Marginalkraft er en miks av ulike produksjonstyper

KRONIKK: Mange har hatt en misoppfatning om at kull er marginalkraft.

Publisert

Eidsvig, Flølo og Lødeng (heretter EFL) fortsetter i sitt svarinnnlegg 06.11 å fremme sin teori om at elektrifisering øker utslipp. Det springende punktet i deres analyse er påstanden om at kullkraft er marginalkraft.

Mange har hatt den misoppfatningen at kull er marginalkraft, men EFL har brakt denne misoppfatning til et nytt nivå.

Hva som er marginale utslipp fra kraftproduksjon griper inn i både elbilpolitikken, elektrifisering av sokkelen, og elektrifisering av samfunnet generelt. Elektrifisering er den eneste realistiske veien EU har staket ut for å nå klimamålene, og det haster. Hvorvidt økt kraftproduksjon kommer fra kull, gass eller renere energikilder er derfor avgjørende for miljøpolitiske veivalg og elektrifisering av samfunnet.

Analyser fra Tomorrow , NVE og NTNU viser at marginalkraft i gjennomsnitt tilsvarer gasskraft, ikke kullkraft. Når marginalkraft er gasskraft eller renere, erkjenner også EFL at elektrifisering reduserer utslipp, men av en eller annen grunn tviholder de på sin egen, overforenklede analyse. Denne kronikken redegjør hvor feilen i EFL’s argumentasjon ligger.

Marginalkraft

EFL definerte tidligere marginalkraft som den dyreste kraftprodusjonen. I sitt innlegg 06.11 korrigerte de seg selv ved å definere marginalkraft som den dyreste kraftproduksjonen som produserer, og anslår dette til å være kull. Dessverre forstår de ikke at marginalkraften er en miks av regulerbar kraftproduksjon som varierer med kraftprisen. Kullkraft utgjør en del av denne miksen, men når kullkraft blir dyrere, vil den ofte være for dyr til å tas i bruk, kapasitetsutnyttelsen synker, og den utgjør en mindre andel av marginalkraften.

Figur 1 illustrerer marginalkraften i et kraftsystem med varierende priser, angitt ved den røde fordelingskurven. Fordelingskurven angir også hvor stor andel de forskjellige kraftkildene utgjør av marginalkraft, målt over et år.

Figur 1 Marginalkraft varierer med pris over året, og består i gjennomsnitt av ulike typer kraftproduksjon. Figur til venstre: CO2-prisen er lav og gasskraft er billigere enn kull. Figur til høyre: CO2-prisen er så høy at kull er dyrere enn gass.
Figur 1 Marginalkraft varierer med pris over året, og består i gjennomsnitt av ulike typer kraftproduksjon. Figur til venstre: CO2-prisen er lav og gasskraft er billigere enn kull. Figur til høyre: CO2-prisen er så høy at kull er dyrere enn gass.

I figur 1 til venstre er CO2-prisen lav, og gass er dyrere enn kull. Marginalkraften fordeler seg da på regulerbar vannkraft, kull og gass - som i gjennomsnitt gir 0.55 kg CO2/kWh - tilsvarende gasskraft.

Dersom nå CO2-prisen øker, har kull den høyeste marginalkostnaden, som vist på figur 1 til høyre. Kapasitetsutnyttelsen av kull reduseres, og erstattes av økt kapasitetsutnyttelse av gass. Marginalkraft utgjør nå en miks som i gjennomsnitt gir en utslippsintensitet på 0.45 kg/kWh.

CO2-avgiftene har altså ført til at kull gradvis skvises ut og utslippene går ned. Men i begge tilfeller er de marginale utslippene omtrent på nivå med gasskraft.

Kapasitetsutnyttelsen kullkraft og gasskraft er lav

Hvordan stemmer så dette med observerte tall fra markedet? Figur 2 og 3 viser statistikken for kull- og gasskraftverk i Tyskland. Der ser vi at kapasitetsutnyttelsen for tysk kull er ca 20%, mens for gasskraftverk er kapasitetsutnyttelsen 30%. Det er med andre ord nok kapasitet tilgjengelig for både kull og gass, men kapasitetsutnyttelsen er lav fordi kraftprisen er bare tidvis høye nok ettersom større mengder fornybar fases inn.

