Kraftproduksjon

I 2016 ble det satt ny produksjonsrekord i den norske kraftforsyningen med 149 TWh, hvor 98 prosent ble produsert i vann-og vindkraftverk. Den norske kraftforsyningen har den høyeste fornybarandelen og de laveste utslippene i Europa.
I 2016 ble det satt ny produksjonsrekord i den norske kraftforsyningen med 149 TWh, hvor 98 prosent ble produsert i vann-og vindkraftverk. Den norske kraftforsyningen har den høyeste fornybarandelen og de laveste utslippene i Europa.
Vannkraft Vindkraft Varmekraft Kraftbalansen

Den norske kraftforsyningen hadde per 1. januar 2017 en installert kapasitet på 33200 MW og en normalårsproduksjon på 139 TWh.

Norge er nå inne i en periode der det bygges mer fornybar kraft enn på 25 år. Til tross for at vindkraft har en relativ beskjeden andel av dagens produksjonskapasitet er teknologien dominerende i dagens investeringsbilde.

Egenskaper ved den norske kraftforsyningen

Vannkraft utgjør 96 prosent av den norske kraftforsyningen, og ressursgrunnlaget avhenger av den årlige nedbørsmengden. Dette er annerledes enn for kraftsystemene i Europa, der termisk kraftproduksjon fortsatt dominerer og brensel (kull og gass) er tilgjengelig i markedene.

Et særtrekk ved den norske vannkraften er muligheten til å lagre energi. Norge har halvparten av Europas magasinkapasitet, og over 75 prosent av den norske produksjonskapasiteten er regulerbar. Magasinkraftverkene har høy fleksibilitet og produksjonen kan justeres opp og ned raskt etter behov, og til lave kostnader. I kraftsystemet som helhet må det være balanse mellom forbruk og produksjon til enhver tid. Et økende innslag av uregulerbar kraftproduksjon, som vindkraft og solkraft, stiller større krav til at det er tilgjengelig fleksibilitet i det resterende kraftsystemet.

Kraftmarkedet i Norge ble deregulert i 1991. Få land hadde på det tidspunktet et markedsbasert kraftsystem. Markedet er i dag en grunnleggende del av den norske kraftforsyningen. Kraftprisene gir signaler om behovet for nye investeringer, samtidig som markedet bidrar til å balansere produksjon, forbruk og overføring av strøm på kort sikt

Lokaliseringen av fornybar kraftproduksjon er i all hovedsak basert på ressurstilgangen. Produksjonskapasiteten er derfor ujevnt fordelt regionalt. Overføringsnettet er avgjørende for at kraften kan overføres til forbrukere i ulike deler av landet.

Norge er tett integrert med de nordiske kraftsystemene både markedsmessig og fysisk. Det nordiske markedet er videre integrert med Europa gjennom overføringsforbindelser for kraft til Nederland, Tyskland, Baltikum, Polen og Russland. Tilknytningen til andre lands kraftsystemer, et velutbygd overføringsnett og vannkraftens produksjonsegenskaper gir samlet sett den norske kraftforsyningen stor fleksibilitet og reduserer sårbarheten for vekslende produksjon over sesonger og år.

Vannkraft

Vannkraften har vært og er ryggraden i det norske kraftsystemet. I dag står omlag 1550 vannkraftverk for 96 prosent av den norske normalårsproduksjonen, noe som tilsvarer 133,4 TWh.

I 2016 ble det satt i drift 1 TWh ny produksjonskapasitet og ytterligere 1,6 TWh (715 MW) vannkraft er under utbygging. Samlet produksjonskapasitet var ved utgangen av 2017 på  over 31500 MW.

Vanntilsig og installert kapasitet danner grunnlag for hva den norske vannkraften kan produsere.  Tilsigforholdene varierer betydelig gjennom året og fra år til år. Tilsiget er stort under snøsmeltingen om våren, og avtar normalt utpå sommeren og frem mot høsten. Høstflommer gir normalt en økning i tilsiget mens det vanligvis er svært lavt i vintermånedene.I perioden 1990-2015 har det årlige tilsiget til norske vannkraftverk variert med om lag 65 TWh.

Norge har i dag over 1000 vannmagasiner med en samlet kapasitet på over 84 TWh. Om lag halvparten av lagringskapasiteten dekkes av de 30 største magasinene. Samlet magasinkapasitet tilsvarer 70 prosent av det norske kraftforbruket. Størsteparten av magasninene ble bygd før 1990. Oppgraderinger og utvidelser av kraftverkene har økt evnene til å utnytte magasinene.

Tilsig, forbruk og produksjon av kraft i Norge, 2014
Regulert og uregulert kapasitet

I kraftsammenheng skilles det gjerne mellom regulerbar og uregulerbar produksjon. Regulerbarhet beskriver kraftverkets evne til å tilpasse produksjonen etter markedsutviklingen. Gjennom å lagre vann i magasiner kan mange kraftverk i Norge gjøre nettopp dette, innenfor de begrensninger som er gitt av konsesjon og vannvei.

