#Energi Integrerte energisystemer Smartgrids

Hvor lenge klarer du deg uten strøm?

FORFATTERE: GERD KJØLLE, sintef energi og sigurd kvistad, elvia

 

Med rekordhøye strømpriser, har strøm preget nyhetsbildet i flere måneder. Men hva om vi ikke var garantert at strømmen var tilgjengelig? Kan forsyningssikkerhet; det å være sikker på å få strøm levert, bli viktigere enn prisen?

En høst med rekordhøye strømpriser, har gitt økte kostnader for husholdninger, næringsliv og offentlige institusjoner. Det gjør at flere fått et forhold til hvor mye strøm de faktisk bruker hver dag.

Kvinne setter bakst inn i stekeovnen

Norge er i en unik posisjon i Europa med vår rene og fornybare strøm i hovedsak fra vannkraftverk og noe vindkraft. Mye av debatten om strøm har handlet om pris, magasinfylling og strømkabler til utlandet. Vi tror debatten om strøm kommer til å handle om mye mer i framtida fordi samfunnet skal elektrifiseres. I et fullelektrisk samfunn blir det enda viktigere med forsyningssikkerhet med jevn og forutsigbar levering.

Elektrifisering vil føre til enda høyere strømforbruk

Klarer vi å ha forutsigbar og sikker produksjon og levering av strøm, vil forbrukerne få mer forutsigbare priser. NVE sine analyser, viser at strømprisene kommer til å være høyere og variere mer de neste årene, og da blir forutsigbarhet viktig. Det er viktig for mange poster i et husholdningsbudsjett. For hvis strømmen blir dyr, er det mange ting som blir dyrere. Det er ikke bare forbrukere som må betale mer, det må også alle skoler, aldershjem og kontorbygg. Og blir disse dyrere å drifte, må kommuner og fylkeskommuner øke inntektene eller redusere andre kostnader.

Ifølge NVE, er Norge det eneste nordiske landet som har økt strømforbruket sitt de siste årene. Den største økningen har vært i industrien og det er også der det er forventet at vi får størst vekst fremover. Husholdningers forbruk har endret seg mye de siste tretti årene. Dette skyldes blant annet at vi har blitt flere innbyggere i Norge som bruker flere elektriske apparater og at vi har faset ut bruken av fossile energikilder til oppvarming. Bruken av fossile brensler i husholdningene var over fem ganger høyere i 1990 enn i 2017.

I tillegg har vi hatt god økonomisk vekst som har gjort at vi produserer og etterspør stadig flere varer og tjenester som bruker strøm. Det økte forbruket har gitt få kortsiktige utfordringer for nettselskapene fordi nettsystemet er bygget for god kapasitet. Men selv om det er nok kapasitet totalt, er det noen lokale utfordringer i dagens nett. Forbruket av strøm har kommet på steder vi ikke har forutsett, og belastningen på nettet har vært veldig stor noen steder og mindre enn forventet andre steder slik at det har blitt lokale variasjoner i forsyningssikkerheten.

Fremover forventer vi større variasjoner i forbruk og produksjon, blant annet fra sol og vind. I stedet for å bygge nytt kostbart nett for å dekke kapasitetsbehovet de få timene i året hvor nettet kan bli overbelastet, ønsker nettselskapene å samarbeide med kundene om en bedre utnyttelse av strømnettet.

Hva er forsyningssikkerhet?
Forsyningssikkerheten for elektrisk kraft er kraftsystemets sin evne til å kontinuerlig levere elektrisk kraft av en gitt kvalitet til sluttbruker. Forsyningssikkerheten består av fire hovedelement:
Energisikkerhet: tilgang på nok energi for å produsere elektrisitet
Effektsikkerhet: tilgang til kapasitet i kraftproduksjon, ledningsnett og transformatorer for å dekke effektbehovet
Spenningskvalitet:  kvaliteten på spenningen som leveres til sluttbrukeren
Leveringspålitelighet: kraftsystemets evne til å levere elektrisk energi til sluttbruker

 

Les mer: Forsyningssikkerhet i framtidas fleksible og intelligente nett

De fleste opplever få strømbrudd

Norge bindes sammen av et nett med over 300 000 km med kraftledninger. Dette kraftnettet har en veldig høy leveringspålitelighet, med over 99,98 prosent. Det betyr at vi i snitt opplever å være uten strøm i 2-3 timer i løpet av et år, som er et imponerende tall, tatt i betraktning omfanget av og kompleksiteten i kraftsystemet. Men selv om det høres bra ut med over 99,98 prosent leveringspålitelighet, er det å miste strømmen selv i noen minutter kritisk for noen.

For oss forbrukere, går det som regel fint med noen timer uten strøm. Men for industri som må ha kontinuerlig produksjon, kan et strømbrudd føre til langvarig stans fordi produksjonslinja må startes helt på nytt. Vi har også samfunnskritiske institusjoner som for eksempel sykehus som må ha så høy forsyningssikkerhet at de har nødaggregater i tilfelle strømbrudd.

Tallene fra NVE viser at hver strømkunde opplever 0,3 varslede og to ikke-varslede langvarige strømbrudd over tre minutter hvert år. De aller fleste av oss opplever strømbrudd veldig sjeldent, men vi har utsatte områder med luftnett hvor det er mer vanlig. Der det er oftest strømbrudd, er nettet ikke like sterkt og det er områder som er utsatt for storm, store snøfall eller andre værfenomener. Hvert år fornyer vi deler av strømnettet på grunn av alder og tilstand, men det tar tid å få byttet ut gamle og utsatte luftlinjer. Men når vi gjør oppgraderinger, går vi fra luft til kabel og resultatet blir mer robust drift.

