Industrifleksibilitet: Et kraftgrep for billigere strømregning og fremtidens kraftnett

Strømnettet er under press, og lang ventetid for tilknytning hindrer elektrifisering og videre vekst i norsk industri. Ved å utnytte fleksibiliteten i industrien bedre kan vi frigjøre kapasitet i nettet, tilknytte flere bedrifter raskere, flytte strømforbruk fra dyre til billige timer og samtidig støtte avkarbonisering og verdiskaping. Ikke nok med det – det er også en løsning som sparer inngrep i naturen fra ny nettutbygging.

For at industrien skal kunne bidra effektivt med fleksibilitet, trengs blant annet teknologiutvikling, nye forretningsmodeller og økonomiske ordninger som gjør fleksibilitet lønnsomt. Vi i SINTEF Energi jobber aktivt med å finne løsninger som kan gjøre dette mulig. Nå ønsker vi kontakt med industriaktører, nettselskap og myndigheter som vil være med på å utvikle fremtidens fleksible energisystem. 

Interessert? Les videre og bli med på diskusjonen! 

Slik kan industrien løse opp i nettkøen og få billigere strømregning

Strømnettet er under press fra kombinasjonen av økende elektrisitetsforbruk og økende variabel fornybar kraftproduksjon. Vi opplever nå stor variasjon i strømprisene på kort tid, noe mange analyser viser at vil vedvare fremover. I perioder kan dette også gi vedvarende høye priser, mens andre perioder har tilsvarende lave priser.

For å sikre konkurransekraften til en utslippsfri norsk industrisektor, er tilgangen til rimelig fornybar kraft helt avgjørende. Elektrifisering er det aller viktigste tiltaket for å redusere industriens utslipp, noe som i tillegg til tilgang til lave og stabile kraftpriser også krever tilgang til strømnettet.  

Når ventetiden for tilknytning til strømnettet blir så lang at flere industriaktører velger å legge elektrifiseringsplaner på is, eller flagge ut til andre land eller regioner, er tilgangen til strøm i realiteten blitt en stopper for både avkarbonisering og verdiskaping.

For å redusere det totale forbruket er energieffektivisering det aller viktigste, men i tillegg må vi utnytte det eksisterende strømnettet bedre ved å flytte forbruk til perioder med lavere belastning i nettet. Kan fleksibilitet hos industrien selv være løsningen på nettopp denne utfordringen? 

I en nylig publisert studie har vi, sammen med professor Magnus Korpås på NTNU, undersøkt potensialet som ligger i fleksibiliteten i ulike industriprosesser for å avlaste strømnettet i de mest kritiske timene i året.

• Dette arbeidet er gjort i samarbeid med forskningssentrene CINELDI og HighEFF, og forskningsprosjektet FINE. 

Strømnettet må dimensjoneres for å håndtere timene i året med høyest elektrisitetsforbruk (effekt), såkalt topplast, mens det ofte er mye tilgjengelig kapasitet i de resterende timene i året. Ettersom strømnettet er kritisk for samfunnssikkerhet er det i tillegg lagt inn sikkerhetsmarginer som skal gjøre nettet i stand til å håndtere utfall av noen viktige enkeltkomponenter (eksempelvis N-1 kriterier).  

Ved å redusere forbruket i timene med høyest last er det derfor mulig å frigjøre plass i strømnettet, slik at man kan tillate raskere tilknytning av nytt forbruk, og utnytte den ledige kapasiteten bedre.

Case: Grenland 

Vi har undersøkt potensialet i Norges største industriområde, Grenland, og funnet at topplast i transmisjonsnettet kan reduseres med mellom 4% og 14%, avhengig av hvilke industriprosesser som inkluderes. Dette tilsvarer en frigjort kapasitet på 80-340 MW. 

Denne kapasiteten dekker effektbehovet til mellom 10 000 og 50 000 boliger på en kald vinterdag – nesten like mye som det totale behovet til de 58 000 boligene i Grenland. Dette er kapasitet som kunne vært frigjort til nye elektrifiseringstiltak, enten til omstilling av transport, omstilling av industri, eller til helt nye industrietableringer. 

Studien viser at det er mulig å redusere belastningen på nettet med opptil 340 MW. En stor del av energibruken i industrisektoren går til å produsere varme, noe som tradisjonelt gjøres med fossile kilder. Ved å elektrifisere disse varmeprosessene, eksempelvis ved hjelp av elkjeler, kan store utslippskutt oppnås raskt.

Som et eksempel kunne den frigjorte kapasiteten på 340 MW redusere utslipp fra forbrenning av naturgass tilsvarende rundt en halv million tonn CO₂ årlig ved en overgang til elkjeler, noe som utgjør omtrent 1% av Norges totale utslipp av CO₂.

Selv om så store varmebehov fra elkjeler neppe finnes i Grenland, illustrerer det potensialet ved å utnytte all tilgjengelig kapasitet i strømnettet for omstilling av fossil energibruk. Ved å erstatte elkjeler med høytemperatur varmepumper ville enda mer kapasitet kunne frigjøres.  

Effektivt og naturvennlig alternativ 

I den samme studien sammenlignes kostnaden for industriell fleksibilitet med kostnaden ved å bruke batterier for å avlaste nettet i disse timene eller å øke kapasiteten til strømnettet ved å bygge det ut.  