Vind- og solkraft har ingen reguleringsevne, og vil produsere når energien er tilgjengelig. Det samme gjelder elvekraftverk og småvannkraftverk. Flere av de store elvekraftverkene ligger imidlertid "nedstrøms" for magasinkraftverk lenger opp i vassdraget, noe som påvirker driftsmønsteret. Enkelte småkraftverk utnytter fallet mellom magasiner.

Over 75 prosent av produksjonskapasiteten i Norge er regulerbar.

Den regulerbare vannkraften kan ved hjelp av magasinene produsere kraft selv i perioder med lite nedbør og lavt tilsig. Tilgangen på stor magasinkapasitet gir mulighet til å utjevne produksjonen over år, sesonger, uker og døgn avhengig av markedsforhold, innenfor de begrensninger som er gitt av konsesjon og vannvei.

Norge har en høy andel elektrisitet i oppvarming, dette bidrar til at kraftprisen- og produksjonen fra magasinkraftverkene som regel er høyest om vinteren.

Produksjonen fra den uregulerbare vannkraften må følge utviklingen i tilsiget. Slike kraftverk har stor produksjon gjennom vår og sommer, når forbruket er på sitt laveste.

Reguleringsevnen til de ulike kraftverk og magasiner varierer. Noen vannkraftverk med små magasiner er regulerbare på kort sikt og kan flytte vann fra lavlasttimer på natten til høylasttimer på dagen. Kraftverk med større magasiner kan holde igjen vann i lengre perioder å produsere vinterstid, når forbruket er størst og prisnivået høyest. Blåsjø er Norges største magasin med en kapasitet på 7,8 TWh. Magasinet rommer tre års normaltilsig, men kan med full produksjon tømmes i løpet av 7–8 måneder. Hensikten med så store magasiner er å kunne lagre vann i nedbørsrike år til bruk i nedbørfattige år. En stor del av magasinkapasiteten i Norge er i fjellområdene i Sør-Norge, spesielt i Telemark, og i Vestlandsfylkene (Rogaland, Hordaland og Sogn og Fjordane) og i Nordland.

Magasinene gir mulighet til å disponere vannet slik at det skapes størst mulig inntekter fra vannressursene. For samfunnet som helhet er målet å fordele produksjonen i tid slik at det tilsiget av vann utnyttes best mulig over året og eventuelt mellom år. En grunnleggende forutsetning for dette er at produsentene står overfor økonomiske insentiver som reflekterer de underliggende fysiske forholdene. Markedet har derfor en viktig rolle i å sikre en effektiv disponering av vannet i magasinene.

Produsentenes markedstilpasning

En vannkraftprodusent har lave variable kostnader siden innsatsfaktoren, vann, er gratis. Eieren av et elvekraftverk vil derfor være villig til å produsere til priser rett over null. Det samme prinsippet gjelder uregulerbare teknologier som vind- og solkraft. Uregulerbar produksjon skjer generelt uavhengig av pris, men varierer med værforholdene. For termiske kraft, som kull, gass- og kjernekraftverk er det lønnsomt å produsere så lenge kraftprisen dekker produksjonskostnaden i den aktuelle driftstimen. Disse kostnadene vil i stor grad avhenge av prisen på kull, gass og utslippskvoter for CO2.

For en vannkraftprodusent som har muligheten til å lagre vannet vil vurderingen være annerledes. Slike produsenter må til enhver tid vurdere om det skal produseres i dag, eller om vannet skal holdes tilbake for å kunne få en høyere pris på et senere tidspunkt. Det er forskjellen mellom den faktiske og den forventede kraftprisen som eventuelt gjør det lønnsomt å lagre vannet for korte eller lengre perioder.

Den grunnleggende utfordringen ved disponeringen av vannkraftmagasinene er at ingen vet sikkert hvor mye tilsig kraftverkene får fremover, eller hvordan markedsforholdene vil utvikle seg. Magasindisponeringen krever derfor betydelig lokalkunnskap og evne til å tolke stadig ny, kompleks og usikker informasjon om tilsig, forbruk og markedsutvikling.

De norske magasinkraftverkene regulerer også produksjonen etter den kortsiktige prisutviklingen, som i stor grad henger sammen med produksjonsmengden fra den uregulerbare kraftproduksjonen i Norden og Europa. Et velfungerende kraftmarked bidrar til at magasinkraftverkene tilpasser produksjonen i forhold til etterspørselen, de øvrige nordiske produksjonsressursene og krafthandelen med kontinentet.

I kraftsystemet som helhet er det også behov for å balansere endringer i forbruk og produksjon gjennom døgnet og innenfor den enkelte timen. Vannkraften kan reguleres raskt opp og ned, til relativt lave kostnader. I termiske kraftverk kan det derimot være tidkrevende og kostbart å regulere produksjonen opp og ned. Norske vannkraftverk er derfor godt egnet til å dekke det kortsiktige behovet for fleksibilitet, et behov som øker med andelen uregulerbar produksjon i det nordiske, og det europeiske kraftsystemet. Dette forutsetter velfungerende  integrerte markeder og et tilstrekkelig utbygd overføringsnett.

