Se for deg at du skal skaffe strøm til et hus på en øde øy. Den eneste muligheten er å bygge egen strømproduksjon.
Ifølge NVE er vindkraft den billigste måten å bygge på.
Vindturbinen settes opp. Så flytter du inn med familien – men så blir det mørkt. Det blåser ikke, og du får ingen strøm. Det hjelper ingenting at det blåste mye i går.
Alle forstår at det ikke går. Skal du forsøke noe slikt, må du ha batterier som kan lagre strøm fra når det blåser mye, til når det ikke blåser i det hele tatt.
I kraftverdenen kalles denne ekstra investeringen «systemkostnader». Det investeringer som må gjøres for å få strømsystemet til å fungere. Vindkraften er nær verdiløs hvis du ikke har et alternativ når det ikke blåser.
Etter å ha sett prisen på batterier, finner du kanskje ut at det er mye billigere å installere en gassovn til varme, og en liten dieselgenerator for lys og strøm.
Norges unike situasjon
I Norge har vi den unike situasjonen at vi har bygget batteriene før vindkraften kom inn.
Mesteparten av strømproduksjon skjer fra vannkraft med magasiner. Dette er nesten som batterier, som kan tappes når det er behov, og spare når det ikke er behov. Dette gjør Norge til landet kanskje er best rustet til å håndtere svingninger i produksjonen til fornybar energi som vind.
Systemkostnaden er allerede tatt. Dermed kan vi bare pøse på med vindkraft som gir oss totalt mer strøm.
Eller kan vi det?
Den ukjente sjokkrapporten
Nylig mottok Nettavisen et spørsmål fra en leser:
– Hvor mye vind og sol kan systemet ta imot, før balansekapasiteten begynner å bli en utfordring? Eller kanskje sagt på en annen måte: Hvor mye industri (TWh) med helt jevnt kraftforbruk kan man bygge i Norge, og utelukkende basere seg på vind og sol som ny kraftproduksjon?
Energiproblemet blåser ikke bort på havet: Alle vil får det samme problemet samtidig
Nettavisen kontaktet både NVE og Statnett med dette spørsmålet. Begge viser til en rapport fra tidligere i år som de laget sammen, som har gått under radaren for de fleste. Kanskje ikke så rart når man ser hvordan den ble «markedsført»:
«NVE leverte rapport om norsk og nordisk effektbalanse fram mot 2030», var tittelen på meldingen som kom fra energiminister Terje Aasland to dager etter 17. mai i år.
Rapporten kunne like gjerne fått navnet: «ALARM, ALARM, ALARM!»
Vi anbefaler alle å lese den, spesielt sidene 10–40. Den er overraskende lettlest til å komme fra såpass tunge statlige organer. Den beskriver et strømsystem i Norge og Norden som allerede er strukket til sitt ytterste, og de regner med at ting vil bli mye verre fremover.
Den beskriver blant annet et par hendelser i forrige vinter, der det holdt på å gå skikkelig galt.
Forskjell på bensintank og motor
Når vi snakker om strøm, handler det nesten alltid om kilowatt-timer (kWh). Det er det vi betaler for som forbrukere. Det kan sammenlignes med drivstoff på en bensintank.
Norge produserer omtrent 140 milliarder kWh strøm i året (140 TWh), mens forbruket er litt lavere. Ved å installere mer vindkraft, øker det tallet.
Dette målet er veldig viktig, for det handler om man har nok strøm til å dekke strømforbruket over tid.
Men det er ikke alt: En stor bensintank gjør at du kan kjøre langt, men det er hvor mange hestekrefter motoren yter (effekt) som avgjør om du klarer å holde følge med trafikken opp en bratt bakke.
Behovet for strøm varierer mye både gjennom døgnet, uka og året. Det er lavt på sommeren, og høyt på vinteren. Det er lavt om natten, høyt på morgenen. Høyt på mandag, lavt på søndag.
Og det er her effekt kommer inn: Hvor mye strøm man klarer å produsere i et gitt øyeblikk.
Det er fint med en stor bensintank som gjør at du kan kjøre langt, men det er hvor mange hestekrefter motoren yter (effekt) som avgjør om du klarer å holde følge med trafikken.
– Har ikke pleid å være et problem
– Effekt handler om at vi har nok strøm til enhver tid, selv på den kaldeste vinterdag. Effekt har ikke pleid å være et problem i Norge, men i årene framover går vi mot en strammere effektbalanse. Det blir viktig å følge med på utviklingen de neste årene, sa NVE-direktør Kjetil Lund da rapporten ble lagt fram.
Strømnettet må alltid være i balanse. Strømproduksjonen må være like høy som forbruket. Hvis man i et øyeblikk, i et minutt, i en time ikke har nok effekt må man umiddelbart redusere strømforbruket.
Det kan bety å kutte ut deler eller hele av strømnettetstrømnettet kuttet strømmen helt. Hvis ikke kan det meste av finelektronikk gå i stykker.
