Det Energipolitiske Udvalg 2009-10
EPU Alm.del Bilag 336
Offentligt
874447_0001.png
874447_0002.png
874447_0003.png
874447_0004.png
874447_0005.png
874447_0006.png
874447_0007.png
874447_0008.png
874447_0009.png
874447_0010.png
874447_0011.png
874447_0012.png
874447_0013.png
874447_0014.png
874447_0015.png
874447_0016.png
874447_0017.png
874447_0018.png
874447_0019.png
874447_0020.png
874447_0021.png
874447_0022.png
874447_0023.png
874447_0024.png
874447_0025.png
874447_0026.png
874447_0027.png
874447_0028.png
874447_0029.png
874447_0030.png
874447_0031.png
874447_0032.png
Udvikling af rammerfor regulerkraftIndpasning af mindre forbrugsenhederog andre mindre enheder i regulerkraftmarkedet
RapportUdgivet af Energinet.dkRapporten kan fås ved henvendelse til:Energinet.dkTonne Kjærsvej 657000 FredericiaTlf. 70 10 22 44maj 2010
1/31
Indhold1. Sammenfatning................................................................................... 32. Indledning .......................................................................................... 43. Muligheder for forbrug i regulerkraftmarkedet og fremtidig udvikling afregulerkraftmarkedet ....................................................................... 53.1 Udviklingen af regulerkraftmarkedet og nyttiggørelse af mindreproduktions- og forbrugsenheder............................................ 63.2Markedspladser for fleksibelt forbrug....................................... 73.2.1Engrosmarkederne for el .......................................... 83.2.2Markederne for systemtjenester til balancering afelsystemet.............................................................. 93.3Potentiale for indpasning af elbiler og varmepumper iregulerkraftmarkedet ...........................................................103.3.2.Potentiale for individuelle varmepumper ....................103.3.3Potentiale for elbiler................................................113.4Mulige fremtidige modeller for regulerkraftmarkedet ................124. Nuværende rammer for regulerkraftmarkedet ........................................144.1Systemtekniske forskrifter ....................................................144.2Markedsmæssige forskrifter ..................................................144.2.1Definition af regulerbart forbrug ...............................154.2.2.Indsendelse af køreplaner og onlinemålinger forregulerbart forbrug .................................................154.2.3Elpatroner .............................................................164.2.4Effektubalanceafregning af forbrug ...........................175. Mulige ændringer i rammer for det nuværende marked ...........................185.1Indførelse af selvregulering...................................................185.2Regler for balanceafregning for forbrug ..................................195.3Ny model for indpasning af forbrug: Offentliggørelse afregulerkraftpris fra NOIS-listen i driftsøjeblikket ......................215.3.1. Forretningsmodellerne for indpasning af mindreforbrugsenheder.....................................................215.4Udfordringer i forhold til det fælles nordiske regulerkraftmarked 226. Opsummering ....................................................................................237. Kildehenvisninger ...............................................................................258. Bilag .................................................................................................26Bilag 1 .........................................................................................26Bilag 2 .........................................................................................31
1.
Sammenfatning
Den stigende udbygning af vindenergi i det danske elsystem betyder, at der i dekommende år vil blive et stigende behov for balanceydelser for at balancere denfluktuerende vindkraft. Dette nødvendiggør, at alle tilgængelige balancemulig-heder bliver stillet til rådighed for den systemansvarlige virksomhed, Energi-net.dk.Mindre forbrugsenheder deltager i dag ikke i det fælles nordiske regulerkraft-marked i stor grad, pga. enhedernes høje transaktionsomkostninger, manglen-de opfyldelse af krav til målinger og aktiveringsgradienter.For at give mindre forbrugsenheder mulighed for at deltage i regulerkraftmar-kedet foreslås det, at Energinet.dk i samarbejde med de øvrige nordiske sy-stemansvarlige virksomheder offentliggør regulerkraftprisen i selve driftstimen,dvs. i realiteten indførelsen af et realtidsmarked for balanceydelser. Dette vilgive mindre forbrugsenheder mulighed for at levere balanceydelser til Energi-net.dk ved selv at regulere i forhold til den offentliggjorte pris. Dette medfører,at mindre forbrugsenheder vil kunne levere balanceydelser uden at opfylde allekrav til aktiv deltagelse i markedet.Mindre forbrugsenheders levering af balanceydelser forudsætter som minimumen timeaflæst elmåler, som kun forbrugere med et forbrug over 100.000KWh/år i dag har installeret. For at nye elmålere kan være i stand til at regi-strere fremtidige nye forbrugsmønstre anbefales det, at nye elmålere vil være istand til at levere målinger med en højere tidsopløsning end én time.
2.
Indledning
Som et resultat af energi-politiske aftaler og ambitioner, herunder bindende EU-mål for andelen af vedvarende energi og reduktion af CO2, ser Danmark ind ien fremtid med stadigt stigende mængder af vedvarende energi, der skal ind-passes i energiforsyningen. Det forventes, at en stor del af denne vedvarendeenergi vil blive baseret på vindkraft. Indpasningen af disse store mængder fluk-tuerende elproduktion fra vindkraft er en udfordring for elsystemet, og det vilvære et fokusområde at se på hvilke virkemidler, der kan bidrage til en effektivindpasning af vindkraften.Partierne bag elpatronloven (V, K, DF, S, SF og R) har indgået en politisk aftaleom bedre integration af vind. Aftalens udgangspunkt er analysen "Bedre inte-gration af vind"1udarbejdet for Energistyrelsen og Skatteministeriet i juni2009. Denne analyse pegede på, at en øget udbygning med vindkraft vil øgebehovet for ressourcer til balancering af elsystemet. Samtidig pegede analysenpå, at visse typer af elforbrug ville være velegnede til at levere regulerkrafty-delser, men at der vil være behov for at justere på rammerne for regulerkraft-markedet for at bane vejen for at disse forbrugstyper kan deltage i regu-lerkraftmarkedet.Det er Energinet.dk's opgave at sikre bedst mulige betingelser for konkurrencepå markederne for produktion og handel med elektricitet. Et element i den poli-tiske aftale er derfor, at Energinet.dk skal undersøge mulighederne for at udvik-le rammerne for regulerkraftmarkedet, således at elforbrug og andre mindreenheder i højere grad kan indgå som regulerkraft i regulerkraftmarkedet.Hovedparten af det danske elforbrug er i dag ikke fleksibelt, og derfor ikke an-vendeligt til regulerkraftydelser. Men frem til 2025 forventes et væsentligt øgetelforbrug til opvarmningsformål og elbiler. Disse typer af elforbrug er relativtfleksible, og således velegnede til både at indgå i spotmarkedet, i intraday-markedet og som regulerkraft i regulerkraftmarkedet.Energinet.dk har i marts 2009 fremlagt en analyse om indpasning af vindkraft2,hvor samspillet mellem vindkraft, udlandsforbindelser og elforbrug til varme ogtransport er analyseret. Denne rapport peger på, at en intelligent og fleksibelindpasning af disse nye typer af elforbrug til varme og transport, er meget væ-sentligt for det fremtidige elsystem.Denne rapport beskriver Energinet.dk's forslag til, hvordan rammerne for speci-elt regulerkraft kan justeres, så mindre elforbrugere i højere grad kan deltagepå regulerkraftmarkedet til balancering af elsystemet.
1
Rapporten "Bedre integration af vind" udarbejdet af Ea Energianalyse og Risø DTU forEnergistyrelsen og Skatteministeriet juni 2009Rapporten "Effektiv anvendelse af vindkraftbaseret el i Danmark", udarbejdet af Energi-net.dk i marts 2009.
2
3. Muligheder for forbrug i regulerkraftmarkedet ogfremtidig udvikling af regulerkraftmarkedetEnergisystemet gennemgår i de kommende år en massiv omstilling. Den lang-sigtede politiske sigtelinje er, at det danske energisystem skal være uafhængigtaf fossile brændsler. Klima- og Energiministeriet har i rapporten "Langsigtetforsyningssikkerhed" af februar 2010 redegjort for, at de helt store potentialerfor produktion af vedvarende energi i Danmark og landene omkring os er vind-kraft og på længere sigt muligvis bølgekraft.For at sikre en effektiv udnyttelse af vindkraften og opnåelse af målene i deikke-kvoteomfattede sektorer, vil el blive en væsentlig energikilde både i trans-portsektoren og i varmesektoren. Frem mod 2025 forventes en markant udbre-delse af elbiler, og det er ikke urealistisk, at op mod 50 pct. af varmebehovetuden for fjernvarmeområderne i fremtiden vil blive dækket af eldrevne varme-pumper. Dertil kommer et betydeligt potentiale for at også industri og erhvervomstiller til el fra fx olie.Det er helt afgørende for både samfundsøkonomi og forsyningssikkerhed, at dersikres et optimalt samspil mellem den fluktuerende produktion fra vindkraftenog elkundernes forbrug. Alternativet vil ellers være unødvendigt store investe-ringer i forstærket elinfrastruktur, reservekapacitet til elproduktion og i det heletaget høje omkostninger til at sikre opretholdelse af et stabilt elsystem.De store centrale værker leverer i dag store dele af de reguleringer, som sikreren stabil drift af elsystem. I en fremtid med gradvist mere vindkraft vil der væ-re mange timer om året, hvor det ikke vil være rentabelt at have de centraleværker i drift.Denne omlægning til mere fluktuerende elproduktion og mindre tilgængelighedaf centrale værker i elsystemet stiller store krav til, at de elforbrugere, som kanagere dynamisk og fleksibelt, fremover bidrager til at løse denne udfordring.Der er således behov for mere dynamiske tilpasninger af forbruget, og netopdet forventede nye elforbrug til transport og opvarmning besidder nogle karak-teristika, der muliggør en dynamisk optimering.Det forventes, at hele elsystemet gradvist vil blive mere intelligent, således atstore dele af elforbruget kan agere aktivt over for elsystemet. Denne fremtidigeudvikling kræver, at udvikling af måling, styring og kommunikation integreres iet fremtidigt intelligent "SmartGrid". Tidshorisonten kan anslås til 10-20 år forudviklingen af et sådant system.Udviklingen af rammerne for regulerkraftmarkedet jf. projektkommissoriet skalses som en "brik" i hele denne omstilling. Fokus vil være at skabe nogle ram-mer således, at forbruget allerede nu gradvist kan orientere sig mod at leveredynamiske egenskaber til elsystemet. Ambitionen er, at de løsningsmodeller,der præsenteres, skal kunne implementeres inden for de nærmeste år. Samti-dig tilstræbes det, at løsningerne peger i retning af og understøtter en langsig-
tet udvikling af fremtidens intelligente elsystem (SmartGrid) samt den interna-tionale udvikling på området.
