Nettutviklingsstrategiar: Verdien og risikoen ved å «vente og sjå»

Nettselskap over heile landet har dei siste åra vore under press for å tilknytte nytt elektrisitetsforbruk som kjem bl.a. på grunn av elektrifisering av transport og industrielle prosessar. Det er venta at etterspørselen etter nettkapasitet for nytt forbruk aukar kraftig også dei neste åra og tiåra. Men det er fleire moglege scenario og stor usikkerheit i kor stor denne auka kjem til å bli.

• Les også: «Når er straumnettet fullt?»

I forskingssenteret CINELDI med samarbeidsprosjekt har vi nyleg publisert artikkelen «Methodology for Evaluating Grid Development Strategies Considering Real Options and Risks» der vi vi ville – på ein så enkel måte vi kunne – illustrere to hovudpoeng:

• Realopsjonstankegang – altså det å byggje inn fleksibilitet i planane til å mellom anna kunne å utsetje investeringsbeslutningar – er nyttig for å handtere langsiktig usikkerheit i nettplanlegginga.
• Når du utset nettinvesteringsbeslutningar eksponerer du deg for høgare risiko, og nettplanleggarar må balansere desse risikoane mot verdien til realopsjonane

Mange nettplanleggarar tenker på realopsjonar utan å nødvendigvis vere klar over det. Omgrepet har fått meir merksemd gjennom Straumnettutvalet sin rapport «Nett i tide» og har også fått eit eige kapittel i NVE sin ferske rettleiar for samfunnsøkonomiske analyser av nettiltak.

For å utforske og illustrere realopsjonstankegang – og vi seier meir om kva vi legg i det om litt – bygde vi vidare på ein case-studie vi nyleg har gjort på CINELDI-referansenettet. Dette er ein modell for eit norsk representativt høgspenning-distribusjonsnett, og i datasettet vi har publisert for nettet fylgjer det med fleire scenario for forbruksauke over tiårsperioden 2021–2030.  Vi antek her at vi er sikre på at det kjem tre nye lastar (forbrukspunkt) i nettet t.o.m. 2025. Analysar av nettet viser at ein da vil få problem med for låge spenningar i delar av nettet i deler av året, dersom ein ikkje set inn tiltak. I åra etter 2025 er det venta at det kan kome to nye lastar til, men dette er ikkje sikkert. Usikkerheita i lastutvikling kan skildrast som at ein har to moglege scenario: lastauke og laststagnasjon. Lastscenarioa er illustrert i figuren nedanfor.

Vala nettselskapet står overfor i dette stiliserte eksempelet kan illustrerast prinsipielt med beslutningstreet i figuren nedanfor. I eit fyrste beslutningspunkt før 2025 kan nettselskapet velje å investere i forsterking av nettet (eit tradisjonelt eller «passivt» tiltak), eller det kan velje å bruke såkalla aktive tiltak (eller driftstiltak) for å utsetje nettinvesteringsbeslutninga. Kor bra kvart av vala er avheng av kva lastscenario som blir realisert. Vi antek at dette blir klart i 2027, og at nettselskapet da veit med sikkerheit korleis lastutviklinga vil fortsetje dei påfylgjande åra. Om det er laststagnasjon-scenarioet som blir realisert kan nettselskapet velje å drifte nettet vidare med aktive tiltak og unngå nettinvestering; men dersom det allereie har investert i nytt nett og den forventa lastauka ikkje kjem risikerer dei å ha overinvestert i nett (eller på engelsk: «stranded assets»).

Noko av det vi legg i realopsjonstankegang er at ein tenker på val av strategiar heller enn dei individuelle beslutningane om nettinvesteringar. Det vi samanliknar i casen er derfor to ulike nettutviklingsstrategiar: Som samanlikningsgrunnlag («benchmark») vel vi ein enkel strategi der nettselskapet ynskjer å forsterke nettet så fort behovet melder seg og med slik kapasitet at ein er sikker på å handtere den forventa lastauka dei neste ti åra. Sidan strategien berre baserer seg på tradisjonelle nettinvesteringstiltak bruker vi som ei forkorting merkelappen nett på denne strategien. Dette samanliknar vi med ein strategi med bruk av aktive tiltak for å utsetje beslutninga om ein må forsterke nettet eller ikkje, og på denne strategien set vi merkelappen aktive tiltak og nett. Dei to strategiane er illustrert i figuren nedanfor. Her ser ein forskjellen i nettutviklingsløysinga desse strategiane gjev i dei åra til og med 2026 mens det er usikkert for nettselskapet kva lastscenario som blir realisert.

Realopsjonen i dette eksempelet ligg i at dersom nettselskapet vel strategien aktive tiltak og nett, og ikkje investerer i nettforsterking 2025, så vil dei behalde moglegheita (opsjonen) til å velje om dei vil investere (eller ikkje) seinare (etter 2026). Dersom dei bygger ut nettet allereie i 2025 så er valet gjort og kan ikkje reverserast.

Kva nettutviklingsløysing ein ender opp med er eit resultat av kva strategi ein har valt for nettutviklinga kombinert med kva last-scenario som blir realisert. Eller enkelt oppsummert: Nettutviklingsløysing = nettutviklingsstrategi + scenario. At strategien aktive tiltak og nett gjev ein realopsjon inneber at løysinga kan modifiserast undervegs, og nettselskapet kan tilpasse seg oppdatert informasjon om lastutviklinga. Slik stegvis utvikling er ikkje mogleg med den enkle passiv-strategien vi har samanlikna den med.

For å realisere verdien av aktive tiltak og fleksibilitet må nettselskapet ta noko større risiko. I arbeidet vårt kvantifiserte vi både verdien av realopsjonen (å kunne «vente og sjå») og den auka risikoen nettselskapet er utsett for med denne strategien. Meir konkret er det snakk om risikoen for driftsproblem i åra nettet driftast med aktive tiltak og utan å ha forsterka nettet. Metodikken er ei vidareutvikling av tidlegare arbeid som vi har skrive om i blogg-innlegget «Hvordan kan nettplanleggingen ta hensyn til lokale energisamfunn?».

I denne casen med CINELDI-referansenettet er driftsproblema låge spenningar i nokre timar i året. Men vi arbeider nå med å generalisere metodikken til andre problem, slik som risiko for avbrot på grunn av utilstrekkeleg reservekapasitet ved feil i nettet. Resultata for casen er oppsummert i figuren nedanfor, der x-aksen viser dei forventa fordelane av nettutviklingsstrategiane, altså realopsjon-verdien. Ulempa eller risikoen med strategiane er kvantifisert langs y-aksen.

Strategien «Nett» er her ein risikoavers strategi på den måten at nettselskapet investerer i nett for å vere sikre på å unngå driftsproblem. Strategien «Aktive tiltak» inneber at nettselskapet satsar på å greie seg med berre aktive tiltak, og det er ein risikosøkande strategi som inneber fleire timar med driftsproblem om ein ender opp med at lastauka fortset. Figuren illustrerer kva beslutningsunderlag nettselskap kan bruke når dei vel nettutviklingstrategi og må vege fordelane til strategiar (realopsjonar) mot ulempene (risiko).

Det er eit generelt prinsipp at verdien av realopsjonar aukar med aukande usikkerheit: Når framtida er usikker har det større verdi å kunne vente til ein veit meir før ein bestemmer seg. Vi har kvantifisert korleis verdien av fleksibilitet avheng av usikkerheita i lastutviklinga aukar for casen vår. Figuren nedanfor illustrerer poenget med at opsjonsverdien ved å bruke aktive tiltak og å «vente og sjå» (langs y-aksen) aukar når lastauka blir meir usikker (mot høgre). Usikkerheita langs x-aksen er her målt ved standardavviket til sannsynsfordelinga for lastscenario: Heilt til venstre tek ein ikkje omsyn til usikkerheita og reknar det som sikkert at lastauka fortset; heilt til høgre antek ein at det er like truleg at ein får lastauke som at ein får laststagnasjon.

Denne enkle casen kan også brukast til å peike på nokre verknadar og effektar som vi ikkje har inkludert, men som vi vil utforske i fortsetjinga: I eit høgspenning-distribusjonsnett går det relativt fort å bygge nytt nett, mens for regionalt distribusjonsnett går det fleire år frå ein bestemmer seg til nettet er utbygd. Det gjer at ein vil vere eksponert for risiko i fleire år dersom ein utset nettinvesteringar for lenge. Men for høgare nettnivå vil også investeringskostnadane og dermed den potensielle fordelen ved realopsjonstankegang også vere større. På den andre sida er det potensielle fordelar ved å bygge nett tidleg – og før behovet er sikkert – som ikkje blir kvantifisert i denne casen: Proaktiv nettutbygging kan gjere at nytt forbruk kan tilknytast raskare og kan unngå at etterspørselen etter nettkapasitet forsvinn som fylgje av forseinka nettutvikling. Dette er fordelar og ulemper ved ulike nettutviklingsstrategiar som vi ynskjer å talfeste i framtidig arbeid.