Pathways for the Development of Future Intelligent Distribution Grids

The next decade will bring several technical and organisational challenges to the electrical distribution grids, which are becoming an important pillar of the energy transition. Distribution system operators will play a crucial role and thus need to find innovative solutions that will prepare them for these changes. Allowing the variations in the size, organisation and technical characteristics of distribution grids, this paper presents the pathways for the distribution system operators developed within the scope of the UNITED-GRID project. These were developed in close cooperation with distribution grids and demonstration sites in the Netherlands, France and Sweden. Investment decision tools based on future scenarios and future-readiness assessment form the first step to steer the distribution system operators towards the necessary technical and digital innovations that increase the observability and controllability of the grid. Secondly, the guidelines present new types of business models that can be integrated into the operators’ portfolios. Thirdly, a workshop methodology is proposed to define the new internal requirements that make distribution system operators more agile to face the fast impacts of the energy transition. Case studies from the demonstration sites are used as examples in the paper

Disruptive power : How distributed energy resources shape organizations and value logics in the future of electricity systems

The electricity sector faces its largest transformation since its beginning about a century ago. Combinations of ageing electricity networks, removal of fossil supply sources and electrification of industry and transport sectors require vast efforts at all levels of society. Increasing renewable supply and demand sources means the growth of distributed energy resources. This thesis explores what this transformation means for society; how it affects the traditional actors and “new” active users in the energy system. Traditional actors include electrical utilities and distribution system operators; the “new” actors include different types of prosumers such as property companies and communities. In addition, the thesis investigates the nature of the energy transition towards an increasingly decentralized organization with the ultimate goal of increasing understanding of the potential values, organizational demands, institutional setup, and role changes required for this transformation. To investigate this, the thesis departs from theories of sustainable transition and applies analytical frameworks to different local energy systems cases, specifically small-scale solar PV plants and microgrids. The chosen empirical areas are motivated both by the recent growth in these technologies and that their features enable a complete decentralized energy system configuration, which is interesting as an extreme case in energy transition. Findings are presented in four different articles. One conclusion is that values from distributed energy resources go beyond what the current centralized system is able to provide.  Both traditional as well as “new” actors can benefit from these values, although it requires an understanding and endorsement of alternative “value logics” stemming from prosumer-oriented configurations. Further, the findings show the relation between values, engagement, and evolvement of roles and responsibilities for local energy systems.  These can be utilized by policymakers who desire to expand the renewable energy sector and, at the same time, increase incentives for users to actively engage in the energy system. However, the findings also show deep lock-ins in current centralized structures, both organizationally and institutionally, which need to be managed to realize the full potential of distributed energy resources. The thesis does, however, contribute with examples of proactive cases which can be utilized to learn from and create abilities among actors to transform along the decentralized energy transition pathway

D2.1 Sociala hinder & drivkrafter i ett inledande skede av två svenska energigemenskaper : Rapport i projektet Systemförändring med lokalt delad energi