3.1 Udviklingen af regulerkraftmarkedet og nyttiggørelse af mindreproduktions- og forbrugsenhederGennem de seneste år er en række mindre producenter og forbrugere blevetaktive på regulerkraftmarkedet. Hvor Energinet.dk tidligere udelukkende kunnekøbe reguleringsydelser hos store centrale kraftværker, kan ydelserne i dagkøbes på et langt mere fintmasket marked og fra langt flere og mindre leveran-dører.På produktionssiden har udviklingen i elmarkedet, der blev etableret i 1999,således været, at kun relativt store produktionsenheder i starten leverede regu-leringsydelser til Energinet.dk, men at der forholdsvist hurtigt udvikledes kon-cepter, som gjorde det muligt for mindre enheder at deltage i markedet. Debalanceansvarlige aktører stod typisk for at udvikle koncepterne og fx puljemindre enheder, så det blev attraktivt at være aktiv i regulerkraftmarkedetogså for disse. Energinet.dk forventer og vil understøtte en tilsvarende udviklingpå forbrugssiden.På producentsidenbyder helt små decentrale kraftvarmeværker allerede kapaci-tet ind i regulerkraftmarkedet, når det er fordelagtigt i forhold til den varme-bundne produktion. Med afsæt i fx PUDDEL-projektet3har elhandelsselskaberopnået erfaring med at pulje mindre produktionsenheder og byde dem samletind i regulerkraftmarkedet. I dag er fx Nordjysk Elhandel således balancean-svarlig for ca. 150 decentrale producenter, heraf nogle på under én MW og an-dre over 20 MW. Derudover er Nordjysk Elhandel balanceansvarlig for en rækkemindre enheder, som udelukkende producerer til regulerkraftmarkedet.4Virk-somheden Markedskraft er i dag balanceansvarlig for regulerkraftværker meden enhedsstørrelse fra 0,5 til 20 MW. Også Energi Danmark, DONG Energy ogScanenergi er aktive på dette marked.På forbrugssidenhar forbrugere på over 100.000 kWh pr. år i dag installerettimemålere, hvilket betyder, at de kan agere prisfølsomt på spotmarkedet, fxgennem spotkontrakter med deres balanceansvarlige aktør. Der er ca. 50.000af sådanne forbrugere i Danmark svarende til ca. halvdelen af forbruget. Hos deeksisterende forbrugere er timemålere under udrulning, således at der i nærfremtid forventes at være installeret timemålere hos halvdelen af danske for-brugere.5
34
Se fx PUDDEL-slutrapport fra juli 2005 på www.energinet.dk.Eksempler er: Vojensværket, Toftlundværket, Tønderværket og Sønderborgværket.Kilde: Kraftvarmenyt december 2007.Se fx "Det Intelligente elforbrug - Salgsprodukter på elmarkedet", Afrapportering fraarbejdsgruppen vedrørende udvikling af salgsprodukter på elmarkedet, der understøt-ter det intelligente elforbrug, juni 2009.
5
Store forbrugere med et årligt forbrug på mere end 100.000 kWh pr. år harallerede nu mulighed for at være aktive på spotmarkedet og dermed prisfleksib-le. På regulerkraftmarkedet er der allerede i dag en række nedreguleringsres-sourcer til rådighed i form af såkaldte elpatroner. Disse har værdi i markedet fxi timer med meget vind og stor varmebunden produktion. Elpatronerne kanbruge billig el til at opvarme vand og dermed fortrænge fossile brændsler.Elpatronerne bydes ind i regulerkraftmarkedet gennem balanceansvarlige virk-somheder. For eksempel er Markedskraft balanceansvarlig for sådanne nedre-guleringsressourcer6. Den balanceansvarlige puljer elpatronernes kapacitet ogbyder dem samlet ind i markedet. Elpatronerne i markedet i dag har en kapaci-tet på 1 MW til knap 20 MW.Der arbejdes i øjeblikket på at aktivere flere typer af forbrug i bl.a. regu-lerkraftmarkedet. Gennemgående er, at en balanceansvarlig aktør, typisk etelhandelsselskab, puljer forbrugerne og byder dem samlet ind i markedet. Der-for er kravet om minimumsstørrelse for bud i regulerkraftmarkedet i realitetenikke en barriere for mindre enheder.Som eksempel kan nævnes projektet "Fra vind til varme"7, som består i at kob-le 300 varmepumper i private husstande sammen til et stort energilager, hvorel kan lagres som varme, når elpriserne er fordelagtige.Dette projekt vil inddrage disse enheder i både spotmarkedet, det manuelle ogdet automatiske regulerkraftmarked i forskellige koncepter.Et andet eksempel er DONG Energys projekt "Powerhub". Her arbejder DONGEnergy med at samle små forbrugere, så forbrug kan aktiveres i bl.a. regu-lerkraftmarkedet. I første omgang vil DONG Energy aktivere fleksibelt forbrughos industrien. På længere sigt vil mindre forbrugere som fx elbiler kunne ind-arbejdes. Samtidig arbejder DONG Energy på at installere varmepumper pågasfyrede decentrale kraftvarmeværker, som kan aktiveres i regulerkraftmar-kedet. Projektet tager udgangspunkt i et varmepumpeanlæg på ca. 1 MW, somblev etableret i Frederikshavn i 2009.
3.2
Markedspladser for fleksibelt forbrug
Elmarkedet er opbygget af en række markedspladser, hvor el kan handles mel-lem markedets aktører inden levering - fra flere år i forvejen til selve leverings-øjeblikket. Markedspladserne er opbygget for at give aktørerne den størst muli-ge valgfrihed, så aktørerne selv kan vælge, hvilke markedspladser de vil agere iog hvilke præferencer de vil agere efter. Nogle ønsker at afdække risiko ved atvælge en fast pris, som rækker år ud i fremtiden. Andre ønsker at handle el tætpå driftstimen og udnytte muligheden for fortjeneste ved den højere usikker-hed.
67
Se selskabets hjemmesideProjektdeltagerne er Teknologisk Institut, Nordjysk Elhandel A/S og Energinet.dk
Nedenfor gennemgås de forskellige markeder for el for at kortlægge, hvordanforbrug kan agere i de eksisterende markeder i dag.
Omsætning
Finansielle markedSpotmarkedetIntra-day markedetRegulerkraftmarkedetAutomatiske reserverOmkostning ved fleksibilitet
Figur 3.2.1.: Oversigt over markedspladser for elFigur 3.2.1 viser den tidsmæssige rækkefølge af markeder for handel med el.På det finansielle marked handles el lang tid i forvejen, og regulerkraftmarkedetog de automatiske reserver aktiveres i selve driftstimen.
3.2.1
Engrosmarkederne for el
Hvis man ser bort fra de finansielle markeder, findes den største omsætning idet såkaldte day-ahead marked eller spotmarked. Her handles el dagen i forve-jen (i Danmark på den nordiske elbørs), og forbrug indkøbes hovedsageligtufleksibelt, idet købsbuddene er baseret på en prognose for forbruget denkommende dag og indkøbes uanset prisniveau.Fleksibelt forbrug i spotmarkedet er købsbud, der kun aktiveres i markedet vedprisniveauer under en bestemt grænse. Prisafhængige købsbud i spotmarkedetkan dermed medvirke til at modvirke kortvarige markante stigninger i elprisen,såkaldte prisspidser, i markedet.I spotmarkedet er der i kraft af den store omsætning krav til minimumsbudstørrelse, og mindre enheder har derfor ikke mulighed for selvstændigt atafgive bud, som vil kunne reagere på markedsprisen i dette marked. Bud tilspotmarkedet kan dog bestå af puljer af mindre og homogene enheder, som vilkunne reagere på markedsprisen i spotmarkedet.I de efterfølgende markeder foretages indkøb af elektricitet tættere på selveden time, hvor det skal forbruges. I Elbas markedet kan elektricitet indkøbes fraspotmarkedet lukker og indtil 45 min. før driftstimens start. Ved handel i Elbasmarkedet har aktørerne derfor eksempelvis mulighed for at korrigere eventuellefejl i forbrugsprognoserne fra dagen i forvejen. Hvis aktørens (eller denneskunder) forbrug eksempelvis viser sig større end forventet, kommer aktøren iubalance. Den manglende el kan aktøren indkøbe på Elbasmarkedet.
