- Elektrifiseringen øker det globale CO2-utslippet

KRONIKK: Vår betraktning om at det er for tidlig med omfattende elektrifisering står seg godt, skriver Dag Flølo.

Publisert

Begrepet ´nullutslippskjøretøy´ er gjennomført i Klimakur 2030 . Klimakur 2030 danner nå grunnlag for Regjeringens klimamelding som skal legges frem for Stortinget i 2020 (i.h.t. Klimaloven §5). I Klimakur 2030 er det lagt til grunn at elektrifisering gir ´nullutslipp´ mens virkeligheten er at et økt kraftforbruk medfører et CO2 utslipp som ligger et sted mellom CO2 utslippet for gasskraft og kullkraft. Denne forskjellen har enorm betydning for kost-nytte estimatene. Nytteeffekten forsvinner - kostnadene består. Beregningene av nytteverdi som fremføres i Klimakur 2030 er dermed misvisende.

I høst har det vært en debattserie i enerWE mellom Vogstad og Eidsvig, Flølo, og Lødeng (EFL) om effekten av elektrifisering. EFL har i tidligere innlegg, sist: Elektrifisering forsynes av kullkraft, hevdet at elektrifisering før kullkraft er faset ut vil øke CO2 utslippene, og at elektrifisering ikke vil redusere CO2 utslippene så lenge der produseres gasskraft hele tiden. Årsaken er at en økning av elektrisitetsforbruket vil øke produksjonen av den dyreste og minst ettertraktede kraften - marginalkraften. CO2 utslippet fra enhver økning av kraftforbruk må regnes som forsynt av marginalkraften.

At det er relevant å regne en økning av elektrisitetsforbruk som forsynt av marginalkraft bekreftes også av Klaus Vogstad i det han skriver følgende i sitt innlegg Marginalkraft er en miks av ulike produksjonstyper: “Hva som er marginale utslipp fra kraftproduksjon griper inn i både elbilpolitikken, elektrifisering av sokkelen, og elektrifisering av samfunnet generelt. Hvorvidt økt kraftproduksjon kommer fra kull, gass eller renere energikilder er derfor avgjørende for miljøpolitiske veivalg og elektrifisering av samfunnet.”

Dermed er det implisitt enighet om at det er riktig å benytte marginalkraft, og feil å anvende den såkalte kraftmiksen, som grunnlag for å estimere utslippet forårsaket av en økning av kraftforbruket som følge av elektrifisering. (Gjennomsnittlig utslipp fra kraftmiksen (kgCO2/kWh) = Total utslipp (kgCO2) / summen av all kraftproduksjon (kWh) ). Det ser også ut til å være enighet om at det er feil å betrakte Norge isolert, siden Norge fysisk og markedsmessig er knyttet opp i et Europeisk kraftnett og kraftmarked.

En ting det er uenighet om er hvilken tidsperiode man må se på for å estimere effektene av en varig økning av elektrisitetsforbruket som følge av elektrifisering. Ved å akseptere Tomorrow sine tall for marginalutslipp godtar Vogstad at vannkraft kan regnes med i beregning av marginal utslippsintensitet. EFL hevder at det er galt siden vannkraft er begrenset av tilsig av vann i magasinene. Dersom vannkraft på ett tidspunkt benyttes for å dekke en økning i kraftforbruket må den samme mengden kraft på et senere tidspunkt produseres av de fleksible kraftprodusentene kullkraft og gasskraft. I et senere avsnitt vil det bli vist at Tomorrow også selv identifiserer en slik effekt.

Tomorrow inkluderer også pumpekraft i sine tall for marginal utslippsintensitet, og da nødvendigvis produksjon av kraft fra et pumpekraftverk. Dermed ignorerer både Tomorrow og Vogstad at fossil kraft må benyttes for å pumpe vann opp i magasinene til et pumpekraftverk.

Til de to foregående avsnittene vil noen gjerne innvende at et overskudd av fornybar kraft kan benyttes i stedet for fossil kraft. Det er i prinsippet riktig, men det er foreløpig ikke en vesentlig effekt.

EFL hevder det er feil å bare analysere fra time til time hvilken kraftkilde som leverer kraft for å dekke økt forbruk. For å forstå den samlede effekten av økt kraftforbruk over tid, må effektene akkumuleres opp over ett år eller lenger. EFL mener også at det er feil å betrakte landene hver for seg slik Tomorrow gjør. For å forstå den totale effekten over tid må man se på effektene i det fysisk og markedsmessig integrerte Europeiske kraftmarkedet. NVE rapporten som diskuteres ser ut til å samsvare med perspektivet til EFL siden det i den rapporten ble sett på effekten i det Europeiske kraftmarkedet over ett år (2025).

