Styrket energisystem gjennom smart samspill mellom kraft og termisk energi. Sluttrapport fra forskningsprosjektet Flexelterm

Abstract

Europas energisystem er i rask endring, med utfasing av fossile kraftverk og en kraftig vekst i uregulerbar fornybar kraft. Norge står i en særstilling med sin store andel regulerbar vannkraft og med økt utvekslingsskapasitet til resten av Europa vil fleksibilitet bli viktigere og mer verdifullt også i Norge. Hovedmålet med Flexelterm har vært å analysere hvordan samspill mellom kraftsystemet og termisk energi kan gi økt lønnsomhet i utnyttelsen av nasjonale energiressurser og bedret forsyningssikkerhet. Vi har blant annet sett på mulighetene for å benytte mer fornybar kraft i fleksible termiske systemer for gi bedre balanse i kraftsystemet, mer effektiv innfasing av fornybar kraft og reduserte kostnader i varmeproduksjonen. Selv om bruk av fjernvarme i Norge har økt markant de siste årene, er utbredelsen vesentlig mindre enn i de andre nordiske landene. Samlet produksjon av fjernvarme i Norden er ca 120 TWh, hvorav ca 4 prosent produseres i Norge. Særtrekk i Norge gjør at fjernvarme av naturlige årsaker vil ha en lavere utbredelse enn i de øvrige nordiske landene. Fortetting av eksisterende fjernvarmeanlegg og flere nærvarmeanlegg vil være de viktigste vekstområdene for fleksible varmeanlegg i Norge de neste årene. På nordisk nivå vil økt bruk av biomasse og fornybar kraft gi endringer i fjernvarmesektoren. Fleksibiliteten i oppvarmingssektoren består i at man anvender elektrisitet i oppvarmingssystemet når kraftprisen er lav og for eksempel biobrensel når kraftprisen er høy. Anlegg for kombinert kraft- og varmeproduksjon (CHP) kan i tillegg produsere elektrisitet når kraftprisen er normal eller høy. For å analysere effektene av et bedre samspill mellom el- og varmesektoren har vi anvendt en detaljert analysemodell for det nordiske kraft- og fjernvarmesystemet. I våre modellanalyser finner vi en årlig elkjelbruk i fjernvarmeanleggene i Norden på ca 10 TWh i et normalår. I et normalår øker gjennomsnittlig nordisk kraftpris med ca 5 prosent på årsbasis sammenlignet med et scenario hvor vi utelukker bruk av el i fjernvarme. I et vått år øker elforbruket med 16-17 TWh og kraftprisen øker med opptil 40 prosent som følge av bruken i fjernvarmesektoren. I kalde perioder er elkjel lite konkurransedyktig i et fjernvarmeanlegg og brukes bare sporadisk. Prisøkningen er derfor svært marginal i tørrår. Resultatene viser en systemmessig og samfunnsøkonomisk gunstig utnyttelse av elektrisitet – høy utnyttelse når krafttilbudet er høyt og prisene er lave og vice versa når krafttilbudet er lavt og prisene er høye. Utnyttelsen av fleksibilitetsmulighetene i nær- og fjernvarmesystem kan sannsynligvis spare samfunnet for store investeringer i mindre modne og mer kostbare løsninger som batterier og fleksible husholdningsapparater. Siden inntektene ved kraftsalg i markedet øker mest for de fornybare kraftteknologiene, vil en slik fleksibel bruk av elektrisitet i varmesektoren også innebære redusert behov for støtte til ny fornybar kraftproduksjon for å oppnå fornybarmål og utslippsmål i Europa.