Smarta nät per land

Termen Smart Grid definieras oftast som ett elnät som har digitaliserats för att möjliggöra tvåvägskommunikation mellan producenter och konsumenter. Syftet med Smart Grid är att uppdatera elinfrastrukturen till att inkludera mer avancerad kommunikation, kontroll och sensorisk teknik med hopp om att öka kommunikationen mellan konsumenter och energiproducenter. De potentiella fördelarna med ett Smart Grid inkluderar ökad tillförlitlighet, effektivare elanvändning, bättre ekonomi och förbättrad hållbarhet.

Konceptet med ett smart nät började dyka upp i början av 2000-talet. Sedan dess har många länder strävat efter ett Smart Grid. Varje land har sin egen unika definition av ett Smart Grid baserat på sina egna policyer och mål. Därför närmar sig varje land att uppnå ett Smart Grid lite annorlunda.

Nedan finns en översikt över större Smart Grid-lagstiftning och projekt i utvalda länder.

Afrika

Sydafrika

Sydafrika har Smart Grid-insatser är fokuserade kring tre mål: att öka penetrationen av förnybar produktion, minska sin elproduktion och förbättra nätets tillförlitlighet och tillgänglighet.

Smart Grid-ansträngningar

1. Ökad penetration av förnybar produktion

För att uppnå målet att öka förnybar produktion började Sydafrika stå värd för auktioner för förnybar energi 2010. Kvalificerade tekniker inkluderar vindkraft på land, solvärme, solcellsenergi, biomassa, biogas, deponigas och små vattenkraftverk. De oberoende kraftproducenterna (IPP) kan bjuda var som helst mellan 1-75 MW och vinnarna får sin budpris i 25 år. Från och med 2013 hade 2,47 GW förnybar kapacitet kontrakterats.

2. Koldioxidutsläpp av elproduktion

För att uppnå målet att minska sin elproduktion använder Sydafrika tre strategier. Den första är att införliva mer förnybar produktion genom IPP-energiauktionerna som diskuterats ovan. Den andra strategin innebär att deras gasproduktion ökar. 2013 års South Africa Integrated Resource Plan Update (IRP) beräknade att 800 MW kraftvärme , 2,37 GW kombinerad gasturbin (CCGT) och 3,9 GW gasturbin med öppen cykel (OCGT) skulle byggas 2030. Den tredje strategin som övervägs är ett utsläppstak, koldioxidskatt eller koldioxidbudget. Målet med båda mekanismerna skulle vara att hålla utsläppen från elproduktion mellan 95 och 193 miljoner ton per år (MT/a) år 2050.

3. Förbättra nätverkets tillförlitlighet och tillgänglighet

För att möta det slutliga målet att förbättra nätets tillförlitlighet och tillgänglighet planerar Sydafrika att utöka sina överförings- och distributionsnät. 2013 års IRP identifierade fem transmissionsledningskorridorer som skulle behövas för att hjälpa till att ansluta ny generation till efterfrågecenter.

Asien

Kina

Kinas Smart Grid-satsningar är fokuserade på tre nyckelområden. Det första fokusområdet är att utöka produktionen för att möta den explosiva tillväxten av efterfrågan på el under de senaste 20 åren; vilket förväntas fortsätta. Det andra fokusområdet korrelerar med expanderande produktion och fokuserar på att utöka Kinas elöverförings- och distributionssystem. Kinas tredje fokusområde är att minska miljöpåverkan från sin elproduktionssektor.

Smart Grid-ansträngningar

1. Generationsexpansion

Kina följer alla ovanstående strategier för att uppfylla deras generationsbehov. Kol och petroleum representerar för närvarande den stora majoriteten av Kinas generationsmix och denna trend kommer att fortsätta med deras generationsexpansionsplan. Kina har planer på att bygga nio nya kolanläggningar till 2015. Kina kommer också att inkludera kärnkraftsproduktion i sin expansionsplan. Den 12:e femårsplanen dikterar att 40 GW kommer att installeras senast 2015. Kina har också planer på att utöka sin förnybara generation. Den största utbyggnaden kommer från vattenkraft, som förväntas byggas ut till 120 GW . Vindkraftsutbyggnaden kommer att omfatta 70 GW kapacitet och solenergi kommer att omfatta 5 GW installerad kapacitet.

2. Transmissionsexpansion

För att stödja den aggressiva generationens expansionsplan finns det omfattande planer på att utöka transmissionen också. Utvidgning av transmissionsledningar kommer att hjälpa Kina att ansluta ny generation till efterfrågecenter och integrera de sju separata kraftnät som för närvarande finns i Kina. Mycket av Kinas nya transmission kommer att vara ultrahögspänningsledningar (UHV). UHV-ledningarna bör överföra kraft till lägre kostnad med färre förluster. Den 21 maj 2009 tillkännagav Kina ett aggressivt ramverk för implementering av Smart Grid. Jämfört med USA och Europa verkar det kinesiska smarta nätet vara mer transmissionscentrerat.

3. Minska utsläpp

För att komma till rätta med utsläppsproblem dikterar den 12:e femårsplanen att CO ₂ -utsläppen ska minska med 17 % per enhet av BNP. För att uppnå detta mål har Kina två initiativ planerade för elsektorn. För det första, att öka energieffektiviteten tills förbrukningen minskar med 16 % per enhet av BNP till 2015. Detta kommer att uppnås med användningen av olika konsumentutbildningsprogram och för smarta mätare så att konsumenterna kan utbildas om sin elanvändning. Den 12:e femårsplanen diskuterar också installation av smarta transformatorstationer och smarta styralgoritmer för att minska spänningsfluktuationer och förbättra strömkvaliteten vilket kommer att öka eleffektiviteten. Det andra initiativet handlar om att minska föroreningarna från kolverk. Kina har investerat kraftigt i ren kolteknik (CCT) för att hantera utsläpp från kolanläggningar. Kina använder CCT i alla nya anläggningar och stänger äldre anläggningar som är mer förorenande.

Som en del av sin nuvarande 5-årsplan bygger Kina ett Wide Area Monitoring-system (WAMS) och planerar senast 2012 att ha PMU- sensorer vid alla generatorer på 300 megawatt och mer, och alla transformatorstationer på 500 kilovolt och mer. All produktion och överföring är hårt kontrollerad av staten, så standarder och efterlevnadsprocesser är snabba. Kraven på att använda samma PMU från samma kinesiska tillverkare och stabilisatorer som överensstämmer med samma tillstånd som specificerats följs strikt. All kommunikation sker via bredband via ett privat nätverk, så dataflöden till kontrollcentraler utan betydande tidsfördröjningar.

Republiken Korea

Den koreanska regeringen har lanserat ett pilotprogram på 65 miljoner dollar på Jeju Island med stora aktörer inom branschen. Programmet består av ett helt integrerat Smart Grid-system för 6000 hushåll; vindkraftsparker och fyra distributionsledningar ingår i pilotprogrammet. Detta visar omfattningen av Koreas engagemang för en miljömässigt hållbar framtid.

Korea planerar att minska den totala energiförbrukningen med 3 % och minska den totala elförbrukningen med 10 % före 2030. Regeringen planerar också att minska utsläppen av växthusgaser med 41 miljoner ton vid det här laget. Regeringen har meddelat att den kommer att genomföra en rikstäckande implementering av Smart Grid till 2030.

I januari 2010 tog Korea ett betydande steg framåt i sina ansträngningar att få fotfäste i den globala smarta nätsektorn, och nådde en överenskommelse med staten Illinois om att gemensamt utveckla och testa teknologier för smarta nät. De två parterna har undertecknat ett samförståndsavtal med Illinois Department of Commerce för att inrätta ett pilotprogram för att skapa smart grid-teknik vid en anläggning på Jeju Island. Enligt planen kommer tekniker som utvecklas genom detta partnerskap och som bedöms vara genomförbara för kommersialisering rullas ut både i Illinois och i koreanska städer. De två sidorna enades om att lansera en affärsmodell för ett smart nät på Jeju-do Island och tillämpa den i Seoul och Chicago senare. Korea Electrotechnology Research Institute och andra relaterade lokala centra kommer att gå samman med Illinois' Argonne National Laboratory och Chicago University för att testa och utveckla teknik.

En gemensam samarbetskommitté inrättas för att ta fram ett detaljerat samarbetsprogram för de kommande tre åren. Den koreanska regeringen strävar efter att slutföra installationen av smarta elnät i landet till 2030 och etablera ytterligare 27 000 eller fler kraftladdningsstationer för elbilar. Totalt 27,5 biljoner won kommer att injiceras enligt färdplanen. Regeringen planerar att hantera det genom att utveckla kärnteknologi, nya marknader, ny infrastruktur och attrahera frivilliga investeringar från företag.

Australien

Den australiensiska regeringen har åtagit sig att investera 100 miljoner dollar i smarta nät. Den federala regeringens utlysning av förslag för att studera smarta elnätsteknologi 2009 följdes av ett tillkännagivande om ett vinnande team i juni 2010. Studien, som är avsedd att öka kundernas medvetenhet och engagemang i energianvändning och etablera distribuerad efterfrågehantering och distribuerad produktionsledning, kommer att startar sommaren 2010. EnergyAustralia, tillkännagav som det ledande företaget i det federalt sponsrade konsortiet för att studera Smart Grid i Australien, kommer att bygga det smarta nätet på fem platser i New South Wales med partners IBM, Grid Net, en San Francisco-baserad energiprogramvara företaget och GE Energy. Det WiMAX-baserade smarta nätet kommer att stödja sådana applikationer som Substation Automation och plug-in-hybrid-elfordon (PEV), som i slutändan också stöder 50 000 smarta mätare och 15 000 enheter i hemmet (IHDs).

