Seksjonen Fra forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Forskningsrådet, Sintef, NTNU, Cicero, Universitetet i Oslo, Universitetet i Tromsø, Universitetet i Sørøst-Norge og NMBU.

SPATUS – fornybar energi

Kraftkablene ut av Norge kan også gi lavere strømpris på sikt

Modellene bak R-tallet var et viktig verktøy under pandemien. Matematiske modeller kan bli like avgjørende for investeringer i fornybar energi.

Førsteamanuensis Marianne Zeyringer (tv.) og professor Fred Espen Benth (th.) med miniatyrvindmøller.
Førsteamanuensis Marianne Zeyringer (tv.) og professor Fred Espen Benth (th.) med miniatyrvindmøller. (Foto: Elina Melteig, titan.uio.no)

Modellene bak R-tallet var et viktig verktøy under pandemien. Matematiske modeller kan bli like avgjørende for investeringer i fornybar energi.

  • fra forskning

Forskere ved Universitetet i Oslo skal lage en modell for kraftbehov og klima. På samme måte som de avanserte modellene over sykdomsspredning har vært et viktig verktøy under pandemien, kan dette bli et viktig verktøy for politikere som skal avgjøre hvor mye og hva slags fornybare energikilder fellesskapet skal investere i. Modellen skal ta for seg alt fra teknologiutvikling, vær og klima, samt sosiale faktorer og en god dose usikkerhet i ett. Prosjektet SPATUS tar sikte på å lage modeller som kan si noe om hva strømbehovet er, og hvordan det kan dekkes. 

Ingen er tjent med å gjøre store naturinngrep for å skaffe kraft som ikke blir brukt. Hvis klimaet endrer seg og det bygges ut vannkraft i et område som viser seg å bli tørt med årene har vi gjort en dårlig investering.

Klimaendringer som prisjoker

En varm og tørr sommer er kanskje idyllisk på bildet, men svir godt når strømprisene går opp med synkende høsttemperatur. I Europa kan høyere utetemperatur om sommeren føre til at det er nødvendig å bruke mer strøm til nedkjøling. Samtidig vil kanskje mildere vintertemperaturer i Norge ha motsatt effekt. Når forskerne skal se på fremtidens strømforbruk er «vær-år» et viktig begrep. Da ser de på hva slags vær vi kan forvente å få ulike steder, og hva det har å si for energibruk. Noen steder vil endrede vær-år føre til mer kraftproduksjon, mens andre steder vil man kanskje bruke mer strøm. 

— Vi prøver å sette et tall på usikkerheten med tanke på hva som er mulig, og hva som er sannsynlig av ulike scenarioer, forklarer førsteamanuensis Marianne Zeyringer ved Institutt for energisystemer. Hvor mye fornybar energi trenger vi å installere for å dekke kraftbehovet? 

EU, forbruk, klima, og økte strømpriser

Dette året har det kommet to nye kabler som knytter oss tettere opp til Europa: én til England (North Sea Link) og én til Tyskland (NorLink). Dyr strøm i Norge denne sommeren og høsten skyldes blant annet høye CO2-avgifter på kull i Europa, mener forskerne. 

Dette er en ønsket trend og en del av det grønne skiftet, men føles kanskje urettferdig i Norge. Målet med kablene var å tjene penger på norsk, ren, kraft ettersom prisene på strøm i Europa er jevnt over høyere – særlig om sommeren. 

En annen trend som har ført til høye priser er vårt eget forbruk. 

— Strømprisene går opp i Norge fordi etterspørselen etter strøm har gått opp. Befolkningstallene har økt, og elektrifisering av biler og oljeplattformene våre gjør at dette driver prisene opp, forklarer professor i matematikk, Fred Espen Benth. 

En tredje prisdrivende effekt er klimaet: Lite snø i fjellet og en tørr sesong fører til at det ikke er så mye vann i magasinene. Klimaendringer er en joker på kraftbørsen, men forskerne har likevel noen prognoser om hvordan dette kan spille inn på det norske strømmarkedet. Selv om mange er forarget over kraftkablene som fører strømmen ut av landet, kan strømmen gå begge veier.

Les også

Kraftkabelen til Europa kan være en fordel

På 70- og 80-tallet var det ikke uvanlig med en «black out». Det var en strømstans som skyldes stor etterspørsel etter strøm i samme tidsrom. Når «alle» skulle steke julemiddagen samtidig på en kald desemberdag kunne strømnettet fort bli overbelastet. Denne typen hendelser er det ønskelig å unngå, men dersom all strømmen er fornybar og fra samme kilde kan vi fort få et problem: Hva skjer hvis det ikke blåser? Eller hvis det har vært en tørr sommer med tapping av vannmagasin slik som denne? Kalde vinterdager, når vi trenger strømmen mest i Norge, er heller ikke helt gunstig. 

