Elsystemet förändras snabbare än någonsin. Industri- och transportsektorn elektrifieras för att nå klimatmålen och nya elintensiva lösningar i industrin blir allt vanligare. Detta samtidigt som elproduktionen byggs ut i snabb takt med en ökande andel väderberoende och decentraliserad produktion. Detta leder till att nya aktörer kliver in på elmarknaderna samtidigt som etablerade aktörer får delvis nya roller.
De senaste åren har dessutom de så kallade flaskhalsarna i elsystemet blivit fler vilket medför alltmer skiftande energipriser. Denna förändringsprocess ändrar förutsättningarna för aktörer och funktioner på elmarknaderna som ställer nya krav på ett flexibelt, robust och leveranssäkert system. Därför behövs ny kunskap, kompetens och innovativa lösningar som bidrar till utvecklingen av elmarknaden och stöttar framtidens hållbara elsystem:
– Ett väl fungerande elsystem för överföring och distribution av el i samverkan med en väl fungerande elmarknad är en förutsättning för en trygg elförsörjning och för anslutning av nya elproduktionstekniker och användare. Projekten som vi finansierar ser vi kommer bidra till utvecklingen av framtidens elmarknad, säger Fredrik Brändström, programansvarig för Framtidens elsystem på Energimyndigheten.
Nyligen beviljades åtta projekt stöd i utlysningen Bidra till utvecklingen av framtidens elmarknader inom programmet Framtidens elsystem. Projekten ska bidra till utvecklingen av elnätsreglering och se till att elmarknaden blir effektiv, flexibel, välfungerande och drar nytta av digitaliseringens möjligheter.
Beviljade projekt
Syftet med projekt är att utveckla affärsmodeller för att kunna få en effektiv och flexibel användning av elbilars batterier vid kapacitetsbegränsningar i elnäten.
Flexibiliteten kan användas som prisberoende elförbrukning, frekvensreglering, spänningsstyrning och minskning av möjliga nätöverbelastningar. Detta måste göras med hänsyn till de olika sakägarnas (elkonsumenter, elhandlare och elnätsägare) regelverk och ekonomiska drivkrafter.
Utförare: Kungliga Tekniska Högskolan
Beviljat stöd: 4 000 000 kr
Flaskhalsar i elnätet sätter gränser i funktionalitet av elmarknaderna. Det kan leda till höga priser för förbrukning, göra det oattraktiv att bygga förnybar elproduktion och kan även begränsa nyanslutningar. Mängden effekt som nätet klarar innan det uppstår en flaskhals baseras på så kallade deterministiska metoder, där det finns en skarp gräns mellan vad som är möjligt och vad som inte är.
Det som kommer att utarbetas i detta projekt är att kvantifiera riskerna med att marknaden i kombination med oförutsett komponentbortfall och prognosfel kommer att leda till överbelastning av nätet eller stora elavbrott. Information om risken möjliggör en bedömning från fall till fall (till exempel dagen innan leveransen, för varje timme) om det är värt att ta riskerna, med hänsyn till riskerna med att begränsa marknaden.
Det kommer fortfarande att finnas flaskhalsar, men de kommer inte längre att sätta onödiga begränsningar i elmarknaden med allvarliga konsekvenser.
Utförare: Luleå tekniska universitet
Beviljat stöd: 4 704 615 kr
Projektet ska bidra till kunskap om dagens elmarknad genom att utveckla och analysera en teoretisk modell för vilken roll som integration av elmarknaden spelar för energisystemet som helhet.
Projektet kommer lägga ett särskilt fokus på hur nyttjandet av befintlig nätkapacitet påverkar både resurseffektivitet och leveranssäkerhet, samthur investeringar i nya elnät påverkar de långsiktiga investeringarna i fossilfri elproduktion och i fossilfri industriproduktion.
Resultaten ska ge underlag för övergripande åtgärder på EU-nivå för att säkerställa en integrerad elförsörjning som är både miljömässigt, ekonomiskt och politiskt hållbar.
Utförare: Stiftelsen Institutet för Näringslivsforskning
Beviljat stöd: 4 977 500 kr
Projektet syftar till att undersöka potentiella möjligheter och utmaningar med energigemenskaper/lokala multi-energikoncept i svenska industriområden. Ett typiskt industriområde i utkanten av Borås (Viared) kommer att användas som fallstudie. Olika aspekter kommer att beaktas så som teknik, ekonomi och sociala frågeställningar.
