Elektrisitetsprisen (NOK/kWh)

I illustrasjonen som ble presentert tidligere, så velger Nel å benytte 0.40 NOK/kWh som en slags gjennomsnittlig kostnad for elektrisitet produsert ved hjelp av fornybare energikilder. I enkelte land, og da særlig de svært solrike, så vil man kunne produsere fornybar energi til en langt lavere pris enn 0.40 NOK/kWh. På sikt er det ventet at produksjonskostnadene vil falle ytterligere.

Det bør nevnes at selv om man kan klare å kalkulere en kostnad per kWh for et gitt prosjekt, så vil prisen man får for selve strømmen kunne variere til dels mye over tid, og svingningene vil øke desto større andel av energimiksen de fornybare skal stå for. Årsaken til dette er selvsagt at det er vanskelig å matche tilbudet med etterspørselen etter strøm, når strømmen hovedsakelig kommer fra fornybare kilder (vind og sol).

To utklipp av grafer som viser strømtilbud og strømpris i det tyske strømmarkedet illustrerer utfordringen knyttet til tilbud og etterspørsel godt. Den første grafen viser en vinteruke (lavt fornybart tilbud), mens den andre viser en sommermåned (høyt fornybart tilbud). Sommer- og vinteruken er mer eller mindre tilfeldig valgt, og ukene trenger ikke nødvendigvis å representere en typisk sommer eller vinteruke.  

Strømmarkedet i Tyskland i en tilfeldig sommermåned

Strømmarkedet i Tyskland i en tilfeldig vintermåned  

*Altså snakk om spotpriser. Energi måles i GW på venstreaksen (1 GW =1 000 000 kW), mens prisen er EUR/MWh. (10 EUR/MWh tilsvarer rundt 0,09-0,10 NOK/kWh).  

*I den siste grafen er prisutslagene svært store, og man ville fått en rotete graf om man også hadde inkludert høyeste og laveste pris.

Kilde. https://www.energy-charts.de/price.htm?year=2017&auction=1h&week=4

«Sommeruken». Den første grafen viser en uke i juni 2017 hvor det tydeligvis var bra vær. Solenergien slår inn i markedet maksimalt omtrent midt på dagen (12:00). Vi ser at man relativt greit klarer å matche tilbudet med etterspørselen. Energi fra konvensjonelle kilder (som regel fossile) brukes til å holde tilbudet lik etterspørselen. Til tross for at man kan si at det er relativt enkelt å matche etterspørselen og tilbudet i sommeruken, så ser man at spotprisen varierer til dels mye gjennom dagene, men også uken sett under et. Utslagene er særlig stor i de periodene av dagen hvor etterspørselen endrer seg raskt (vanskelig å tilpasse tilbudet).

«Vinteruken». Den andre grafen viser en uke i januar 2017 hvor man tydeligvis hadde begrenset med tilbud av fornybar energi (både lite vind og sol). Det verd å merke seg at etterspørselen ikke er veldig ulik i sommer- og vinteruken, noe som i stor grad skyldes at tyskerne i liten grad bruker elektrisitet til oppvarming.  

Den mest interessante tidsperioden i grafen. Man ser at i de tre første dagene av uken nesten ikke produseres sol eller vindenergi, noe som gir tyskerne et problem. Den konvensjonelle kraftproduksjonen (som regel fossil) er tilpasset slik at den skal dekke differansene mellom etterspørselen og tilbud av fornybar energi, noe som krever at man har tilstrekkelig med konvensjonell kapasitet stående. Utfordringen er at den konvensjonelle kapasiteten ikke er særlig godt tilpasset en situasjon hvor man nesten ikke har vind- eller solenergi, noe som videre kan forklarer med at det er dyrt å ha stor mengder ledig kapasitet stående.

Resultatet av problemene med å matche tilbud og etterspørselen er svært høye priser, noe man også tydelig kan observere i de tre første dagene i uken. Prisene stabiliserer seg når sol- og vindenergi igjen kommer inn på nettet.

Grafene gir grunnlag for å si at energilagring er en forutsetningen for at fornybar energi skal kunne utgjøre en større andel av energimiksen i fremtiden.

På den ene siden kan man i teorien tenke seg at man bygger ut de fornybare så mye at de på en god dag kan dekke hele energibehovet. På en annen side vil man få problemer med dekke behovet på natten og det vil fortsatt være dager hvor den fornybare produksjonen ikke vil være tilstrekkelig.  

Resultatet er at man er avhengig av å konvensjonell (fossilbar) kraftproduksjon som i verste fall må kunne dekke hele kraftbehovet på en dårlig dag for de fornybare.  Det å sitte med ledig kapasitet er i seg selv kostbart. En bedre løsning vil være å ta i bruk «batterier» i form av både hydrogenlagring og virkelige batterier. Gitt at lagring er et alternativ, så står man vesentlig friere til å bygge ut den fornybare energiressursene, siden man kan bruke hydrogen til å utligne forskjellene i tilbud og etterspørsel.

I et kortsiktig perspektiv kan det være særlig nyttig å bruke hydrogen som lagringsmedium for å ta unna de største toppene i etterspørselen. Hydrogen som produseres over tid vil sannsynligvis være et langt billigere alternativt enn å ha fossile kraftressurser stående «standby» til å dekke toppene.  

Det synes åpenbart at det er mulig å utnytte prisforskjellene i løpet av døgnet, men også mellom sesongene. Selv om man ved å benytte hydrogen til energilagring vil ha et effektivitetstap, så synes det klart at prissvingningene gjennom dagen er store nok til de kan utnyttes til å produsere billig hydrogen, for så å senere konvertere hydrogen tilbake til strøm.

Det skal også nevnes at det mest gunstige selvsagt vil være om man kan benytte hydrogen i transportsektoren.

Generelt må man veie bruk av hydrogen til energilagring mot alternativene, som i dette tilfellet i stor grad vil bestå i å ha tilstrekkelig konvensjonell/fossil kraftproduksjon til å dekke energibehovet i perioder hvor de fornybare kildene genererer lite energi. Hydrogen vil nok ofte kunne være billigere og mer miljøvennlig løsning.

Et spørsmål vil være hvor jevnt man skal produsere hydrogenet? Gitt at man bare produserer i perioder med ekstremt lav strømpris, så vil muligens utnyttelsen bli for lav. Godt optimaliserte modeller vil åpenbart være avgjørende for å sikre best mulig lønnsomhet. Uansett tyder illustrasjonene som ble presentert tidligere på at kapitalkostnadene er relativt lave i forhold til energikostnadene, noe som kan være et argument for at man ikke nødvendigvis trenger å ha ekstremt høy utnyttelse.

(Liten pause?) Viktig å utnytte reststrømmen☺

Reststrøm https://www.youtube.com/watch?v=sAV2Ft2w928