- Elektrifisering forsynes av kullkraft

KRONIKK: Dersom den planlagte elektrifiseringen og satsning på hydrogen som energibærer prioriteres foran utfasing av kullkraft, vil det ta mye lenger tid.

Publisert Sist oppdatert

I enerWE tirsdag 27.oktober uttrykker Klaus Vogstad skepsis til vår påstand at elektrifisering fører til økte utslipp. I denne artikkelen ser vi nærmere på argumentene til Vogstad og viser at vår betraktning faktisk samsvarer med resultatene av mer avanserte simuleringer fra Norge vassdrags- og energidirektorat NVE.

Men først noen presiseringer/oppklaringer:

Vi går ut fra at Vogstad og vi har noenlunde samme definisjon av marginalkraft:

  • Marginalkraften er den dyreste produserende kraften.

Men vi liker å presisere den litt nærmere:

  • Marginalkraften varierer i takt med forbruket.
  • Marginalkraften er den kraften man bruke fordi ingen annen kraft er tilgjengelig når balansekraften har dekket døgn- og sesongvariasjonene i vind- og solkraft.

Noe av Vogstads kritikk av vår kronikk og vårt første svar skyldes antagelig at vi ikke presiserte at vi bruker marginalkraftbegrepet som en makroversjon midlet over f,eks, EU i et år.

Real-time carbon accounting method for the European electricity markets som Vogstad referer til, gjør det helt motsatte av oss: Den forsøker å differensiere utslipp på nasjoner og tid ved hjelp av registrerte data. Den har derfor ingen relevans for vår kronikk.

NVE rapport om klimagassutslipp

Vogstad viser mellom annet til NVE Rapport Nr 18/2019 ´Nasjonal ramme for vindkraft; Norsk vindkraft og klimagassutslipp´ utgitt 1. april 2019. I rapporten har NVE simulert effekten på Europeiske CO2 utslipp av det å legge til 10 TWh med vindkraft i Norge i 2025. Simuleringen viser at ekstra norsk vindkraft vil erstatte fossil kraftproduksjon i Europa.

NVE´s simulering er relevant fordi en økning av elektrisitetsforbruket i Norge vil ha motsatt effekt av en økning av mengden vindkraft. Økt kraftforbruk i Norge vil dermed forårsake økt fossil kraftproduksjon i Europa.

For å si det på en annen måte: Dersom man sier at 1 kWh med ny vindkraft erstatter fossil kraft så må man også si at 1 kWh nytt forbruk, benyttet for elektrifisering, forsynes av fossil kraft. Man kan ikke både si at ny vindkraft erstatter kullkraft og samtidig hevde at et nytt forbruk forsynes av noe annet enn kullkraft.

Figur 1 viser den simulerte effekten i NVE sin rapport. Resultatene oppsummeres på følgende måte:

“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 TWh 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.”

En reduksjon på 5 millioner tonn CO2 forårsaket av 10 TWh ekstra kraft tilsvarer en reduksjon på 0,5 kgCO2/kWh. Til sammenligning har kullkraft et CO2 utslipp på ca.1 kgCO2/kWh og gasskraft har et utslipp på ca 0,4 kgCO2/kWh.

Den samlede CO2 reduksjonen av ny vindkraft ligger nærmere CO2 utslippet fra gasskraft enn CO2 utslippet fra kullkraft fordi den ekstra mengden vindkraft i simuleringen gir en større reduksjon av mengden gasskraft enn kullkraft.

Det skyldes at det i simuleringen ble benyttet en CO2 kvotepris på 10 /tonnCO2. Med den prisforutsetningen er gasskraft stort sett dyrere enn kullkraft. Gasskraft var da marginalkraft.

Siden den gang har kvoteprisene steget til ca. 25 /tonnCO2. Nå er kullkraft stort sett dyrere enn gasskraft slik at kullkraft nå er marginalkraft. Hadde simuleringen blitt utført med dagens kvotepris ville nok resultatet vist en CO2 reduksjon som ligger nærmere CO2 utslippet for kullkraft - ca. 1 kgCO2/kWh.

Enkel energibalanse vs. avansert simulering

Vogstad omtaler vår enkle energibalanse som en ´tulleligning´. Da er det interessant å se at ligningen faktisk stemmer godt overens med resultatene fra NVE sin simulering.

