I et nytt analysenotat fra Statnett tar den norske TSO-en for seg kommende utfordringer i Norge og Europa etter hvert som det kommer mye ny uregulerbar kraftproduksjon i form av sol- og vindkraft. Det skaper behov for mer tilgjengelig effekt i kraftproduksjonen, og mer fleksibelt strømforbruk

”Mye av det nye forbruket som kommer må være mer fleksibelt enn det vi ser i dag,” sier Gunnar Løvås, konserndirektør i Statnett, i en pressemelding.

Der utrykker han optimisme om at Norge har gode forutsetninger for å håndtere de kommende utfordringene som følge av at Europa skal elektrifiseres og gjennomføre en overgang fra fossil til fornybar energi., men han påpeker samtidig at også Norge vil merke konsekvensene av mer sol- og vindkraft i strømsystemet.

”Et fossilfritt energisystem er mulig, og ingen land er bedre rustet til denne fremtiden enn Norge. Samtidig vil endringene i kraftsystemet også gi oss noen utfordringer,” sier Gunnar Løvås.

Trenger mer effekt

Utfordringen går på å ha tilgang til nok effekt når det ikke blåser og solen skinner. For da vil ikke den store andelen av ny fornybar energi klare å produsere nok til å dekke opp for det fremtidige strømforbruket. Statnett og Løvås gjør det derfor klart at et fossilfritt energisystem i Europa vil trenge mer effekt.

”Tilgangen på effekt varierer over året, men maks produksjon er på om lag 27 GW, og det er ca. 27 GW magasinkraft i Norge. I perioder er tilgangen på effekt noe lavere, og vi regner ca. 26 GW som sikker tilgang, altså tilgang på effekt i timer med høyt forbruk hvor bidraget fra uregulerbar kraft som vind, sol og uregulert vannkraft er begrenset,” skriver Statnett i rapporten.

Totalt har Norge nå en installert effekt på 38,7 GW, ifølge NVE. Av dette er 33,4 GW vannkraft, mens vindkraft står for 4,7 GW og termisk kraft til sammen utgjør 0,7 GW, Når det gjelder vannkraften er det imidlertid ikke alt som er tilgjengelig til enhver tid fordi det også inkluderer elvekraften som ikke har vannmagasiner, og det er heller ikke alt som blir tilgjengelig over alt i det norske strømnettet.

Dette er uansett nok til å dekke dagens behov selv på den kaldeste vinterdagen der Norge har stort strømforbruk knyttet til oppvarming.

”I dag regner vi med at vi har et lite effektoverskudd selv i timene med høyest forbruk og lite fornybar produksjon,” skriver Statnett.

Forventer nye prisrekorder i Norge

I 2030 vil imidlertid det norske strømforbruket være høyere enn i dag, og selv om det bygges ut mer kraft er det stort sett i form av uregulerbar strømproduksjon. Det gjør at Norge i enkelttimer vil være avhengig av strømimport for å dekke strømforbruket, og det kan skje i timer med stort behov også i tilknyttede naboland. Det vil føre til prispress, og strømpriser langt over det vanlige.

”Med redusert effektoverskudd vil Norge få samme pris som våre naboland i flere timer, og også disse svært høye pristoppene. I slike situasjoner vil ikke de høye kraftprisene være et uttrykk for norsk effektknapphet, men effektknapphet fra våre naboland,” skriver Statnett.

Rapporten slår fast at hele det europeiske kraftsystemet er på vei mot effektknapphet, og da er det utkoblingsprisen som bestemmer strømprisen i de spesielt anstrengte timene. Det får konsekvenser for strømprisen i hele Europa, og også i Norge.

”Det vil gi svært høye pristopper og kan være langt høyere enn de pristoppene vi har fått i Norge i vinter,” skriver Statnett.

Det vil si at det vil bli satt nye prisrekorder, for den gjeldende prisrekorden i Norge ble satt denne vinteren. Det skjedde 8. mars klokken 08:00, og da var strømprisen i Sør-Norge oppe i 667,92 euro/MWh.

Statnett skriver at prisen i enkelttimer i Norge kan komme helt opp mot det gjeldende tekniske pristaket, og viser til at det skjedde i Frankrike 4. april. Da ble strømprisen satt like under 3000 euro/MWh, men det var etter at det måtte holdes en sekundær auksjon. Konsekvensen ble også at maksprisen ble økt til 4000 euro/MWh 11. mai.

Negative priser kan skape problemer

Norge, Norden og Europa trenger mer tilgjengelig effekt for å dekke forbrukstopper, men det trengs også mer fleksibelt strømforbruk. For med stadig mer strøm fra sol og vind, blir det også perioder med store strømoverskudd.

”Uten mye mer fleksibilitet vil kraftprisene veksle mellom pristak og null eller negative nivåer – og gi et umulig system,” skriver Statnett i rapporten.

Det betyr at strømmarkedet kan ende opp med mange timer med negative strømpriser, og prisene kan også bli så lave at minsteprisen på -500 euro/MWh ikke er lav nok. Det skjedde i Nederland lørdag 23. april. Da måtte kraftbørsen gjennomføre en sekundær auksjon der nye bud ble lagt inn, og så endte prisen på -226,36 euro/MWh.

