Alt tyder på at elektrifisering er mest energieffektivt på Utsirahøyden, skriver Johan Berg Pettersen og Christine Hung i Asplan Viak. (Foto: Statoil)

ELEKTRIFISERING AV UTSIRAHØYDEN

«Utsira handler om hva som er mest energieffektivt. Alt peker på at det er elektrifisering»

Kronikk fra Johan Berg Pettersen og Christine Hung i Asplan Viak.

  • Av Johan Berg Pettersen og Christine Hung, seniorrådgivere i Asplan Viak AS

Etter stortingsvedtaket om elektrifisering for Utsirahøyden har det vært mange og ganske høylytte diskusjoner rundt klimautslipp fra en elektrifisering.

Det er tydelig behov for en avklaring av både de viktige og de mindre viktige forutsetningene for klimatiltakseffekten av en elektrifisering.

Vi skal her forsøke å bidra noe til dette med utgangspunkt i våre beregninger slik de er gjengitt i Teknisk Ukeblad tidligere i år.

All Utsira-gass vil bli brent

Før vi går inn i detaljer kan vi slå fast at all gass fra Utsira vil bli brukt til energiformål. Utsirahøyden utvikles samtidig med en forbindelse til det skotske rørledningssystemet SAGE, og all gass som kommer opp av brønnene på Utsira vil bli brukt med eller uten en elektrifisering.

En vurdering for og mot elektrifisering er dermed et spørsmål om energieffektivitet. Gassen bør brukes der det er mest effektivt, enten det er ilandføring og bruk av gassen på land sammen med forsyning fra et landbasert kraftsystem, eller forbrenning av gassen i kraftturbiner på feltet.

Tidsperspektivet er en annen viktig forutsetning. Utsirahøyden dekker flere installasjoner, hver med oppstart planlagt 2015–2020 og produksjon i minst 20 år.

Dette er langt frem i tid og gjør det vanskelig å spå markedet for gass og elkraft. Klimaintensiteten til elforsyningen er viktig, og selv om flere har tilbudt seg å forutsi nettopp denne, er det usikkert hvordan kraftforsyningen vil se ut fremover.

Våre beregninger i TU la til grunn enkle, men gjennomsiktige forutsetninger. Andre har lagt til grunn mer komplekse modeller. Hva som er den beste tilnærmingen kan diskuteres, men det kan ikke skjules at fremtidig kraftmiks er svært usikker. Vi kommer tilbake til dette senere.

Les også: På disse plattformene fyrer de minst for måkene

Offshore turbinteknologi

En rettferdig vurdering må ta utgangspunkt i faktiske forhold. Det er kanskje selvsagt, men allikevel lett å overse at vi må legge til grunn turbinteknologi som er relevant for Utsira.

Det betyr at vi må anta faktiske effektiviteter og ikke ideelle løsninger, noe som ble svært tydelig av mottagelsen til rapporten fra Cicero/Pöyry for Industri Energi.

Christine Hung, seniorrådgiver i Asplan Viak
De antar en urealistisk energieffektivitet på 80 % for offshore gassturbiner, mens erfaring tilsier noe annet. Effektiviteten er under 40 % i gjennomsnitt på dagens installasjoner.

Det finnes norske felt som i dag opererer med gassturbiner med svært lav energieffektivitet, men det finnes også eksempler på det motsatte. Dette er delvis på grunn av gammel teknologi og delvis på grunn av energibehovet på feltet.

En ren gassturbin har en produksjonseffektivitet på i overkant av 40 %, men netto kapasitetsbehov kan variere og gjerne være lavere enn dette. Effektiviteten kan økes opp mot 60 % ved å utnytte eksosvarme i en dampturbin, noe som kun er gjort på enkelte felt i Norge og få steder ellers i verden.

Alt over dette krever et lokalt varmebehov. Felt med stort innslag av gass har liten behov for prosessvarme, og derfor er elektrifisering også i hovedsak et spørsmål ved gassutvinning.

Les også: Test selv: Er elektrifisering et godt klimatiltak?

Elforsyning er mer fleksibel

Johan Berg Pettersen, seniorrådgiver i Asplan Viak Privat
Arealer offshore er en begrenset og svært dyr ressurs, og operatørene er derfor forsiktige med å installere kombinerte gass/dampturbiner. Kombisyklusanlegg krever større plass og fordrer at krav om dette kommer inn tidlig.

Samlet så gjør usikkerhet om teknologivalg og variasjon i produksjonsprosesser det vanskelig å bestemme hvilken effektivitetsgrad som vil gjelde på Utsira. Vi kan anta et økt fokus på energieffektivitet offshore basert på diskusjonene i dag og stadig strengere myndighetskrav.

Moderne anlegg for nye gassfelt kan derfor forventes å ha en effektivitet i sjiktet 40–60 %. Hva som blir den faktiske energieffektiviteten vil variere, avhengig av produksjonen og dermed ikke være konstant gjennom feltets levetid.

Til sammenligning vil en elforsyning fra land gi vesentlig større fleksibilitet, men hva dette betyr i praksis er vanskelig å modellere i forkant av produksjonen.

En annen omdiskutert antagelse som gjelder de tekniske forutsetninger er distribusjonstap for kraftforsyningen fra land. Ledningstapet var det mange som reagerte på i våre beregninger, og det har også vært et tema i diskusjonene som har versert i media.