Vogstad påpeker i sitt innlegg onsdag 11. november at marginalkraften er en miks av regulerbar kraftproduksjon som varierer med kraftprisen. Vogstad illustrerer i ´Figur 1´ at gasskraftverk og kullkraftverk kan ha overlappende produksjonskostnader.

Med CO2 utslipp på ca 1 kgCO2/kWh for kullkraftverk og ca 0,4 kgCO2/kWh for ´combined cycle´ gasskraftverk er det uheldig at produksjonskostnadene er overlappende, at noen kullkraftverk har lavere produksjonskostnader enn gasskraftverk, og at det dermed produseres mer kullkraft enn absolutt nødvendig. Lavest CO2 utslipp får vi når kullkraft alene er marginalkraft. I det tilfellet må også en økning av elektrisitetsforbruket regnes for å være forsynt av kullkraft.

Med dagens prisvariasjoner og priser på kull, gass, og CO2 kvoter vil nok både kullkraft og gasskraft respondere på en endring i elektrisitetsforbruk. EFL sitt utsagn at elektrifisering forsynes bare av kullkraft er dermed ikke riktig i et slikt marked. Vogstad skriver at “Analyser fra Tomorrow , NVE og NTNU viser at marginalkraft i gjennomsnitt tilsvarer gasskraft, ikke kullkraft ”. I dette innlegget vil det bli vist at det heller ikke er rett.

Om NVE sin simulering for 2025 skriver Vogstad: “NVE’s eksport av 10 TWh vindkraft fra Norge gir 0.5 [kgCO2/kWh] utslippsreduksjon - tilsvarende gasskraft”. NVE selv derimot, skriver at norsk vindkraft erstatter fossilkraft. Vogstad sin påstand stemmer derfor ikke med det NVE selv skriver i NVE rapport nr. 18/2019 (for 2025):

“I simuleringen blir 9,5 TWh kraft eksportert ut av Norge og Norden, dersom vi bygger ytterligere 10 TWh vindkraft i Norge, se figur 1. Det oppstår et transporttap på om lag 0,5 TWh. Av de resterende 9,5 kWh som eksporteres flyter 0,5 TWh ut av det modellerte systemet (hovedsakelig til Øst-Europa).

Simuleringen viser at gasskraftproduksjon, kullkraftproduksjon og kombinert varme- og el-kraftproduksjon basert på fossile brensler, reduseres med henholdsvis 5,6 TWh, 2,7 TWh og 0,7 TWh per år. I modellen vil norsk vindkrafts erstatning av fossil kraft utgjøre en reduksjon i klimagassutslipp i kraftsektoren i Europa med om lag 5 millioner tonn CO2 per år.”

Det sier seg selv at en kombinasjon av gasskraft og kullkraft umulig kan ha samme CO2 utslipp som gasskraft alene. Det er tydelig at Vogstad i sitt regnestykke ser bort fra tap og eksport ut av EU og at tallet han benytter for CO2 utslipp fra gasskraft (0.5 kgCO2/kWh) er høyere enn det NVE har benyttet. Derfor blir det også bare tull i regnestykket der Vogstad prøver å vise at EFL sin energibalanse er en ´tullelikning´.

Derimot stemmer energibalansen til EFL godt overens med tallene fra NVE sin simulering. NVE oppgir ikke sine tall for CO2 utslippsintensitet for enkelte kraftkilder, men multipliserer vi NVE sine estimat for reduksjon av gasskraftproduksjon (5,6 TWh), kullkraftproduksjon (2.7 TWh) og kombinert varme- og el-kraftproduksjon (0,7 TWh) med EFL sine anslag for CO2 utslippsintensitet på henholdsvis: 0,4 ; 1,0 ; og 0,5 kgCO2/kWh (= MtonnCO2/TWh) , får vi: 5,6 * 0,4 + 2,7 * 1,0 + 0,7 * 0,5 = 5,3 Millioner tonn CO2.

EFL sine tall og energibalanse (eller “tulleligning” som Vogstad kaller den) stemmer dermed godt med NVE sitt resultat: “om lag 5 millioner tonn CO2 per år”.

Det må igjen påpekes at NVE i sin simulering benyttet prisforutsetninger der gasskraft i hovedsak er marginalkraft. Det fremgår av Figur 19 (Basis) i NVE rapport nr. 84/2018 - som inneholder de detaljerte prisforutsetningene for NVE sin simulering. Siden den gang har økt CO2 kvotepris og andre prisendringer ført til at kullkraft i større grad er marginalkraft. I et marked der kullkraft i større grad er marginalkraft er det åpenbart at marginal utslippsintensitet kgCO2/kWh vil være større enn om det i hovedsak er gasskraft som er marginalkraft - slik som i NVE sin simulering.