3.2.2
Markederne for systemtjenester til balancering af elsystemet
På elmarkedet skal produktionen af el hele tiden være lig forbruget. Aktørernehar, som nævnt ovenfor, mulighed for at justere evtuelle ubalancer ind gennemElbasmarkedet (intraday markedet). De resterede ubalancer samles så at sigeop hos Energinet.dk, som driver et marked i selve driftstimen - regulerkraft-markedet. Herudover driver Energinet.dk et marked for automatiske reserver.Disse reserver sikrer automatisk balancen i driftsøjeblikket.Markederne for balancering af elsystemet består af en blanding af frivillige re-gulerkraftbud og regulerkraftbud, som bydes ind af leverandører med reserve-kontrakter. Der ydes kun rådighedsbetaling til reserveret kapacitet. I reserve-markederne indkøbes kapaciteter senest dagen før driftsdøgnet for at sikre til-strækkelig kapacitet til balancering af elsystemet.De automatiske reserver er karakteriseret ved en hurtig aktivering og kortetidsrum, hvori reserven er aktiveret. De automatiske reserver indkøbes i mar-kedet og får både en reservebetaling og en energibetaling, hvis aktiveret.Forbrugsenheder vil kunne deltage i markederne for automatiske reserver, hvisde kan udvise den nødvendige fleksibilitet og kan reagere på de signaler, sombruges til at aktivere reserver. I dag deltager få større forbrugsenheder, i formaf elpatroner i Vestdanmark, i regulerkraftmarkedet.I selve driftstimen handles el i regulerkraftmarkedet til brug for Energinet.dk'sbalancering af elsystemet. Regulerkraftmarkedet håndterer de store ubalancer ielsystemet, som for eksempel forårsages af fluktuationer i vindkraft og udfald afkraftværker eller udlandsforbindelser. Begge danske landsdele er i dag dele afdet fælles nordiske regulerkraftmarked, hvor aktører i hele Norden konkurrererom at levere manuelle balanceydelser til de nordiske systemansvarlige virk-somheder.Aktiveringen af reguleringsressourcen foretages gennem de balanceansvarligevirksomheder af Energinet.dk og større forbrugsenheder indgår allerede i dag idette marked. Aktiveringsprisen fastsættes efter det dyreste aktiverede bud ihver time. På samme måde som i spotmarkedet er der fastsat minimumsstør-relser for bud, og i regulerkraftmarkedet er 10 MW minimum budstørrelse. Det-te medfører, at mindre forbrugsenheder vil skulle puljes og agere som en sam-let enhed for at kunne deltage i disse markeder. Udviklingen i den øvrige del afdet fælles nordiske regulerkraftmarked går i retning af, at aktørerne indsenderstørre bud, hvilket er hensigtsmæssigt for at formindske aktørernes transakti-onsomkostninger.Omsætningen i de markeder, hvori der handles tæt på driftstimen, er prægetaf, at aktørerne og Energinet.dk næsten udelukkende bruger disse handelsplad-ser til at håndtere ubalancer. Selvom omsætningen i disse markeder er mindre,prissættes ydelserne i disse markeder højere, idet fleksibiliteten i at handle tætpå driftstimen er forbundet med højere omkostninger.
Mindre forbrugsenheder, der har høje omkostninger ved at udvise fleksibilitet,heriblandt betydelige transaktionsomkostninger, vil derfor mest rentabelt kunneagere i markeder, hvor mindre fleksible mængder prissættes til den højestepris, dvs. i markeder tæt på driftstimen. Samfundsøkonomisk kan der desudenvære betydelige gevinster ved fleksibel ageren af forbrug i andre markeder.
3.3Potentiale for indpasning af elbiler og varmepumper i regu-lerkraftmarkedetDet fleksible elforbrug udgør i dag kun en meget lille andel af det samlede el-forbrug, og deltager kun i yderst begrænset omfang i regulerkraftmarkedet.Inden for de kommende år forventes nye typer af elforbrug til bl.a. varmepum-per og elbiler at øges. Disse typer af elforbrug har en relativt høj fleksibilitet ogkan potentielt bidrage med et elforbrug, der kan agere fleksibelt i både energi-markedet (Elspot og Elbas) og potentielt også agere i regulerkraftmarkedet.Varmepumper og elbiler er dog relativt små enheder set i forhold til de enheder,der i dag agerer i regulerkraftmarkedet. Udviklingen af rammerne for regu-lerkraftmarkedet, således at mindre forbrugsressourcer kan deltage, er særde-les relevant i forhold til at udnytte fleksibiliteten i varmepumper og elbiler i ba-lanceringen af elsystemet.
Potentiale for individuelle varmepumper3.3.2.I områder uden fjernvarme og naturgas baseres opvarmningen i dag primærtpå oliefyr og biomasse. Med en politisk målsætning om at gøre Danmark mindreafhængig af fossile brændsler, vil det være hensigtsmæssigt at omlægge oliefy-rene til opvarmning med varmepumper, der kan forsynes fra VE-baseret elpro-duktion. Samfundsøkonomisk vil det også være hensigtsmæssigt at omlæggeopvarmning med elpaneler og træpillefyr til varmepumper.8En omlægning afsamtlige oliefyr til varmepumper vil medføre et øget elforbrug til varmepumperpå knap 2 TWh. Dertil kommer potentielle omlægninger af elforbrug fra elvarmetil varmepumper, og endelig de eksisterende varmepumper, der i dag udgør etelforbrug på ca. 0,3 TWh.Samlet set vurderes det, at en aktiv omlægning til individuelle varmepumper vilkunne medføre et elforbrug til varmepumper på i alt 1,8 TWh i 2025, svarendetil ca. 350.000 varmepumper. En mere moderat omlægning vil kunne medføreet samlet forbrug til varmepumper af størrelsesordenen 1 TWh i 2025.Der er begrænset viden om, hvor fleksibelt driften af en individuel varmepumpekan indrettes uden at det påvirker komforten i bygningen nævneværdigt. Fore-løbige beregninger i rapporten "Effektiv anvendelse af vindkraftbaseret el iDanmark" indikerer, at for et velisoleret parcelhus med vandbaseret opvarm-8
Se "Effektiv anvendelse af vindkraftbaseret el i Danmark", Energinet.dk 2009 og "Fuelcells and electrolysers in future energy systems", AAU 2008
ning og gulvarme, og et årsforbrug på 6 MWh, vil besparelsen ved at agerefleksibelt i spotmarkedet potentielt være 200-500 kr. pr. år. I markedet formanuelle reserver (regulerkraftmarkedet) vil gevinsten potentielt være af stør-relsesordenen 400-800 kr. pr. år. Der er ikke foretaget vurdering af individuellevarmepumpers mulighed for at levere automatiske frekvensstyrede reserver.
3.3.3
Potentiale for elbiler
I modsætning til de individuelle varmepumper er elbiler i dag kun i yderst be-grænset omfang tilgængelige på markedet, og teknologien er ikke i sammegrad moden til en storskala udrulning. Elbiler er relativt dyre i forhold til kon-ventionelle biler med en benzin- eller dieselmotor. Først omkring 2020 forven-tes elbiler at være på samme omkostningsniveau som konventionelle biler. Re-geringen har udmeldt, at elbiler frem til 2015 skal friholdes for afgifter, hvoref-ter der skal ske en gradvis indpasning af elbilerne. Der er således relativt stortpolitisk ønske om at fremme udviklingen med elbiler.I EFP-projektet "El til transport", som ledes af Risø, er der udarbejdet et antalscenarier for udviklingen i elbiler frem til 2030. I det centrale udviklingsforløbantages at der frem mod 2030 indfases ca. 1 million el- og plugin hybridbiler. I2015 og 2020 antages henholdsvis ca. 40.000 og 260.000 el- og plugin hybrid-bilerElbilers opladning foregår i dag typisk med en separat "ladekonverter" somtypisk ikke kan styres intelligent. Det forventes inden for nogle år, at elbilenshovedkonverter (der forsyner motoren) integreres med ladekonverteren, ogelbilen vil derigennem kunne styre opladningen væsentligt mere intelligent.Elbilen vil således potentielt kunne regulere meget ladning hurtigt og dervedpotentielt bidrage til levering af både automatiske og manuelle reserver, herun-der regulerkraftydelser.I IEA-projektet "RETRANS"9er værdien af regulerkraftydelser fra en elbil bereg-net for et tysk regulerkraftmarked. I analysen, som er baseret på det tyskemarked, vurderes den potentielle værdi ved deltagelse i markedet at ligge påunder 260 DKK/år, dog op til 500 DKK/år, hvis der kan leveres regulerkraft tilnettet fra bilens batteri. Ved levering af sekundære reserver vurderes værdienat være på op til 2800 DKK/år. Ved levering af primære reserver vurderes vær-dien at ligge på 5000-6000 DKK/år. Sidstnævnte forudsætter dog at elbilen kanlevere effekt til nettet.Der er foretaget vurderinger af tilgængeligheden af individuelle varmepumperog elbiler som regulerkraft. Vurderingerne er baseret på udbygningsforløb i2025, jf. rapporten "Effektivt anvendelse af vindkraftbaseret el", og viser atelforbrug fra disse enheder vil være aktive ca. 2000-3000 timer om året, hvisforbruget optimeres til timer med lave elpriser. Elforbruget vil kunne levereaktiv regulering i typisk 3-4000 timer. Hvis ikke driften af den individuelle var-9
RETRANS, "Opportunities for the use of Renewable Energy in Road Transport", PolicyMakers Report, March, 2010, table 2
mepumpe er optimeret, vil varmepumpen typisk levere effekt i godt 5000årstimer. Enhedernes muligheder for levering af regulerkraft vil konkret afhæn-ge af årstiden, dvs. temperatur og aktuelt forbrug i selve driftstimen.Selvom fremtidens forbrug vil have andre karakteristika, som ovenfor skitseret,forventes det at den nuværende markedsmodel overordnet set vil være i standtil at imødekomme fremtidens udfordringer. Men dette udelukker dog ikke atden nuværende markedsmodel skal udvikles, som afsnit 3.4 nedenfor vil skitse-re.
