Oplægget blev holdt ved InfinIT-arrangementet "Workshop: Smart Grid & Intelligente Bygninger" afholdt den 1. november 2011. Læs mere på http://www.infinit.dk/dk/hvad_kan_vi_goere_for_dig/viden/reportager/danske_virksomheder_paa_rette_vej.htm

1. Lotte Holmberg Rasmussen, R&D Project Manager, Civilingeniør
Intelligent elforbrug – samspillet mellem produktion og forbrug
Smart Grid & Intelligente bygninger - Workshop, indlæg, minimesse og networking
Nordjysk Elhandel 1. november 2011

2. INDHOLD
• Om Nordjysk Elhandel
• Elmarkederne
• Aktører i det danske energisystem
• Hvad er en balanceansvarlig?
• Smart Grid
• Fremtiden – udbud og efterspørgsel - forretningspotentialer
• Varmepumpeprojektet
2

3. Nordjysk Elhandel
Nordjysk Elhandel opererer inden for fysisk håndtering og handel med elektricitet, naturgas og CO2
kvoter/kreditter.
Nordjysk Elhandel blev etableret i 1998 af fire danske forsyningsselskaber. Blev i april 2011 købt af
en gruppe lokale investorer.
140 medarbejdere. 2011 omsætning ca. 4 mia. kr.
Nordjysk Elhandel er førende på håndtering og handel med vindkraft, elproduktion og forbrug
samt CO2-kvoter
Kunderne inkluderer (november 2011)
Omkring 185 decentrale elproducenter i Danmark, mest kraftvarmeværker, i alt 900 MW
Hoveddelen af vindkraften på markedsvilkår i Danmark og flere vindmølleparker i Sverige. I alt 4
TWh vindkraftproduktion årligt – 2000 MW
300.000 elforbugere heraf ca.1000 virksomheder inklusive nogle af største forbrugere i
Danmark. Årligt elforbrug 3,1 TWh
Klima: Mange CDM-projekter (Clean Development Mechanism) i Afrika, Asien, og Latinamerika
plus ETS-projekter (Emmission Trading System) i Europa
3

4. FORRETNINGSOMRÅDER
Production and balancing
• Handle integration/sale of electricity from more than185 combined power and heating producers – app. more than 900 MW.
• Handling of more than 2000 MW of wind energy production in Denmark and Sweden
Consumption
• Sale of electricity to business and private. Approximately 300.000 customers
• Sale of green electricity in cooperation with Danish wind energy sector
• Management of electricity for professional actors (trading companies/customers)
Climate
• Trading CO2 emission allowances for customers (biggest Climate desk in Denmark)
• Participation in the Danish Carbon Fund and other climate projects
• Facilitate access to climate credits to customers
Trading
• Actively participating in wholesale market in Scandinavia and Germany
• Own trading – handled within well-defined risk boundaries
• Financial hedge of production/price
• Risk Management
Gas
• Registered gas supplier
• Advisor to decentralized electricity/heat producers
4

5. Balancering af elsystemet
- Kontrollerbar
NordPool sikrer balancen i planlægningen – produktion
dagen før driftsdøgnet vha. spotmarkedet - Ukontrollerbar
produktion
- Import
TSO’en - Energinet.dk er ansvarlig
for balancen i driftsdøgnet
- Unkontrollerbar
forbrug
I driftsdøgnet opstår der ubalancer pga.
- Kontrollerbart
Fejl i vindprognoserne forbrug
Fejl i forbrugsprognoserne - Eksport
Fejl i indmeldinger for forbrug
Uventet nedetid på produktionsanlæg
Uventet nedtid på kabler mellem landene
Energinet.dk opretholder balancen i driftsdøgnet gennem forskellige systemydelser
Nu mest ved hjælp af produktion
I fremtiden også ved hjælp af forbrug – f.eks. elbiler og varmepumper
5

