Utvikling av det norske energisystmet i den europeiske energiomleggingen

NorENS-prosjektet analyserer hvordan den europeiske energiomleggingen frem mot 2050 vil påvirke det norske energisystemet. Prosjektet har lagt vekt på å adressere (a) usikkerhet knyttet til den fremtidige kraftmarkedsutviklingen, (b) løsninger som kan sikre energisystemfleksibilitet i fornybare energisystemer og (c) virkningene ulik energi- og klimapolitikk har som er aktuell for å nå EU?s klimamål. Under oppsummerer vi hovedkonklusjoner fra prosjektet: 1.Europa trenger enorme mengder utslippsfri kraft Den europeiske energiomstillingen krever rask og kraftig vekst i utslippsfri kraftproduksjon dersom de ambisiøse klimamålene skal nås. I tillegg til å erstatte dagens fossilbaserte produksjon vil behovet for fossilfri kraftproduksjon øke kraftig som følge av direkte elektrifisering av oppvarming, transport og industriprosesser, og produksjon av grønt hydrogen. Modellstudier i NorENS viser at avkarbonisering av dagens nord-europeiske varmesystem alene øker elektrisitetsbehovet med en tredjedel, og at den samlede direkte og indirekte elektrifiseringen av alle sektorer kan mangedoble kraftbehovet til 2050. Fremtidens elektrisitetsbehov til oppvarming og produksjon av grønt hydrogen er de to største usikkerhetsmomentene i langsiktige prognoser for kraftforbruk. 2.Legg til rette for nok fleksibilitet Når regulerbar kull- og gasskraft erstattes med væravhengig fornybar kraft kreves nye typer fleksibilitet for å sikre balanse i kraftsystemet. NorENS har sammenlignet de mest aktuelle fleksibilitetsløsningene i framtidens energisystem. Det ser ut til at paradigmet i elektrisitetssystemet kan skifte fra fleksibel produksjon som møter ufleksibel etterspørsel til fleksibel etterspørsel som møter ufleksibel produksjon. Regulert vannkraft vil riktignok få enda større verdi i energisystemet ettersom vind- og solkraftandeler øker. Men i tillegg vil det være behov andre fleksibilitetsløsninger som mer kraftnett, økt bruk av fleksible varmesystemer og økt kortsiktig forbrukefleksibilitet i husholdninger. 3.Europeisk politikk avgjør tempo og retning på omstillingen Karbonprisen er en viktig og uforutsigbare kraftprisdriver framover, men karbonmarkedet vil sannsynligvis bli supplert med andre virkemidler for å framskynde energiomstillingen. Dette kan feks være utfasingsprogrammer for fossil kraft, støtteordninger for fornybar energi og insentiver for raskere elektrifisering. En kvalitativ studie av Tysklands og Storbritannias kullutfasingspolitikk viser at en rettferdig omstilling i større grad ble vektlagt i Tyskland enn i Storbritannia. Økt elektrisitetshandel mellom europeiske land er nødvendig for energiomstillingen, men det fører til økende strømpriser i eksportland. Motstand mot økte strømpriser kan utgjøre en betydelig barriere for en rask og kostnadseffektiv energiomstilling. For en fremtidig utfasing av naturgass og utviklingen av det europeiske elektrisitetsnettet vil det være viktig å finne løsninger for fordeling av fordeler og ulemper som forhindrer for stor motstand i opinionen. 4.Arealbrukskonfliktene vil øke ? og vi må finne gode kompromisser Landbasert vind er økonomisk konkurransedyktig i Norden og lengre sør i Europa er også solkraften lønnsom uten subsidier. Med økende fornybarutbygging øker også konfliktene knyttet til disse løsningene, særlig fordi vind- og solkraft er arealkrevende. Arealbruks- og miljøkonflikter kan i økende grad utgjøre en barriere for en kostnadseffektiv og rask energiomstilling. Havvindkraft og kjernekraft er trolig de mest sannsynlige alternativene for å redusere arealbruken. Å velge havvind og kjernekraft framfor landbasert vind og solkraft vil innebærer imidlertid svært høye ekstrakostnader per spart areal, og det øker betydelig usikkerheten for å nå klimamålene i tide. 5.Regulerbar produksjon og vinterproduksjon vil lønne seg Med et velfungerende kraftmarked, regulerbar vannkraft, gode vindenergiressurser og store arealer har den norske fornybarsektoren store muligheter for å lønnsomme bidrag til den europeiske energiomstillingen. NorENS har utført i alt tre langsiktige markedsanalyser hvor vi eksplisitt tar hensyn til usikkerhet i framtidige markedsdrivere. Den ene studien indikerer at relativt små mengder norsk havvindkraft vil være lønnsomt uten subsidier. En radiell tilknytning til Norge gir relativt lave markedsverdier for havvind, mens hybridforbindelser gir høyest. De to andre studiene fokuserer på de nordiske kraftprisene og markedsverdier for fornybarteknologier i 2040. I den ene studien har vi brukt forutsetninger for markedsdrivere fra tidligere langsiktige markedsanalyser som modellinput, mens den andre baserer modellforutsetningene på en spørreundersøkelse blant norske markedsaktører. Begge disse bekrefter den høye og økende verdien av regulerbar vannkraft i det framtidige kraftmarkedet. Norsk solkraft, og annen produksjon med høy andel av produksjonen om sommeren, må derimot forvente relativt lave priser i det framtidige kraftmarkedet.

The project results have been widely disseminated through both scientific and popular science articles and presentations to national and international experts, policy makers and stakeholders. The probabilistic approach and the modelling to generate alternatives method can be applied to future research to address uncertainties and the non-techno-economic aspects, which are of increasing interests of sustainability. The project has trained new competence in the energy system modelling field, including a post-doc and two PhDs. The long-term market value assessments of renewable technologies are useful information for investors and regulators. The value of these results is shown in the large interest the project results meet among policy makers and the energy sector.

The European energy transition, which is largely driven by national energy policies, causes more intermittent power supply and hence increased need for energy system flexibility. Norway has large amounts of flexible hydro power and unexploited wind resources and are increasingly affected by this transition through increased market integration. The Norwegian renewable energy sector may thus to a larger degree both benefit from, and contribute to, the European energy transition. At the same time, Norwegian energy regulators and system operators need to account for challenges posed by the future intermittent supply in their energy planning. There are large uncertainties related to the technological and regulatory development of the European energy system, which in turn affect markets and the economy of renewable energy. The NORENS project will assist Norwegian stakeholders in making robust strategies and investments to achieve potential benefits and avoid negative impacts of future developments of the North European (N-E) electricity markets and energy policies by: 1)Explore technological and market driving forces and associated uncertainties in the N-E energy system 2)Identify likely national energy policy developments in N-E 3)Asses the economic and regulatory implications of the European energy transition to the Norwegian energy system NORENS develops and applies a multidisciplinary research strategy that combines technical analysis and analysis of market and policy frameworks with energy system modelling that quantifies impacts. NORENS will develop novel energy sector modelling techniques that couple the power, heat, gas and transportation sectors and are designed to assess the economic, political and technological uncertainty in the development of future energy systems. NORENS consist of leading researchers in energy economics and policy at NMBU and CICERO, supported by three international researchers and strong analytical competence among the user partners.