Utförare: RISE Research Institutes of Sweden AB
Beviljat stöd: 3 864 369 kr
Projektet syftar till att öka kunskapen om framtida reservmarknader och prisscenarier för balanseringstjänster mot 2050. Resultaten kan komma att användas för att stödja investeringsbeslut och affärsmodellinnovation för nya energilösningar så som exempelvis elektrolysörer för vätgasproduktion, batterilagring, värmepumpar och elbilar.
Utförare: RISE Research Institutes of Sweden AB
Beviljat stöd: 3 028 972 kr
Europeiska länder (inklusive Sverige) arbetar mot en hållbar framtid med intermittenta förnybara källor. Denna gröna vision har medfört flertalet viktiga utmaningar. En av de största utmaningarna är den ökande komplexiteten i modellen för den gemensamma dagen före-kopplingen (SDAC).
För det första planeras handelsperioden (MTU) att minskas från 1 timme till 15 minuter. Detta innebär en cirka fyra gånger så stor optimeringsmodell som idag.
För det andra förväntas både mängden och antalet typer av icke-konvexiteter att öka med en ökande andel av intermittent förnybar elproduktion. Detta leder till en ökad komplexitet vid beräkningen av enhetliga priser.
För det tredje kräver gemensam optimering av energi och balanseringsreserver på dagen före-marknaden innovativa algoritmer för att lösa SDAC-modellen.
I det här projektet ska dessa tre utmaningar studeras och policys utvecklas för att hantera dessa utmaningar, med det slutgiltiga målet att förbättra prestandan hos SDAC-modellen.
Utförare: Kungliga Tekniska Högskolan
Beviljat stöd: 5 000 000 kr
Projektet ska utvärdera och analysera det potentiella värdet av ett förbättrat resursutnyttjande genom driftseffektivisering och automatisering av den småskaliga vattenkraftproduktionen.
Studien täcker såväl de tekniska, miljömässiga, regulatoriska, företagsekonomiska som de samhällsekonomiska perspektiven och ska bidra till utökad reglerbarhet i kraftsystemet, en mer effektiv prisbildning på el- och reservtjänstemarknaderna samt till minskade koldioxidutsläpp.
Utförare: Hydro Machines Sweden AB
Beviljat stöd: 1 515 000 kr
Den matematiska metoden peak-load pricing används till att förutse investerad kapacitet för varje traditionell produktionsteknologi på elmarknaden. I det här projektet vidareutvecklas den metoden, så att den även kan beakta icke-planerbar produktion, såsom vindkraft, och förbrukningsreduktion (efterfrågeflexibilitet).
Vidare generaliseras metoden, så att den kan beakta styrmedel, såsom skatter, nättariffer, kapacitetsmekanismer och stödsystem, med både rörliga och fasta komponenter – det vill säga styrmedel där en del är proportionell mot producerad energi i anläggningen och en annan del är proportionell mot anläggningens produktionskapacitet. Utfallet kommer att jämförs för att analysera vilken utformning av styrmedel som är mest effektivt för samhället.
Målet är att kunna rekommendera en utformning som står sig över tid, och som lämpar sig väl för en långsiktigt hållbar energipolitik.
Utförare: Stiftelsen Institutet för Näringslivsforskning
Beviljat stöd: 3 810 000 kr
Om programmet Framtidens elsystem
Forskningsprogrammet Framtidens elsystem utgör en av Energimyndighetens huvudsakliga satsningar på forskning och utveckling relaterad till elsystemet och finansierar forsknings- och innovationsprojekt som belyser utmaningar kopplat till elproduktion, elanvändning och framtidens elnät.
Programmet ska främja omställningen mot ett hållbart energisystem genom att underlätta elektrifiering av andra sektorer och samtidigt verka för ett elsystem karaktäriserat av försörjningstrygghet, konkurrenskraft samt ekologisk och social hållbarhet.
Programmet pågår under åren 2022 till och med 2027 men kan komma att förlängas vid behov. Initialt är budgetramen 552 miljoner kronor för hela programperioden.
Energimyndigheten är Sveriges största statliga finansiär inom energiforskning.
Mer om Framtidens elsystem