Vindkraft

Ved utgangen av 2016 var det 25 vindkraftverk i Norge med en installert kapasitet på 873 MW. Dette tilsvarer en normalårsproduksjon på om lag 2,5 TWh eller 2 prosent av totalen. Produksjonen fra vindkraft varierer med værforholdene. Vindforholdene kan variere mye mellom dager, uker og måneder.

Norges første vindkraftverk ble satt i drift så sent som i 2002. Smøla vindkraftverk hadde en kapasitet på 40 MW etter første byggetrinn, men ble utvidet med ytterligere 110 MW i 2005.  De siste årene har investeringene i vindkraft imidlertid økt betydelig. Det var ved utgangen av 2016 nesten 6 TWh ny produksjon under utbygging. Blant bygger Statkraft, TrønderEnergi og det europeiske investorkonsortiet Nordic Wind Power DA seks vindparker på Fosen og i Snillfjord. Ferdig utbygd vil prosjektet vil ha en kapasitet på 1000 MW, og bli det største vindkraftprosjektet i Europa. Anlegget har en antatt årsproduksjon på om lag 3,4 TWh.

Varmekraft

Varmekraftstasjonene i Norge utgjør 2 prosent av den samlede produksjonskapasiteten. Kraftverkene er ofte lokalisert til større industribedrifter som selv har behov for elektrisiteten som produseres. Produksjonen følger derfor i stor grad kraftbehovet i industrien. Energiressursene som benyttes til kraftproduksjon i de termiske anleggene er blant annet kommunalt avfall, industriavfall, spillvarme, olje, naturgass og kull.

De 33 varmekraftstasjonene i Norge har i dag en samlet installert kapasitet på om lag 728 MW, og de siste tre årene har energiproduksjonen ligget forholdsvis stabilt på 3,5 TWh.

Kraftbalansen

Kraftbalansen uttrykker forholdet mellom produksjon og forbruk, og hvorvidt det i et enkelt år er eksport eller import fra det norske kraftsystemet. Det er store variasjoner i kraftbalansen fra år til år. Bare de siste fem årene har utfallsrommet vært på om lag 25 TWh. Forbruket varierer i stor grad med temperaturene, og kraftproduksjonen varierer med tilsig og vindforhold. Den underliggende ressurssituasjonen i den norske kraftforsyningen kan illustreres ved å ta utgangspunkt i den norske produksjonsevnen i et normalt år sammenstilt med det temperaturkorrigerte kraftforbruket, jf. figuren under.

Ved inngangen til 1990-tallet var det et betydelig overskudd i det norske kraftsystemet som ble synligjort ved dereguleringen av markedet. Etter en periode med fallende investeringer i ny kraftproduksjon og en relativt høy vekst i forbruket, ble kraftoverskuddet redusert utover 2000 tallet. Etter finanskrisen i 2008–2009 har svakere forbruksutvikling og økt kraftproduksjon bidratt til et voksende kraftoverskudd.

De siste årene har vært preget av synkende kraftpriser. Differansen mellom midlere produksjonsevne og temperaturkorrigert forbruk har variert mellom 5 og 11 TWh/år. Nye investeringer har hovedsakelig vært drevet frem av elsertifikatordningen.

Ved utgangen av 2016 var det omlag 7,5 TWh ny kraftproduksjon under bygging om man inkluderer hele prosjektporteføljen på Fosen.

 

Produksjonsevne og temperaturkorrigert forbruk 1990-2015, TWh

Oppdatert: 27.03.2017

Kilde: NVE, Nordpool

Skriv ut figur Last ned grunnlag Produksjonsevne og temperaturkorrigert forbruk 1990-2015, TWh Last ned PDF Last ned som bilde (PNG)

Produksjonsevne og temperaturkorrigert forbruk 1990-2015, TWh

Selv med en god kraftbalanse kan svikt i tilsiget og hendelser utenfor Norge i perioder påvirke kraftforsyningen. Forsyningssikkerheten kom i fokus vinteren 2009/2010 som følge av en kombinasjon av kaldt vær, tilsigsvikt og en betydelig reduksjon i tilgjengeligheten ved svenske kjernekraftverk. Vinteren 2010/2011 var også preget av rekordlave magasinfyllinger og rekordhøye kraftpriser i enkelte timer, som følge av en lengre periode med lave temperaturer og tilsig. Kraftsystemet klarte imidlertid å levere de tjenestene som ble etterspurt. De høye prisene var viktige for å stimulere til redusert forbruk, økt produksjon og økt import.

Utfordringene med store tilsigvariasjonene er imidlertid avtagende med økt utvekslingskapasiteten til kraftsystemer hvor andre energikilder dominerer. Krafthandel spiller derfor en sentral rolle i det norske vannkraftsystemet, både for forsyningssikkerhet og verdiskapningen.

Oppdatert: 11.05.2017