Resultatene viser at kostnaden er mange ganger lavere enn ved bruk av batterier, mens det er omtrent samme kostnad ved å bruke industriens fleksibilitet som å bygge ut nettkapasiteten. Industrifleksibilitet kan dermed være en svært viktig, og kostnadseffektiv, måte å frigjøre kapasitet mens man bygger ut et sterkere strømnett.  

Fleksibiliteten har også en fordel fordi det kan redusere behovet for nettutbygginger som fører til inngrep i naturen. Å redusere behovet for nye nettinvesteringer kan minske presset på naturressurser og arealbruk som allerede er høyt i den grønne omstillingen. I tillegg er ledetidene for utbygging av strømnettet svært lange, noe som bremser takten på det grønne skiftet. 

Denne studien viser at fleksibilitet i strømforbruket kan utnytte eksisterende nettkapasitet bedre, noe som utsetter, eller reduserer behovet for, nye nettutbygginger. I tillegg til å kutte CO₂-utslipp fra industrien gjennom elektrifisering, kan mer fleksible industriprosesser dermed også bidra til en mer naturvennlig og konfliktfri energiomstilling. 

• InterPlay skal jobbe for en helhetlig og langsiktig planlegging av energisystemet slik at det blir mulig både å nå klimamålene og målene om bevaring av natur og artsmangfold. Senteret har oppstart i januar 2025. 

Fem utfordringer som må løses 

Selv om det tekniske potensialet er stort, er det flere utfordringer knyttet til å utløse denne fleksibiliteten. For å lykkes må man ta hensyn til: 

• Teknologiutvikling 
• Økonomi  
• Forsyningssikkerhet  
• Regulatoriske utfordringer 
• Nye forretningsmodeller 

Teknologiutvikling kreves både for å redusere energibruken hos industrisektoren (energieffektivisering), samtidig som ny teknologi i større grad har potensiale for å drive fleksibelt. Fleksibel drift av store kraftkrevende prosesser påfører utstyret nye belastninger som man ikke tidligere har mye erfaring med, og her kreves det samarbeid mellom både industrien, utstyrsleverandører og forskere for å utvikle ny og nødvendig teknologi. 

Økonomisk kan det ha store negative konsekvenser for industriaktørene å redusere sitt forbruk, selv om det bare gjelder noen timer. Men ettersom den samfunnsmessige nytteverdien er svært stor, vil det kunne være økonomisk lønnsomt for samfunnet å finne insentiver som tilrettelegger for slik fleksibilitet, spesielt gjennom å tilrettelegge for investeringer i fleksible prosesser.  

Forsyningssikkerheten, dvs. påliteligheten til strømnettet er i Norge svært høy. Ved å knytte til mer forbruk og øke belastningen og utnyttelsesgraden av nettet vil denne påliteligheten utfordres. Det er derfor også viktig å finne måter å ivareta påliteligheten i energisystemet, samt sikre at fleksibiliteten faktisk utløses i de timene hvor det er kritisk høy belastning.  

Regulatorisk sett er flere løsninger i dag mulige, slik som fleksibilitetsmarkeder eller alternative tilknytningsavtaler. Likevel vil en tydelig regulering som foreslår mer konkrete løsninger på utfordringene gjøre at nettselskapene enklere får anledning til å kunne gi insentiver og utnytte fleksibilitet lokalt i de områdene hvor det er utfordringer med kapasitet i noen få timer i året. Ettersom nettselskap driver som monopolvirksomheter er de underlagt strenge reguleringer som kan komplisere slike lokale ordninger. 

Det kan være helt ulike insentiver som kreves på ulike steder og i ulike industrier. Mens enkelte områder har svært lokale problemer, kan andre områder ha utfordringer høyere oppe i sentralnettet, noe som krever aggregering av flere store laster og aktører.

Ulike industrier har ulike prosesser. Mens noen har anledning til å redusere last på svært kort varsel, for igjen å komme tilbake til normal produksjon raskt, trenger andre forvarsel flere timer, dager eller uker i forkant. Korte reduksjoner kan derfor hos noen industrityper gi lav kostnad, mens hos andre har det høy kostnad.

For lengre tids reduksjon kan situasjonen være motsatt. Inngående kjennskap til disse prosessegenskapene er helt kritisk for å kunne utvikle nye forretningsmodeller som gir samfunnsøkonomisk effekt. Samtidig vil det kreves nye forretningsmodeller som muliggjør at en ikke-fleksibel aktør kan utnytte fleksibiliteten hos naboen på en måte som gir verdi for begge parter. 

Det meste av fleksibiliteten er ikke utnyttet – ta kontakt! 

Selv om fleksibilitet hos enkelte industriaktører har blitt utnyttet i reservemarkeder i mange tiår, er det aller meste av fleksibiliteten ikke utnyttet. Det finnes heller ingen god oversikt over hverken det totale potensialet for fleksibilitet, eller hvor denne vil være mest nyttig å hente ut. I tillegg trengs det mer kunnskap om hva som skal til for at industriaktørene skal se verdi i å levere fleksibilitetstjenester, og hvordan dette sammenfaller med nettselskapenes interesser.  

Jobber du i industrien, energiselskap eller i forvaltning? Mine kolleger og jeg jobber videre med denne tematikken, og vil svært gjerne høre fra deg dersom du vil vite mer om arbeidet, eller har noen tanker eller ideer rundt hva som kunne øke utnyttelsen av industriens fleksibilitet. Ta kontakt!