Massiv elektrificering kræver nye beregningsværktøjer

Dansk Energi kan med Netmodellen, der er udviklet sammen med elnetselskaberne, tegne fremtidsbilleder af elnettet. Dermed kan elnetselskaberne klæde sig bedre på til at håndtere millioner af elbiler og andre elementer i elektrificeringen.
Brødtekst

70 procent færre udledninger af drivhusgasser i 2030 og klimaneutralitet i 2050: Regeringen og Folketinget har udstukket nogle linjer, der kræver massiv elektrificering af transport, opvarmning og industri som alternativ til brug af fossile brændsler. 

Lige nu er der politisk fokus på op mod en million elbiler i 2030 og på de 400.000 husstande, der opvarmes af naturgas, og som skal skifte fx til eldrevne varmepumper. Elnetselskaberne er i fuld gang med at forberede sig til den virkelighed, der udvikler sig i løbet af de næste knap ti år.

Ja, og så er der faktisk ’kun’ knap 30 år til 2050. Kabler, transformerstationer og andet udstyr til elnettet har snildt en levetid på 40-50 år, så det meste af det, elnetselskaberne planlægger nu, vil fortsat have et halvt liv foran sig i 2050.

Hvilket elforbrug skal elnetselskaberne håndtere i 2050? Vi ved med pæn stor sikkerhed, at elforbruget vil være markant større end i dag. Vi ved også, at danskerne i 2050 kan have tre millioner elbiler til at transportere sig til job, uddannelse, fritidsaktiviteter og ferier. Vi ved også, at danskerne vil være dybt afhængige af, at de har elektricitet til rådighed, så vi/de kan leve det gode liv.  

Med andre ord skal den elinfrastruktur, der bygges nu, kunne håndtere kravene i 2050 – både hvad angår elforbrug og lokal produktion fra bl.a. vind og sol. 

Nyttige fremtidsbilleder

For at forstå disse krav er det nødvendigt at tegne nogle fremtidsbilleder, for der er for eksempel stor forskel på, hvordan elnettet i byerne påvirkes af elbilopladning sammenlignet med elnettet i villakvarter og sommerhusområder.

Derfor har Dansk Energi i samarbejde med netselskaberne opbygget et nyt simuleringsværktøj, Netmodellen, hvor distributionsnettet modelleres som fem forskellige netområder på 0,4 og 10 kV-niveau:

  • Høj bebyggelse: Etageejendomme på tre eller flere etager.
  • Lav bebyggelse: Villakvarterer, rækkehuse og lignende.
  • Opland: Større afstand mellem kunderne. Typisk et enkelt eller ganske få stuehuse.
  • Sommerhuse: Sædvanligvis ikke helårsbeboet, men adfærden er måske ved at ændre sig med mere helårsbrug.
  • Industri: Høj energitæthed med få kunder. Kunderne er primært koblet på 10 kV-nettet (de øvrige er typisk på 0,4 kV-nettet).

Som udgangspunkt for beregningerne har vi valgt Energistyrelsens nationale analyseforudsætninger, men vi har omsat dem til de fem netområder for at simulere påvirkningen ved forskellige elektrificeringsscenarier. Som supplement til Energistyrelsens analyseforudsætninger anvender vi også egne scenarier.

Med Netmodellen kan vi regne på en masse tekniske og økonomiske elementer på nationalt plan. Derudover kan Netmodellen hjælpe elnetselskaberne med at lave uhyre detaljerede analyser på deres egne net helt ud på den enkelte villavej eller en bondegård for enden af et elkabel på landet. 

Den grønne omstilling handler om at få mange millioner private beslutninger (hvornår skal vi købe en elbil - hvornår skal vi skifte naturgaskedlen ud med en varmepumpe?) til at hænge sammen med udbygningen af en infrastruktur på en økonomisk effektiv måde. 

Lokale lademønstre

Lokalt vil udfordringerne for nettet være meget forskellige. Lad mig derfor give et konkret eksempel på beregninger, vi allerede har foretaget på hvilke lademønstre, elnetselskaberne kan se frem til at håndtere, når antallet af elbiler stiger eksponentielt i løbet af de kommende år.

Med ét års opladningsdata har vi i Dansk Energi brugt software fra Netmodellen til at regne på en række profiler for opladning i det offentlige rum. En læring er, at der er betydelige forskelle mellem opladning på p-pladser ved store erhvervsvirksomheder, ved supermarkeder, tankstationer og andre butikker og ved kantsten i de større byer. 

Synspunket fortsætter under graferne.

Dansk Energi graf

Opladning ved butikker.

Illustration: Dansk Energi
Dansk Energi graf

Opladning ved erhverv

Illustration: Dansk Energi
Dansk Energi graf

Opladning ved kantsten

Illustration: Dansk Energi

Ved erhverv, hvor virksomheder tilbyder opladning til de ansatte og gæster, tegner forbrugskurven en smuk bue med meget lidt opladning om natten, en spids om formiddagen og med ringe aktivitet om aftenen. Med smart styring kan spidsen formentlig udjævnes relativt nemt. En anden pointe er, at der kan opstå mere opladning, hvis virksomhederne giver naboer lov til at lade uden for arbejdstiderne.

Ved supermarkeder og andre butikker er der et ret jævnt forbrug, der matcher åbningstider og generel travlhed. Her dækker opladningen formentlig akutte behov. Ved kantsten er der et flow hen over døgnet med en top, når beboerne vender hjem efter dagens dont. Der er næsten ingen opladning i de sene nattetimer. 

Denne slags analyser med udgangspunkt i Netmodellen nuancerer billedet af opladning, hvilket kan være nyttigt både for ladeoperatører, elnetselskaber, kommuner, ansvarlige for drift af P-pladser og andre aktører.

Fremtiden tegner kolossalt spændende for branchen. Med Netmodellen kan elnetselskaberne planlægge mere præcist, så vi fortsat kan levere elektricitet i verdensklasse til kunder af alle slags og på alle typer adresser. 

Opgaven er klar: Elnetselskaberne skal levere omkostningseffektiv og driftssikker infrastruktur, så danskerne trygt kan træffe de valg, der gør Danmark klimaneutral i 2050.