6. ELMARKEDER I DK1
Elproduktionen er bestemt af elmarkederne
NordPool
•Finansielle marked (mellem >36h og 5 år)
•Spot markedet (day ahead)
•Elbas markedet (hour ahead)
De nationale TSOer – Energinet.dk (driftsdøgnet)
•Primære reserver – frekvensstyrede (30 s)
•Automatiske reserves - LFC (60 s)
•Regulerkraftmarkedet (15 min)
I fremtiden vil forbrug også blive bestemt af markederne (allerede startet med elkedlerne og
få industrier)
Det er Smart Grid
6
Der kommer måske nye markeder – men ikke fra den ene dag til den næste

7. SPOTMARKEDET
Bud på spotmarkedet hos NordPool
På baggrund af planer og prognoser for produktion og forbrug indgives bud for timerne i det
kommende døgn (gennem de balanceansvarlige)
Buddene er pris- og mængdeafhængige – marginalprisen er afgørende
7

8. EN UGE I ELMARKEDERNE I VESTDANMARK
8
emd.dk/el

9. Det nordiske spotmarked er verdens mest
omskiftelige (volatile)
1.100 110
1.000
NordPool Spot - Systempris Dry and cold year
100
Dry spring
900 90
800 80
700 70
NOK / MWh
EUR / MWh
600 60
500 50
400 Cold and dry year Dry year Cold year 40
300 30
Wet year
Wet year
200 20
100 10
0 0
92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

10. AKTØRER I DET DANSKE ENERGISYSTEM
TSO – Transmission System Operator
I Danmark Energinet.dk. Også kaldet systemansvarlig
Nord Pool – Den nordiske elbørs
Balanceansvarlige
Produktion, forbrug eller handel
Netselskaber
Ansvarlige for at drive distributionsnettene for elmålerne hos forbrugerne og producenterne. Monopoler.
Forsyningspligtselskaber
Forsyner de lokale forbrugere som ikke aktivt har valgt elhandelsselskab
Elhandelseselskaber
Ofte lokale, men sælger el over hele landet
Producenter Nordjysk Elhandel
10
Forbrugere

11. NORDJYSK ELHANDEL A/S (NEAS) - BALANCEANSVARLIG
Linket i kommunikationen mellem systemansvarlig (Energinet.dk), forbrugere, producenter
og elbørsen
11
Energiproduktionen er i dag i høj grad styret af priserne (og flaskehalse)

12. Balance Responsible parties (BRP) I
The Balance Responsible Parties has the economic responsibility for the
balance between:
• Production sold and actually produced
• Consumption bought and actually consumed
It is almost impossible to achive perfect balance between the prognoses from
the day ahead and the actual consumption or production in the operating
day!
The larger the imbalance in the market the larger the imbalance costs (not
always)
Errors in the wind prognosis are one of the largest parameters in the size of
the imbalance costs (the price of up and down ward regulation)

13. Balance Responsible parties II
Nordjysk Elhandel
• Settles producers about 20 mio. euro pr. month
• Is on call in the control room 24 hour a day, 365 days a year
At NordPool we trade
• Decentralized producers – more than 900 MW that report tomorrows
production through our own IT system PBAS
• Wind Power (more than 2000 MW) through own meteorologists
• Consumers (max 450 MW)
Within the operation day we are in regular contact with Energinet.dk and the
producers
We send signals to our producers (and a few consumers when there is a need
for up or down ward regulation
We handle pt. manual and primary reserves (only large plants deliver
secondary reserves)

14. SMART GRID
Til:
Fra:
Mere vind Kontrol af
Kontrol af
forbrug ( og
produktion
produktion)
I fremtiden bliver der meget mere
variabel elproduktion - mest vind
Derfor er der behov for:
• Større elforbrug
• Intelligent fleksibelt forbrug
Kilde: Confederation of Danish Industry: Intelligent Energy Systems – a White Paper with Danish Perspectives
Strategier for fleksibelt forbrug
• Flytte forbruget til timer med lave priser – meget vind og / eller lavt øvrigt forbrug
• Balancering af elnettet i driftsdøgnet (Systemydelser f.eks. manuelle reserver)
Det er vigtigt, at der udvikles VPP-løsninger (Virtuel Power Plant)
14
Dvs. at mange produktions- eller forbrugsenheder kan styres som få enheder