Omställningen mot ett förnybart energisystem har inom EU gjort energigemenskaper högaktuella sedan två direktiv, Förnybarhetsdirektivet och Elmarknadsdirektivet, beskrivit dessa som ett sätt att dela och göra gemensamma investeringar i lokala energiresurser. Denna studie tittar på två svenska piloter av begynnande energigemenskaper, Tamarinden och Hammarby Sjöstad, och har ett särskilt fokus på sociala hinder och drivkrafter för bildandet av dessa, vilket exempelvis inkluderar hur samverkan sker mellan deltagande aktörer. Syftet med studien är såldes att undersöka aktörers syn på att medverka i, eller bidraga till, energigemenskaper i ett inledande skede. Tamarinden är ett nybyggnadsområde i Örebro som inkluderar fem olika byggaktörer och leds av Örebro kommun. Hammarby Sjöstad är ett befintligt bostadsområde i Stockholm som inkluderar bostadsrättsföreningar samt näringsidkare, där initiativet kommer från intresseorganisationen ElectriCITY. I studien har under 2022 byggaktörer, bostadsrättsföreningar och näringsidkare intervjuats, samt respektive energi- och nätbolag i de två områdena. Resultaten visar att det finns flera drivkrafter till att delta i en energigemenskap såsom att erhålla ekonomiska fördelar, minska energianvändning, ökad hållbarhet samt innovationskraft. Olika förutsättningar i piloterna och hos de medverkande aktörerna har dock stor betydelse för möjligheten till aktivt deltagande samt i vilken grad energigemenskapen upplevs möjliggöra olika nyttor. De inkluderar storlek och ekonomisk situation hos aktörerna, fysiska förutsättningar såsom yta för installationer, kunskaper och erfarenheter av energiprojekt, och i vilken utsträckning det finns erfarenheter och vilja till samskapande. Dessa olikheter kan också vara en tillgång just vid delandet av lokala resurser då enskilda aktörers olika förutsättningar kan komplettera varandra. Hinder inkluderar en ökad komplexitet då samverkan krävs mellan flera olika aktörer, vilket är särskilt utmärkande för det initiala skedet vid bildandet som kräver stort engagemang och förtroendeskapande processer. Andra hinder rör osäkra investeringar, framtida marknadsutveckling och hur kostnads- och intäktströmmarna ser ut, samt hur delning kommer te sig i praktiken med liknande brukarprofiler, liksom hur engagemanget upprätthålls på sikt i energigemenskapen. I det initiala skedet är det tydligt att en avgörande faktor har varit de koordinerande och drivande aktörerna i båda piloterna. I Hammarby Sjöstads fall är denna organisation ElectriCITY och viktiga beståndsdelar i detta ledarskap har varit kunskapsförmedling, leverantörsnätverk samt aktiviteter för att främja deltagande och engagemang hos de boende i området. För Tamarinden är det Örebro kommun tillsammans med ÖrebroBostäder som lett processen framåt där framtagande av kunskaper för beslutsunderlag samt en formell samverkansstruktur för de olika byggaktörerna har varit viktiga. De intervjuade energi- och nätbolagen följer utvecklingen av energigemenskaper med intresse och försöker hitta sin roll relaterat till dessa lokala organisationer. Dock lyfts ett antal utmaningar rörande kunskaps- och ansvarsfrågor kring investeringar, drift av det lokala energisystemet samt effekter på det kringliggande elnätet från energigemenskaperna. Slutligen finns det i denna studie en mängd insikter och en bredd i både förutsättningar och typer av aktörer som ingår i de båda piloterna vilket tillsammans med forskningsprojektets övriga resultat och uppföljande studier bereder väg för konkreta medskick till aktörer och organisationer som önskar bilda energigemenskaper i framtiden.”Systemförändring med lokalt delad energi – en samhällsekonomiskt lönsam modell” är ett forskningsprojekt finansierat av Energimyndigheten inom programmet Pilot och demo.</p

The role of values for niche expansion : the case of solar photovoltaics on large buildings in Sweden

Background Solar photovoltaic (PV) plants can contribute to the transformation of the electricity system in Sweden not only by adding capacity, but also by forming new decentralized ownership structures and involving new actors. This article focuses on solar PV plants on larger buildings, which represent a significant share of the installed capacity (although the total capacity is still very low in Sweden) and which have a good future potential. We are interested in the reasons owners of large buildings have for investing in solar PV plants, despite the fact that they face a complex regulatory situation. The aim of this paper is, therefore, to identify added values from solar PV plants for large buildings and to see how these values contribute to the ongoing expansion of the solar PV niche in Sweden. We use sustainability transitions as the theoretical point of departure and focus particularly on the role of values in an expanding niche. Data was collected via 15 semi-structured interviews, mainly with large building owners. It provides an interesting empirical case of the pioneers within the actor group of large building owners who potentially can play an important role in the expansion of solar PV technology in Sweden. Theoretically, the article contributes to the sustainable transition research field by demonstrating how values are developed and affect the niche-regime interplay. Results The findings demonstrate that owning a solar PV plant adds values such as sustainability, fair cost, and induced innovativeness. These values have an effect on niche expansion by contributing for example to the development of a social network, new role development, positive niche narrative, and niche empowerment. Conclusions We conclude that the broad set of values added by solar PV plants on large buildings increases the desire and enhances the positive experience to take on a new role development. Furthermore, we conclude that added values contribute to developing a social identity which is important when expanding the social network around the niche. Finally, we conclude that added values shape the positive niche narrative among niche advocates and give direction for policy development related to the niche

Unpacking the complexity of community microgrids: A review of institutions’ roles for development of microgrids

Community microgrids implemented in existing electricity grids can meet both development targets set out in the Paris agreement: 1. mitigate greenhouse gas emissions through increased implementation of renewable energy sources, and 2. to adapt to climate related disturbances and risk of catastrophes. Community microgrids are, however, complex to implement and institutional change is needed to reach their full potential. The purpose of this article is to review existing literature and analyze institutional developments influencing the growth of community microgrids. The literature describes a concentration of microgrid activities in specific regions: USA, EU, Asia and Australia. Varying reasons for implementing community microgrids were found in the different regions but similar institutional developments occurred, albeit with differing emphasis due to contextual specificities. Formal directions do however influence informal institutions even though their aims differ. Power utilities stand out as a critical actor and both formal and informal institutions put pressure on utilities to update their traditional business models. This article illustrates how informal and formal institutions play a significant role in the growth of community microgrids in existing electricity grids and provide interesting examples which can be utilized by policymakers. Microgrid development is still in a formative phase and further institutional change in the form of updated regulations is needed