Vi har mye mindre å gå på enn mange tror
En grunnleggende beskrivelse i rapporten er at alt tyder på at forbruket vil øke mer enn ny kraftproduksjon de neste årene.
«Fram mot 2030 forventer vi en betydelig vekst i kraftforbruket i Norge, hovedsakelig drevet av økt forbruk i kraftintensiv industri og elektrifisering av transport. Samtidig ser vi at mye av den nye produksjonskapasiteten de siste årene har kommet i form av småkraft og vindkraft», står det i rapporten.
«Vi går dermed mot en trend der det nasjonale effektbehovet øker, samtidig som det bygges ut lite ny regulerbar produksjonskapasitet», legger de til.
Dette skaper et veldig stort problem når strømforbruket er aller høyest. Ifølge NVE er både Norge og Norden allerede i en situasjon der det bare er så vidt at kraftsystemet ikke bryter sammen når det brukes mest strøm.
«For eksempel var topplasten 25,2 GW vinteren 20/21, mens den laveste tilgjengelige produksjonskapasiteten var 25,8 GW. Ser man for seg mer ekstreme situasjoner, med kaldere vær, mindre vind eller forbruksvekst, skal det likevel ikke mye til før effektbalansen i Norge nærmer seg 0, eller blir negativ», skriver NVE.
Det betyr at man kun har hatt 0,5 GW å gå på, noe som omtrent én prosent av Norges teoretiske kapasitet hvis alt kjøres på maksimalt samtidig.
«Vi forventer at forbruksvekst vil øke det norske effektbehovet med mellom 2 og 6 GW fram mot 2030. Hvor mye av dette forbruket som vil være fleksibelt er svært usikkert. Samtidig venter vi i samme periode kun 0,6 GW økning i tilgjengelig vintereffekt fra produksjon», skriver NVE.
Ekstra ille er det at strømnettet har så mange flaskehalser, at det ikke hjelper at det er nok effekt totalt sett – hvis ikke strømmen kommer fram dit den skal. Østlandet (NO1) er spesielt utsatt hvis det kniper.
Vind og sol hjelper ikke til når det er mest behov
Det store problemet er ifølge Statnett og NVE helt klart vindkraften.
Det er bygget ut svært mye vindkraft i Nord-Europa og Norge de siste årene. Det betyr at «installert effekt» i det norske strømnettet har økt med nær 25 prosent på 10 år. Isolert sett betyr det at vi er bedre rustet enn før.
Vi har sett på de timene i året med 1 prosent høyest forbruk, og deretter funnet maksimum og minimum vind- og solkraft i disse timene for værårene 1981-2010. Modellen gir et minimumsbidrag på 0 prosent av installert vindkraft
NVE
Problemet er ifølge Statnett og NVE at høyt forbruk gjerne skjer når det er minst vindkraftproduksjon. En kan ikke engang stole på at vindkraften hjelper litt når det er som verst.
«Vi har sett på de timene i året med 1 prosent høyest forbruk, og deretter funnet maksimum og minimum vind- og solkraft i disse timene for værårene 1981–2010. Modellen gir et minimumsbidrag på 0 prosent av installert vindkraft for hvert budområde i Norge, og 3 prosent for hele Norge.»
Strømforbruket er normalt høyest når det er ekstra kaldt på vinteren. Det skjer som regel når det er skyfri himmel og høytrykk. Da blåser det lite.
Alle andre vil ha problemer samtidig
Ifølge NVE og Statnett kan man heller ikke regne med at det er gode muligheter for import i slike perioder:
«For Norden er tilsvarende tall 4 prosent, og 6 prosent om vi ser på Norden sammen med England, Tyskland og Nederland. Dette viser at de samme værsituasjonene kan prege store områder, og gi lite tilgjengelig uregulerbar kraft i flere land samtidig. På grunn av sesong- og døgnprofilene til solkraft, kommer mesteparten av dette minimumsbidraget fra vindkraft. Resultatene viser at vi kun kan stole på en liten andel av den installerte vind- og solkraften i de mest ekstreme situasjonene.»
Når alle mangler uregulerbar kraft samtidig, får det konsekvenser:
«Med økende andel vindkraft i det nordeuropeiske kraftsystemet, vil vindfattige perioder typisk føre til høy etterspørsel etter annen type kraftproduksjon til å dekke forbruket samtidig i mange land», skriver de.
De viser til en situasjon på morgenen i februar 2021, da strømforbruket var svært høyt, mens vind og sol kun bidro med 1,2 GW av en total kapasitet på 32 GW.
Norden trengte da en strømimport på 5 GW, som er mer enn kapasiteten Norge har til England, Tyskland og Danmark kombinert.
Når stadig mer stabil kraftproduksjon legges ned i Europa, blir det stadig mer usikker hvor denne «annen type kraftproduksjon» skal komme fra.
