lösning. Många faktorer pekar på att vårt nuvarande system för att styra elanvändningen inte kommer att vara tillräcklig i framtiden. Elpriserna skiftar kraftigt, både dagligen och inom samma dygn. Det gynnar aktiva kunder med timavräknade avtal. Även om dessa avtal uppmuntrar användningen av förnybar energi, riskerar de att leda till överbelastningar i svagare elnät när många använder el samtidigt.

Lokala överbelastningsproblem orsakade av spotpriset skulle kunna avhjälpas med en lokal prissignal från elnätstariffen.

Behov av ny lösningar

Företaget Sigholm, som specialiserar sig på framtidsprognoser för energisystem, har lyft fram vikten av att reformera spotpriset. Höga elpriser ska spegla användningstoppar, men kan istället flytta dessa toppar till andra tidpunkter. Det innebär att vissa kunder betalar höga priser även när det finns gott om tillgänglig energi.

Energimarknadsinspektionen, Ei, har påpekat att dagens elnätstariffer är utformade efter förutsättningar som gällde för 10-20 år sedan. Nya regelverk är på väg för att hjälpa elnätsföretagen att arbeta mer effektivt. Prissignaler, flexibilitetstjänster och villkorade avtal ses som de viktigaste alternativen till elnätsutbyggnad. Senast 2027 ska samtliga nätbolag infört så kallade effekttariffer, men det är upp till varje elnätsbolag att bestämma exakt hur de ska utformas.

Effekttariffer, inte tillräckligt smarta

Vanligast är att den högsta timmedeleffekten för en månad ligger till grund för effektavgiften, oavsett om elnätet belastas eller avhjälps av kundens överföring. Orsaken till att denna enkla lösning ändå väljs är nog att det har saknats tekniska förutsättningar och ekonomiska incitament för elnätsföretagen att lösa problemet på bättre sätt. Elnätet ska användas effektivt står det i Ei:s föreskrifter. Samtidigt beskrivs vårt elnät med liknelsen att vi åker med halvfulla tåg. Tyvärr ser vi att den bilden inte förändras tillräckligt mycket med de föreslagna effekttarifferna framåt 2027.

Problem som inte har en tydlig lösning med dagens regelverk:

Ineffektivt nyttjat elnät.
Spänningshöjning på grund av lokal produktion i svaga nät. Detta stoppar lokal produktion långt ut i noder.
Ineffektivt nyttjande av flexibla resurser, lokala flaskhalsar på grund av spotprisföljning. Det ger upphov till onödig investering av elnätet.
Nedstängning av vindkraft vid låga spotpriser.

AI-baserad teknik

På Gotland går Energicentrum Gotland, tillsammans med GEAB, Plexigrid och Ngenic, ett steg längre och testar en ny modell på Östergarnslandet. Den bygger på smarta mätare och AI-baserade programvaror för att analysera och prognostisera elanvändningen.

Så fungerar den nya modellen

Den nya modellen beräknar belastningsgraden för varje lokal nätstation och tidsintervall, var 30:e minut. Belastningsgraden påverkar en rörlig prissignal som är både tids- och platsspecifik, och beräknas på kundnivå.

Den ”smarta” tariffen baseras på data från smarta elmätare i kundernas hem och i deras närmsta station samt i överliggande nätstationer, där priset beror på hur ansträngt elnätet prognosticeras att vara vid varje enskild tidsperiod den nästkommande dagen. Så fort som spotpriserna publicerats sätter algoritmerna igång att arbeta för att prognosticera vilket pris som ska gälla den följande dagen.

Energiavgiftens priser för uttag och inmatning publiceras i projektet cirka en timme efter det att spotpriset publicerat sina priser. Optimeringen innebär att samma energipris (öre/kWh) fast negativt erbjuds den som kan leverera avhjälpande energi.

På förhand är det inte säkert vilket av uttag och inmatning som är avhjälpande och belastande.

Avhjälpande energi är per definition energi i riktning mot den dominerande effektriktningen.

Ersättningen i energiavgiften till avhjälpande energi motsvarar därmed per definition alltid verklig nätnytta. Denna ersättning ingår förutom i energiavgiften även som en morot genom dess direkta påverkan på effektavgiften, där den fasta avgiften utgör den största kostnadskomponenten i elnätsavgiften.