Situasjonen den dagen ble altså løst av kraftbørsen. Hvis den sekundære auksjonen ikke hadde ordnet dette, ville det blitt igangsatt en prosess som i verste fall kunne endt opp med ufrivillig utkobling.

”Hvis tilbud og etterspørsel ikke møtes i markedet, altså at det ikke blir priskryss, må dette ordnes ved avkortning av forbruk gjennom markedsalgorimen, noe som igjen kan føre til manuell ufrivillig utkobling i systemdriften. Dette er mye mer alvorlig enn høye pristopper,” skriver Statnett.

Trenger fleksibelt strømforbruk

For å unngå slike situasjoner, er kraftsystemet avhengig av at det kommer inn mye mer fleksibelt strømforbruk som kan ta unna store mengder sol- og vindkraft når det er gode værforhold for de fornybare energikildene.

”En rasjonell videre utbygging mot et system der sol- og vindkraft er dominerende energikilde forutsetter en tilsvarende og parallell vekst i det vi kaller lavprisfleksibilitet. Med dette mener vi fleksibilitet i form av varmelagring, hydrogenproduksjon og mye mer batterikapasitet, som alle har en lav variabel kostnad,” skriver Statnett.

Et slikt fleksibelt strømforbruk vil kunne utnytte og lagre overskuddsproduksjonen fra sol og vind, og det vil også bidra til å holde strømprisen over kraftbørsens minimumsgrense. Det vil også øke gjennomsnittsprisene slik at det kan forbli lønnsomt å bygge ut mer sol- og vindkraft.

Utfordringen er at denne formen for fleksibelt strømforbruk ikke er på plass ennå. Dessuten er investeringskostnadene for elektrolyseanlegg og lagring av hydrogen høye, og da blir det dyrt hvis disse kostnadene kun skal fordeles på timene der strømprisene er ekstremt lave.

Øker prisen på reserver

Som TSO for det norske strømnettet er Statnett sammen med Svenska kraftnät ansvarlig for at det til enhver tid er balanse mellom produksjon og forbruk i det nordiske kraftsystemet. Det er en jobb som blir mer krevende etter hvert som det kommer mer sol og vind inn i kraftsystemet, og det gjør det dyrere å drifte systemet.

”Økte ubalanser gir større behov for effektreserver, og behov for en større andel raskere og automatiske reserver. Det er også sannsynlig at reserver blir dyrere som følge av at den regulerbare vannkraften blir oftere fullt utnyttet i døgnmarkedet,” skriver Statnett.

Mange vannkraftverk har sin optimale drift på omtrent 80 prosent av kapasiteten, og dette har bidratt med en margin som kan utnyttes som tilgjengelig reserve. I situasjoner der vannkraften må utnyttes fullt ut for å dekke økt effektbehov, vil ikke denne reserven være tilgjengelig i samme grad.

En annen utfordring er at større ubalanser i kraftsystemet kan bli langvarige, og da er det flere av Norges tilgjengelige reserver som ikke kan bidra nok. Her trekker Statnett frem aluminiumsverkene. De kan bidra med reserver ved kortvarige ubalanser, men ovnene størkner hvis de går uten strøm over for lang tid.

Krevende vindkraft

Allerede i dag er det timer der strømnettet er i ubalanse, og selv om de er under kontroll kan de være krevende å håndtere.

”Det oppstår fra tid til annen svært store ubalanser i Norden. Noen ganger er ubalansene over 3000 MW. Dette er svært mye sammenlignet med norske regulerkraftreserver på rundt 1800 MW,” skriver Statnett.

De presiserer at reserver i resten av Norden kommer i tillegg til disse 1800 MW. Samtidig påpeker Statnett at store feil i prognoser for strømforbruk og forventet vindkraft kan gi store utslag, og at det vil bli en stadig større utfordring etter hvert som det kommer mer og mer vindkraft inn i kraftsystemet.

”Økningen i vindkraftproduksjon både i Norden og Nord-Europa er ventet å kunne føre til ytterligere økninger i ubalansene i Norge og Norden,” skriver Statnett.

Dette er krevende for TSO-ene i strømnettet, og Statnett påpeker at slike situasjoner fører til at regulerkraften brukes opp til balansering. Dermed blir det færre tilgjengelige reserver til å håndtere eventuelle store utfall i strømnettet.

Vannkraften må utnyttes enda bedre

Statnetts analyse fremstår som en kraftig advarsel om utfordringene som Norge, Norden og Europa er i ferd med å møte etter hvert som det kommer inn mye nye uregulerbar strømproduksjon i form av sol- og vindkraft. Likevel er Statnett fortsatt optimistiske med tanke på at dette lar seg løse, og de viser spesielt til at Norge har mye å hente på å utnytte vannkraften enda bedre.

”Vannkraften vil også i fremtiden være viktig for Norge. Studier viser at behov for økt tilgang til mer effekt i stor grad kan møtes gjennom investeringer i eksisterende vannkraftanlegg,” sier Gunnar Løvås.

Han legger til at det er viktig at eierne av vannkraftverkene legger til rette for disse investeringene, og i rapporten påpeker Statnett at høy skatt på vannkraften også er en faktor som påvirker mulighetene for å gjøre nødvendige investeringer.

”Det er derfor viktig å finne ordninger slik at samfunnsøkonomisk lønnsomme prosjekter blir gjennomført, og det kan være nødvendig å finne nye ordninger for å stimulere til det,” skriver Statnett.