Kraftmarkedseffekter av storskala batteriindustri i Norge : en modellstudie med TIMES

Abstract

Det grønne skiftet og spesielt elektrifiseringen av transportsektoren vil øke det globale behovet for batterier og batteriindustri. Norge har gode forutsetninger for å lykkes med batteriindustri og rapporten Grønne Elektriske Verdikjeder utviklet av NHO anslår at det økonomiske potensialet er større for batteriindustrien enn for både hydrogen og havvind kombinert i Norge. Prosess 21, et strategiarbeid for norsk prosessindustri, har anslått at norsk batteriindustri kan trenge 16,3 TWh med kraft i 2050. Denne masteroppgaven bruker NVEs studentversjon av TIMES-Norge for å modellere effektene av ulike batteriindusstriscenarioer på det norske kraftsystemet. Fire ulike caser for mulig batteriindustri blir modellert: ingen batteriindustri, vedtatt batteriindustri, batteriindustri i en skala beskrevet av Prosess 21, og batteriindustri i en skala beskrevet av Prosess 21 plassert utelukkende i NO4. Disse casene blir modellert med tre følsomhetsanalyser hver: BASLINE – normalsituasjon med forventet utbygging av vindkraft, VIND – modellen kan selv bygge ut vindkraft etter behov, og HØYPRIS – høye importpriser som følge av høye CO2-kvotepriser i Europa og for norsk kvotepliktig industri, samt mulighet for vindkraftinvesteringer etter behov. Resultatet av denne analysen viser at kraftprisene øker med mengden batteriindustri, høye importpriser på kraft er med på å heve norske kraftpriser ytterligere. Om modellen tillates å investere i vindkraft blir dette gjort i alle scenarier, med mest utbygging i NO4. Både mer batteriindustri og høye importpriser fører til mer utbygging av vindkraft. Bygges det ut batteriindustri i skalaen Prosess 21 beskriver uten ny investering i kraft havner Norge i et kraftunderskudd etter 2045. Følsomhetsanalysen som gir den laveste kraftprisen i snitt for alle caser er følsomhetsanalysen som åpner for vindkraftinvesteringer, med normale importpriser. Prisvariasjonen synker på sesongnivå med utbygging av vindkraft, og høyere importpriser fører til en større prisvariasjon.

The green shift and especially the electrification of the transport sector will increase the global need for batteries and a growing battery industry. Norway has good conditions for success with the battery industry and the report Grønne Elektriske Verdikjeder (Green Electric Value Chains) developed by NHO estimates that the economic potential in Norway is greater for the battery industry than for both hydrogen and offshore wind combined. Process 21 (Process 21), a work strategy for the Norwegian process industry, has estimated that the Norwegian battery industry will be needing 16.3 TWh of energy in 2050. This master's thesis uses NVE's student version of TIMES-Norway to model the effects of different battery industry scenarios on the Norwegian power system. Four different cases for possible battery industry are modelled: no battery industry, approved battery industry, battery industry on a scale described by Process 21, and battery industry on a scale described by Process 21 placed solely in NO4. These cases are modelled with three sensitivity analyzes each: BASLINE - normal situation with expected development of wind power, WIND - the model can expand wind power as needed, and HIGH PRICE - high import prices on electricity due to high CO2 allowance prices in Europe and for Norwegian industry, with wind power investments as needed. The results of this analysis show that electricity prices increase with the volume of battery industry and that high import prices for electricity also contribute to raising Norwegian electricity prices. If the model is allowed to invest in wind power, this is done in all scenarios, with most investments in NO4. Both more battery industry and high import prices lead to more development of wind power. If the battery industry is expanded on the scale Process 21 describes without new investment in power, Norway will end up with a power deficit after 2045.The sensitivity analysis that gives the lowest energy price on average for all cases is the sensitivity analysis that allows for wind power investments, with normal import prices. The price variation decreases at the seasonal level with the development of wind power, and higher import prices lead to a higher price volatility.