Det förväntade resultaten är samhälleliga och ekonomiska vinster:

För alla elnätets kunder då de totala elnätskostnaderna relativt ett o-smart elsystem minskar.
För kunder med automatiserad flexibilitet genereras mest vinst, både för kunden själv och för elnätet som kan nyttjas effektivare.
För elnätsföretaget som i ett slag kan skapa mer utrymme för vidare elektrifiering.
För samhället som helhet, som kan förlita sig mer på el vilket accelererar omställningen till ett hållbart och förnybart energisystem.

Projektfakta

Tariffprojektet drivs av Energicentrum Gotland i samarbete med Gotlands elnät AB, Plexigrid och Ngenic. Det finansieras av den europeiska regionala utvecklingsfonden genom Tillväxtverket, genom statligt anslag, 1:1 genom Region Gotland samt med 10 procents finansiering från Energicentrum Gotland och Gotlands elnät AB. Projektperiod: första september 2023 till 31 januari 2024.

Intervju med en av projektets tio testpiloter

Träffa Peter Schwan – som är en av tio testpiloter som provar den nya nättariffen. Här berättar Petter om hur det är att vara pilot, om den största utmaningen och vad det ger familjen och företaget. Se filmklippet via YouTube, det är drygt sex minuter långt:

Se slutseminariet om Tariffprojekt 1.0

Slutseminarium för kapicitetsbaserade elnätstariffer, 22 januari 2025.
Medverkande:
Magnus Jennerholm, teknisk projektledare, Energicentrum Gotland
Carl Brundin, projektkoordinator, Energicentrum Gotland
Leo Lingvide, anslutningsingenjör, GEAB
Linda Maria Wadman, kommunikationschef, Plexigrid
Joachim Lindborg, systemintegrationsarkitekt, Ngenic

Bakgrund:

Varför har vi sökt medel för detta?

För att utveckla smarta energisystem krävs relevant mätning och analysförmåga, vilket behövs för att generera differentierade prissignaler. Detta gör att aktörer på elnätet får de bästa förutsättningarna att styra både sin last och sin produktion på ett optimalt sätt.

Det vi hittills främst ser på elmarknaden är styrningsprocesser baserade på elbörsens spotpris. De företag som hittills följt med i utvecklingen har konkurrensfördelar om de kan styra efter spotpriset och därmed minska sina kostnader. Följden av detta blir att laster (effektanvändning) styrs ned vid ett högt spotpris och omvänt vid ett lågt spotpris. Dessa styrningar ger grovt sett goda effekter, men främst på de centrala delarna av det nordiska elsystemet. När tillgången är låg minskas efterfrågan och tvärtom vid hög tillgång. Allt styrs efter den nordiska elbörsen.

Men nyttan av spotprisföljning behöver alltså inte återspegla lokala förhållanden, som exempelvis råder på Gotland eller generellt där det finns begränsande flaskhalsar i elsystemet. När många ser fördelarna med att styra till samma tider ökar också risken för förluster och avbrott i de elnät vars kapacitet är mest begränsade.

Dessa bekymmer är något som elnätsföretagen redan tar höjd för i sin planering. Resultatet blir dock underutnyttjade elnät. En smartare användning med prissignaler skulle leda till en högre utnyttjandegrad.

Så när flaskhalsarna blir för kännbara i det lokala elnätet riskerar styrning mot spotpriset att bli kontraproduktivt. Resultatet av underutnyttjade elnät i sin tur, är att färre kan vara med och dela på kostnaderna för ett elnät som också är mycket dyrt, vilket påverkar konkurrenskraften negativt för alla inblandade.

Projektet kommer att analysera och utvärdera hur prisstyrningen med de nya elnätstarifferna samspelar med spotpriset under testperioden, det vill säga hur den sammanlagda prisstyrningen fungerar relativt syftet att styra produktion och laster och hur man successivt kan justera tariffmodellerna så att de även ger korrekt prissättning relativt Geabs kostnader och intäktsramar.

Det sämsta resultatet ifrån detta projekt skulle vara att vi endast får bättre insikter – insikter som då kan nyttjas för ett nytt ny-tag i frågan. Men i bästa fall kan de nya tarifferna nyttjas direkt, förutsatt att de matchar de mest väsentliga kraven och behoven hos elmarknaden om funktionalitet, stabilitet, hållbarhet och inklusive rättvis fördelning av kostnader.