Hva skjer med forsyningssikkerheten fremover?

Vi står foran store klimautfordringer, og må endre energimiksen for å klare å redusere utslipp og påvirkning på miljøet. Samfunnet skal elektrifiseres og gå fra fossil energi til fornybar, det betyr store omlegginger for privatpersoner og industri og det kommer til å kreve endringer i kraftsystemet for at vi skal være sikre på at vi får den strømmen vi har behov for. Vi vil få en helt annen energimiks i framtida med energi fra sol og vind, men det som kanskje vil være den største endringen for sluttbrukerne er at de i mye større grad vil produsere egen kraft fra for eksempel solceller på taket.

Mann monterer solcellepaneler på taket
Egenprodusert strøm er blitt mer tilgjengelig, men den brukes med en gang. De aller fleste er derfor avhengig av leveringssikkerhet fra andre strømkilder i tillegg til det de produserer selv.

Utfordringen med solkraft er at den er mye mer variabel og at den ikke kan reguleres på samme måte som vi gjør med vannkraften. Vannkraft er en mer forutsigbar og regulerbar energikilde, til tross for at vi ikke kan styre hvor mye nedbør som kommer. Med å samle vann i magasiner, kan vi sørge for at vannkraftverkene produserer strøm hele året med den effekten vi ønsker. Når sluttbrukerne blir sin egen strømprodusent, er utfordringen at elektrisiteten må lagres for å kunne utnytte den mest mulig effektivt.

Elvia har ansvar for forsyning av strøm til over 2 millioner mennesker i Innlandet, Viken og Oslo, og flere pluss-kunder – kunder som produserer egen strøm med mulighet for å selge overskuddet tilbake til en kraftleverandør. De fleste bruker opp den strømmen de produserer med en gang og er ikke opptatt av å lagre den strømmen de produserer. Vi tror at det er en trend som ikke er moden nok, men vi har spennende muligheter foran oss hvor forbrukerne for eksempel kan produsere strøm fra solceller og lagre det i el-bilens batteri, som igjen kan levere strøm til huset i perioder med høyt forbruk.

Les mer: Fleksibilitet i strømnettet: Hva er det og hvorfor trenger vi det

Strømnettet blir hardt belastet i korte perioder

Selv om det totale energiforbruket for husholdninger i Norge ikke har økt vesentlig de siste årene, har effekt-toppene økt. Det betyr at vi i løpet av døgnet har perioder hvor vi forbruker mye mer strøm som gir en høy belastning på strømnettet. Det å dimensjonere strømnettet for denne belastningen er både teknologisk utfordrende og kostbart. Det å levere nok strøm med riktig spenning er også en utfordring for de som ønsker å produsere strøm selv. Solkraft utfordrer strømnettet fordi den variable produksjonen av strøm må utlignes slik at det ikke blir problemer verken for nettet eller sluttbrukeren.

Les mer: Derfor lønner det seg å bruke strømmen fra solcellene selv

I et elektrifisert samfunn vil vi ha topper hvor vi både produserer mye og forbruker mye energi. Lading av el-biler er for eksempel effektkrevende, og det vil være vanskelig å få nok effekt fra solcellene på taket på vinteren. Derfor vil de aller fleste være avhengige av å ha en sikkerhet fra det nasjonale strømnettet i tillegg til sin egenproduserte kraft for å være sikre på at de har nok strøm hele tiden.

Elektrisk moped som lades

Nye utfordringer i et elektrifisert samfunn

Kraftsystemet vår skal altså brukes på nye måter i framtida, med nye mønstre i effektflyten. Vi er spesielt spente på hvordan klimaendringer og digitalisering av kraftsystemet vil påvirke vår forsyningssikkerhet.

Elektrifisering er en nøkkel for å bidra til de-karbonisering av samfunnet for å redusere klimaendringer. Men de klimaendringene vi har allerede i dag, er en utfordring for kraftsystemet. Værpåkjenninger eller andre ytre påkjenninger som for eksempel trær som velter over kraftledninger, er de største årsakene til feil og strømbrudd. Med mer ekstremt vær, vil vi risikere flere og mer langvarige strømbrudd. Det må vi både ruste oss for og vi må vite hvordan vi skal håndtere det når det skjer.

Den andre utfordringen for forsyningssikkerhet, er digitaliseringen av kraftsystemet. Digitaliseringen innebærer at to system smelter sammen: strømnettet og datainfrastrukturen. Til sammen blir de det vi kaller et cyberfysisk system. Slike system gjør at cybersikkerhet plutselig blir viktig for å sikre forsyningen fordi et cyberangrep kan stoppe strømleveringen. Det å reparere eller stoppe et cyberangrep krever helt andre ferdigheter enn det å rydde og sette i stand en kraftlinje etter storm og tre-velt. Digital sikkerhet vil bli enda viktigere, også for forsyningssikkerheten. Hvis strømnettet blir hacket og vi ikke får tilgang til de systemene vi bruker for overvåking og styring, kan det fort bli kritisk, derfor må vi ha sikre og alternative løsninger slik at forsyningssikkerheten kan opprettholdes.

Det er positivisme knyttet til elektrifisering av samfunnet som innebærer nytt og mer elektrisk forbruk og mer fornybar kraftproduksjon, men det er kanskje ikke nok forståelse for hva konsekvensene av disse endringene er for kraftsystemet og forsyningssikkerheten. Men utfordringene gir oss også muligheter; med å ta i bruk ny teknologi og bruke mer fleksible løsninger, kan vi opprettholde høy forsyningssikkerhet også i framtida.

0 kommentarer på “Hvor lenge klarer du deg uten strøm?

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *