Længe leve elnettet - nu skal det være intelligent
Klimaforandringer er den afgørende faktor for, at det intelligente elnet - også kaldet smart grids - langt om længe kan rulles ud.
Det meste af teknologien er færdigudviklet for flere år siden, men smart grids har endnu ikke slået igennem. Basmi Husain, der er chef for ABB's smart grids, forsøger at give en forklaring:
»Indtil nu har det alene været prisen på el, som har drevet udviklingen, og den har faktisk været al for lav. Det har simpelthen ikke kunnet betale sig at installere de intelligente komponenter i elnettet. Men nu er der kommet en ny faktor ind, nemlig klimaændringer. Jeg tor, at det bliver den faktor, som sætter skub i udviklingen,« siger Basmi Husain.
Han forklarer, hvorfor smart grids kan bidrage til hele miljøsagen: Elproduktion står i dag for cirka 40 procent af den CO2, som udledes. Derfor er det indlysende at finde produktionsformer, som ikke udsender så meget CO2. Men hvor produktionen tidligere overvejende var centreret om store enheder, så udvikler der sig i dag en bølge af alternative produktionsformer, som kun udsender lidt eller slet ingen CO2. Vi kender de fleste af dem: Solceller, vindkraft, mikrokraftvarme og så videre. Eller som Basmi Husain siger det:
»Kulkraft, vandkraft og atomkraft er stabile, centrale og forudsigelige produktionsformer. De har alle tre nogle ulemper, men så længe elprisen var lav, og vi ikke bekymrede os om klimaet, gik det godt. I dag har vi vindkraft, solceller og små produktionsenheder, som ikke er til at stole på, og vi må acceptere, at elproduktionen ændrer udseende. Derfor bliver forbruget også nødt til at ændre sig.«
Det nye er et system, hvor forbrugere og elproducenter forholder sig aktivt i forhold til hinanden, og derfor er der ifølge Basmi Husain brug for at se på elnettet med helt andre briller. Her kommer hans tidligere erfaring som chef for udviklingen inden for industriel automation hos ABB ham til gode. For der er mange ligheder mellem den måde, elnettet skal styres på i fremtiden, og så industriel automation. Det handler nemlig om kommunikation og måledata:
»Først og fremmest skal elnettet overvåges. Vi skal have langt mere information om, hvad der sker ude i elnettet. Det gælder både i forhold til temperatur, strøm, spænding og støj, så vi ved præcis, hvor meget energi der flyder i linjerne, hvornår og i hvilken kvalitet. Hvis vi har den information, er vi i stand til at drive elnettet med en meget mindre sikkerhedsmargin end i dag.«
Og netop spørgsmålet om sikkerhedsmarginen er en faktor, som der helt sikkert vil blive vendt op og ned på i et smart grid. For når el kommer flydende ind fra alverdens små produktionsenheder, så vil behovet for ekstra kapacitet, især når produktionen alligevel ikke kommer, stige voldsomt. Med andre ord vil ubalancen i systemet blive forværret. Men det kan smart grids afhjælpe:
Basmi Husain forklarer, at der er tre faktorer, som er afgørende for, at smart grids kan reducere behovet for ekstra kapacitet:
- Det er i dag muligt at opstille langt mere præcise matematiske modeller for elnettet.
- Computerkraft er forøget, så det er blevet nemmere at forudsige forbrugs- og produktionsmønstre mere præcist.
- Vi har fået bedre måleenheder og sensorer.
»Med de værktøjer i skuffen kan vi gå meget tættere på grænserne, uden at det går ud over forsyningssikkerheden,« siger Basmi Husain.
I det nye sampil mellem forbrug og produktion er der udsigt til nye deltagere i elsystemet. Mere kommunikation vil kræve et enormt behov for både hardware og software, og her står virksomheder som Cisco og HP klar i kulissen. Når det gælder kommunikationen med forbrugerne, kan Basmi Husain sagtens forstille sig, at en virksomhed som Google kunne blive en vigtig partner.
Også producenterne af forbrugsgoder skal til at installere nye komponenter i alt fra vaskemaskiner til køleskabe:
»I dag designes hårde hvidevarer primært med fokus på livsstil. Energiforbruget er stadig sekundært. Men det, er vi sikre på, vil ændre sig i fremtiden,« siger Basmi Husain.
Hvornår det sker, er han dog usikker på:
»Den forholdsvis lave elpris er stadig et problem. Hvis vi forestiller os, at al elforbrug i dag blev pålagt en CO2-afgift, så kan jeg forestille mig, at vi har installeret smart grids i hele Europa om fem år. Men hvis prisen bliver ved med at være lav, så kan der gå meget længere tid.«
Dele af det europæiske transmissionsnet fungerer allerede i dag delvist som et smart grid. Det gælder for eksempel der, hvor jævnstrøms-forbindelser kobler forskellige elnet sammen.
I det store hele forsikrer Basmi Husain, at de teknologiske forudsætninger for at omstille vores eksisterende elnet til et smart grid er til stede. De komponenter, der er nødvendige, har blandt andet ABB været i gang med at udvikle over de sidste årtier.
En af de få teknikker, som endnu ikke er til stede i tilstrækkelig stor skala, er muligheden for at lagre el. Men også her forventer Basmi Husain, at der vil ske store fremskridt, især hvis behovet og dermed betalingsvilligheden forøges.
Fakta: Smart grids
Smart grids er intelligente energisystemer, der i modsætning til de mere passive systemer, der anvendes i dag, er i stand til at håndtere en stor andel af vedvarende energi og udpræget decentral elproduktion, for eksempel microkraftvarmeværker, solcelleanlæg og vindmøller installeret hos private brugere. Disse enheder kan ikke styres centralt.
I traditionelle elsystemer flyder energien fra de centrale kraftværker ud til forbrugsstederne, og transmissions- og distributionsnet er designet til et sådant 'flow'. I et smart grid ved man ikke på forhånd, hvilken vej energien flyder på grund af de mange decentrale produktionssteder. Det stiller således krav om målinger og registreringer overalt i nettet med henblik på styring, regulering og beskyttelse af anlægsdelene.
For at sikre et elsystems stabilitet kræves balance mellem forbrug og produktion sekund for sekund. I et traditionelt elsystem foregår det ved op- og nedregulering af den centrale produktion. I et smart grid bidrager også decentral produktion og forbruget til reguleringen, og i tilfælde af ustabilitet skal et smart grid kunne 'helbrede' sig selv, så omfattende blackouts kan undgås.
Et smart grid kræver således omfattende koordinering og kommunikation dels mellem elselskab og forbruger, dels mellem systemets komponenter. Det er vigtigt, at et sådant kommunikationssystem designes, så det er sikkert og i stand til at modstå hackerangreb.





