Optimal plassering av fornybar kraft

Transkript

1 Optimal plassering a fornybar kraft CenSES energi- og klimakonferanse Arne Lind (IFE), Cathrine Hagem (SSB) og Henrik Bjørnebye (UiO)

2 Optimal lokalisering a indkrafterk Formål: Virkemidler for samfunnsøkonomisk riktig geografisk fordeling a nye indkrafterk Forskjell i lokalisering og i kostander mellom den priatøkonomiske løsningen og den samfunnsøkonomisk beste geografiske plasseringen a nye indkrafterk i Norge Nettforsterkningskostnadene kan bli betydelig høyere når lokaliseringen er basert på priatøkonomisk lønnsomhet framfor samfunnsøkonomisk lønnsomhet Inngår i prosjektet «Security of supply in a green power market» Terrfaglig prosjekt

3 Analytisk modell Regulering a nettirksomhet Numerisk illustrasjon

4 Modellrammeerk Energisystemmodellen TIMES-Norway har ært benytter for å analysere optimal lokasjon a nye indparker i Norge TIMES-Norway gir en detaljert beskrielse a hele energisystemet inkludert: Ressurser Energiproduksjonsteknologier Energibærere Etterspørselsteknologier Sektoriell etterspørsel etter energitjenester Modellen antar perfekt konkurranse og perfekt fremsyn og dries a fremtidig etterspørsel Modellen tilbyr energitjenester ed å minimere de totale systemkostnadene ed å gjennomføre teknologiinesteringer, drifts- og handelsbeslutninger

5 Modellering a kraftnettet Lineære egenskaper er noen ganger begrensende for å kunne modellere enkelte inesteringsbeslutninger Eks: Inestering i en ny nettforbindelse LP-problemet i TIMES blir derfor omdefinert til et MILP problem for å kunne ta hensyn til diskrete beslutninger Begrensninger i nettkapasiteten for flere a prisområdene i Norge Massie planer for å utide og styrke nettet Noen a disse agjørelsene ahenger a inesteringsbeslutninger knyttet til ny kraftproduksjon Flere a de potensielle indkraftprosjektene i Norge il kree inesteringer i kraftnettet

6 Wind power projects Transmission grid projects Existing HV grid Use Project A Inesteringskostnader Driftskost. Kapasitetsfaktor Effektbegresninger Vindprofil Leetid Lisens? Project B Project C Project D Project E Project F Project G Transmission line A Transmission line B High oltage (HV) grid Direct use of ELC-HV Export (abroad) Trade (region to region) Project H Project I Project J Transmission line C Transformation (from ELC-HV to ELC-LV) Project K Continuous ariables Integer ariables

7 Eksempel fra NO1 Raskiftet Krees at det etableres ca 15 km lang produksjonsradial fra indparken til eksisterende ledning mellom Osa og Heradsbygd Kjølberget Kreer oppgradering a eksisterende 66 kv linje mellom Elerum og Lutnes (på sikt) Sognkjølen/Engerfjellet Tilstrekkelig kapasitet i nettet Høgås/Joarknatten

8 Raskiftet indpark - Illustrasjon Bilde: Austri Vind 8

9 Eksempel fra NO3 (utsnitt) Roan indkrafterk Kreer oppgradering a sentralnettet (deler a «Namsos-Åfjord-Surna») Storheia Kreer oppgradering a sentralnettet Remmafjellet Kreer oppgradering a sentralnettet (ander a deler «Namsos-Åfjord-Surna») Frøya indkrafterk Kreer oppgradering a sentralnettet

10 Roan indpark - Illustrasjon Bilde: Sein Erik Dahl/Einar Berg: Norconsult AS 10

11 Numerisk illustrasjon: Optimal plassering a fornybar kraft

12 Scenariebeskrielse 5 TWh ind i 2020 Business as usual (BAU) Inkludere alle nasjonale irkemidler (- sertifikatmarkedet) Benyttet for å illustrere effekten a irkemidlene i de ørige scenariene Foto: Statkraft First best (FB) Inkluderer en restriksjon som tinger inn 5 TWh ind innen 2020 Nødendige nettinesteringer er inkludert i analysen TIMES-modellen il identifisere optimal lokasjon til nye indparker på ters a prisområdene gitt nødendige nettinesteringer Profit max (PM) Kostnadene ed nettoppgraderinger ignoreres a kraftutbyggerne TIMES-modellen il identifisere optimal lokasjon a nye indparker på ters a prisområdene uten å ta hensyn til nødendige nettinesteringer

13 Wind power projects Project A Project B Project C Project D Project E Project F Transmission grid projects Transmission line A Transmission line B First best (FB) Optimal plassering a indparker og nødendig oppgradering a nettet sees i sammenheng «Perfekt samarbeid» mellom kraftutbyggere, nettselskap og Statnett Project G Project H Project I Transmission line C Project J Project K Continuous ariables Integer ariables

14 Wind power projects Wind power projects Transmission grid projects Project A Project B Profit max (PM) Modellen kjøres 2 ganger Project A Transmission line A Project C Project D 1. Modellen kjøres uten at man tar hensyn til eentuelle nettinesteringer Project C Project D Project E Project F «Kraftselskapene bestemmer» Vil da få de beste indparkprosjektene Transmission line B Project G Project H Project I 2. Nødendige nettinesteringer kommer som en følge a hor indparkene er installert Project I Transmission line C Project J Project K Continuous ariables Continuous ariables Integer ariables

15 Vindkraftproduksjon 3,5 3 2,5 [TWh] 2 1,5 1 0,5 BAU 0 NO1 NO2 NO3 NO4 NO

16 Vindkraftproduksjon 3,5 3 2,5 [TWh] 2 1,5 1 0,5 BAU FB 0 NO1 NO2 NO3 NO4 NO

17 Vindkraftproduksjon 3,5 3 2,5 [TWh] 2 1,5 1 0,5 BAU FB PM 0 NO1 NO2 NO3 NO4 NO

18 5 TWh ind i 2020 Inesteringskostnader (park + nett) Fosen: 3,4 TWh [MNOK] Grid Power FB PM

19 Veien idere

20 Terrfaglig forskerprosjekt Ha skal i forbedre i Windland-prosjektet Bedre modellering a indkraft Kostnader, kapasitetsfaktorer, miljøkonsekenser, miljøkostnader, geografi Bedre modellering a kraftnett Kostnader, bedre analyse a netterket, geografi Interaksjon med andre modeller For å ta hensyn til effekter utoer de tekno-økonomiske Definer en prioriteringsliste for indparker hor aeininger mellom økonomi og miljø iaretas

21

22 Takk for oppmerksomheten! Arne Lind, PhD Senior research scientist Institute for Energy Technology 2027 Kjeller, Norway