Inom Australien hindras införandet av smarta nät av bristen på servicenivåkrav för eldistributionsföretag att ansluta distribuerade produktionsenheter i tid.

Europa

Initiativ från Europeiska unionen

Utveckling av teknik för smarta nät är en del av initiativet European Technology Platform (ETP) och kallas SmartGrids Technology-plattformen [1] . SmartGrids europeiska teknikplattform för framtidens elnät började sitt arbete 2005. Dess mål är att formulera och främja en vision för utvecklingen av europeiska elnät med sikte på 2020 och framåt.

Konceptet med smarta nät i Europa

Själva konceptet med Smart Grids som nu börjar användas utvecklades 2006 av European Technology Platform for Smart Grids. Ett sådant koncept avser ett elnät som intelligent kan integrera åtgärderna från alla användare som är anslutna till det - generatorer, konsumenter och de som gör båda - för att effektivt kunna leverera hållbar, ekonomisk och säker elförsörjning. European Technology Platform identifierar att smarta nät använder innovativa produkter och tjänster tillsammans med intelligent övervakning, kontroll, kommunikation och självläkande teknologier för att:

bättre underlätta anslutning och drift av generatorer av alla storlekar och tekniker.
göra det möjligt för konsumenterna att spela en roll i att optimera driften av systemet.
ge konsumenterna större information och valmöjligheter.
avsevärt minska miljöpåverkan från hela elförsörjningssystemet.
bibehålla eller till och med förbättra de befintliga höga nivåerna av systemtillförlitlighet, kvalitet och leveranssäkerhet.
upprätthålla och förbättra de befintliga tjänsterna effektivt och främja marknadsintegration mot en europeisk integrerad marknad.

Utrullning av smarta mätare i medlemsländer och övergång till smarta elnät

EU siktar på att ersätta 80 % av nuvarande elmätare med smarta mätare till 2020 där kostnads-nyttoanalys visar ett positivt resultat. Denna utbyggnad av smarta mätare och smarta nät kan minska utsläppen i EU med upp till 9 % och hushållens årliga energiförbrukning med liknande belopp.

Den 30 november 2016 publicerade kommissionen ett förslag om att alla konsumenter ska ha rätt att begära en smart mätare från sin leverantör. Smarta mätare ska ge konsumenterna möjlighet att skörda frukterna av den progressiva digitaliseringen av energimarknaden via flera olika funktioner. Konsumenter bör också kunna få tillgång till dynamiska elprisavtal. En kommissionsrapport från 2014 om införandet av smarta mätare fann:

nära 200 miljoner smarta mätare för el och 45 miljoner för gas kommer att rullas ut i EU år 2020. Detta motsvarar en potentiell investering på 45 miljarder euro.
år 2020 förväntas nästan 72 % av de europeiska konsumenterna ha en smart elmätare. Cirka 40 % kommer att ha en för gas.
Kostnaden för att installera en smart mätare i EU är i genomsnitt mellan 200 och 250 euro.
i genomsnitt ger smarta mätare besparingar på 160 euro för gas och 309 euro för el per mätpunkt (fördelat mellan konsumenter, leverantörer, distributionssystemoperatörer etc.) samt en genomsnittlig energibesparing på 3 %.

Storbritannien

Smarta nät

Smart Grid Forum hade identifierat att smart teknik skulle ge energikonsumenter större kontroll över sin energianvändning, räkningar, större leveranssäkerhet och möjliggöra användning av mindre koldioxid. Den hade vidare indikerat att integration av smarta nät med vanlig teknik potentiellt skulle spara upp till 12 miljarder pund till 2050 och ge 9 000 ytterligare jobb och skapa en exportmarknad på 5 miljarder pund.

Smarta mätare

För att slutföra övergången till Smart Grids planerar Storbritannien att rulla ut 53 miljoner smarta mätare till 26 miljoner hushåll från 2015 till 2020. Initierat av Department of Energy and Climate Change under Cameron-Clegg-koalitionen från 2010 - 2015 och nu under Department of Energy and Climate Change. Business, Energy and Industrial Strategy och Office of Gas and Electricity Markets , (utbyggnaden av) smarta mätare beräknas kosta 11 miljarder pund, vilket ger den brittiska ekonomin en nettofördel på 6,7 miljarder pund. Smart Energy UK identifierar de olika rollerna för sex intressenter som är involverade i utbyggnaden av smarta mätare:

Regering: Montering av smarta mätare, skapa ett nytt trådlöst kommunikationsnät och se till att alla får fördelarna
Ofgem: se till att konsumenterna är skyddade under grundstadiet, installationsstadiet och långt efter det, och se till att energileverantörerna håller sig till standarderna i Smart Metering Installation Code of Practice (SMICOP)
The Data Communications Company: en Ofgem-byrå som tillhandahåller kommunikationsinfrastrukturen som hanterar smarta mätares data och ser till att smarta mätare skickar rätt information för att säkerställa att räkningarna är korrekta
Energileverantörer: försäljning och montering av smarta mätare; de måste följa de regler och förordningar som anges i uppförandekoden (SMICOP), inklusive se till att människor vet hur smarta mätare fungerar och hur de kontrollerar sina data
Smart Energy GB: informerar om fördelarna med smarta mätare och hjälper kunder att förstå hur man använder dem i hushåll
Partners of Smart Energy GB: betrodda organisationer, välgörenhetsorganisationer och individer som kommer att arbeta med Smart Energy GB för att informera allmänheten om smarta mätare.

Nordamerika

Förenta staterna

Stöd för smarta nät blev federal policy med antagandet av Energy Independence and Security Act från 2007 . Lagen, Title13, fastställer 100 miljoner dollar i finansiering per räkenskapsår från 2008 till 2012, upprättar ett matchningsprogram för stater, företag och konsumenter för att bygga smarta nätkapacitet, och skapar en nätmoderniseringskommission för att bedöma fördelarna med efterfrågerespons och att rekommendera nödvändiga protokollstandarder. Energy Independence and Security Act från 2007 ger National Institute of Standards and Technology i uppdrag att samordna utvecklingen av standarder för smarta nät, som FERC sedan skulle offentliggöra genom officiella regelverk .

Smarta nät fick ytterligare stöd genom antagandet av den amerikanska återhämtnings- och återinvesteringslagen från 2009, som avsatte 11 miljarder dollar för att skapa ett smart nät.

Sydamerika

Brasilien

Brasiliens Smart Grid-satsningar har främst fokuserat på att diversifiera sina produktionskällor och förbättra elnätets infrastruktur. Det finns tre drivkrafter bakom den inriktningen. Den första drivkraften är en hög elefterfrågan under de senaste tjugo åren som förväntas fortsätta. Brasilien gör stora ansträngningar för att hålla jämna steg med den växande efterfrågan på el och det har stor betydelse för deras beslut om smarta elnät. Den andra drivkraften är deras ström över beroende av vattenkraft. Brasiliens starka beroende av vattenkraft gör deras elförsörjning sårbara för brist under torkasäsonger. Brasiliens Smart Grid-politiska agenda avser att ta itu med detta genom att uppmuntra utvecklingen av andra källor för elproduktion. Den tredje drivkraften är Brasiliens höga icke-tekniska förluster. Brasilien hoppas kunna implementera modern Smart Grid-teknik för att minska dessa förluster.

Smart Grid-ansträngningar

1. Auktioner för alternativ energiproduktion

Brasilien arbetar hårt för att ta itu med mångfalden i elproduktion genom att genomföra energiauktioner för en mängd olika energikällor. Biomassa är en av källorna Brasilien investerar i för att diversifiera sin generationsmix. Biomassa utgör för närvarande den tredje största elproduktionskällan i Brasilien. Biomassa är en att föredra i Brasilien på grund av utbredningen av jordbruk, särskilt sockerrör och dess toppsäsong korrelerar väl med vattenkraftsdalens säsong. 2012 införde Brasilien en ny ändring som skulle kräva att lokala distributörer skaffar minst 2 GW biomassaproduktion varje år i 10 år. Förutom att uppmuntra investeringar i biomassaproduktion, främjar Brasilien också vindkraft. I likhet med generering av biomassa är vind en att föredra eftersom dess högsäsong för generering också korrelerar med den vattenkraftiga dalsäsongen. Vindproduktionspotentialen uppskattas till 143,5 GW. Brasilien började energiauktioner för vindenergi 2009 och hoppas få en installerad effekt på 11 GW. Generationsauktioner arrangerades också för solel med början 2013. Solenergimarknaden i Brasilien är mycket mindre än marknaden för vind och biomassa, men den växer med hjälp från regeringen.

2. Utrullning av smarta mätare

Förutom generationsexpansion planerar Brasilien också en omfattande utbyggnad av smarta mätare. År 2012 beslutade Brasiliens eltillsynsmyndighet att alla nya konsumenter i bostäder och på landsbygden ska ges en smart mätare. Befintliga kunder som vill ha ett smart nät kan begära ett. Green Tech Media uppskattar att 27 miljoner smarta mätare kommer att installeras år 2030. Brasilien hoppas att installationen av smarta mätare ska bidra till att minska deras icke-tekniska förluster.

Se även

Unified Smart Grid (USA)
Öppna smart grid-protokoll