Vogstad støtter seg også på tall fra Tomorrow når han hevder at marginalkraft utslippet er på nivå med gasskraft. Der er flere sider ved tallene fra Tomorrow som gjør de uegnet for å vurdere langsiktig effekt av et økt kraftforbruk som følge av elektrifisering. Mellom annet ignorerer Tomorrow at der er et felles Europeisk kraftmarked som gjør det irrelevant å se på hvert enkelt land isolert.

Videre skriver Tomorrow følgende om sine tall for marginalt CO2 utslipp: “Note that long-term effects exists (e.g. the depletion of a hydro reservoir that would cause coal plants to supply electricity once it’s empty), but we here focus on short-term effects.” Tomorrow beregner dermed "short-term effects". Tallene fra Tomorrow er dermed ikke egnet for å kvantifisere den langsiktige effekten av et varig økt elektrisitetsforbruk som følge av elektrifisering. Tomorrow underestimerer CO2 utslippet på lengre sikt. Også av denne grunn er tallene fra Tomorrow irrelevante.

Merk også at NVE sin simulering viste at en økning av mengden vindkraft erstatter fossilkraft - ikke vannkraft eller pumpekraft. Dermed må motsatt effekt også være riktig. En økning av forbruket forsynes av fossilkraft - ikke vannkraft eller pumpekraft. Tomorrow sine tall, i figuren ´Average marginal generation mix of each area´, viser at pumpekraft og vannkraft er vesentlige bidragsytere i beregningen av deres kortsiktige tall for marginalkraft. Dette er enda et tydelig tegn på at Tomorrow sine tall ikke er egnet for å estimere effekten av et varig økt elektrisitetsforbruk i Norge.

I sin egen artikkel NTNU fra 2000 kommer Vogstad et. al. (2000) frem til følgende resultat: “In total 12.5 TWh of wind energy in 2010 reduces the CO2-emissions by 6.8 Mt, which gives an average reduction of 540 tC/GWh of wind energy. For comparison, coal, oil and gas fired units emit approximately 800, 650 and 430 tC/GWh respectively.” Vogstad et. al. estimerte dermed også selv at CO2 reduksjon fra økt vindkraft (540 tC/GWh), var høyere enn CO2 utslippet fra gasskraft (430 tC/GWh). Så heller ikke Vogstad sin egen artikkel gir støtte for påstanden at marginalutslippet er likt CO2 utslippet fra gasskraft.

Oppsummert, så har følgende utsagn støtte i simuleringen i NVE rapport nr. 18/2019 for 2025: Over 1 år så vil et økt elektrisitetsforbruk forsynes av en blanding av fossilkraft. (NVE ser på effekten av økt vindkraft, men det må nødvendigvis være slik at dersom 1 kWh ny vindkraft erstatter fossilkraft så vil 1 kWh økt forbruk forsynes av fossilkraft.) NVE sin rapport viser ikke at Marginalkraft tilsvarer i gjennomsnitt gasskraft - slik Vogstad hevder. Det er heller ikke støtte i Vogstad et. al. (2000) for å hevde at marginalutslippet er likt CO2 utslippet fra gasskraft. I den grad artikkelen er relevant for dagens forhold så viser den et høyere CO2 utslipp. Til slutt er det klart at tallene fra ´Tomorrow´ ikke er relevante for å kvantifisere den langsiktige økning av CO2 utslipp som følge av elektrifisering.

Vogstad hevder også at “Når marginalkraft er gasskraft eller renere, erkjenner også EFL at elektrifisering reduserer utslipp” Det stemmer heller ikke, EFL skrev: “Vi vet også at produksjon av elbiler medfører høyere CO2 utslipp enn produksjon av dieselbiler og at det dermed ikke er særlig store forskjeller i netto CO2 utslipp mellom en elbil som forårsaker økt bruk av gasskraft og en dieselbil som kjører på diesel iblandet 20 % biodiesel.” Når marginalkraften er ren naturgass spiller det ingen rolle for utslippene om man elektrifiserer transport eller ikke. De globale utslippene vil ikke påvirkes i stor grad i en slik situasjon. Det betyr at CO2 utslippene heller ikke da går ned, som vel er påkrevd for å nå målet, 50%+ reduksjon innen 2030.

Betraktningen til EFL om at det er for tidlig med omfattende elektrifisering står seg godt. Kullkraft må i mest mulig grad erstattes med ny fornybarkraft for å få CO2 utslippene raskest mulig ned. Vi må inntil videre være tilbakeholdne med økning av kraftforbruket. En ting som er sikkert, er at begrepet ´nullutslippskjøretøy´, og beregningene i Klimakur 2030 som legger til grunn at elektrifisering gir ´nullutslipp´, er misvisende.