­
English

Security of supply in a green power market - The challenges and opportunities of intermittent power

Prosjektnr3149
ProsjektansvarligSverre A. C. Kittelsen
OppdragsgiverNorges forskningsråd
Oppdragsgivers prosjektnr.243626
ProsjektdeltakereHenrik Bjørnebye
Finn Førsund
Rolf Golombek
Karen Evelyn Hauge
Øystein M. Hernæs
Ingrid M.S. Huitfeldt
Sverre A. C. Kittelsen
Eric Nævdal
Nils-Henrik M. von der Fehr
Prosjektperiode2015 - 2021

Prosjektbeskrivelse

Forsyningssikkerhet for kraft i det lange løp er både et spørsmål om a) å ha nok energi- og effektkapasitet, og b) energisystemet kan levere strøm effektivt hvor og når det er nødvendig.

Dette prosjektet handler om hvordan kraftmarkedet kan organiseres for å unngå systemsammenbrudd, mens en på samme tid får de riktige investeringene i kraftproduksjonskapasitet og kraftoverføring. Nye utfordringer oppstår pga de store økningene i fornybar (uregulerbar) kraftproduksjon som forventes i 2050 og senere. Vi belyser dette ved å se på teori, utforsker ulike tekniske, juridiske og økonomiske mekanismer og studerer samspillet mellom disse mekanismene i modeller av de norske og europeiske energimarkedene.

Uregulerbare strømkilder som vind, elvekraft og solenergi avhenger av værforholdene, noe som betyr at det er stor usikkerhet om de faktiske mulighetene for å produsere på kort til mellomlang sikt. Samtidig kan de fornybare kraftkildene være plassert andre geografiske steder enn forbruket. Konsekvensene for forsyningssikkerheten i form av strømbrudd og systemsammenbrudd kan være betydelige.

Denne utviklingen medfører store utfordringer for design og regulering av markeder, tilbud og etterspørsel, og av de riktige investeringene i infrastruktur, det vil si i "smarte nett". Utfordringene er teknologiske, juridiske og økonomiske, og vi møter dem med et tverrfaglig lag som representerer økonomisk, teknisk og juridisk kompetanse.

I en grunnlagsrapport er det gitt en teoretisk fremstilling av betingelsene for optimal utforming av kraftsystemet når en har innført betydelige mengder fornybar kraft. I prosjektet er det videre sett på optimal prising av overføringstjenester i strømnettet i en situasjon med økende innslag av uregulerbar kraft. I en artikkel i tidsskriftet "Energy" er det funnet betydelige merkostnader i form nødvendige nettinvesteringer dersom vindkraft bygges uten å ta hensyn til nettverksbehovene. Det samlede kostnadene øker likevel ikke like mye, siden det da i større grad bygges vindkraft der det blåser mest.

I en egen rapport er det også sett på kostnadene ved ulike former for lagring av strøm, f.eks. i form av pumpekraft, batterier eller trykkammer. Kraftmarkedsmodellene er videreutviklet for å ta hensyn til at bortfall av sol- og vindkraft kan gi akutt knapphet i svært korte tidsperioder. Det er gjennomført et samarbeid med nettselskapet Ringerikskraft for å gjøre et felteksperiment på virkningene av å innføre smarte målere og prising av effekt. Analysene herfra viser at sterke prissignaler i topplastperioder demper etterspørselen og kan bidra til å avlaste nettbelastningen.

I prosjektets siste fase er det gjennomført modellsimuleringer som viser at et betydelig men realistisk innslag av lagring i de europeiske kraftmarkedene kan gjøre det mulig å innfri EUs målsettinger for CO2-utslipp i kraftsektoren.

Oppnådde og potensielle virkninger og effekter - basert på prosjektets resultater
Resultatene fra prosjektet har klar nytteverdi i utforming av norsk og europeisk politikk for en klimanøytral kraftsektor med store investeringer i uregulerbar kraftforsyning samtidig som forsyningssikkerheten blir ivaretatt. Resultatene er også viktige for den vitenskapelige litteraturen ved at det er nyvinninger knyttet til både eksperimentet og modellformuleringer som vil bygges videre på i fagmiljøene nasjonalt og internasjonalt. Prosjektet har styrket samarbeidet mellom juridiske, teknologiske og samfunnsøkonomiske fagmiljø. Endelig er resultatene viktige i videre utforming av våre egne simuleringsmodeller som dermed er bedre rustet for fremtidige analyser.

Publikasjoner

Vitenskapelige tidsskrift

Forfatter(e):Tittel:År:Referanse:Lenke:
Aune, F.R. and R. GolombekAre carbon prices redundant in the 2030 EU climate and energy policy package?2021The Energy Journal 42(3), 233-277[PDF] [DOI]
Bjørnebye, Henrik. Cathrine Hagem, Arne LindOptimal location of renewable power2018Energy 147, 1203-1215[PDF] [DOI]

Frisch Rapport

Forfatter(e):Tittel:År:Referanse:Lenke:
Førsund, F.R.Framework for Optimal Production and Transmission of Electricity2020Nr. 2[PDF]

CREE skrifter

CREE er Oslo Centr for Environmentally friendly Energy, og er et samarbeid mellom Frischsenteret, Økonomisk institutt og Statistisk sentralbyrå. Her legger vi kun ut publikasjoner skrevet av forfatter ved Frischsenteret. Komplett liste finnes på https://www.cree.uio.no/publications/CREE_working_papers/

Forfatter(e):Tittel:År:Referanse:Lenke:
Bjørnebye, Henrik, Cathrine Hagem, Arne LindOptimal location of renewable power2017Nr. 4[PDF]