Aggregering av värmepumpars elförbrukning ökar elnätens kapacitet och flexibilitet. Leverantörer och aggregatorer vill nu ta steget upp på systemnivå. Smidigare ramverk och marknader för flexhandel kan ge värmepumpsägarna en helt ny roll i energisystemet.

Smart nedstyrning av värmepumpar är en dold skatt för elsystemet, menar värmepumpsentusiasterna Torbjörn Assarsson och Björn Berg. Från var sitt håll möts de på elnätens nya arena för flexibilitetstjänster, för genom att aggregera ihop värmepumpars individuella elförbrukning till en energieffektiv gemensam ”rörelse” skapas mer kapacitet i elnäten.

Bild: 1 miljon värmepumpar kan bli effekttillgång istället för effektproblem (Wikipedia/ Holger.Ellgaard ).

– Aggregering av värmepumpar är en hittills outnyttjad resurs som kan ge den klassiska elbaserade värmepumpen helt nya storskaliga uppgifter på systemnivå, säger Torbjörn Assarsson, vd för ES Systems som utvecklar Energy Saves modulbaserade lösningar för större fastigheter.

Björn Berg är vd i Ngenic som säljer smarta termostater, kopplar dem till värmepumpar och aggregerar deras elanvändningsdata till en flexibilitetstjänst. Om elnätsföretag blir mer innovativa i sin nätplanering kan traditionella investeringar kombineras med inköp av stödtjänster från aggregatorer och flexibilitetsleverantörer, enligt Berg.

Samling kring pumpen
– Då kan politiken och tillståndsprocesserna hinna med både utbyggnad och förstärkning av elnäten, säger Björn Berg. Varje dag bjuder Ngenic resultatet från några hundra värmepumpsanvändare in som en flexibilitetstjänst till elnäten, först till Upplands Energis lokalnät och sedan till marknadsplatsen Coordinet och Vattenfalls regionnät.

Storskalig aggregering av värmepumpar kan bli nästa energirevolution, tror Torbjörn Assarsson. Med hjälp av smart mätning, analyser och prognoser kan flexibilitet förmedlas uppströms i elnäten av en allt mer samlad värmepumpsbransch.

– Tillsammans blir värmepumpsleverantörerna en helt ny resurs. Enskilda värmepumpsägare blir flexibilitetsleverantörer som mot ersättning effektiviserar sin förbrukning utan komfortförlust på värmesidan, säger Torbjörn Assarsson.

Teknologin i hamn
För elsystemet är logiken enkel, menar Björn Berg. Totalt finns cirka en miljon styrbara elförbrukande värmepumpar i Sverige, många av dem i elnät med erkända problem kring effekttoppar och kapacitetsbrist.

Behovet för levererad flexibilitet är därför stort och teknologin är redan i hamn. Allt smartare automation öppnar dörren för företag som kan ta på sig uppgiften som aggregatorer. Snabbt genererade analyser och prognoser är en viktig del av de nya flexmarknaderna.

Ngenic är idag en ledande aktör inom aggregerade energitjänster och digital kundflexibilitet, bland annat baserat på självlärande algoritmer med rötter i ai-utvecklingen. Andra frontlöpare är till exempel Entelios, Microsoft och Powel.

Aggregatorernas intåg
Att värmepumpar nu genom aggregering kan ta steget upp på en systemmarknad öppnar upp en ny energivärld för en bransch som traditionellt har legat skymd bakom slutkundernas mätare, påpekar Assarsson och Berg. Hittills har värmepumpar enbart setts som individuella energilösningar för intern användning i fastigheten med begränsad påverkan på omvärlden – förutom att man tillsammans med fjärrvärmen har bidragit till att sänka utsläppen av växthusgaser från fastigheters uppvärmning.

Med aggregatorernas intåg i elsystemet kan värmepumparna framöver ta ett helt nytt ansvar för integrerade och flexibla systemlösningar. Värmepumpsbranschen får en ny roll i det samhällskritiska energisystemet när man kan interagera momentant med både elnät och fjärrvärme.

– Det kommer att innebära stora fördelar för energileverantörerna, elnätet och energisystemet både lokalt och på riksnivå. Systemtänket måste finnas i hela värdekedjan, menar Torbjörn Assarsson.

Gammal effektskuld
Framväxten av de nya flexibilitetsmarknaderna bidrar också till att värmepumparnas gamla skuld till elnätet kan betalas. Ödets ironi är att pumparna själv har bidragit till att elnätens kapacitet har försämrats. När villor och fastigheter efterhand bytte ut sin oljeförbränning skedde det ofta mot värmepumpar utan extra energilager.

Vid effekttoppar räcker emellertid inte pumpens kompressor till. Den kan inte heller dimensioneras större av kostnadsskäl, så vid extra kallt väder startar stället en elpatron. När det sker samtidigt i hundratals villor blir resultatet en okontrollerbar effektökning i elnätet.

– Det finns idag ingen samlad översikt över vilka temperaturer som triggar dessa elpatroner. De flesta nätbolag har ingen aning om hur effektkurvan kommer att se ut när nästa tioårsvinter kommer. Sedan den förra tioårsvintern 2010–2011 har det dessutom installerats närmare 100 000 nya värmepumpar i Sverige, säger Björn Berg.

Billigare än att bygga nät
Med smart aggregering kan värmepumparna istället gå från att vara problem till att bli en del av den systemtekniska lösningen. Samtidigt öppnas nya lokala affärsmodeller för både värmepumps- och elnätsägare, påpekar Torbjörn Assarsson. Ju mer elektrifieringen pressar elnätens kapacitet, ju högre blir värdet på värmepumparnas flexibla tjänster både för pumpägarna och elnäten.

– Aggregering av exempelvis värmepumpar är mycket billigare än traditionella nätinvesteringar. Det är en bättre samhällsekonomisk åtgärd, säger Björn Berg.

Enbart genom att använda aggregerad nedstyrning av ett antal värmepumpar i lokalnätet undviker Upplands Energi årliga väderberoende kostnader på mellan 300 000 och 500 000 kronor. Alternativet är att höja effektabonnemanget mot överliggande nät, ”vilket i flera fall inte ens är ett alternativ på grund av effektbrist i regionnäten”.

Konstruerade hinder
Inom politiken finns dock en övertro på att teknik och marknad ska ta hand om aggregering av efterfrågeflexibilitet, men så fungerar det inte, enligt Björn Berg. Smarta algoritmer kan inte lösa politiskt konstruerade hinder.

– Marknaden är beroende av att produkter och tjänster levereras nära realtid, och på under en kvart kan vi hämta in mätardata och klarera bud och styra värmepumparna. Utmaningen är att dagens ramverk och incentiv inte stödjer den utvecklingen, säger Björn Berg.

Lagstiftningen kring mätning och verifiering av energi utgår dessutom från att mätvärden alltid hör ihop med enskilda anläggningar, något som fungerar dåligt med aggregering av stora mängder energidata på hög aggregeringsnivå, menar Berg. I aggregeringen summeras insamlade data utan att enskilda värden kan härledas till ursprunglig kund eller anläggning.

Aggregering stängs ute
Aggregering av flexibilitet definieras därför som en tjänst – som i sin tur inte stöds av elnätens intäktsram. Dagens ramverk tillåter endast investeringar i konkreta saker som kablar, transformatorer och luftledningar.

Energimarknadsinspektionen har i en nordisk rapport påpekat att ländernas regelverk är ett hinder för aggregering som flexibel resurs. Det kan också vara svårt för företagens traditionella strukturer att hantera höga aggregeringsnivåer mellan olika nätnivåer.

– Om realtidsflödet mellan regionnät och lokalnät inte flyter på försvåras budgivningen. Nödvändig verifiering av data kan då inte utföras. I Uppsala kan vi inte använda alla resurser då endast värmepumpar inom Upplands Energis eget lokalnät kan vara med, säger Björn Berg.

* * *

Heldag på webben: Måndagen den 20 april 2020 bjuder Energimarknadsinspektionen (Ei) in till ett heldags webbseminarium om utformning av flexibilitetsmarknader. Det kommer att hållas presentationer och inlägg av nätägare på olika spänningsnivåer, energitjänsteföretag, aggregatorer, producenter, representanter för marknadsplattformar och forskare. Praktisk information och anmälan finns här.