Roadmap naar Smart Grids ECN s visie

Transcriptie

1 Roadmap naar Smart Grids ECN s visie Martin Scheepers Program Manager Intelligent Electricity Grids Projectgroep Smart Grids Netbeheer Nederland, Utrecht, 19 oktober

2 Inhoud Waarom slimme energienetten? Wat zijn slimme energienetten? Wanneer en hoe worden energienetten slim? Rol van ECN en netwerkbedrijven 2

3 Waarom slimme energienetten? Groei duurzame en decentrale productiecapaciteit GW * Decentraal productie vermogen * Totaal productievermogen: 21.9 GW ** Electriciteit van wind- en zonne-energie Variabel duurzaam productie vermogen ** 3

4 Waarom slimme energienetten? Elektrische/plug-in hybride auto s zorgen voor aanzienlijke energiebesparing million Aantal EVs and PHEVs verkocht in Nederland indien zelfde introductiesnelheid als Toyoto Prius Totaal aantal EVs en PHEVs in Nederland inclusief vervanging na 10 jaar Actie Plan Stichting Natuur en Milieu Maart 2008: 8 yaar na introductie Toyota Prius 10,000 verkocht in Nederland , ,000 42,000-55, , , , million 392, , ,

5 Waarom slimme energienetten? Enkele miljarden euro s nodig om meer duurzaam energie en meer energiebesparing mogelijk te maken Incrementele kosten netbeheerder Kosten netverzwaring en toename netverliezen Lagere netverliezen -20% tot -80% Lagere netverzwaringskosten door actief netwerk management Met slimme netten kunnen de meerkosten fors worden verlaagd 0 Penetratie decentrale/duurzame opwekking (%decentraal/piekbelasting) Netwerkintegratie kosten Inclusief netwerkinnovaties 5

6 Wat zijn slimme energienetten? Informatie & Communicatie Technologie Netwerkoperaties Handelsoperaties Middenspanningsnet Hoogspanningsnet Laagspanningsnet Slimme meter SCADA Smart Grids: ICT + gedistribueerde intelligentie en geautomatiseerde operationele processen ICT ondersteunde energiehandel Smart Grids: ICT + gedistribueerde intelligentie die vraag response en (real time) deelname in energiemarkten ondersteunt 6

7 Wat zijn slimme energienetten? Het gaat dus vooral om het slim maken van de elektriciteitsnetten Gas- en warmtenetten slimme meters geven feedback over verbruik van gas, warmte en elektriciteit Slimme elektriciteitsnetten gaat verder dan de slimme meter 7

8 Wat zijn slimme energienetten? De 4 niveaus van slimme elektriciteitsnetten 1. Intelligent vraag/aanbod management Energielevering & systeembeheer 2. Load management 3. Netstabiliteit en leveringskwaliteit Netbeheer 4. Zelf herstellend vermogen 8

9 Wat zijn slimme energienetten? 1) Intelligent vraag & aanbod management Gebruik flexibiliteit van de elektriciteitsvraag Intelligent vraag/aanbod management Minder extra piek- en reservevermogen 9

10 10 Wat zijn slimme energienetten? 2) Load management MS net LS net Distributie station Uncontrolled charging 5 hours charging Reinforcement of transport capacity About 25 cars per 100 dwellings Controlled charging 5 hours charging 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:00 [KVA] [KVA] 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Maximum transport capacity About 25 cars per 100 dwellings

11 Wat zijn slimme energienetten? 3) Netstabiliteit en leveringskwaliteit Gevolgen intensievere benutting van het net, invoeding en nieuwe typen verbruikers: Grotere spanningsfluctuaties Lokaal tekort aan reactief vermogen Lagere frequentiestabiliteit (minder synchroon roterende massa) Netvervuiling 50 Hz Oplossingen: +230 V -230 V Vermogenselektronica Slimme regelalgoritmen Lokale elektriciteitsopslag Intelligent distributiestation 11

12 Wat zijn slimme energienetten? 4) Zelf herstellend vermogen smart grid Normal operation Critical operation Emergency operation Black out Sensors + dynamic state estimation Automated contingency planning Constrained operations and/or temporarily islanding (i.e. local balancing, local frequency control) Local black start capability 12

13 Wanneer en hoe worden netten slim? Status van smart grid technology Proof Of Principle Proof Of Concept Proof Of Feasibility Proof Of Manufacturing Available Technology Simulation Lab test Field test Demo 1. Vraag/aanbod management 2. Load management 3. Netstabiliteit en leveringskwaliteit 4. Zelf herstellend vermogen ECN R&D program Industry Samenwerking & technology transfer 13

14 Wanneer en hoe worden huidige energienetten slim? Innovatieprogramma Samenwerking netwerkbedrijven, kennisinstellingen, e.a. proeftuinen voorbereiden toepassen Taskforce slimme netten

15 Rol ECN ECN R&D program Technology & knowledge transfer R&D Praktijk (proeftuinen) Toepassen Vernieuwen & Verbeteren Leren R&D demand Intelligent Electricity Grid R&D program Richt zich op uitdagingen ca en daarna Competenties op gebied van ICT, distributed control, regelalgoritmen, toepassing nieuwe technologieën Samenwerking met industrie in alle fasen van het onderzoek Technologie transfer: ondersteunen van demonstraties 15

16 Rol netwerk bedrijven ECN R&D program Technology & knowledge transfer R&D Praktijk (proeftuinen) Toepassen Vernieuwen & Verbeteren Leren R&D demand Transitie slimme netten: Realiseren van proeftuinen Toepassen van smart grid technologie in real life omgeving Aanpassing relaties met klanten en andere stakeholders Aanpassing markt- en reguleringsmodel Samenwerking met kennisinstellingen en toeleverende industrie (zowel in R&D als proeftuinen) Financiering R&D 16

17 R&D Alliantie Innovatie Slimme Netten Initiatief van ECN, Kema, TUD en TU/e Bundeling van R&D capabilities Programmatische afstemming Richt zich op nationale R&D programma s Samenwerking met industrie Wil bijdragen aan innovatie van de netwerkbedrijven Wil zorgdragen voor hoogwaardige kennis 17