I Kungsbacka finns framtidens energilösning
I Kungsbacka testas framtidens energilösningar i praktiken genom Enflateprojektet, där solenergi, digital styrning och termisk lagring samverkar för att skapa lokal flexibilitet. Med hjälp av AI och engagerade hyresgäster optimeras energianvändningen.
Enflate är ett fyraårigt projekt som finansieras av Horizon Europe och pågår från september 2022 till augusti 2026. Målet är att öka flexibiliteten i Europas energisystem – särskilt genom att involvera alla aktörer, inklusive hushåll och fastighetsägare, och inte bara stora energibolag.
Det handlar också om att ta till vara på flexibilitet i byggnader och lokala nätverk. Tanken är att kombinera digital teknik, AI-baserad styrning och nya affärsmodeller för att balansera tillgång och efterfrågan mer effektivt. Dessa koncept testas i demonstratorer i verkliga miljöer i fem länder.
Den svenska demonstratorn ligger i Kungsbacka och fokuserar på lokal flexibilitet på distriktsnivå genom att samordna värme- och elsystem.
Kommunala Eksta bostads AB ansvarar för den svenska demonstratorn. Det som gör Eksta speciellt är att bolaget, utöver att vara bostadsföretag, även är energileverantör med egna biobränsleanläggningar för fjärrvärme, fjärrvärmenät, solfångare och solceller.
Eksta tillhandahåller byggnaderna, infrastrukturen och energisystemen, med bland annat solpaneler och termisk lagring, som ingår i demonstratorn.
IVL Svenska Miljöinstitutet bidrar främst med analys och utvärdering av projektet. Med en långsiktig energisystemmodell, Times-Fjärås, undersöks olika investerings- och driftstrategier i området, särskilt under flexibla scenarier.
Vi har inga konkurrenter och delar gärna med oss av våra erfarenheter, oavsett om det gäller Sverige eller andra länder.
IVL bidrar också med utvärdering av uppskalningspotentialen, det vill säga vad effekten skulle bli av att liknande lösningar skulle kunna implementeras i stor utsträckning i Sverige. Hur flexibilitetstjänsterna kan utvecklas och användarnas delaktighet stärkas är också en viktig del av utvärderingen.
– Att Eksta har kontroll över hela kedjan – genom att äga fastigheterna, stå för energibehovet och producera energin – ger oss en unik och värdefull möjlighet. Det gör det mycket enklare att simulera optimala förhållanden samt identifiera hinder och möjligheter, eftersom vi bara behöver samarbeta med en aktör i stället för flera, säger Érika Mata, senior forskare på IVL, och tillägger att man utifrån detta kan föreslå lösningar som fungerar bredare för alla aktörer i branschen.
Noda Intelligent Systems levererar den digitala plattformen som möjliggör realtidsoptimering av uppvärmning baserat på elpriser och väderprognoser.
– Tillsammans bygger vi tre parter broar mellan infrastruktur, intelligens och insikter, säger Olga Lysenko, energiexpert och projektledare för Enflate på IVL.
I demonstratorn på Humlevägen i Fjärås kombineras olika teknologier på ett innovativt sätt. Solfångare och solceller på taken producerar värme och el. Värmelagring görs i en stor ackumulatortank.
En elpanna som kan styras efter elmarknadens priser bidrar till uppvärmningen när elen är billigare än fjärrvärme från den lokala pelletspannan.
Så det är inte bara bättre för elnätet och miljön – det är också ekonomiskt smart.
– När elpriset är under 50 öre får vi en signal att elpannan ska gå in och producera värme. När priset är högre används i första hand solvärme och därefter fjärrvärme, säger Christer Kilersjö, vd för Eksta.
Elpannan har funnits i ett år och är ett resultat av Enflateprojektet.
– För fem år sedan hade man nog fått sparken om man kopplat in en elpanna, säger Christer Kilersjö skämtsamt.
Han tillägger att en värmepump, som är tre gånger mer energieffektiv än elpannan, självklart hade varit ett alternativ eller ett komplement. De nuvarande volatila elpriserna kräver ett nytt tankesätt för Eksta och andra energibolag, påpekar han.
