Smarta elnät kräver smarta elnätstariffer

Från det att elen för första gången nådde hem och hus tills idag har det skett en stor utveckling kring hur elanvändning mäts och prissätts. I takt med omställningen av energisystemet ställs nu helt nya krav på smartare prissignaler, inte bara från elmarknaden utan också från elnäten. Hur utformar vi elnätsavgifter som är både kostnadsriktiga och icke-diskriminerande och som i realiteten också styr mot ett effektivare nätutnyttjande – utan att skapa suboptimeringar i elsystemet? Är effekttariffen som nu rullas ut i allt fler elnät rätt väg att gå?

Nätavgifterna i begynnelsen

När Thomas Alva Edison började distribuera el till New York-borna i slutet av 1800-talet fick hushållen betala utifrån hur många glödlampor som de ägde. Det var inget konstigt med det eftersom de flesta hem enbart använde el för belysning. Elektriska apparater var alltför dyra för gemene man.

I Sverige introducerades på 1930-talet en prismodell där den fasta avgiften för elen beräknades utifrån antalet så kallade tariffenheter. För ett hushåll gällde en tariffenhet per rum. För företag berodde antalet tariffenheter i stället på installerad effekt för elmotorer med mera. När tariffenheter introducerades var den fasta kostnaden runt 75 procent av kundens elnätskostnad, men den hade sjunkit till 25 procent när den avvecklades. På 1960-talet kom den prismodell som varit dominerande fram till idag: säkringstariffen. Med säkringstariffer avgjorde i stället elkundens huvudsäkring den fasta avgiften.

Effekttarifferna äntrar scenen

Idag består de svenska elnätsavgifterna ofta av en fast och en, eller flera, rörliga delar. Senast den 1 januari 2027 ska alla svenska elnätsföretag ha infört en ny prismodell som inkluderar en effekttariff, eller effektavgift, som är tidsdifferentierad. En effekttariff är en rörligtariffkomponent som baseras på den effekt du använder. Med tidsdifferentiering spelar det även roll när du använder effekten.

Ett genomgående tema för majoriteten av de effekttariffer som redan har implementerats är att de baseras på högsta timvärdet under en månad, eller ett medel av tre eller fem timvärden. Vissa elnätsbolag har redan nu en tidsdifferentiering på effektavgiften, till exempel att effektavgiften bara tillämpas vissa tider eller att den är högre under vissa tider (typiskt vardagar, kl. 6-22 under november-mars). Ytterligare parametrar som elnätsbolagen kan skruva på är om de minskar sina fasta avgifter och förändrar överföringsavgiften på något sätt när effektkomponenten införs. Styr kunden sin elanvändning utifrån elnätsavgiften är det förstås den totala kostnaden som den vill optimera, och då kan effektavgiften vara en mer eller mindre stor del.

Effekten av effekten

Elnätstarifferna ska styra mot ett effektivt nyttjande av elnäten och tanken är att effekttariffer ska vara ett medel för att uppnå detta. Det är förstås en god tanke och välbehövligt sett till den låga nyttjandegraden av våra elnät. Distributionsnätsstationer inom EU används i genomsnitt bara 10 procent, med en spridning på mellan 2 och 21 procent. Lägg därtill det ökade behovet av investeringar i elnäten så verkar ett effektivt nyttjande av elnäten vara ett självklart mål.

Av de elnätsbolag som Sigholm har pratat med är det dock få som har märkt av större effekter på kundernas konsumtionsprofiler efter att de har infört en effekttariff. Sollentuna Energi och Miljö är ett av undantagen. De var ett av de bolag som var först ut med att införa tariffmodellen redan 2001. Enligt bolaget har effekttariffen bidragit till att 17 000 nya kunder har kunnat anslutas de senaste 20 åren utan ett ökat regionnätsabonnemang. Samtidigt ser bolaget att effekttariffen styrt elbilsladdning på så sätt att de inte behövt öka kapaciteten i nätstationerna. Just Sollentunas effekttariff baseras på de tre högsta timmedelvärdena under en månad. Effektavgiften har en högre prisnivå under november-mars och tas bara ut helgfria vardagar kl. 7-19, den generella höglasttiden för Sollentunas elnät.

Trubbigt verktyg för att skapa lokal nytta

En effektavgift som är utformad utifrån den generella höglasttiden i nätet kan skapa nytta gentemot överliggande nät, men hur effektiv är den för att komma åt reella kapacitetsutmaningar i lokalnätet när dessa inte är homogena i hela nätet?

För att ge ett exempel kan vi tänka oss ett litet sommarstugeområde under en nätstation där höglasttid ärsommartid. Plötsligt byggs en av stugorna om till åretruntboende med eluppvärmning och för den enda permanentboende elkunden blir effektuttaget därmed som högst vintertid. Topplasten för den specifika nätstationen är däremot fortfarande sommartid. Lokalnätsbolaget har samtidigt en tidsdifferentierad effektavgift som baserats på hela nätets höglasttid - vintertid. Den åretruntboende i sommarstugeområdet får därför betala saftigt för sitt vinterbeteende trots att det inte är ett problem för den specifika nätstationen. Kan vi då säga att vi skapat ett mer effektivt nätutnyttjande? Om inte kundens beteende är ett problem. varför ska det bestraffas?

På sommarstugeområde kan vi nu lägga till ytterligare ett lager: det har blivit en trend i området att installera solceller på sommarstugetaken. Eftersom elnätsbolaget inte har någon inmatningstariff och effekttariffen styr mot ett minskat effektuttag vintertid finns det, förutom elmarknadens prissignaler, få incitament för prosumenterna att öka sin egenanvändning av solelen. Mycket av solelen matas därför in på nätet och skapar helt nya toppar i belastningen på elnätet. Effekttariffen har återigen inte skapat någonnytta lokalt.

Elsystemets skriande behov

På tal om sol, en annan relevant fråga är om effekttariffen verkligen skapar samhällsekonomiskt lönsamma beslut i ett elsystem med alltmer förnybar produktion? För att svara på frågan behöver vi introducera begreppet residuallast. Residuallasten kan beräknas som den totala elförbrukningen minus den el som produceras av förnybara energikällor. Förutom förnybara energikällor kan det också innefatta icke-flexibel produktion som kärnkraft och viss del av vattenkraften (run of river eller vid vårflod) som helt enkelt är svår att reglera med kort framförhållning. Residuallasten är viktig för att förstå och planera driften av elsystemet eftersom den påverkar behovet av flexibilitet och reserver i systemet. Ett elsystem med hög andel förnybar energi och icke-flexibel produktion måste ha kapacitet att snabbt kunna öka eller minska produktionen eller konsumtion från olika resurser för att balansera elsystemet. En negativ residuallast hänger i hög utsträckning ihop med låga eller negativa elpriser. Alltså, tidpunkter då vi skulle kunna ha nytta av lite mer konsumtion för att balansera systemet.

Det hela kan illustreras med två skilda dagar i januari 2024. Den 8 januari var en kall vinterdag med hög elanvändning och samtidigt låg vindkraftsproduktion. Sammantaget innebar det mindre marginaler mellan produktion och konsumtion och relativt höga elpriser som en följd. Drygt tre veckor senare, den 31 januari, var situationen en annan. Vädret var då milt för årstiden och Sverige hade ett produktionsöverskott som till stor del berodde på hög produktion från vindkraft och icke-flexibel kärnkraft. Produktionsöverskottet bidrog till låga och tidvis negativa priser i elområde 3. Här har vi alltså två vinterdagar med stor skillnad i situationen i elsystemet, och med olika styrsignaler från elmarknaden. Men vilken styrsignal hade genererats av en effekttariff i det här sammanhanget?

Tänk nu återigen på sommarstugeområdet. Områdets enda åretruntboende har nu installerat en elbilsladdare med smart styrning mot spotpriset. Säg att det är 31 januari. Hade kunden inte behövt tänka på sin effektavgift hade den kunnat köra full blås på laddningen under de timmar då Sverige haft ett produktionsöverskott, balanserat elsystemet och på så sätt också i hög utsträckning kunnat ladda sin elbil med el med lågt klimatavtryck. Det hade varit bra för elsystemet, bra för kunden och helt okej för elnätet eftersom sommartid är dimensionerande under just den här nätstationen. Agerar kunden på ett ur elsystemets perspektiv önskvärt sätt när den tar effekttariffen i beaktning då? Troligtvis inte om effekttariffen straffar kunden för ett högt effektuttag när elsystemet behöver det som mest.

Elnätsavgift som ger rätt signaler

Höga priser ska signalera en reell bristsituation, det gäller både på elmarknaden och hos ett naturligt monopol som elnät. För att skapa en elnätsavgift som avspeglar bristsituationer krävs att elnätsbolaget vet under vilka förutsättningar, och samtidigt vart i nätet, som just bristsituationer uppkommer. De effekttariffer som nu rullas ut hos allt fler elnätsbolag är ett schablonartat sätt att försöka prissätta utrymmet i nätet på. De kan bidra till en generell minskning av effektuttaget - att ”platta ut kurvan”. Samtidigt finns det som visats i exemplet ovan risk för suboptimeringar för hela elsystemet.

Mer optimalt vore en mer dynamisk prissättning där elnätsanvändningen ska kosta när det verkligen behövs en prissignal, och att det baseras på vart i nätet du som kund befinner dig. På Gotland startar under sommaren ett projekt som ska testa just det: plats- och tidsspecifika prissignaler utifrån belastningen i varje nätstation. Redan 2020 föreslog Ei att lokaliseringssignaler borde inkluderas vid utformningen av elnätstarifferna. Det fick ett ljumt mottagande men med sin sprillans nya strategi för flexibilitet återupplivar de nu också den tanken.

Mätmetoderna utvecklas – effekttariffen snart passé?

I Sverige har vi under de senaste åren haft en intensiv period med utrullning av smartare elmätare och från och med 2025 går vi över till kvartsmätning. Kunderna ges också allt större möjligheter att i realtid övervaka sin elförbrukning. De smarta elmätarna är bara första steget på elnätsbolagens digitaliseringsresa, ute i näten sker nu även andra digitaliseringsinitiativ. Bland annat elnätsbolaget Ellevio rullar nu ut ett omfattande program för att digitalisera sina nätstationer vilket kan skapa ytterligare insikter om flödena i näten.

I takt med att mätmetoderna blir alltmer förfinade finns allt större möjligheter att finjustera sättet som elnätsbolagen tar betalt på. Vi behöver en tariff som utnyttjar de möjligheterna. Önskan i regleringen om att nå kostnadsriktiga och icke-diskriminerande tariffer som ger ett effektivt nätutnyttjande uppnås inte med de prissignaler som dagens effekttariffer skickar. Det finns mycket att göra innan vi har prissignaler som hjälper kunderna att bidra till reella värden för elnäten - och elsystemet. Riktningen är i alla fall mycket tydlig: vi kommer allt längre och längre bort från att ta betalt per glödlampa.