Storskalig laststyrning av värmepumpar i elnätet (SLAV)

I ett elsystem med stor andel intermittent elproduktion från vind och sol kommer behovet av flexibilitet för att balansera variationer i elproduktionen att öka. Efterfrågeflexibilitet kan bidra till att minska problem med flaskhalsar och brist på kapacitet i elnätet samt undvika nedreglering av förnybara energikällor. Det här projektet har undersökt möjligheter och begränsningar för ett koncept där villa-värmepumpar aggregeras och styrs via tillverkarnas molntjänster för att hjälpa till att stödja elsystemet med efterfrågeflexibilitet. Fokus har legat på att leverera efterfrågeflexibilitet till tre typer av tjänster, Svenska kraftnäts balanstjänster, lokala flexibilitetsmarknader eller bilaterala avtal. Projektet har tittat på flera aspekter, såsom värmepumpars tekniska begränsningar, hinder kopplat till elmarknaden och elnätet, cybersäkerhetsfrågor samt informationskedjan med fokus på lämpliga kommunikationsprotokoll. Projektets resultat bygger på såväl expertintervjuer som litteraturstudier och fälttester. 

Resultaten från projektet visar att det finns flera hinder på elmarknaden som försvårar för värmepumpar att erbjuda efterfrågeflexibilitet. Ett hinder är krav på minsta budstorlek för medverkan på Svenska kraftnäts balanstjänster eller de lokala flexibilitetsmarknaderna, vilket medför att ett flertal värmepumpar behöver aggregeras. Ett annat hinder är behovet av att ha samma balansansvarig för alla medverkande i ett bud, samtidigt som det finns en mängd balansansvariga i Sverige. Ett tredje hinder är kravet på realtidsmätning av flexibilitetsresurser. Detta är ett potentiellt problem eftersom dagens värmepumpar saknar elmätare, vilket riskerar att minska noggrannheten i mätningen av efterfrågeflexibilitet.

Inom projektet intervjuades tekniska experter från värmepumptillverkarna. De har en gemensam syn på hur snabbt deras värmepumpar kan styras för att minska eller öka effektförbrukningen. Tillsatsvärmaren kan ändra sin effekt på sekunden, men den kan behöva ny programvara anpassade för att leverera flexibilitet. On/off-kompressorer kan också stängas av på sekundbasis, men behöver lite mer tid för att starta igen. Värmepumpar med varvtalsstyrda kompressorer justerar sin effekt betydligt långsammare. De kan ta minuter att starta, stoppa, eller reglera varvtalet på.

Projektet har undersökt olika sätt att kommunicera mellan aggregator, molntjänst och värmepump. Sju olika kommunikationsstandarder har utvärderats, främst så kallade kommunikations-middleware. OpenADR och IEEE 2030.5 är två USA-baserade standarder som bedöms har stor potential för att möjliggöra efterfrågeflexibilitet från värmepumpar. En potentiell nackdel är att de fortfarande inte är så vanliga i Europa. Intressanta europeiska alternativ är EEBus och EFI/S2. Alla dessa fyra standarder är gratis eller kan köpas för en mindre kostnad. De är inte rangordnade här och mer arbete behövs för att rekommendera någon av dem.

Värmepumpar måste styras via internet för att kunna bidra till flexibilitet på ett effektivt sätt. Detta kan, liksom för alla internetanslutna enheter, göra dem sårbara för cyberattacker. Hotet från cyberattacker måste tas på allvar, hackade värme-pumpar kan orsaka stora problem inte bara för de enskilda värmepumpsägarna utan också vara en risk för elsystemet som helhet.