Tidigare har Eksta haft fokus på biobränsle, solvärme och solceller.
Gynnsamt är att det förutom vanliga lägenheter finns ett äldreboende och en förskola i området. Därmed går det att flytta värme och el som produceras av solfångarna respektive solcellerna utifrån var behovet finns.
Med likströmsnätet mellan byggnaderna blir det exempelvis möjligt att nå 70–80 procent egenanvändning av elen från solcellerna.
Nu utökar vi denna princip till smarta apparater, specifikt tvättmaskiner och diskmaskiner, så att de kan köras automatiskt under tider med låg belastning på elnätet.
– De olika verksamheterna i byggnaderna kompletterar varandra på ett sätt som gör det möjligt att optimera energianvändningen. Det skulle man inte kunna göra i ett område med enbart lägenheter där beteendet är samma överallt, säger Érika Mata.
Även när det är tio minusgrader ute kan solfångarna värma ackumulatortanken till uppemot 33 grader. Husen är byggda med passivhusteknik och golvvärmen kräver endast 25–27 grader. Därmed är det möjligt att värma husen enbart med solvärme även vintertid.
– Många tror att solvärme bara fungerar på sommaren, men det beror på hur husen är byggda. Passivhus har ett mycket lågt värmebehov, säger Christer Kilersjö.
I husen kommer det också att finnas smarta diskoch tvättmaskiner som kan värma vatten antingen med el eller via fjärrvärme, beroende på vad som är billigast för tillfället. Allt samordnas av Nodas AI-plattform, som automatiserar besluten med hjälp av realtidsdata. Systemet optimeras därmed utan att användaren behöver göra något.
Hyresgästernas engagemang har stor betydelse och hanteras i två faser inom projektet.
Den första fasen är avslutad. Fokus låg på aktivt engagemang genom beteendepåverkan, till exempel SMS-påminnelser om att undvika att använda elintensiva apparater under tider med hög belastning. 87,5 procent deltog och elförbrukningen minskade med 15 procent under dessa perioder, främst genom lastförskjutning. En del av denna fas presenteras i ett examensarbete på masternivå.
Den andra fasen, som nu förbereds, fokuserar på långsiktigt engagemang och använder ett tvådelat angreppssätt:
• Ett aktivt engagemang innebär att undersöka hur användarna kan fortsätta att förändra sitt elanvändningsmönster över tid, även efter försöksperioden. Det handlar om att även framöver undvika att använda elapparater under timmar då belastningen på elnätet är som högst. Vad som motiverar användarna och vilka metoder som är mest effektiva ska undersökas.
Att Eksta har kontroll över hela kedjan – genom att äga fastigheterna, stå för energibehovet och producera energin – ger oss en unik och värdefull möjlighet.
• Passivt engagemang sker genom Nodas plattform, som automatiskt styr uppvärmning och smarta apparater. Det innebär bland annat att avgöra om en elpanna eller en smart diskmaskin ska använda el eller varmvatten. Det handlar också om att bestämma när under dagen byggnader värms upp och apparater används, beroende på vilket alternativ som för tillfället är billigast.
Denna passiva lösning gör systemet skalbart och bekvämt, samtidigt som den ger människor möjlighet att fortsätta vara delaktiga om de själva vill.
Flexibiliteten uppstår genom möjligheten att växla mellan elnät, solfångare, solceller och fjärrvärme samt när och hur energin används. I Kungsbacka uppnås detta genom att:
• Växla mellan energikällor beroende på pris och miljöpåverkan.
• Styra apparater till att köras under tider med lågt elpris eller mindre efterfrågan i nätet.
• Använda värmelagring för att jämna ut efterfrågetoppar.
• Samordna allt via den digitala plattformen.
Sammantaget innebär det att det lokala systemet kan reagera i realtid på förändringar i pris, väder och nätbehov utan att kompromissa med komforten.