Affärsmodeller för solcellsinstallation i flerbostadshus och kommersiella fastigheter – en handbok

Priset på solceller har stadigt minskat under senare år, samtidigt som effektiviteten har ökat. Alltfler, både privatpersoner och företag, väljer att investera i solcellsanläggningar. Drivkrafterna för att genomföra en installation är många och varierande, men vägen mot beslut är inte alltid enkel. Denna handbok riktar sig främst mot fastighetsägare till bostadsfastigheter och lokalfastigheter samt bostadsrättsföreningar. Syftet är att stödja dessa aktörsgrupper inför beslut om en eventuell solcellsinstallation. Innehållet i handboken bygger på resultat från workshops och intervjuer med representanter från de olika grupperna. Handboken beskriver möjliga affärsmodeller för solel uppdelat på de olika aktörsgrupperna, men även såväl ekonomiska som icke-ekonomiska nyttor med att installera en solelanläggning. Tre huvudtyper av affärsmodell presenteras: - Fastighetsägaren investerar och äger solcellsanläggningen. - Anläggningen leasas från ett leasingbolag, med eller utan avbetalning. - Fastighetsägaren upplåter takytor till en annan aktör som investerar i solceller. Affärsmodellsbeskrivningarna inkluderar ägarförhållanden, lönsamhet, hur den producerade solelen kan användas samt för- och nackdelar med modellen. Styrmedel i form av regler, stöd och ersättningar kan dessutom påverka både anläggningens storlek och dess lönsamhet. Aktuella regler beskrivs i handboken. Eftersom solelmarknaden och regelverk är i ständig förändring bör man alltid kontrollera vad som gäller inför en installation. I slutet på handboken finns därför tips på vidare läsning och relevanta myndigheter

En strategisk innovationsagenda för solel : Så tar vi del i potentialen på 1000 000 TWh

Samtidigt som användandet av solenergi har växt exponentiellt det senaste decenniet,är fortfarande andelen solenergi i den globala energimixen bara omkring 1 procent.En kraftigt ökad andel solenergi samtidigt som energibehoven totalt sett ökar, skaparmöjligheter för fler aktörer och mer aktivitet inom marknaden. Svenska företag och aktörerär redan verksamma inom de flesta delar av värdekedjan, och inom spannet frånforskning till färdig produkt/tjänst på marknaden. I vissa delar av kedjan finns det fleraktörer, medan andra har färre eller bara någon enstaka. Solelområdet påverkas även avnärliggande områden såsom lagringsteknik, smarta nät och elektrifiering av transportsektorn.Även i kopplingarna till dessa angränsande områden finns många möjligheter.Med detta ser vi också möjligheter för nya aktörer på denna marknad, exempelvis ABVolvo och olika IT-företag. Ett antal nätverk med olika syften finns etablerade inom solelområdet och dessa kanutgöra en viktig grund för strategier framåt och samverkan inom området. Underagendaarbetet har det framkommit några prioriterade områden där de medverkandeaktörerna anser att det bör läggas extra resurser för att snabba på utvecklingen av desvenska aktiviteterna. Det första är ett samlande av insatser för att stärka den inhemskamarknaden, då denna anses vara avgörande för tillväxt och innovation inom området.Den andra är att öka samverkan mellan akademisk forskning och industri, då det finnsvärldsledande forskning inom material och celler samtidigt som Sverige besitter en starkinternationell industrisektor där kombinationen av dessa kan ge konkurrenskraftiga erbjudandenpå en global marknad. Den tredje och sista handlar om att utveckla specifikasvenska nischer inom området solel. Detta är viktigt då den globala konkurrensen är tuffinom vissa delar av värdekedjan, samtidigt som det finns stor utvecklingspotential inomandra. Det finns därmed möjligheter att dra nytta av svenska förmågor för att ta framnischprodukter och tjänster för en global solmarknad

Affect-based stock investment decision: The role of affective self-affinity

This paper studies the role of affective self-affinity for a company in the stock investment decision by investigating the factors triggering it. Based on the social identity theory and the affect literature we hypothesize that three types of identifications, namely group related, company-people related and idea ideal related, trigger affective self-affinity for a company which results in extra affect-based motivation to invest in the company's stock. The two ideas included in the idea/ideal related affective self-affinity are socially responsible investing and nationality related ideas. Based on the survey data of 133 active individual investors, we find that the more the investors perceive the company supports/represents a specific group or idea or employ a specific person, with which the investors identify themselves, the higher is the investors' affective self-affinity for the company. This results in higher extra affective motivation to invest in the company's stock over and beyond financial indicators. Thus, investors' identification with groups, people, or ideas such as socially responsible investing and nationality results in higher affect-based investment motivation through affective self-affinity aroused in the investors. Moreover, positive attitude towards the company is another factor that explains the affect-based extra investment motivation