Ren energi fra lokale producenter

Er det muligt at sætte skub i salget af lokalt produceret solenergi ved at give husholdninger mulighed for at handle med den gennem en peer-to-peer platform? Det årelange Quartierstrom-forskningsprojekt i Walenstadt undersøger, hvordan energimarkederne kan fungere i fremtiden.

December 2018 markerede starten på et eksperiment, der er det første af sin slags i Schweiz. I Schwemmiweg-distriktet i Walenstadt, 37 husstande er gået sammen om at skabe et lokalt energimarked. I stedet for at skulle gennem deres detailenergileverandør, ejere af solcelleanlæg kan sælge overskydende elektricitet til deres naboer, give husstande uden solpaneler mulighed for at købe rent, lokalt produceret energi. Deltagerne på dette lokale energihandelsmarked bestemmer selv priserne ud fra udbud og efterspørgsel.

Generering og distribution af elektricitet i bydelen betyder, at der skal hentes mindre energi ind udefra. Lokal peer-to-peer energihandel giver også andre fordele:"F.eks. energiproducenter kan sælge deres elektricitet til en langt højere sats end feed-in taksten, så de får et hurtigere investeringsafkast på deres solcelleanlæg, " siger Sandro Schopfer fra Bits to Energy Lab ved ETH. Han leder et projekt kaldet Quartierstrom (tysk for distriktsenergi). Andre projektpartnere omfatter University of St. Gallen, flere virksomheder fra energisektoren og den lokale netoperatør Water and Electricity Works Walenstadt (WEW), som har stillet sit distributionsnet til rådighed for lokal handel under projektet. Det schweiziske føderale energikontor støtter Quartierstrom som en del af dets pilotprojekt, demonstrations- og flagskibsprojektprogram.

Incitamenter for alle

Ideen med projektet er at undersøge, hvordan energimarkederne kan fungere i fremtiden. Et nøgleaspekt af energiomstillingen er den stigende decentralisering af energiproduktionen – faktisk et skift væk fra store, centraliserede kraftværker og mod mindre, ofte private producenter. "Indtil nu havde små generatorer meget få muligheder for selv at markedsføre deres energi, " siger Schopfer. De er forpligtet til at føre deres overskudsenergi ind i nettet, sælger det til elforhandleren til en feed-in takst. Paradoksalt nok, elektriciteten leder faktisk sig selv til producentens naboer alligevel, da elektroner altid følger den korteste vej. "Men det faktum afspejles ikke i de nuværende markedsordninger, " siger Schopfer. At tillade private producenter at deltage i energihandel kunne give økonomiske incitamenter og hjælpe med at fremme brugen af ​​ren, lokalt produceret energi.

Et af målene med Quartierstrom-projektet er at opdage, hvordan dette udspiller sig i praksis. Otteogtyve af deltagerne har deres eget solcelleanlæg, og ni er rene forbrugere, herunder et alderdomshjem. De kombinerede systemer producerer cirka 300, 000 kWh om året, mens samfundets faktiske efterspørgsel efter elektricitet når op på omkring 250, 000 kWh. Flere batterisystemer fungerer som buffere. Specialbyggede Smart Meters (en variant af lavbudgetcomputeren Raspberry Pi) måler kontinuerligt den energi, der genereres og forbruges af individuelle husstande. En specialdesignet og implementeret software udfører de faktiske transaktioner. Disse er baseret på blockchain-teknologi, som er designet til at sikre, at handelsnetværk er manipulationssikre.

Begge sider gavner

De lokale markedsdeltagere sætter deres prisgrænser ved hjælp af en app. Producenterne angiver den pris, de er villige til at acceptere for deres overskudsenergi, mens forbrugerne angiver den maksimale pris, de er villige til at betale. En algoritme bruges derefter til at bestemme hvert 15. minut, hvem der kan købe strøm af hvem. Det gør den ved at matche den billigste udbyder med den højestbydende. Husstande, der ikke kan finde en samarbejdspartner at handle med, køber blot deres elektricitet hos energileverandøren til almindelig markedspris.

Priserne på Quartierstrom-markedet svinger baseret på udbud og efterspørgsel. Tal viser indtil videre, at de spænder mellem feed-in taksten på 4 øre og energileverandørens elpris på 20,75 øre pr. kWh. "Så det er rentabelt for både producenter og forbrugere, " siger ETH-ph.d.-studerende Liliane Ableitner, der studerer brugeradfærd og accept i projektet. Hun er glad for graden af ​​brugerinddragelse i handelsprocessen. "Mange af dem logger oftere på appen, end vi havde forventet." Detaljerede resultater vil ikke være tilgængelige, før projektet afsluttes i januar 2020, men det er allerede klart, at handelsordningen øger forbruget af lokal energi i samfundet. I de første to uger af februar 2019, for eksempel, over 80 procent af den producerede solenergi blev forbrugt i det lokale distrikt. Til sammenligning, en individuel husstand kan kun bruge cirka 30 procent af den elektricitet, den producerer, hvis den ikke er tilsluttet et lokalt netværksmarked.

Energileverandør som forsikring

Men på trods af at den producerer meget af den energi, den har brug for, bydelen er stadig afhængig af den lokale energileverandør. Udover at købe overskudssol, virksomheden leverer også netstrøm i tilfælde af, at solen ikke skinner, og efterspørgslen er stor. "I dette scenarie vil energileverandøren fungere som en slags forsikring, der dækker alle eventualiteter, " siger Ableitner. Hun mener, at denne transformation af energimarkedet vil fortsætte. Det synspunkt deles af ledere på vand- og elværket Walenstadt, som er overbevist om projektets fordele. De håber at få indsigt i nye forretningsmodeller og være med til at forme deres udvikling fra et tidligt stadie.

Forskernes næste skridt bliver at undersøge, hvordan batterisystemer og fleksible belastninger som varmepumper og elektriske køretøjer kan tjene til at udligne udsving i energiproduktionen. "Det er langt nemmere at gøre det i et samfund end i en individuel husstand, " siger Schopfer. Ved at opbevare overskudsenergi på stedet og bruge det på et senere tidspunkt, samfundet kunne en dag blive endnu mere selvforsynende. "Vores mål er at se så lidt energi som muligt forlade samfundet."