3.4
Mulige fremtidige modeller for regulerkraftmarkedet
Fremtidens regulerkraftmarked vil være et marked tilpasset fremtidens krav,dvs. en markedsplads med fokus på fleksibilitet. Det nuværende regulerkraft-marked er fælles for de nordiske lande, og denne udvikling forventes at fort-sætte, idet ydelser i regulerkraftmarkederne i stigende grad vil handles overgrænser mellem de europæiske lande. Det regulatoriske fokus er desuden påintegration af elmarkederne i Europa; og ændringer i regulerkraftmarkederne iDanmark skal derfor i fremtiden ses i lyset af udviklingen i de omkringliggendelande.Desuden forventes det, at tidsrammerne for regulerkraftmarkederne vil blivekortere for at øge fleksibiliteten i markedet, så prissætningen i regulerkraftmar-kederne vil blive flyttet tættere på driftsøjeblikket, dvs. det øjeblik, hvor Ener-ginet.dk skaber balancen mellem forbrug og produktion.I dag offentliggør Energinet.dk, via Nord Pools hjemmeside, information omaktiveret regulerkraft én time efter selve driftstimen. Denne forsinkelse skyldesat den endelige regulerkraftpris først kan fastsættes efter driftstimen underhensyntagen til aktiveringer af regulerkraft i alle prisområder i Norden og fla-skehalse i transmissionsnettene.For at indpasse mere forbrug i regulerkraftmarkedet kunne en model være enudvidelse af det nuværende marked med en offentliggørelse af regulerkraftpri-sen i selve driftstimen. Det kan åbne mulighed for øget aktivering af mindreforbrugsenheder, idet mindre enheder, som ikke kan opfylde kravene til at kun-ne afgive bud til det fælles nordiske regulerkraftmarked, vil selvstændigt kunnereagere på en offentliggjort regulerkraftpris, såkaldt selvselvregulering. I afsnit5.3 vil denne model blive beskrevet nærmere.De systemer, der i dag anvendes af Energinet.dk til at skabe den endelige ba-lance, er først og fremmest regulerkraftmarkedet i Norden, der håndteres i etfælles system for de 4 nordiske systemansvarlige, forkortet NOIS,Nordisk Ope-rationsInformations System.Derudover findes de frekvensstyrede reserver, der stabiliserer frekvensen. Dis-se frekvensstyrede reserver er egentlig beregnet til at sikre systemerne modkollaps, hvis et kraftværk falder ud. I DK1, Jylland-Fyn, findes et supplerende
system af sekundær reserver (automatisk regulerkraft LFC10); systemet er etkrav i det kontinentale synkronområde, det tidligere UCTE.Overordnet er der i princippet to metoder, hvor forbrug kan deltage i balance-opgaven; enten ved at deltage i det eksisterende marked ved at følge de nuvæ-rende regelsæt, eller ved at foretage selvregulering (levering af balanceringuden aktivering fra systemansvaret).1. Deltagelse i markedet efter nuværende regelsæt:- Afgive bud til det fælles nordiske regulerkraftmarked til levering af energi tilbalancering- Afgive bud til markedet for manuelle reserver- Afgive bud til levering af sekundær reserve, hvorved der opnås kapacitetsbe-talingDe 3 ovenfor nævnte principper kan allerede i dag håndteres; og de forbrugsba-lanceansvarlige vil kunne gå på reservemarkederne med sådanne aftaler. I dager der en lille håndfuld større elkedler, der deltager i NOIS-systemet - oftestmed nedreguleringsbud. Ved lave eller negative spotpriser kan de dog ogsåindgå som opreguleringsbud, hvis de i forvejen er aktiveret i spotmarkedet.2. Selvregulering:- At reagere efter den aktuelle prissætning i det fælles nordiske regulerkraft-marked- At reagere efter den aktuelle prissætning for automatiske reserverDe 2 sidstnævnte principper kan realiseres efter 2 forskellige metoder.- Forbrugsbalanceansvarlige fjernstyrer forbrug hos forbrugere, der har indgåetaftaler herom, mod en lavere betaling for el-energien på en eller anden måde.Denne forbrugsbalanceansvarlige vil kunne deltage i reservemarkedet med ensådan aftale.- Forbrugsbalanceansvarlige afregner elforbruget efter en regulerkraftpris.Fremtidens regulerkraftmarked vil derfor blive præget af behovet for fleksibilitetog større transparens, idet oplysninger om elsystemets tilstand i stigende gradvil blive tilgængelige tættere på driftsøjeblikket.
10
LFC: Load Frequency Controller. Se UCTE Operational Handbook, www.entsoe.eu
4.4.1
Nuværende rammer for regulerkraftmarkedetSystemtekniske forskrifter
Det er i dag en forudsætning for Energinet.dk's balancering af elsystemet, atalle aktiveringer af balanceressourcer foretages af Energinet.dk. Dvs. at elmar-kedets aktører ikke i driftstimen foretager selvregulering.Det er forbrugsprognoserne, der i driftsdøgnet er Energinet.dk's grundlag for enkorrekt balance i driftsøjeblikket. Balancereguleringen er bindeledet mellemhandlen på spotmarkedet og det fysiske elsystem.Hvis almindeligt forbrug, som i dag er ufleksibelt, anvendes til balanceregule-ring, vil det i sin nuværende form kunne forringe kvaliteten af Energinet.dk'sprognoseværktøjer. Det er en af årsagerne til, at der i de systemtekniske for-skrifter er krav om, at forbrug anvendt til balanceregulering skal være adskiltfra og uafhængig af almindeligt ufleksibelt forbrug.Overordnede rammer:Rammerne for det nuværende koncept for deltagelse i regulerkraftmarkedet ersåledes:- Energinet.dk's balanceregulering anvender det nordiske regulerkraftmarked,hvor der er standardkrav til en aktiveringstid på 15 minutter- Mindste budstørrelse er 10 MW, som kan bestå af en pulje af mindre enhe-der- Der er krav til online måling af enheder, der leverer regulerkraft- I Vestdanmark skal alle regulerbare produktionsenheder indsende effektpla-ner11- Fleksibelt forbrug er undtaget for krav om indsendelse af effektplaner
4.2
Markedsmæssige forskrifter
I det eksisterende regulerkraftmarked deltager producenter fra hele Norden, ogde konkurrerer på lige fod om at levere reguleringsydelser til de fire nordiskesystemansvarlige. Markedsreglerne for deltagelse i dette marked er fælles foralle aktører og afspejler de systemansvarliges behov i forhold til levering afbalanceydelser.Markedet er generelt præget af en høj grad af konkurrence mellem aktørerne,men idet markedsreglerne i høj grad er defineret med henblik på producenter,er markedsreglerne ikke direkte tilpasset de specielle karakteristika ved for-brug.I dag deltager meget få danske forbrugsressourcer i det fælles nordiske regu-lerkraftmarked. Dette skyldes den danske industristruktur med mange småvirksomheder, hvor omkostningen til el kun udgør en forsvindende lille del af desamlede omkostninger og indtjeningen. Derfor er det meget vanskeligt at akti-11
For definition af effektplan se Energinet.dk's markedsforskrift C2
vere forbrug i markedet for opregulering (= afbrud af forbrug). Forbrugerne harofte ganske høje omkostninger ved at undvære forbrug, hvilket gør, at for-brugsafkoblinger relativt sjældent vil blive aktiveret i regulerkraftmarkedet.Det er omkostningstungt for mange forbrugere, der måske har varierende ud-koblingsmulighed fra dag til dag, at byde løbende ind i regulerkraftmarkedet foropregulering. Derfor udgør transaktionsomkostninger også en barriere for detfleksible forbrug. Dette betyder, at mange forbrugere ikke ser en fordel i atbyde deres ressourcer ind i regulerkraftmarkedet som frivillige bud, da de ansersandsynligheden for at opnå en gevinst for lille.
