Climate related alterations in Norwegian and Swedish hydropower production and the resulting impact on the Nordic power market in 2050

Abstract

As a result of climate change, global precipitation patterns are predicted to change. For the hydropower nations Norway and Sweden, predictions of increased precipitation levels are expected to result in increased energy inflow. Consequently, both countries will experience increased levels of hydropower capacity, which will have repercussions throughout the Nordic power market.

The main research question for this thesis is as follows: How will climatic changes influence the Norwegian and Swedish hydropower production towards 2050, and how will changes in hydropower production affect the Nordic power market?

Based on the climate scenarios RCP4.5 and RCP8.5, NVE modelled energy inflow series for Norway in 2050. These series were used as basis for constructing inflow series for Sweden in the same period. Simulations were then done with the Balmorel model. The results were analysed with the objective to investigate how varying levels of hydropower production in Norway and Sweden affected the Nordic power market in 2050. Production levels from other technologies, cross-border trading and electricity price levels were the focus of the analysis.

The results show that alterations in hydropower production will have largest effect on the price levels in Finland, Norway, Sweden and Denmark. The most affected technologies are gas power CHP. The results can be applied by TSOs, authorities and power producers in their planning of the future power market. The results can be implemented in estimations regarding where future investments will give the largest socioeconomic benefits and where it is most needed in the future Nordic and European power market.

Som følge av klimaendringer er nedbørsmønstre over hele verden forventet å endre seg de neste årene. For Norge og Sverige er nedbørsmengdene de neste årene forventet å øke, og dette vil videre føre til økning av energitilsiget. Siden dette begge er land der en stor andel av elektrisitetsproduksjonen er basert på vannkraft, vil klimaendringene føre til betydelige ringvirkninger i det Nordiske kraftmarkedet i form av endret vannkraftproduksjon. Hvor store endringene blir, avhenger av klimaendringenes omfang.

Problemstillingen for denne oppgaven er hvordan klimaendringer påvirker vannkraftproduksjonen i Norge og Sverige i 2050, og hvordan dette videre påvirker det Nordiske kraftmarkedet.

Basert på klimascenariene RCP4.5 RCP8.5, har NVE modellert energitilsig for Norge i 2050, og disse ble brukt som basis for å generere tilsigsserier for Sverige i samme periode. Gjennom simuleringer i Balmorel ble det studert hvordan de predikerte tilsigsnivåene for Norge og Sverige kommer til å endre vannkraftproduksjonen. Deretter ble det undersøkt hvordan variasjonene i vannkraftproduksjon mellom de forskjellige scenariene kommer til å påvirke elektrisitetsproduksjon for andre teknologier, overføring mellom land og prisnivåer i 2050.

Resultatene viser at det er Finland, Norge, Sverige og Danmark som får størst prisreduksjoner som følge av økt vannkraftproduksjon i Norge og Sverige. Teknologiene som får størst endringer i produksjonsnivå som følge av endringer i vannkraftproduksjonen er gasskraft og CHP, og dette er spesielt tydelig i Tyskland.

Resultatene for denne oppgaven kan brukes av nettselskaper, myndigheter og kraftprodusenter i planlegging av det fremtidige kraftmarkedet. Resultatene kan brukes til vurdering av hvor det gir størst samfunnsmessig nytte og hvor det er mest behov for fremtidige investeringer i det Nordiske og Europeiske kraftmarkedet.