– Det finns många variabler att ta hänsyn till och eftersom allt är nytt finns det inget facit. Det handlar därför till viss del om att testa sig fram – vissa saker fungerar bra, andra mindre bra. Vi vill undersöka hur mycket flexibilitet vi kan uppnå utan att det blir för svårt att förstå och sköta, säger Christer Kilersjö.
– De enskilda teknikerna är egentligen inte komplicerade utan utmaningen är att få allt att fungera tillsammans.
Flexibiliteten har både ekonomiska, miljömässiga, driftmässiga och sociala fördelar. Hushållen kan spara pengar och energisystemet som helhet blir mer effektivt och kostnadseffektivt. Mer förnybar energi kan integreras och beroendet av fossila bränslen minskar. Flexibiliteten bidrar till elnätets stabilitet och robusthet, särskilt eftersom transporter och uppvärmning elektrifieras.
Den är också en byggsten för lokala energigemenskaper där man kan dela flexibilitet mellan byggnader eller stadsdelar.
För att kunna skala upp systemet krävs digital infrastruktur med smarta mätare, uppkopplade apparater och plattformar som Noda.
– Det behövs också regelverk som identifierar och stödjer lokala flexibilitetsmarknader. Just nu ligger den delen på efterkälken, säger Olga Lysenko.
Ett tredje behov för uppskalning är användarvänliga modeller för engagemang, som kombinerar både aktivt och passivt deltagande, så att människor kan bidra på ett sätt som passar dem.
En teknisk utmaning i projektet är att det är komplext att integrera värme, el, förnybara energikällor och lagring. Det kräver tillförlitliga data, bra prognoser och robust styrning. Integrering av smarta apparater måste till exempel ta hänsyn till användarens komfort och tidsmässiga preferenser.
Under projektet har realtidskontrollen av elpannan validerats med hjälp av Nodas system, som justerar driften baserat på elpriser och väderprognoser.
– Nu utökar vi denna princip till smarta apparater, specifikt tvättmaskiner och diskmaskiner, så att de kan köras automatiskt under tider med låg belastning på elnätet. Vi arbetar också med att skala detta till fler byggnader, säger Olga Lysenko.
IVL:s modellering av energisystemet visar att scenarier med flexibilitetsåtgärder konsekvent leder till lägre totala systemkostnader. Jämfört med ett traditionellt upplägg ger de flexibla strategierna tydliga ekonomiska fördelar, särskilt i prognoser fram till 2040 och 2050.
– Så det är inte bara bättre för elnätet och miljön – det är också ekonomiskt smart, säger Olga Lysenko.
För Eksta innebär modelleringen av olika scenarier en möjlighet att fatta välgrundade beslut inför framtida investeringar i energisystemet där tidshorisonten är runt 20 år.
– Ska vi ha många små pannor eller en stor? Ska vi välja olika typer av system? Ska vi använda pellets, värmepump eller solfångare? säger Christer Kilersjö.
När elpriset är under 50 öre får vi en signal att elpannan ska gå in och producera värme. När priset är högre används i första hand solvärme och därefter fjärrvärme.
IVL fortsätter nu med analysen av modellresultaten.
– Vi har också börjat extrapolera våra resultat till andra delar av Sverige, särskilt de fyra nationella elprisområdena. Detta ska bidra till att utforma mer övergripande strategier för styrning och investeringar som främjar lokal energiflexibilitet, säger Olga Lysenko.
All insamlad data från projektet skickas till EU:s databank.
– Det innebär att forskare i hela Europa kan ta del av den. Våra data blir tillgängliga för fler analyser. Kunskapen stannar inte här, utan kan bidra till ökad förståelse och driva forskningen framåt på EU-nivå, säger Érika Mata.
I det sammanhanget är det även betydelsefullt att Eksta är ett kommunalt bolag.
– Vi har inga konkurrenter och delar gärna med oss av våra erfarenheter, oavsett om det gäller Sverige eller andra länder. Allt är helt öppet – det finns inga patent eller andra begränsningar, säger Christer Kilersjö.
