Norge som Europas grønne batteri : En teoretisk analyse av vann og vind som løsningen på Europas klimautfordringer

Abstract

Verdens klimautfordringer har ført til et behov for å redusere utslipp av klimafiendtlige gasser, og øke produksjonen av fornybar energi. Dette har ført til at store europeiske nasjoner som Storbritannia og Tyskland nå ønsker å fase ut sin konvensjonelle kraftproduksjon og erstatte denne med vindkraft. Problemet med dette er at vindkraft produseres når det blåser, mens etterspørselen ikke tar hensyn til dette. Dermed vil storstilt vindkraftutbygging på kontinentet kreve et «batteri» som kan lagre overskuddsenergien i perioder med mye kraft, for deretter å produsere ekstra kraft i perioder med lite vind. Norge kan potensielt ta på seg denne oppgaven som Europas grønne batteri. Ved bruk av vannkraftmagasiner, med eller uten pumpekraft kan magasinene brukes til å spare vann i perioder med mye vind, for deretter å produsere ekstra kraft i perioder med lite vind. Pumpekraft vil fungere som en forsterkning av denne prosessen der ytterligere vann kan pumpes opp i magasinet i perioder med mye vind.

Spørsmålet er hvilke konsekvenser dette vil få for det norske kraftmarkedet, samt hvilke hindringer som må overstiges for at dette skal la seg realisere. Gjennom en partiell likevektsmodell basert på Førsund (2007) og Førsund og Hjalmarsson (2010) har jeg analysert effektene på det norske kraftmarkedet i to faser. I fase 1 opptrer Norge som grønt batteri uten bruk av pumpekraft. Vannkraftverkene sparer vann i perioder med mye vind, og norsk forbruk baserer seg i stor grad på import av vindkraft. Deretter, i perioder med lite vind vil vannkraft brukes til å dekke norsk forbruk så vel som eksport til vindkraftnasjoner. På grunn av vindens stokastiske natur vil dette føre til at norske priser vil endres hyppigere enn hva som tidligere har vært tilfellet. I tillegg viser det seg at norske forbrukere kan oppleve at økt norsk vannkraftproduksjon brukes til eksport på bekostning av norske forbruk. Med andre ord vil rollen som batteri påvirke forskjellige interessenter på ulik måte. Ved tilstrekkelig høy nok prisforskjell mellom to perioder vil det kunne være aktuelt å bruke pumpekraftverk, og dette er fase 2 av modellen min. Pumpekraftverket vil forsterke tendensen fra fase 1 ved at mer vann blir overført til den perioden med høy etterspørsel. Dette fører til lavere kapasitet i perioden det pumpes, og høyere kapasitet i perioden det opp-pumpede vannet brukes, noe som fører til en jevnere prisstruktur enn i fase 1. Modellen min viser at vannkraftproduksjonen vil være null i perioder det pumpes. Dette viser det grønne batteriet på sitt mest ekstreme der produsentene sparer alt de kan til neste periode med høyere pris. For at Norge skal kunne ha rollen som Europas grønne batteri vil tilstrekkelig prisforskjell mellom land eller perioder, tilfredsstillende kabelkapasitet til utlandet, samt utbygging av pumpekraftverk være essensielt. Mine analyser viser at selv om prisforskjellen muligens er tilstrekkelig, mangler det en del på gjennomføringsviljen blant offentlige og private aktører. Norge som grønt batteri vil kunne bidra til at Europa når sine mål for fornybar energi. For det europeiske kraftmarkedet totalt sett vil dette føre til jevnere priser, sikrere krafttilgang, og et mer fleksibelt system. Samtidig er det klart at effekten for ulike grupper i Norge ikke nødvendigvis er ensartet positiv. Det kan se ut som at det er en motsetning mellom Norges batterifunksjon, og norske forbrukeres ønske om billig nok strøm.