Det store effektunderskuddet i 2050
Det er et betydelig innslag av offshore vindkraft som kan gi det store effektunderskuddet i 2050 i enkelte tidsperioder, noe som er utgangspunktet for en masteroppgave på Vannkraftlaboratoriet ved NTNU. I oppgaven har studentene Dina Strøm og Mathilde Stadaas har undersøkt hvordan et framtidig norsk energisystem, med stor andel uregulerbar vindkraft, kan balanseres med regulerbar vannkraft gjennom etablering av et pumpekraftverk.
Ble for dyrt
Det har tidligere vært antatt at utbygging av offshore vindkraft i Nordsjøen vil kreve betydelige effektmengder og en omfattende oppgradering av det norske vannkraftsystemet, og at dette ikke vil være lønnsomt. I en masteroppgave som Ingrid Hals leverte for ett år siden, konkluderte hun med at det økte effektbehovet vi vil få i 2050, med 130 TWh uregulert vindkraft fra Nordsjøen, ville kunne håndteres ved samkjøring av eksisterende kraftverk og bygging av tre pumpekraftverk i Sira-Kvina. Ifølge Hals vil det være teknisk mulig, men neppe lønnsomt.
Nye tall gir lønnsomhet
Arbeidet til Dina Strøm og Mathilde Stadaas bygger på denne masteroppgaven. De to studentene har fått tid til å gå grundigere til verks i sine beregninger, blant annet for å få et bedre anslag for forventet forbruksmønster i 2050. De er kommet til at produksjonen av offshore vindkraft vil bli vesentlig mindre enn tidligere antatt. Masteroppgaven konkluderer med at det vil være tilstrekkelig – og dessuten lønnsomt – å bygge et pumpekraftverk i Sira Kvina for å ta hånd om effektutfordringen i det norske energisystemet som følge av betydelig innslag av offshore vindkraft.
70 TWh offshore vindkraft
Med utgangspunkt i forventet energiforbruk i 2050, basert på Statnetts langtidsanalyse og basisscenario, og produksjonspotensialet fra 13 definerte havvindområder, har de estimert energibalansen i et scenario med 70 TWh årlig vindkraftproduksjon. Forbruket er fremskrevet basert på historiske timesdata og skalert ved hjelp av LLPS-metoden (Linear Load Profile Scaling), som bevarer lastens variasjonsmønster gjennom året.
Betydelig avvik
Resultatene viser at det oppstår betydelige avvik mellom generert effekt og etterspurt effekt i store deler av året, med opptil 2180 timer med effektunderskudd. I 1413 av disse timene overstiger underskuddet 1300 MW, tilsvarende den installerte effekten til pumpekraftverket som ligger til grunn for analysene i oppgaven. Kraftverket er prosjektert med plassering i Sira-Kvina, mellom Gravatn og Sirdalsvatn, og er dimensjonert med utgangspunkt i optimal utnyttelse av vannressurser og forventede markedspriser. Det er gjennomført teknisk prosjektering, kostnadsberegninger og lønnsomhetsanalyser.
Pumpekraftverket
Pumpekraftverket vil altså få en installert effekt på 1300 MW. Fallhøyden er 610,5 meter, og turbindriften skal håndtere en vannføring på 240 m³/s, fordelt på fire reversible pumpeturbiner.
Robust løsning
Simuleringene viser at kraftverket har høy utnyttelsesgrad og kan bidra til å redusere effekttopper, samtidig som det gir et positivt økonomisk resultat, forutsatt en prisdifferanse på 0,3 NOK/kWh mellom turbin- og pumpepris. Oppgaven konkluderer med at pumpekraftverket er teknisk og økonomisk gjennomførbart, og representerer en robust løsning for å styrke forsyningssikkerheten og fleksibiliteten i det norske energisystemet.