«Fram mot 2030 ventes det en strammere effektbalanse i både Norden og Nord-Europa. Dette gjør at flere nordeuropeiske land vil kunne bli stadig mer avhengig av import fra tilgrensede land i stramme effektsituasjoner. Dette skaper økt usikkerhet knyttet til hvor mye produksjonskapasitet som til enhver tid vil være tilgjengelig for import til både Norge og Norden fra tilgrensede land i årene som kommer. I lys av dette er det viktig å planleggefor, og sikre, en tilfredsstillende effektbalanse på nasjonalt nivå», påpekes det.
Samtidig advares det om at utfasing av kull- og kjernekraft kan forsterke problemene.
«Utfasing av termisk kraft og problemer med franske kjernekraftverk gjorde at tilgangen på effekt i Europa var betydelig svekket vinteren 21/22. Vi kan derfor spørre oss hva som hadde skjedd denne vinteren om vi i tillegg hadde fått en situasjon med lite vind og høyt forbruk i en enkelttime i Nord-Europa»
Markedet for ekstra kraft skrumper inn
Statnett er veldig klar på at med stadig mer ujevn vindkraftproduksjon, blir det veldig mye vanskeligere å drifte nettet på en forsvarlig måte. Det å holde balansen i nettet blir komplisert når både produksjon og forbruk endres på uforutsigbare måter.
«Økningen i vindkraftproduksjon både i Norden og Nord-Europa er ventet å kunne føre til ytterligere økninger i ubalansene i Norge og Norden. Store ubalanser er problematiske fordi TSO-ene [Statnett, red.anm.] i en slik situasjon bruker opp regulerkraftbudene til balansering. Det vil da være få reserver igjen til å håndtere et større utfall», står det i rapporten.
I denne saken snakker vi mest om når det er for lite strøm, men i forrige uke har vi også sett eksempler på at det produseres for mye strøm. Det er et nesten like stort problem, som vil bli større jo mer fornybar kraft som bygges ut.
For å sikre at det alltid er balanse, er det et eget strømmarked de færreste har hørt om med forkortelser som RKOM, mFRR og aFRR, der kraftverk (og industri) betales for å justere produksjonen etter nettets behov.
Men kapasiteten her er begrenset, og har blitt mer begrenset fordi mer kapasitet til import- og eksport gjør at vannkraftverkene brukes på en helt annen måte som gjør at det er mindre buffere å benytte.
Statnett forklarer dette veldig enkelt:
«I Norge har det tradisjonelt vært rikelig tilgang på reserver fordi produksjonskapasiteten i vannkraftsystemet som oftest har vært større enn forbruk og eksport. Mange vannkraftaggregater kjøres optimalt ved ca. 80 prosent av maksimal effekt, og produsentene vil ofte kjøre rundt dette punktet for å få mest mulig energi ut av vannet. Dermed oppstår det automatisk en margin som kan levere reserver. I tillegg kan mange vannkraftaggregater startes opp raskt, og de vil da kunne bidra til reserver selv når de ikke produserer i utgangspunktet. Denne reserven blir utfordret i dag fordi eksportkapasiteten har økt, og all vannkraftkapasitet oftere blir benyttet i døgnmarkedet.»
Så hva skal man gjøre?
Dermed er vi kommet tilbake til starten: Huset med en vindturbin i hagen, trenger et alternativ når det ikke blåser og det er behov for strøm.
Ifølge rapporten er det flere ting man kan gjøre: Den mest åpenbare er å bygge ut mer vannkraft, eller oppgradere eksisterende kraftverk slik at de kan tilby mye mer effekt. Det er ingen tvil om at NVE- og Statnetts fagfolk egentlig ønsker dette skal skje.
Potensialet er enormt, men slik utbygging er ikke uproblematisk. Den største utfordringen er at det har store miljøkonsekvenser, som er hovedårsaken til at vannkraft knapt har blitt bygget ut de siste tiårene.
Det blir ikke enklere av ny vannkraftskatt. Lyse meldte at de skrinla planer om en slik oppgradering som skulle gi 600 MW høyere effekt fordi det ikke lenger ble lønnsomt.
Men det finnes alternativer:
«Andre teknologier som vil kunne gi økt tilgjengelig effekt og fleksibilitet på produksjonssiden er investeringer i batterier, hydrogen og topplastverk. Disse teknologiene kan ha høye investeringskostnader», skrive NVE og Statnett.
Batterier er ekstremt dyrt. Med hydrogen mister man rundt 60 prosent av energien. Og «topplastverk» er i stor grad en eufemisme for gasskraft eller andre teknologier som forurenser mye. I Sverige har de blant annet oljekraftverk som står klar til å slå inn.
Hvem som skal betale for dette, vil ikke NVE si noe om. De viser til at dette er et politisk spørsmål.
Men i rapporten gjør de det i alle fall klart at det kan være penger å tjene, for prisene vil bli høye fremover:
«[ …] med mer volatile kraftpriser og flere pristopper vil insentivene til mer utstrakt investering kunne øke i framtiden».