4.2.1
Definition af regulerbart forbrug
Regulerbart forbrug er defineret i Energinet.dk's forskrift C3 afsnit 1.11:
"1.11Definition af regulerbart forbrugRegulerbart forbrug er forbrug, der er adskilt fra og uafhængig af almindeligtforbrug, og som godkendes af Energinet.dk til at kunne anvendes som regule-ringsreserve. Anvendelse af regulerbart forbrug til reserver/regulerkraft fordrerselvstændig måling og afregning, herunder udveksling af køreplaner."Ifølge Energinet.dk's markedsforskrifter håndteres reguleringsreserver i dag fraforbrugssiden på samme måde som ressourcer fra produktionssiden. I de nu-værende forskrifter, opstillet af Energinet.dk, skal reguleringsressourcer fraforbrugssiden være individuelt udmålte, både hvad angår online- og afreg-ningsmålinger, og fleksibelt forbrug skal håndteres gennem selvstændig balan-ceansvarsindmelding. I forhold til markedsforskrifter opfattes det fleksible for-brug som et normalt forbrugsbalanceansvar, der for så vidt angår den fleksibledel håndteres særskilt.Status er derfor, at Energinet.dk i dag stiller krav om, at regulerbart forbrugindsender køreplaner og har mulighed for onlinemåling. Uden opfyldelse af disseretningslinjer, vil en given forbrugsressource ikke kunne deltage i det fællesnordiske regulerkraftmarked. Disse krav er blandt andet opstillet for, at Energi-net.dk kan konstatere, at der reelt sker en levering af ydelsen fra aktøren.
4.2.2.brug
Indsendelse af køreplaner og onlinemålinger for regulerbart for-
Traditionelt har kun dele af elsystemet leveret balanceydelser til Energinet.dk. Imarkedsforskrifterne for regulerkraftmarkedet er der derfor endnu ikke direkteopstillet specifikke regler for levering af fleksibelt forbrug. Herunder at afbrudtforbrug, som modtager reserve- og/eller regulerkraftbetaling fra Energinet.dk,ikke må erstattes af "normalt elforbrug", som ikke modtager en sådan betaling,og at en sådan håndtering fra aktørens side vil blive opfattet som misligholdelseaf aftalen.I en simpel verden kan der groft sagt identificeres to forskellige typer kørsels-/reguleringsmønstre fra forbrugsleverandørerne, som vist i nedenstående figur4.2.2
Forbrug
Nedregulering(øget forbrug)
Forbrug
Opregulering (mindreforbrug)
1
Tid
2
Tid
Figur 4.2.2: Typer af reguleringsressourcer fra forbrugTypekunne være en elkedel, der typisk som udgangspunkt har et forbrug pånul, indtil den ordres som regulerkraft. Typeer et afbrydeligt forbrug, derkører med et fast forbrug af en vis størrelse, indtil regulerkraften aktiveres.Kravet om individuel udmåling af den fleksible del af elforbruget sikrer, at Ener-ginet.dk kan se forbrugets respons, også ved delaktiveringen både for op- ognedregulering.For typeer "baseline"-køreplanen fx nul. For typesvarer "baseline"-køreplanen til det afbrydelige forbrug, der også skal dokumenteres indkøbt vedindsendelse af aktørplan.Ifølge de aktuelle markedsforskrifter skal der foretages selvstændig online må-ling til driftsovervågning, jf. udbudsbetingelserne for reserver, og der skal fore-tages selvstændig kvartersmåling til afregningsformål.Ud over den normale forbrugsbalanceafregning modtager aktøren en separatafregning for "balanceansvar for reserver fra forbrugssiden".. Forbrug er midler-tidigt undtaget for effektubalanceafregning, og ubalancer af forbrug bliver af-regnet efter ét-prissystemet.
4.2.3
Elpatroner
Regulerbart forbrug deltager i dag i det fælles nordiske regulerkraftmarked12. IDanmark sker dette i form af elpatroner, hovedsagelig lokaliseret i Vestdan-mark. Elpatronerne overholder alle nuværende forskrifter for deltagelse i mar-kedet og er oftest aktiveret i markedet ved tilbud om nedregulering, dvs. ved atforbruge strøm. Aktiveringen af elpatronerne sker oftest i situationer, hvor afvi-gelser i vindproduktionen i forhold til vindprognosen forårsager nedregulering ielsystemet. Aktiveringen af elpatronerne medfører, at el erstatter andre typerbrændsler i varmeproduktionen.12
Se bilag 1 for en gennemgang af relevante udenlandske erfaringer
4.2.4
Effektubalanceafregning af forbrug
Forbrug er i Vestdanmark undtaget for effektubalanceafregning, jf. forskrift C2afsnit 3.7:"Udover afregning af balancekraft på timebasis, afregnes balanceansvarligeaktører med ansvar for regulerbart produktion i Vestdanmark derudover foreventuelle effektubalancer."Kun regulerbar produktion er derfor underlagt effektubalanceafregning. I Øst-danmark anvendes ikke effektubalanceafregning for hverken produktion ellerforbrug.
5. Mulige ændringer i rammer for det nuværendemarkedEnerginet.dk aktiverer i dag alle balanceydelser, som anvendes til at balancereelsystemet. Årsagen til dette er, at Energinet.dk alene har ansvaret for at el-systemet er i balance, og som den eneste altid har et overblik over elsystemetstilstand.Energinet.dks balancering foretages i dag ud fra målinger fra konventionelleproduktionsanlæg og prognoser for forbrug og vindkraft, udlandsplaner og pro-duktionsplaner fra de balanceansvarlige. Målinger og prognoser anvendes til atforudsige elsystemets tilstand inden for de kommende timer, og Energinet.dksaktivering af balanceydelser er derfor proaktiv, idet aktiveringen er en reaktionpå en forventet ubalance i elsystemet.En offentliggørelse af den foreløbige regulerkraftpris i selve driftstimen vil giveelmarkedets aktører nye oplysninger at agere efter og medføre nye uforudsetereguleringer for systemansvaret. Men på trods heraf vil det være en model, somvil gøre det muligt for mindre forbrugsenheder og andre mindre enheder atbidrage til elsystemets balance. Modellen vil betyde en ny mulighed for selvre-gulering fra aktørernes side og vil udgøre et paradigmeskifte for balanceringenaf elsystemet i Danmark.Elmarkedets aktører har ikke overblik over elsystemets tilstand, og balanceringforetaget af markedets aktører adskiller sig afgørende fra Energinet.dk's balan-cering. Dette skyldes, at aktørernes balancering vil være reaktiv, idet den vilreagere på en regulerkraftpris i nuet, som efterfølgende medfører aktivering afbalanceydelser.Det er derfor afgørende, at markedets aktører er i stand til at regulere på bag-grund af de bedst mulige oplysninger, som kan give det korrekte incitament tilat foretage hensigtsmæssig balancering i forhold til elsystemet. Årsagen tildette er, at aktørernes reguleringer foretages for at maksimere indtægterne frabalancemarkedet uanset reguleringsretningen i elsystemet.Markedsreglerne, som skal danne grundlag for aktørernes balancering, må der-for være udformet, så de giver de mest hensigtsmæssige økonomiske incita-menter til markedets aktører til ethvert tidspunkt.
5.1
Indførelse af selvregulering
Balanceringen af elsystemet i driftstimen er i dag Energinet.dk's ansvar alene,og aktørerne bidrager i dag kun til denne balancering ved aktivering af balance-ydelser af Energinet.dk.Elmarkedets aktører kan foretage selvregulering ved at ændre produktions-eller forbrugsniveau uden at indsende nye planer til systemansvaret, der orien-
terer om dette. Den efterfølgende balanceafregning vil derefter afspejle dennebalancering.Selvregulering er en reaktion, der ikke er planlagt i forvejen, men en bevidsthandling, der hjælper balanceringen af systemet. Selvregulering foretages påbaggrund af en vurdering af de aktuelle priser i elmarkedet og reguleringsret-ning i elsystemet.En selvregulering inden for driftstimen vil ikke foregå efter spotprisen, men skalforegå efter et prissignal, som afspejler regulerkraftprisen. Ved at anvende etprissignal vil en forbruger kunne vælge at regulere sit forbrug op eller ned.Denne regulering bliver en udfordring at håndtere for systemansvaret, og vilmedføre ændrede procedurer for udarbejdelse af prognoser, som bruges tilbalancering. Data for selvregulering må indsamles empirisk og derefter indar-bejdes i Energinet.dk's prognosemodeller. Det vil være nødvendigt for Energi-net.dk løbende at vurdere omfanget af selvregulering i forhold til stabiliteten ielsystemet.Idet de nuværende markedsregler er udformet med et betydeligt økonomiskincitament til, at aktørernes selvregulering skal være i en retning, som hjælpersystemets ubalance, forventes det ikke at selvreguleringen vil være af et om-fang, der umiddelbart vil bringe elsystemets ubalancer op på et uacceptabeltniveau. Nedenstående afsnit 5.2 beskriver i detaljer balanceafregningen forforbrug, som fastsætter de væsentligste rammer for det økonomiske incitamentfor selvregulering.Med den nuværende model for regulerkraftmarkedet, hvor regulerkraftprisenførst offentliggøres efter driftstimen, er det allerede muligt for forbrugsenhederat foretage selvregulering i selve driftstimen på baggrund af et skøn for regu-lerkraftprisen. Dette er dog forbundet med en betydelig risiko, som vil blivebetydeligt mindre end i dag, hvis regulerkraftprisen offentliggøres i selve drifts-timen.I andre af elmarkedets markeder er der i dag mulighed for selvregulering. Enselvregulering ud fra spotprisen er interessant for alle forbrugere, men forud-sætter en timemåler. Dette vil resultere i en mere priselastisk efterspørgsel,hvilket vil kunne modvirke prisspidser, hvis de forbrugsbalanceansvarlige er istand til at indarbejde denne forventede regulering i deres bud til spotmarkedetdagen i forvejen.