15. Fremtidens Smart Grid
Elmarkederne
(balancen mellem
produktion og
forbrug)
Kunderne
Netbelastninger Smart House
Målere

16. FLEKSIBELT FORBRUG OG ELMARKEDERNE
Spot markedet – planlægning 12-36 timer fremad – muligt med de rigtige algoritmer.
Formiddag købes el på NordPool til forbruget næste døgn
Primære reserver – bud indgives eftermiddag for næste dag til Energinet.dk – for fire-timers
blokke
Regulerkraftmarkedet – hvis forbruget ændres i driftsdøgnet kan den balanceansvarlige
komme i ubalance senere – en joker!
Der er brug for en VPP – og en balanceansvarlig
16

17. FREMTIDIG UDBUD OG EFTERSPØRGSEL EFTER FLEKSIBELT FORBRUG
Markerne kan ændre sig – men ikke hurtigt
Mere
Både udbud af og efterspørgsel efter systemydelser fleksibelt
vil ændre sig forbrug
Udbud og efterspørgsel vil bestemme
fremtidige priser
Mere
vind
Mere vind >
o Større behov for systemydelser (f.eks. regulerkraft)
o Større prisdifferencer
o > Mere fleksibelt forbrug
o > Lavere priser for systemydelser og udglatning af spotpriser
o >Færre incitamenter til at udvikle fleksibelt forbrug
o = Der vil opstå en balance mellem udbud og efterspørgsel
o First movers vinder ofte
17

18. FORRETNINGSPOTENTIALER
Foreløbige beregninger på varmepumper (6000 kWh/yr)
o Lille besparelse ved deltagelse i spotmarkedet (300-600 kr./år)
o Dobbelt ved deltagelse i regulerkraftmarkedet
Flere skal have del i kagen
Men vi SKAL kunne styre nyt forbrug
Der er brug for
o Dynamiske priser, nye tariffer og måske krav til styringsmuligheder
o Samspil mellem alle aktører
o Demonstrationsprojekter for at vise hvordan vi kan styre varmepumper, elbiler og
andet fleksibelt forbrug i markederne
18

19. Intelligent Fjernstyring af Individuelle Varmepumper – IFIV
ForskEL-2010-projekt (PSO-midler)
Total Tilskud
Samlet budget for projektet 7 mio. kr. 5 mio. kr.
Projektperiode: 2010-2012
Partnere:
• Nordjysk Elhandel, Aalborg
Projektledelse, markedsmodeller, afprøvning
• Neogrid Technologies, Aalborg
Softwareudvikling, kommunikation, serverapplikation
• Aalborg Universitet – Institut for Elektroniske Systemer
Matematisk modellering, styringsalgoritmer
• Aros Teknik, Århus
Varmepumper, tank, solvarme, bygninger, forbrugerkontakt
• EURISCO, Odense
Standardiseringsarbejde
Projektet koordineres med to andre projekter:
• Energinet.dk, Energistyrelsen, Elsparefonden (styrdinvarmepumpe.dk)
• Teknologisk Institut, varmepumpefabrikanterne, SEAS-NVE og SydEnergi 19

20. Opbygning af system til styring af varmepumper
ForskEL-2010-projekt
20

21. Forventede resultater
Fjernstyring og VPP (Virtuel Power Plant)
• Der udvikles fjernstyring af varmepumper som en VPP, dvs. at mange enheder styres
som én eller få enheder. Direkte styring
Balancering
• I praksis demonstreres, hvordan den balanceansvarlige centralt kan kommunikere
automatisk med varmepumperne, og anvendes i elmarkederne
Afregning
• Der udvikles afregningsmodeller for kunderne
Demonstration
• Løsningerne demonstreres i ”det virkelige liv” med involvering af brugerne
Standardiseringsinput
21