Figur 2: Kapasitetsutnyttelse kullkraftverk, Tyskland for 01.01 - 08.11 2020. Kapasitetsutnyttelsen anslås til ca 20% Kilde: Fraunhofer energy-charts.info
Figur 2: Kapasitetsutnyttelse kullkraftverk, Tyskland for 01.01 - 08.11 2020. Kapasitetsutnyttelsen anslås til ca 20% Kilde: Fraunhofer energy-charts.info
Figur 3: Kapasitetsnyttelse gasskraftverk, Tyskland pr 08.11.2020. Kapasitetsutnyttelsen anslås til ca 30%. Kilde: Fraunhofer energy-charts.info
Figur 3: Kapasitetsnyttelse gasskraftverk, Tyskland pr 08.11.2020. Kapasitetsutnyttelsen anslås til ca 30%. Kilde: Fraunhofer energy-charts.info

Det er logisk at når CO2-prisene øker og marginalkostnadene for kull øker, presses kullkraft ut av gasskraft på kort sikt. Både kull og gass presses ut med økende andeler fornybar og fleksible alternativer som på lengre sikt vil fungere som marginalkraft. Med fleksible alternativer kan nevnes pumpekraft, batterier, P2X, mer kraftutveksling og ikke minst økt sluttbrukerfleksibilitet i kombinasjon med større mengder fornybar.

Figur 4: Marginalproduksjon i Tyskland 2019. Marginal produksjon er regulerbar produksjon som vil øke når forbruket øker på kort sikt. Gjennomsnittlig utslippsintensitet 0.45 kg/kWh for hele året 2019. Datakilde: tmrow.com 2019
Figur 4: Marginalproduksjon i Tyskland 2019. Marginal produksjon er regulerbar produksjon som vil øke når forbruket øker på kort sikt. Gjennomsnittlig utslippsintensitet 0.45 kg/kWh for hele året 2019. Datakilde: tmrow.com 2019

De mest relevante analysene er imidlertid Tomorrow’s analyser av marginalkraft for hvert land, her eksemplifisert ved Tyskland i figur 4 (se også kronikk 08.10). EFL legger ikke akkurat godviljen til når de mener Tomorrow’s resultater ikke er relevante, fordi de angir utslippsintensitet per enkeltland fremfor EU totalt.

Tullelikning

EFL forsøker å finne støtte for sine påstander i NVE’s markedsanalyse. Til sin egen begeistring finner de samsvar med egen energibalanse (angitt under) og resultater fra NVE’s rapport 18/2019 der NVE viser at eksport av 10 TWh vindkraft vil erstatte 10 TWh gass, kull og annen termisk på kontinentet:

Kullkraft+Gasskraft = Forbruk - Fornybar kraft - Kjernekraft

Det de glemmer å nevne, er at NVE’s eksport av 10 TWh vindkraft fra Norge gir 0.5 kg/kWh utslippsreduksjon- tilsvarende gasskraft. Dersom deres likning skal gi samsvar med NVE-resultatene, må isåfall kullkraft-leddet i likningen ovenfor være 0 og gasskraftleddet være 10 TWh, det vil si gasskraft utgjør marginalkraft.

Det bortforklarer de med at NVE har lave CO2-priser i sine forutsetninger (10 €/tCO2) sammenlignet med dagens 25 €/tCO2, slik at når kullkraft er dyrere en gasskraft vil marginale utslipp øke. Men som vi har sett i forrige avsnitt, er det en logisk feilslutning å tro at økte CO2-priser vil øke marginal utslippsintensitet fra kraftproduksjon.

Marginalkraft på kort og lang sikt

På langs sikt - det vil si over en tidshorisont på 10-30 år er det imidlertid nye investeringer som er det relevante grunnlaget for utslippsintensitet. Når man skal kjøpe bil eller elektrifisere plattformer, er det mer relevant hvilken kraftproduksjon som et slikt økt forbruk utløser på lang sikt, og det er etter alle solemerker investeringer i ny fornybar.

Marginale utslipp ved kraftforbruk i Norge

NVE’s kraftmarkedsmodell viser utslippsintensitet på ca 0.5 kg/kWh for Norge mens Tomorrows analyser viser en marginal utslippsintensitet 0.16 kg/kWh for Norge, 0.45 kg/kWh for Tyskland og 0.53 kg/kWh for UK. Tomorrows metode er tilrettelagt for at forbrukere og bedrifter skal ta miljøvennlige valg i hverdagen. Når er det best å lade elbilen? Når bør Google belaste sine energikrevende datasentre?

De to analysene benytter forskjellige metoder, og det interessante er hvilke av disse to metodene gir det beste anslaget for marginale utslipp ved økt kraftforbruk i Norge.

At utslippsintensiteten fra økt kraftforbruk ikke er høyere enn for gasskraft, og at elektrifisering reduserer utslipp, burde være hevet over enhver tvil.