I EU-regi er SINTEF, NTNU og Statnett med på å utvikle nye verktøy til beregning av hva som er best for samfunnets sikkerhet og lommebok når det gjelder forsterkninger av elektriske "motorveinett". Illustrasjonsfoto: Emil Løkås, Statnett.

Strømmen skal fram

Kronikk publisert 02.01.14

Samfunnet er avhengig av å unngå strømbrudd i stor skala. Europa utvikler nå metoder som skal øke forsyningssikkerheten på en samfunnsøkonomisk forsvarlig måte.

Av Oddbjørn Gjerde, forskningsleder, SINTEF Energi. Kjetil Uhlen, professor, NTNU. Lars Kristian Vormedal, forskningsdirektør, Statnett.

Kronikken sto i Dagens Næringliv, fredag 20. desember 2013

Bortfall av strømmen i større områder anses som uakseptabelt i alle moderne samfunn. Selskap som planlegger og driver de elektriske «motorveiene» – sentralnettene – sørger derfor for at det finnes «omkjøringsmuligheter». Ryker en komponent, skal det være mulig for strømmen å finne andre veier fram til brukeren. Men hvor mange slike buffere er det samfunnsøkonomisk fornuftig å ha, og hvor skal vi ha dem?  Flere forhold har tvunget fram en nytenkning på feltet i mange land, deriblant Norge.

Økte krav til forsyningssikkerhet

Investeres det for lite i forsyningssikkerhet, kan samfunnet bli rammet av omfattende strømutfall. Investeres det for mye, blir strømmen unødvendig dyr, skriver artikkelforfatterne (fra venstre) Oddbjørn Gjerde, Kjetil Uhlen og Lars Kristian Vormedal.

Investeres det for lite i forsyningssikkerhet, kan samfunnet bli rammet av omfattende strømutfall. Investeres det for mye, blir strømmen unødvendig dyr, skriver artikkelforfatterne (fra venstre) Oddbjørn Gjerde, Kjetil Uhlen og Lars Kristian Vormedal.

Samfunnsutviklingen krever et robust sentralnett. Dette fordi tilførsel av vann, mat og ofte også varme står og faller med strømtilgangen, og fordi stadig flere samfunnssektorer er kritisk avhengige av at datamaskiner, lys og instrumenter fungerer til enhver tid. Kravene til forsyningssikkerhet har kort og godt økt, og vil fortsette å gjøre det.

Samtidig vil ambisjonen om å bruke mer fornybar energi gi store utfordringer for kraftnettet. Dette fordi vår verdensdel i økende grad vil bli avhengig av variable og mindre forutsigbare energikilder som vind og sol. I tillegg innføres automatiske strømmålere som gjør det mulig å styre forbruket. Samtidig gjør el-biler sitt inntog. Begge deler vil endre forbruksmønsteret. Også dette stiller nye krav til kraftnettet.

Derfor ser landene i Europa nå på om det er nødvendig å revurdere kriteriene som i dag brukes til å fastsette både det nødvendige antallet omkjøringsveier i elektriske stamveinett og den høyeste godtatte belastningen på hver «vei». I EU-regi deltar Statnett, SINTEF og NTNU pluss 17 andre europeiske aktører i et prosjekt der drøye 90 millioner kroner går til å forske på dette temaet.

Nye matematiske verktøy

Det fireårige EU-prosjektet GARPUR koordineres av SINTEF. Her utvikler vi nye matematiske verktøy. Disse skal hjelpe sentralnett-eierne å beregne hvordan de kan ivareta den økende forsyningssikkerheten som samfunnet krever – på en samfunnsøkonomisk forsvarlig måte. Investeres det for lite i forsyningssikkerhet, kan samfunnet bli rammet av omfattende strømutfall. Investeres det for mye, blir strømmen unødvendig dyr.

Til å ivareta forsyningssikkerheten i kraft-Norge, bruker Statnett et kriterium som på fagspråket er kjent som «N minus 1». Betegnelsen innebærer at når en komponent i sentralnettet svikter, skal de gjenværende komponentene likevel klare å få strømmen fram til forbrukerne.

Dette innebærer ikke at det bygges reservelinjer som står ubrukte helt til den dagen uhellet er ute. Derimot betyr det at de elektriske motorveinettene forsterkes, slik at minst én omkjøringsvei alltid er farbar. Forsterkningene reduserer også tapene i nettet.

I tettere befolkede deler av Europa kan det for eksempel være aktuelt å bruke «N minus 3» som pålitelighetskriterium i sentrale kraftnett. Her må det altså finnes omrutingsmuligheter selv når tre komponenter ryker.

Geografisk differensiering?

I den nye energihverdagen som nå opprinner, er det ikke utenkelig at Norge ender opp med et system der pålitelighetskriteriene settes ulikt for ulike geografiske områder. Nettopp slike spørsmål skal det kommende regneverktøyet fra GARPUR-prosjektet hjelpe planleggerne av sentralnettet å avklare.

Verktøyet vil bestå av spesialutviklede algoritmer – det vil si beskrivelser av det settet med beregningsoperasjoner som trengs for å løse slike komplekse problem. På godt norsk handler det om regnemetoder som samtidig kan håndtere sannsynligheter for strømavbrudd, kostnader knyttet til reservekapasitet i nettet samt de økonomiske tap samfunnet påføres hvis strømmen uteblir.

I enkelte geografiske områder kan det vise seg at strømbrudd koster samfunnet mindre enn forsterking av nettet. Da er det viktig at påliteligheten i kraftnettet avstemmes deretter. Så enkelt er det. Men det er vanskelig nok til at vi trenger avansert matematikk for å avgjøre hva som til enhver tid er best for samfunnets sikkerhet og lommebok.