Likevel, om ledningstapet er 5 eller 10 % har svært liten betydning for det samlede regnskapet. Det er relevant å undersøke hva utbygging og drift av ledningsnettet betyr for klimaregnskapet, men turbineffektiviteter og forventninger om fremtidig kraftforsyning betyr mye mer i denne sammenhengen.

Hvilken kraft forsyner Utsira

For å si noe om hvilket kraftsystem som faktisk forsyner Utsira ved en elektrifisering må vi se en tid fremover. I en slik vurdering er det to tilnærmingsmåter som kan benyttes, der én av disse er vesentlig mer åpen i natur og lettere å formidle.

Mange har valgt å sette opp et sett av eksterne og interne faktorer som påvirker kraftsammensetningen, herunder karbonpriser, energipriser og politiske tiltak som kvoter, og så forsøke å modellere dette med større eller mindre grad av presisjon. Historien tilsier dog at virkeligheten sjelden blir som antatt.

Heller enn å fokusere på små detaljer mener vi det er mer fruktbart å forsøke å se på det store bildet. En elektrifisering vil frigjøre mer gass til land.

Naturgass inngår som en del av klimaløsningen for elektrisitetsforsyningen til EU og dermed også Norge, siden vi i stadig større grad blir del i det europeiske fellesnettet.

Om vi ser stort på det, kan vi da anta at når elektrifisering åpner for mer gass til land, vil det være denne gassen som brukes til å skape landkraften som forsyner Utsira.

Dette forutsetter et åpent marked mellom det norske og skotske elkraftsystemet. Det åpne markedet er en forenkling av dagens situasjon, men nærmere virkeligheten med den nye mellomlandsforbindelsen til England i 2020.

Les også: Spenningen på Sverdrup gjør det umulig å levere strøm til de andre feltene på Utsira

Energimarkeder i Norge og EU

Alternativet til det åpne scenarioet er å anta at gassen som eksporteres fra Utsira inngår i et marked som er atskilt fra vårt norske kraftsystem. Hvilken kraftmiks som da er relevant er vanskeligere å si noe om enn hva gassen brukes til.

Gass i UK og Europa ellers brukes i stor grad til husholdningsformål i tillegg til kraftproduksjon. I store perioder av året er boliger oppvarmet med enten gass eller oljefyr.

Tap i primærfunksjonen vil hentes ved indirekte besparelser i oppvarmingsbehovet, noe som betyr at energieffektiviteten i husholdningene er svært høy. Dette er ikke sant overalt og hele tiden, men stemmer stort sett over året.

Om gassen går til kraftproduksjon, vil dette være enten kombisyklusturbiner med effektivitet på opp mot 60 %, eller kombinerte kraft/varmeverk om det finnes lokal varmeavsetning. Det er rimelig å anta en gjennomsnittlig effektivitet opp mot 60 % for gass som sendes til land, uavhengig av om den brukes i husholdninger eller i et kraftverk.

Kraftdebatter er i Norge ofte grunnlag for skarpe fronter, om det gjelder kabler til utlandet, elbiler, tog eller offshore elektrifisering. Tidligere debatter har vist stor interesse for antagelser om elmiks.

Uavhengig av modell som benyttes til å forutsi denne, er det noen forutsetninger som de fleste er enige om. Vi vet at kraftmiksen i Norden og EU også i fremtiden vil være sammensatt av både fossile og fornybare kilder.

Vi vet også at landene har som målsetning å få en mindre klimaintensiv kraftmiks. Norge og Norden har en ganske ren kraft, og EU vil nærme seg denne frem mot 2030 og videre.

En kompleks kraftforsyningsmodell vil gi et mer detaljert bilde av situasjonen, men vil ikke gi betydelig annerledes konklusjoner.

Energieffektivitet

Hva kan vi så si om klimatiltakseffekten av elektrifisering for Utsira? Det ser ut som en elektrifisering bidrar positivt i så måte. Utnyttelsesgraden er større på land enn offshore, også når vi regner inn distribusjonstap for gass og kraft og infrastrukturutbygging for landkraft.

Distribusjonstap og nødvendig infrastruktur for ilandføring og elektrifisering utjevner noe av forskjellen, men er ikke nok til å endre konklusjonene betydelig.

Klimaregnskapet er helt klart sårbart for hvilken kraftkilde som antas for landkraften. Det er ikke overraskende at tiltakseffekten av elektrifisering er størst om vi antar at landkraften som forsyner Utsira er ren, mens gass som tas til land erstatter skitten kraft. Dette hviler på forutsetningen om at gass og elkraft fungerer i ulike, atskilte energimarkeder.

Utsirahøyden vil produsere i lang tid fremover, i en periode der vi i kraftmarkedet integreres stadig tettere med England og Europa ellers. Det er dermed en mer konsistent tilnærming å legge til grunn at gassen som tas på land brukes til kraftproduksjon.

Da blir det veldig tydelig at spørsmålet om Utsira handler om hva som er mest energieffektivt. Alt peker på at dette er elektrifisering.

Alle tallene er tilgjengelige i en nettbasert kalkulator. Der kan du selv undersøke hvordan ulike forutsetninger påvirker effekten ved en elektrifisering.