5.2
Regler for balanceafregning for forbrug
Efter den fælles nordiske harmonisering af regler for balanceafregning den 1.januar 2010 afregnes ubalancer fra forbrugsbalanceansvarlige efter et ét-prissystem.13Dette medfører, at ubalancer fra forbrug altid afregnes til regu-13
Nordel 2008 "Harmonisation of Balance Regulation in the Nordic Countries"
lerkraftprisen i det fælles nordiske regulerkraftmarked. Ubalancer afregnes mel-lem den forbrugsbalanceansvarlige og Energinet.dk. Afregningen af ubalancersker på månedsbasis.14Fastsættelse af regulerkraftprisen i det fælles nordiske regulerkraftmarked skerpå timebasis for hvert prisområde i Norden. Prisområderne i regulerkraftmarke-det er de samme som i det fælles nordiske spotmarked, som er defineret ud frastrukturelle flaskehalse i transmissionsnettet. Regulerkraftprisen fastsættesførst efter driftstimen, under hensyntagen til flaskehalse i udvekslingen mellemprisområderne.En forbrugsbalanceansvarlig, der har indkøbt for meget strøm i spotmarkedetog dermed efterfølgende er nødt til at sælge strøm til Energinet.dk i balance-markedet, vil derfor uanset om elsystemet er i op- eller nedregulering modtageregulerkraftprisen for den ubalance, som aktøren forårsager. Er elsystemet iopregulering, dvs. der er mangel på strøm, vil aktøren modtage en betaling,som svarer til regulerkraftprisen for opregulering, der er højere end spotprisen.Er elsystemet i nedregulering, dvs. der er overskud af strøm, vil aktøren mod-tage en betaling for levering af nedregulering efter regulerkraftprisen, som vilvære lavere end spotprisen.
Elsystemets regulerings-retning
Forbruger mereend planlagt
Forbruger mindreend planlagt
Opregulering (for lidt el isystemet)
Betaler regulerkraft-prisen
Modtager regu-lerkraftprisen
Nedregulering (for megetel i systemet)
Betaler regulerkraft-prisen
Modtager regu-lerkraftprisen
Tabel 5.2.1: Afregning af forbrugsbalanceansvarliges ubalancer15Forbrugsbalanceansvarlige aktører vil derfor kunne agere på baggrund af enoffentliggjort regulerkraftpris, som også giver viden om elsystemet er i op- ellernedregulering, og aktøren vil kunne regulere forbrug med vished om at bliveafregnet til regulerkraftprisen for den foretagne regulering.Produktionsbalanceansvarliges ubalancer afregnes efter et to-prissystem, hvorden pris, som aktørens ubalancer afregnes efter, afhænger af retningen af aktø-rens ubalancer i forhold til elsystemets samlede ubalance. Producenters mulig-heder for indtjening ved selvregulering er derfor forbundet med større risiko,1415
Se i øvrigt Energinet.dk's markedsforskrift C2Eksemplet i tabellen er forudsat, at regulerkraftprisen er positiv. Hvis regulerkraftprisener negativ vil afregningen skifte fortegn.
idet aktørens ubalancer enten bliver afregnet til regulerkraftprisen eller spotpri-sen.
5.3Ny model for indpasning af forbrug: Offentliggørelse af regu-lerkraftpris fra NOIS-listen i driftsøjeblikketEn offentliggørelse af regulerkraftprisen i selve driftstimen vil medføre, at for-brug og andre mindre enheder vil få mulighed for at agere selvstændigt i for-hold til regulerkraftprisen uden at skulle opfylde de nuværende krav til deltagel-se i markedet. Offentliggørelsen vil omfatte prisen for det sidste aktiverede budi regulerkraftmarkedet i hvert af de to danske områder. Dvs. at hver gangEnerginet.dk aktiverer nye regulerkraftbud vil dette afspejle sig i den offentlig-gjorte pris.Regulerkraftprisen vil efter driftstimen blive bestemt efter, at der er taget hen-syn til flaskehalse i udvekslingen mellem områderne i det fælles nordiske regu-lerkraftmarked. Der er derfor en risiko for, at den endelige regulerkraftpris ikkesvarer til den, der er offentliggjort i selve driftstimen. Det er de kommercielleaktører i markedet, der har ansvaret for at håndtere denne risiko, og dette måvære en del af vurderingen af forretningsgrundlaget for at gå ind i markedet forselvregulering.
5.3.1. Forretningsmodellerne for indpasning af mindre forbrugsenhederEnerginet.dk's offentliggørelse af regulerkraftprisen i selve driftstimen vil givede forbrugsbalanceansvarlige mulighed for at tilbyde deres mindre forbrugskun-der en chance til at opnå indtjening ved selvregulering. Det vil være op til mar-kedet generelt og de forbrugsbalancenansvarlige at definere, hvordan afregningog målinger skal foretages. Se bilag 2 for en nærmere beskrivelse af afregningaf forbrugsubalancer.For at indføre nye modeller, der skal få forbrug til at deltage i regulerkraftmar-kedet, skal visse rammer være på plads:Rammekrav 1: Elmåler med minimum timeopløsning.Forbrugsbalanceansvarlige har ikke mulighed for at lave aftaler med slutkunderom levering af balanceydelser, hvis slutkunder ikke har elmåler med tilstrække-lig tidsopløsning. Den væsentligste ramme, der skal på plads er derfor en elmå-ler med så fin opløsning som muligt. Med en måler med timeopløsning vil deneksisterende regulerkraftpris kunne anvendes til afregning. Det vil dog være optil den forbrugsbalanceansvarlige og forbrugeren at bestemme de nærmereregler for afregning af reguleringen.Rammekrav 2: Energinet.dk sender prissignal ud i selve driftstimen, hvilketgiver mulighed for balancering fra enheder, der ikke opfylder markedskrav, sombeskrevet ovenfor.
Balancenansvarlige, som vil give mindre slutkunder mulighed for at levere ba-lancering, skal desuden kunne håndtere en risiko i forhold til regulerkraftprisen.Denne håndtering af risikoen må blive en væsentlig del af den balancenansvar-liges forretningsmodel for denne ydelse. Det er dermed op til den enkelte ba-lanceansvarlige at vurdere, hvornår det er rentabelt at levere ydelser til balan-cering af elsystemet.Det er generelt de balanceansvarlige virksomheders vurdering, at en offentlig-gørelse af regulerkraftprisen i selve driftstimen er en positiv udvikling af mar-kedsdesignet, selvom enkelte aktører forudser udfordringer i forhold til at sikreen tilstrækkelig gennemskuelighed i selve prisdannelsen, idet regulerkraftprisenkan ændre sig i selve driftstimen og først fastsættes endeligt efter driftstimen.Enkelte aktører påpeger også, at de balanceansvarlige vil få en væsentlig opga-ve i at indgå nye afregningsaftaler med forbrugere, som er interesserede i atdeltage i regulerkraftmarkedet.16Offentliggørelsen af regulerkraftprisen vil betyde en afgørende ændring af mar-kedsdesignet i det fælles nordiske regulerkraftmarked, og afsnit 5.4 nedenfor vilskitsere udfordringer ved gennemførelsen denne ændring.
5.4Udfordringer i forhold til det fælles nordiske regulerkraft-markedBegge danske prisområder indgår i dag i det fælles nordiske regulerkraftmar-ked, hvor leverandører af balanceydelser konkurrerer efter de samme markeds-regler i hele Norden. Det fælles nordiske regulerkraftmarked er et resultat af etmeget tæt samarbejde mellem de nordiske systemansvarlige virksomheder,som er enestående i Europa og er en model for den fremtidige integration afregulerkraftmarkederne i resten af Europa. Deltagelse i dette marked har enmeget stor værdi for det danske samfund i kraft af muligheden for anvendelseaf balanceydelser fra hele Norden til det danske elsystem.I 2009 var der den samme pris i regulerkraftmarkedet i hele Norden i 40 % afårets timer. Dette viser, at det fælles nordiske regulerkraftmarked er præget afen høj grad af konkurrence, idet aktørerne i hele Norden er i direkte konkurren-ce med hinanden i en meget stor del af årets timer.Det fælles nordiske regulerkraftmarked må derfor betegnes som velfungerende;og en stor del af den balancering, som forårsages af den danske vindkraft, akti-veres af Energinet.dk i det fælles nordiske regulerkraftmarked. Integrationen afvindkraft i det danske elsystem er direkte afhængig af muligheden for at kunnebalancere elsystemet i samarbejde med udlandet, idet balancemulighederne iudlandet oftest er betydeligt større end indenlandske balancemuligheder.