Dette er noe av grunnen til at det er nødvendig å kobles til det europeiske markedet. 

— Det vil alltid blåse et eller annet sted, sier Benth. 

En utveksling av kraft kan derfor være en viktig sikkerhet. På sikt trenger det ikke å bety høye priser, selv om det har vært den kortsiktige konsekvensen. 

— Vi kan ikke vite sikkert at prisene går opp. Tyskland har allerede gjort en omfattende omveltning til grønnere energi. Det har ført til at de enkelte dager med for eksempel mye vind, har negative strømpriser. Dette er veldig bra for forbrukerne. Dette skjer når det blir produsert mer strøm enn det brukes, foklarer Benth.

Zeyringer mener at fornybar energi trolig vil føre til rimeligere strøm i fremtiden: — På lang sikt, hvis man tar høyde for dagens marked, så er vind- og solenergi billig, og det gjør at det er sannsynlig at prisene går ned i fremtiden, sier Zeyringer.

Strømsparing er ikke bare å skru av lyset

Å være en nøysom strømkunde vil alltid lønne seg, men det er flere måter å spare på strømmen. Etter hvert som batteriteknologien blir bedre er det mulig å tenke seg at batteriet kan lades når strømmen er billig og enten brukes eller selges tilbake til markedet når strømmen er dyr. Slike mekanismer tror forskerne at det kan bli flere av i fremtiden. Allerede nå har det blitt vanlig å sitte på en stor strømkapasitet. 

— Vi har allerede noen store batterier, jevnt distribuert i Norge, forklarer professor Benth. Alle elbiler har et stort batteri som vi kunne benyttet hvis vi kunne føre strømmen motsatt vei. Det vanskeligste blir sannsynligvis å overbevise eierne om at dette er en fornuftig kraftmodel. Matematisk ville dette være et svært komplekst regnestykke, men de sosiale og programmeringstekniske utfordringene er enda verre! 

Når forskerne skal se på fremtidens kraftmarked er derfor ekstremt viktig å ta forbrukeratferd med som en del av bildet. 

— Det er flere usikkerheter i modellene: teknologiske usikkerheter, slik som hvor fort vi får ny teknologi, klimausikkerheter, og sosiale usikkerheter. Det siste handler om hva vi er villige til å akseptere. Hvor radikale endringer er folk villige til å godta? Og vil folk for eksempel frivillig gå over til mer klimavennlige teknologier selv om de er dyrere, spør Zeyringer. 

Et eksempel på en endring er at noen kunder får billigere strøm mot at de unngår å bruke strøm i de mest attraktive periodene. Det betyr at man må belage seg på å dusje, lage mat og vaske klær når det er få som gjør det. På denne måten kan man også bidra til å redusere prisen, men også redusere belastningen på strømnettet. 

Les også

Batterier som buffer

Et av de viktigste bidragene til sikkerhet i overgangen til grønn energi er batterier. For at det skal være mulig å lagre vind- eller solkraft er det nødvendig å ha tilgang til stor batterikapasitet. Det er flere utfordringer på veien mot en slik form for strømsparing. Et av dem er at det ikke finnes noen slike produksjonsfasiliteter i Norge i dag. 

— I tillegg må man se på helheten og ta med mineraler, menneskerettighetene til de som utvinner dem, og miljøproblemer knyttet til dette, forklarer Zeyringer. 

Selv om utgangspunktet for større batterier er en oppskalering av teknologien vi allerede har, kan det også være ønskelig å se på andre muligheter. Kanskje vil teknologien gjøre det mulig å finne batterier som ikke har den samme mineral-utfordringen. Hydrogen har også vært en mulighet som mange har fått øynene opp for de siste årene. Zeyringer leder et tverrfaglig forskningsprosjekt som tar for seg batterienes rolle i overgangen til mer fornybar energi. Les mer om EMPOWER her.

På sikt er det ønskelig at batteriene blir bærekraftige også når det gjelder samfunnsmessige og sosiale spørsmål. Vannmagasinene har på mange måter vært Norges batteri med tanke på lagring av energi til vi trenger den. Med overgangen til andre fornybare energikilder som vind eller sol er det behov for å lagre store mengder kraft på andre måter. Med dette prosjektet håper forskerne å finne bærekraftige løsninger for energilagring med tanke på overgangen til flere typer fornybar energi.

Artikkelen ble først publisert på titan.uio.no.

Les også

Kommentarer (206)

Kommentarer (206)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå