Veien til et smartere strømnett

Skrevet av: Gerd Kjølle, Susanne Sandell, Oddbjørn Gjerde, Maren Istad og Magnus Korpås

For å nå klimamålene i 2030 og 2050 er elektrifisering av samfunnet nødvendig. Til dette kreves det økt kapasitet i strømnettet, men hvordan får vi til det?

FME CINELDI har laget en strategi og et veikart som viser hvordan vi skal få til overgangen til et fleksibelt og intelligent strømnett.

Store endringer i tiden fremover

Norge står overfor en formidabel oppgave med å tilpasse infrastrukturen til et stadig økende energibehov, der det forventes at strømforbruket vil stige fra dagens 140 TWh til 220 TWh innen 2050, ifølge Statnett.

For å nå målene for elektrifisering og klimanøytralitet, er det avgjørende at vi utnytter dagens nett bedre, og samtidig legger til rette for mer nettbygging. Denne transformasjonen krever imidlertid langt mer enn å trekke nye kabler og bygge flere transformatorstasjoner – den krever en digitalisering av strømnettet og en digital transformasjon i hele bransjen.

30 aktører fra hele nettbransjen har jobbet sammen i CINELDI, et forskningssenter for miljøvennlig energi (FME), for å utvikle fremtidens smarte strømnett. Resultatene fra åtte år med forskning, utvikling og pilotering har endt i en strategi og et veikart som gir et grunnlag for å navigere i komplekse problemstillinger som gjelder transisjonen av kraftsystemet.

Dersom nettselskap, teknologileverandører, myndigheter, forskere og andre i bransjen samarbeider om tiltakene i veikartet og tar sin del av ansvaret, er det mulig å få til et intelligent og fleksibelt strømnett.

Digitalisering og automatisering – hjørnesteiner i fremtidens strømnett

Fremtidens drift av strømnettet blir mer kompleks enn i dag. Kraftproduksjonen vil i økende grad være preget av distribuert og variabel fornybar energi som sol og vind. Kraftetterspørselen vil øke som følge av elektrifisering av både transport og industri. For å håndtere kompleksiteten er driftssentralene avhengige av digitale løsninger som gir sanntidsinformasjon som beslutningsunderlag for å ta i bruk mer aktive tiltak i driften. På sikt vil styringen av kraftflyten i nettet også automatiseres.

Resultater fra CINELDI viser hvordan mer data fra nettet, kombinert med avanserte driftssystemer, kan øke utnyttelsen av nettet og reagere raskere på feil. Inntil nettselskapene får bygget mer nett, kan de håndtere driftsrisikoen på en bedre måte ved å bruke AMS-data fra sluttkundene til å få bedre oversikt over faktisk forbruk, i tillegg til å overvåke den reelle belastningen på kraftledningene. Et annet resultat fra CINELDI viser hvordan nettselskap kan sørge for feilretting gjennom automatiske omkoblinger, også kalt selvhelende nett.

Det finnes allerede sensorteknologi som f.eks smarte strømmålere (AMS) og sensorer som måler den faktiske kapasiteten i luftlinjer (dette kalles også dynamisk linjekapasitet eller dynamic line rating (DLR)), men det er utfordrende å integrere dette i nettselskapenes systemer og sikre at dataene blir brukt på riktig måte. Her er standardisering og interoperabilitet nøkkelord. De dataene som samles inn ett sted i nettet må kunne utveksles med tilgrensende eller overliggende nett slik at nettselskapene har det samme beslutningsunderlaget.

Fleksibilitet gir raskere nettilknytning

Fleksibilitet må tas i bruk for raskt å kunne tilknytte så mye forbruk og ny produksjon som mulig med en risiko som er akseptabel både for nettselskap og for nettkundene. Nettutbygging, spesielt på høyere nettnivå, kan ta årevis. Etterspørselen etter elektrisk effekt er høyere enn dagens nettkapasitet. Fleksible løsninger, som styring av sluttbrukernes forbruk gjennom eksempelvis å styre elbil-ladere, og økt bruk av energilagring, kan gi nettselskapene mulighet til å knytte til nye nettkunder mens de venter på utbygging av mer kapasitet. Å utnytte det nettet som allerede finnes på best mulig måte er også viktig for å minimere beslaglegging av arealer og naturinngrep.

Elektrifisering utfordrer forsyningssikkerheten

Norge har i dag svært høy forsyningssikkerhet for elektrisk kraft, men forskningen i CINELDI viser at det kommer endringer som vil utfordre forsyningssikkerheten. Forsyningssikkerheten utfordres nemlig av ekstremvær, cybertrusler, økte driftspåkjenninger og økt kompleksitet i kraftsystemet og må håndteres på nye måter i fremtiden. Vi har identifisert nye problemstillinger og forskningsbehov knyttet til fremtidens strømnett, og vi ser at digitalisering og fleksibilitet både utfordrer og gir nye muligheter for hvordan forsyningssikkerhet best skal håndteres.

Bransjen trenger et tett samarbeid for å lykkes med tiltakene i veikartene.

Tettere samarbeid er nøkkelen

Gjennom en omfattende strategiprosess der hele konsortiet har vært involvert, har CINELDI laget en strategi og et veikart som viser hva hele bransjen må ta tak i for å lykkes med overgangen til et fleksibelt og intelligent strømnett. Vi må bort fra både fragmentert tilnærming og silotenking; det er helt avgjørende at nettselskaper, teknologileverandører, forskningsinstitusjoner og myndigheter og andre i bransjen jobber tett sammen. Data- og modellstandarder, verdikjeder for fleksibilitet og en risikobasert tankegang knyttet til planlegging og drift av nettet må utvikles. Vi trenger også å utvikle regulatoriske rammeverk som sikrer at fleksibilitet og risikobasert drift tas i bruk, og at det blir lønnsomt for nettbransjen å digitalisere strømnettet og den øvrige virksomheten. Uten et tettere samarbeid i nettbransjen vil Norge trolig ikke lykkes med sine elektrifiseringsmål, som er avgjørende for å nå klimamålene.