16
Balanceansvarlige virksomheders kommentarer til Energinet.dk's oplæg til model forindpasning af mindre forbrugsenheder i regulerkraftmarkedet
Markedsreglerne for det fælles nordiske regulerkraftmarked er udarbejdet af denordiske systemansvarlige i fællesskab, og ændringer i de nuværende markeds-regler sker derfor i samarbejde med de øvrige nordiske systemansvarlige virk-somheder.Nye former for balanceydelser må derfor konkurrere med de eksisterende ba-lanceydelser i det fælles nordiske regulerkraftmarked for at være rentable. Deter et grundprincip i regulerkraftmarkedet, at de kriterier, som ligger til grundfor aktiveringen af ydelser, der bidrager til balancering af elsystemet, er ydel-sens pris og dermed omkostning - og ikke anlægstype.En ændring af markedsreglerne med det formål at inkludere forbrug, som bety-der begrænsede muligheder for balancering fra udlandet, vil være uhensigts-mæssigt for det danske samfund. Dette skyldes, at den fælles balancering meddet øvrige Norden giver den danske systemansvarlige virksomhed mulighed forat anvende en række omkostningseffektive balanceressourcer i udlandet. Nyebalanceydelser må derfor aktiveres på samme vilkår som for andre ydelser i detfælles nordiske regulerkraftmarked, for at sikre, at balanceringen af elsystemetmed den højeste grad af omkostningseffektivitet, foretages mest hensigtsmæs-sigt.Opstilling af alternative indenlandske markeder, hvor balanceydelser, som ikkeer i stand til at indgå i det fælles nordiske regulerkraftmarked, kan aktiveres afEnerginet.dk vil være uhensigtsmæssigt, idet indenlandske leverandører af ba-lancering dermed ikke vil være underlagt samme vilkår og samme grad af kon-kurrence, som leverandører i det eksisterende fælles nordiske marked.Energinet.dk vil derfor arbejde for, i øget grad, at inkludere forbrug i det fællesnordiske regulerkraftmarked og for at opnå enighed blandt de nordiske system-ansvarlige om offentliggørelse af regulerkraftprisen i driftstimen. Men det ervigtigt at understrege, at ændringer i markedsreglerne og offentliggørelsen afregulerkraftprisen i driftstimen forudsætter enighed mellem de nordiske sy-stemansvarlige virksomheder.
6.
Opsummering
Som led i den politiske aftale om bedre integration af vindkraft i det danskeelsystem har Energinet.dk undersøgt mulighederne for at udvikle rammerne forregulerkraftmarkedet, således at elforbrug og andre mindre enheder kan indgå iregulerkraftmarkedet.For at Energinet.dk hele tiden kan holde balancen og stabiliteten i det danskeelsystem, er der oprettet en række markeder, hvor der handles el efter spot-markedet (day-ahead markedet) er lukket. Et af disse markeder er regu-lerkraftmarkedet, hvor Energinet.dk køber opregulering eller nedregulering iselve driftstimen. Med udbygningsplanerne for vindkraft i Danmark vil Energi-net.dk's efterspørgsel efter både opregulering og nedregulering stige, hvilketaktualiserer gevinsten ved en øget deltagelse af fleksibelt og prisfølsomt for-brug.
For i praksis at kunne håndtere sin balanceforpligtelse, har Energinet.dk indgåetaftale med en række balanceansvarlige aktører i Danmark, som har ansvar forat skabe balance inden for deres produktions- eller kundeportefølje. For at købeog sælge el på regulerkraftmarkedet, skal man være en sådan balanceansvarligaktør - og denne model opretholdes.Små forbrugere kan i dag agere prisfølsomt på regulerkraftmarkedet gennemderes balanceansvarlige aktør, fx elhandelsselskabet. De små forbrugere vilskulle puljes til homogene enheder, som samlet kan bydes ind i regulerkraft-markedet. Energinet.dk foreslår, at de små forbrugere fremover også kan agereprisfølsomt uden afgivelse af bud til regulerkraftmarkedet ved, at der skabesmulighed for, at forbrugerne kan agere på et prissignal formidlet af Energi-net.dk.På den baggrund foreslår Energinet.dk, at arbejde frem mod at offentliggøreaktuelle regulerkraftpriser på internettet i samarbejde med de øvrige nordiskesystemansvarlige virksomheder.
7.
Kildehenvisninger
Aalborg Universitet (AAU) 2008 "Fuel cells and electrolysers in future energysystems"Balanceansvarlige virksomheders kommentarer til Energinet.dk's oplæg til mo-del for indpasning af mindre forbrugsenheder i regulerkraftmarkedet, emailkorrespondance maj 2010Ea Energianalyse & Risø DTU 2009 "Bedre integration af vind" udarbejdet forEnergistyrelsen og Skatteministeriet juni 2009Energinet.dk 2009 "Effektiv anvendelse af vindkraftbaseret el i Danmark", udgi-vet marts 2009Energinet.dk Markedsforskrift C2, kan findes på www.energinet.dkEnerginet.dk Markedsforskrift C3, kan findes på www.energinet.dkEnerginet.dk 2005, Rapport for PUDDEL-projektet, udgivet 2005Energistyrelsen 2009 "Det intelligente elforbrug- Salgsprodukter på elmarkedet"afrapportering fra arbejdsgruppe vedrørende udvikling af salgsprodukter påelmarkedet, juni 2009Dansk Fjernvarme 2007, Kraftvarmenyt december 2007Nordel 2008 "Harmonisation of Balance Regulation in the Nordic countries"Policy Makers Report 2010 - RETRANS, "Opportunities for the use of RenewableEnergy in Road Transport", March, 2010UCTE 2009 "Operational Handbook" kan findes på www.entsoe.eu
8
Bilag
Bilag 1Internationale erfaringer med fleksibelt og prisfølsomt elforbrugDer er internationalt høstet en række erfaringer med fleksibelt eller prisfølsomtelforbrug. Særligt kan Norge og Californien fremhæves, idet fleksibelt forbrugigennem flere år har bidraget til den systemansvarlige virksomheds balanceringaf elsystemerne. I kraft af en stor andel af tung industri findes der i Norge storeenkeltforbrugere, som i dag kan agere i det fælles nordiske regulerkraftmarked,og som kan tilbyde forbrugsafkoblingsreserver til brug for systemansvaret. ICalifornien findes et stort elforbrug til afkøling af bygninger, som helt eller del-vist kan afkobles uden store konsekvenser for forbrugeren.Samarbejdet mellem nordiske systemansvarlige virksomheder, Nordel, har vedflere lejligheder tilkendegivet, at man ønsker en øget deltagelse af forbrugssi-den i regulerkraft-/balancemarkedet. Det bredere europæiske samarbejde,ENTSO-E, ser også store potentialer i at bruge forbruget til at balancere syste-merne.Baseret på internationale erfaringer er der overordnet set tre måder at introdu-cere fleksibelt forbrug: (1) Tidsvariable tariffer giver incitament til at læggeforbrug off-peak for at udjævne forbrug over døgnet/ugen med henblik på merestabil produktion. (2) Rabatter til forbrugere, som tillader, at den systeman-svarlige virksomhed eller netvirksomheden helt eller delvist afkobler forbrug forat imødegå flaskehalse i nettene. (3) Forbrugerne reagerer selv direkte på realtime prissignaler. I det følgende vil vi kort beskrive internationale erfaringer.8.2 NorgeI Norge er forbrug en fast del af balancemulighederne for systemansvaret. Deter de store norske aluminiumsværker, der står for størstedelen af det fleksibleforbrug i Norge. Det norske system afviger på forbrugssiden fra det danske.Hvor der i Norge findes enkelte meget store elforbrugere, er de største danskeelforbrugere langt mindre. I Norge er der enkelte uger helt op til 1.000 MWreserver, der købes fra forbrugersiden, dvs. halvdelen af det samlede maksima-le indkøb af reserver på 2.000 MW. Til sammenligning køber Energinet.dk 500MW i Vestdanmark.I Norge indgår forbrug på to markeder: Reservemarkedet, også benævnt Regu-lerkraftoptionsmarkedet, hvor forbrug konkurrer med produktionsressourcer omat levere reserver, og et marked, hvor forbrug tilbydes som afbrydeligt forbrug ibestemte netområder til brug i nødsituationer. Det marked, der især er relevantfor det overordnede transmissionsnet, er reservemarkedet, hvor forbrug ogproduktion konkurrerer på lige vilkår ligesom på Energinet.dk's marked for op-og nedreguleringsreserver. Eneste forskel som Statnett accepterer på reserver
fra henholdsvis forbrugs- og produktionssiden er, at forbrug som opregulerings-reserve kan trække deres bud fra regulerkraftmarkedet væk, når forbruget re-duceres på grund af høje spotpriser, dog mod en efterfølgende nedsættelse afreservebetalingen. Produktion kan ikke trækkes fra regulerkraftmarkedet fordiydelsen sælges i spot- eller Elbasmarkedet.I Norge indgås reservekontrakter på ugebasis, mens det i Danmark er dagligeauktioner, hvor aktørerne kan byde - også for enkelttimer. Statnett køber kunreserver om vinteren, mens Energinet.dk også køber om sommeren. Desudenkøber Energinet.dk nedreguleringsreserver, mens dette fænomen ikke ses iNorge. Størrelsen på bud til regulerkraftmarkedet er defineret i markedsregler-ne for det fælles nordiske regulerkraftmarked, som er ens for alle aktører imarkedet i hele Norden.I Norge skal buddene angive eventuelle restriktioner i forhold til 1) maksimallængde af aktivering (ved max. aktivering på mindre end 5 timer reduceresoptionsbetalingen) og 2) hviletid (mellem 1 til 8 timer) mellem aktiveringerne.Hviletiden regnes fra det tidspunkt, Statnett angiver for deaktivering til næstebesked om aktivering kan gives. Sådanne restriktioner resulterer i en prisreduk-tion af rådighedsbetalingen.Erfaringerne fra Norge viser, at hvor de norske forbrugere er lejlighedsvis aktivei spotmarkedet (day ahead), er forbrugerne yderst sjældent aktive i intradag-markederne. Godt nok har de måske en relativ lav reservebetaling (dvs. de erret billige reserver), idet de ikke forbigår nogen indtjening fra spotmarkedet,men deres aktiveringsbud ligger i den meget høje ende.Enkelte af de små norske forbrugere (ned til 500 kW) har vanskeligt ved atoverholde 15 minutters indkobling af forbrug, når de er blevet afbrudte. Det erdog få minutter, det drejer sig om. Nogle forbrugere ønsker desuden at værelængere tid ude end 1 time, når de er aktiverede, typisk fordi de skifter fra el tilolie ved aktivering og ikke hurtigt kan skifte tilbage til el igen. Statnett anserikke dette for et problem, idet forbrug på grund af de mange lave aktiverings-priser fra vandkraften typisk kun bliver aktiveret ved store driftsforstyrrelser, fxudfald af et stort kernekraftværk eller en transmissionslinje. Så store udfald fraproduktionssiden er typisk en fordel for systemansvaret, hvis forbrug er udkob-let i mange timer.Kravene om hviletid blev ligesom længden af den maksimale aktiveringstid ind-ført, fordi nogle forbrugere ikke kan være udkoblede i lang tid eller aktiveresflere gange efter hinanden af hensyn til deres primære produktion. Fx størkneraluminium, hvis det afkøler for meget, dvs. typisk efter 1-2 timer.Købte reserver skal give bud i regulerkraftmarkedet alle ugedage fra kl. 5.00-23.00 den næste uge, med timeaktiveringsprisen sat af budgiver. Responstidener 15 minutter. Hvis reserven ikke er tilgængeligt skal denne information umid-delbart gives til Statnett. Reservationsbetalingen vil derefter blive reduceretefter offentliggjorte vilkår.