La oss forklare energibalansen. Det er velkjent at kraftproduksjon til en hver tid må være lik kraftforbruk. Dette gir oss følgende energibalanse:

Fornybar kraft + kjernekraft + kullkraft + gasskraft = Forbruk

Videre er det slik at installert fornybar kraft og kjernekraft stort sett leverer maksimalt av hva som er mulig og ikke kan respondere på en varig økning av forbruk.

Vannkraft med magasin kan nok respondere på kortsiktige økning i kraftforbruk, men vannkraft er begrenset av tilsig og kan dermed ikke respondere på en varig økning av kraftforbruk. Vogstad er inne på dette i sitt innlegg.

Derfor må man se på en lang nok periode for å forstå hvilken effekt en varig økning av kraftforbruk vil ha for kraftproduksjonen. I NVE sin rapport er det sett på en periode på 1 år.

Med begrensningene i fornybar kraft kan vi skrive om energibalansen til følgende sammenheng. Denne sammenhengen kan anvendes for å forstå effekten av varig endring av kraftforbruket over en periode på for eksempel 1 år:

Kullkraft + Gasskraft = Forbruk - Fornybar kraft - kjernekraft

Denne enkle energibalanse gir omtrent samme resultat som simuleringen til NVE. Når forbruk og kjernekraft er konstant - og fornybar kraft økes med 10 TWh - som i simuleringen, vil ´Kull + Gass´ bli redusert med 10 TWh. NVE kommer frem til en reduksjon av ´Kull + Gass´ på 9 TWh = 10 TWh minus overføringstap på 0,5 TWh og flyt ut av EU på 0,5 TWh.

Nytt kraftforbruk forsynes av kullkraft

Når kullkraft er dyreste produserende kraft er kullkraft marginalkraft og vil respondere på varige endringer i forbruk. Det gir oss følgende energibalanse, som er egnet for å estimere CO2 utslippet forårsaket av varige endringer av strømforbruk:

Kullkraft = Forbruk – gasskraft – fornybar – kjernekraft

Et nytt forbruk som kommer i tillegg til det eksisterende vil da ha den effekten at kullkraft må øke.

Derfor mener vi at dersom hensikten er å redusere CO2 utslippet så raskt som mulig såkullkraft forbli den dyreste kraften. Når kullkraft er den dyreste kraften, vil kullkraft kun levere det som ikke kan leveres av annen kraft.

Når det ikke lenger er behov for kullkraft vil energibalansen se slik ut:

Gasskraft = Forbruk – fornybar – kjernekraft

Da må en varig endring av forbruk regnes som forsynt av gasskraft som da vil være marginalkraft.

Utfasing av kull

Vogstad sier i artikkelen at “kull fases nå ut i raskt tempo”. The European Power Sector in 2019 gjør rede for endringene frem til og med 2019. Rapporten gjør også rede for ambisjonene fremover.

En kraftig reduksjon av kullkraft i 2019 skyldes tildels at kullkraft i løpet av 2019 ble dyrere enn gasskraft. Ca. 45 % av reduksjonen i kullkraft ble derfor erstattet av økt produksjon av gasskraft. Dette illustrerer effekten av at marginalkraften skiftet fra gasskraft til kullkraft. For å minimalisere CO2 utslippet fremover, er det derfor viktig at kullkraft forblir marginalkraft.

I gjennomsnitt har EU økt produksjon av vind- og solkraft med ca 43 TWh per år de siste 5 årene. Dersom dette og differansen mellom elektrifisering og forbruk ikke endres, vil kullkraft kunne utfases i løpet av ca. 10 år. Men dersom den planlagte elektrifiseringen og satsning på hydrogen som energibærer prioriteres foran utfasing av kullkraft, vil det ta mye lenger tid.

Vi vet ikke hvilket år kullkraft vil bli faset ut, men det vi vet er at gasskraft da vil måtte dekke de varige endringene i forbruk som følge av elektrifisering. 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.

Elektrifisering haster derfor ikke, og Norge kan spare store summer i subsidier og feilinvesteringer på å vente med storstilt elektrifisering - og klimaet blir spart for store mengder CO2 utslipp.