Hva
Sluttbrukerfleksibilitet kan defineres som evnen en bygning har til å styre energibruk, lagring og lokal energiproduksjon, samtidig som brukernes behov og komfort er ivaretatt. Den fleksible energibruken skjer som respons på eksterne signaler, som for eksempel strømpriser. Formålet med sluttbrukerfleksibilitet kan være å redusere energikostnader, bedre driften på egen eiendom, bruke mer solstrøm lokalt, eller å redusere topplasten i bygget/det omkringliggende nettet.
De vanligste fremgangsmåtene for forbrukerfleksibilitet i bygg er lastreduksjon eller lastflytting. Ved lastreduksjon reduserer man lasten i en begrenset tidsperiode, for eksempel når energiprisen er høy. Ved lastflytting flytter man lasten vekk fra timer med for eksempel høy energipris til timer med lavere energipris, eller fordeler energibruken mer jevnt utover dagen for å oppnå bedre drift av bygget. Ulike energibruk har ulikt potensial for forbrukerfleksibilitet. For eksempel et det ofte mulig å flytte på energibruk tilknyttet oppvarming eller elbillading, mens energibruk knyttet til lys og kontorer er vanskeligere å endre.
På Evenstad har det vært stort fokus på sluttbrukerfleksibilitet, og det er flere teknologier på Evenstad som gir et fleksibilitetspotensiale. Blant annet er det to lagringsmuligheter, nemlig et stort varmemagasin (akkumulatortank) på 10 000 L og et batteri. Det er også mulig å bytte mellom å bruke strøm og flis for å produsere varme til nærvarmenettet. I tillegg finnes det et styringssystem på Evenstad som gjør at man kan planlegge og styre energibruken, og det er tilrettelagt for toveis elbillading (V2G).
Hvorfor
Nasjonalt
Det er ventet at elektrisitetsbehovet og topplasten (den høyeste momentane elektrisitetsbruken gjennom året) i Norge kommer til å øke de kommende årene. Strømnettet er dimensjonert for å takle topplasten, og når topplasten øker kan det bli nødvendig å øke kapasiteten i nettet. Kostnadene for dette belastes strømkundene gjennom økt nettleie. Sluttbrukerfleksibilitet kan i noen tilfeller være et alternativ til å bygge ut kapasiteten i nettet dersom sluttbrukerne reduserer strømbruken sin på de tidspunktene med størst belastning i nettet, og flytter denne energibruken til tidspunkter på døgnet med lavere belastning. I fremtiden er det ventet at det vil finnes et fleksibilitetsmarked for bygninger der nettselskapene kan kjøpe fleksibilitetstjenester, for eksempel ved at strømkundene får betalt ved å redusere enkelte laster på visse tidspunkter.
På Evenstad
Sluttbrukerfleksibilitet har vært et viktig fokus på Evenstad, spesielt for å bedre driften av bygningene og det lokale energisystemet, slik at det på sikt vil fungere optimalt sammen. Det har så langt ikke blitt gjort forsøk på salg av fleksibilitet fra Evenstad.
For Statsbygg
Sluttbrukerfleksibilitet har potensial til å bedre økonomi og driftssikkerhet. Det kan være ulike mål med sluttbrukerfleksibilitet, som for eksempel å flytte energibruk til timer energien er billigere (eks. solenergi eller lave spot-priser), å redusere effekttopper, eller å selge fleksibilitetstjenester til netteier eller en aggregater. Energibruk til ulike formål kan flyttes, og noen er mer fleksible enn andre. For å få økt erfaring med dette, er det viktig med praktiske erfaringer. Statsbygg har mange eiendommer, og alle løsninger kan ikke testes alle steder. Det er derfor en fordel for Statsbygg at Evenstad deler sine erfaringer med energifleksibilitet. Ikke samme løsning vil være best overalt, og lærdommer fra Evenstad kan si noe om hva som kan være rett løsning andre steder.
Hvordan
Samfunnsnytte
I Norge er kraftnettet dimensjonert for å håndtere toppene i strømnettet som forekommer noen få timer i løpet av de kaldeste dagene i året. Ved å redusere og flytte elektrisitetsbruk i disse timene reduserer man presset på strømnettet og kan dermed redusere behovet for utbygging av strømnettet.