8.3 CalifornienNetproblemer i Californien har skabt fundamentet for arbejdet med 'Electricitydemand response' programmer, som har eksisteret i Californien i årtier.17Gen-nem de seneste år er fleksibelt forbrug (demand response) dog kommet højerepå dagsordnen - også i resten af USA. Udfordringen er imidlertid en anden iCalifornien end i Danmark: Et stort kølingsbehov i forbindelse med air-conditioni bygninger skaber lokale netproblemer, som gør afkobling af forbrug attraktivt.I Danmark er udfordringen, at integrationen af vindkraft skaber et behov foraftag af el, når vinden blæser. Altså øget aftag af el fra systemet i disse perio-der. Uanset dette kan det californiske eksempel inspirere.Der findes i Californien en lang række incitamentsordninger for fleksibelt for-brug, men kun to regnes for egnet til det brede marked: Air-condition control(ACC) og critical peak pricing (CCP). AAC-programmer, som har været i brugsiden 1980'erne, tilbyder forbrugerne betaling for fjernafkobling af air-condition.CCP-programmer, som er en nyere opfindelse muliggjor af avancerede måle-teknologi, giver prissignaler til forbrugeren, som manuelt eller automatisk kankoble forbrug fra.Det statsligt støttede Centre for Demand Response gennemførte i 2008 et for-søg med ACC og CCP blandt 78 små virksomheder og erhvervsdrivende (restau-ranter, butikker og kontorer). Ved ACC indgik forbrugerne en fast aftale medderes leverandør om fjernafkobling af air-condition (forhøjelse af termostattem-peraturen et på forhånd aftalt antal grader) mod en fast rabat på 10 $ pr. må-ned. Ved CCP modtog forbrugerne direkte prissignaler.I forsøget reagerer begge grupper ved at reducere forbruget. I gennemsnitreagerer de direkte prisfølsomme forbrugere (CCP) mere end de indirekte pris-følsomme forbrugere (ACC). CCP-forbrugeren oplevede en større besparelse påden samlede elregning end ACC-forbrugeren. ACC-forbrugerne reagerer til gen-gæld kraftigere i de kritiske timer, hvor deres forbrug reduceres af netvirksom-heden, mens CCP-forbrugerne får et prissignal (prisen i en kritisk peak er 5-6gange højere end i off-peak), som de kan afvise - det sker i små 10 pct. af til-fældene.8.4 HollandDen hollandske systemansvarlige virksomhed, Tennet, har siden september2009 offentliggjort realtidspriser på regulerkraft og automatiske reserver (LFC).Priserne offentliggøres og opdateres på minutbasis med 1-4 minutters forsinkel-se. Baggrunden for offentliggørelsen er et ønske om at give markedsaktørernebedre indsigt i realtidsbevægelserne i risikoen ved at være i ubalance. Offent-liggørelsen skaber en øget gennemsigtighed og havde været efterspurgt af flereaktører. Tennet forventer, at offentliggørelsen af priserne vil reducere de sam-17
A sussesful Case Study of Small Business Energy Efficiency and Demand Response withCommunication Thermostats.Demand Response Research Center. Lawrence BerkeleyLaboratory. www.drrc.lbl.gov.
lede ubalancer i systemet i driftssituationen, fordi flere aktører mere præcistkan vurdere konsekvensen af at være i ubalance. Dette kan føre til hurtigeremodvirkende foranstaltninger - specielt i tilfælde af store ubalancer i systemet.Tennet har siden 2004 offentliggjort aktiverede mængder af regulerkraft ogautomatiske reserver.Det skal bemærkes, at ubalancer håndteres anderledes i Holland end i Dan-mark. Hvor vi i Danmark i driftstimen manuelt regulerer ubalancer og kun laderautomatiske reserver balancere på marginalen, lader Tennet i Holland ubalancer"slippe igennem" helt til den automatiske regulering. Den manuelle regulerkraftbruges kun i nødstilfælde ved meget store udfald.8.5 New ZealandI New Zealand har man i årtier afbrudt elvandvarmere hos private husstandeved hjælp af langbølgeradio, når transmissionsledninger er ved at blive overbe-lastede. Den new zealandske systemoperatør, Transpower, vurderer, at omtrent880 MW svarende til ca. 13 % af spidslastforbruget kan kontrolleres på dennemåde. Den specielle tarifsætning på transmissions- og distributionsniveau giverincitamenter for forbrugere til at tillade dette, idet der gives ca. 15 % rabat påtariffen for husholdninger, der tillader fjernkontrol af deres elvandvarmer.Grunden til det new zealandske fokus på fleksibelt elforbrug er landets megetanstrengte transmissionforbindelser - der er store interne flaskehalse. Desudener det vanskeligt at bygge nye ledninger, idet Not-in-my-backyard (NIMBY)-problemet er meget stort og kan medføre voldsomme demonstrationer af berør-te lodsejere og naboer.Langbølgeradio bliver brugt, fordi det giver mulighed for at sende signaler me-get hurtigt, og det er billigt i såvel etablering som anvendelse. Tre master ernok til hele New Zealand; det tager 1 sekund at sende et signal, og de kontrol-lerede områder kan rammes meget målrettet: Der kan sendes til individuellemodtagere, til grupper af modtagere eller til alle modtagere.Forbruget reagerer kun indirekte på priser, eftersom det er den systemansvarli-ge virksomhed, der beslutter, hvornår forbruget skal afkobles.I princippet kunne man dog forestille sig, at balanceansvarlige (elhandlere ognetvirksomheder) i Danmark samler fx husholdninger med fleksibelt forbrug (fxelvandvarmere, varmepumper eller elbiler) og byder dem samlet ind i reserve-/regulerkraftmarkedet. Systemansvaret kunne så direkte eller via de balance-ansvarlige afbryde dette forbrug, hvis det skulle være nødvendigt. Der er enrække praktiske udfordringer forbundet hermed.Derudover er der det rent sikkerhedsmæssige aspekt: hvordan sikrer TSO'ensig, at det er sikkerhedsmæssigt forsvarligt via fjernkontrol at starte det afbrud-te forbrug op igen uden at personer eller ting i "den anden ende" lider skade?
En løsning kunne være som i Californien at justere temperaturen på en termo-stat i stedet for helt at koble fra.8.6 Tidsvariable tarifferEn anden måde, hvorpå der indirekte kan indføres prisfølsomt forbrug er vedtidsdifferentierede tafiffer. En arbejdsgruppe i regi af Energistyrelsen analysereri foråret 2010 mulighederne for at indføre dynamiske tariffer i Danmark, hvorfordenne redegørelse ikke vil beskæftige sig mere hermed.
Bilag 2Eksempler på afregning af forbrug - ufleksibelt og fleksibelt
Eksempel 1: Forbrug uden selvreguleringSPOTPRISØRE/KWHTime 1Time 2Time 3Time 4Udgift ialt30303030KØBT ENERGIKWH5555REGULER-KRAFTPRIS, OP,KR/KWH40303030REGULER-KRAFTPRIS,NED, KR/KWH30302030FORBRUGTENERGIKWH5555AFREGNINGØRE+30*5=150+30*5=150+30*5=150+30*5=150600
Eksempel 2: Selvregulering ved elsystem i op-hhv. nedreguleringSPOTPRISØRE/KWHTime 130KØBT ENERGIKWH5REGULER-KRAFTPRIS, OP,KR/KWH40REGULER-KRAFTPRIS,NED, KR/KWH30FORBRUGTENERGIKWH2,5AFREGNINGØRE+30*5-40*(5-2,5)=50+30*5=150+30*5+20*(7,5-5)=200+30*5=150550Indtjeningved opregu-lering +indtjeningved leveringaf nedregu-lering =Gevinst vedat agerefleksibelt(40*2,5-30*2,5)+2,5*10 =50
Time 2Time 3
3030
55
3030
3020
57,5
Time 4Udgift i altGevinstved atagerefleksibelt18
30
5
30
30
5
18
I beregningen er det forudsat, at øget forbrug ved levering af nedregulering kan erstat-te efterfølgende forbrug, som afregnes til spotprisen