På Evenstad
På Evenstad er det ikke gjort forsøk på salg av fleksibilitetstjenester eller styring for å redusere strømutgiftene, men fleksibiliteten har først og fremst vært viktig for å bedre driften av bygningene og det lokale energisystemet.Blant annet ble det tidlig oppdaget at CHP-anlegget bør driftes jevnt på 80 % kapasitet gjennom hele døgnet, og CHP-anlegget kan derfor ikke reguleres etter forbruk/behov. Den store varmtvannstanken hjelper CHP-anlegget, slik at varmebehovet kan dekkes på tross av den jevne CHP-reguleringen. Når det er lite etterspørsel etter varme lagres varme fra CHP-anlegget i tanken, mens tanken tømmes når det er stor etterspørsel etter varme. På varmeproduksjonssiden er det også mulig å bruke elektrisitet i stedet for flis/CHP når det er behov for dette, selv om det oftest er foretrukket å bruke flis til oppvarming.
I bygninger med solceller kan det være nyttig å flytte elektriske laster, for eksempel elbillading, til tider med overskuddsstrøm for å øke egenforbruket av solenergi. Avhengig av strømprisen kan det også lønne seg å lagre overskuddsstrømmen fra solenergi med batterier. Det er også gjort forsøk på Evenstad med å flytte laster til tidspunkter med lavere energipriser.
Hva lærte vi
- I dag finnes det ikke noe fleksibilitetsmarked for bygninger i Norge. Det er mulig å spare noen energikostnader ved å flytte enkelte laster fra tidspunkter med høy energipris til timer med lavere energipris, men lønnsomheten i dette vil variere. I fremtiden kan det komme fleksibilitetsmarkeder for bygninger som gjør sluttbrukerfleksibilitet mer lønnsomt.
- Sluttbrukerfleksibilitet fører vanligvis ikke til energisparing. Dersom man bruker batterier for å redusere topplasten eller flytte laster vil det vanligvis føre til noe energitap på grunn av virkningsgraden til batteriet. Sluttbrukerfleksibilitet kan dermed redusere topplasten eller redusere energiprisene, men en konsekvens av dette er ofte økt energibruk.
- Tradisjonelle styringsstrategier basert på ET-kurver fungerer ikke som før dersom man skal styre etter energiprisen. Utetemperaturen har stor påvirkning på prisnivået over døgnet, men liten påvirkning fra time til time, der prisen i større grad påvirkes av forbruksmønstre. Dersom man ønsker å styre etter pris bør man derfor fokusere på ET-kurver på døgnnivå.
- Tradisjonelle SD-systemer og EOS-systemer er laget for å lagre informasjon, få oversikt og sette enkle styringsstrategier (for eksempel nattsenking og grenseverdier). Styringssystemer som er tilgjengelig på markedet i dag er i mindre grad tilrettelagt for å styre energibruken basert på eksterne parameter, som for eksempel strømprisen.
- Det kan være vanskelig å redusere topplasten, siden man ofte ikke vet når denne vil inntre. Det er allikevel mulig å anslå tider med høyt forbruk, basert på historisk energibruk og værmeldinger.
Anbefalinger
For å avdekke fleksibilitetspotensialet i en bygning bør man først bli kjent med bygningens lastprofil, altså hvor mye og når bygningen bruker energi. Dette kan avsløre om det er store forskjeller i energibruken gjennom dagen og hvorvidt lastflytting kan være en mulighet. I tillegg bør man få en oversikt over de største energilastene, samt eventuelle energilager og energiproduksjon, samt hvilke av disse som er fleksible i tid.
Når man oppgraderer/kjøper inn SD-systemer bør disse inkludere muligheter for å se på og styre etter ET-kurver på døgnnivå. I tillegg er det en fordel om man ved innkjøp av fleksible laster (for eksempel varmtvannstanker og elbilaldere) installerer separate målere og kobler lastene til EOS og styringssystemet. Lastene bør kunne styres etter eksterne signaler, ikke kun avleses.
