Garpurprosjektet har forsket for 100 millioner kroner for å utvikle ny beregningsmetodikk for å gjøre strømnettet mer effektivt. Dette kan gi lavere nettleie for forbrukerne. Illustrasjonsfoto: Thinkstock.

Forskere regnet seg fram til et billigere strømnett

Hvordan sørge for bedre utnyttelse av strømnettet og lavere nettleie? Forskere har regnet seg fram til svaret.

– Kraftsystemet i Europa har endret seg ganske mye de siste årene. Noe av kullkraftproduksjonen er blitt stengt ned og erstattet med blant annet sol- og vindenergi, som slett ikke er stabil. Nettet som skal distribuere denne energien trenger derfor å tilpasses de nye behovene, sier forskningsleder i SINTEF Energi, Oddbjørn Gjerde.

Det er denne problemstillingen EU-prosjektet GARPUR har jobbet med i de siste fire årene. Prosjektet ble ledet av SINTEF, og sammen med Statnett, NTNU og 17 andre europeiske aktører har forskerne her prøvd å finne ut hvordan framtidens kraftnett bør utbygges og driftes så det blir mer bærekraftig. Med andre ord både mer miljøvennlig, sikrere og mer lønnsomt.

Regnet seg fram til risikoen for strømbrudd

Strømbrudd i store områder over lengre tid anses som uakseptabelt i dagens samfunn, rett og slett fordi dette får store samfunnsøkonomiske konsekvenser.

– Sannsynligheten for en feil i kraftnettet er veldig avhengig av eksterne faktorer, sånn som været, og konsekvensene av en sånn feil varierer betydelig. I dagens planlegging og drift av kraftnett har en ikke metoder eller verktøy som tar hensyn til dette, sier Gjerde, som ledet prosjektet.

Selskapene som planlegger og driver sentralnettet, de «elektriske motorveiene», tar denne risikoen på alvor og bygger inn reserver som for eksempel en ekstra transformator eller en ekstra linje –  i tilfelle en linje eller andre komponenter faller ut. Ifølge forskriften i dag skal alle sentralnett ha minst én reserve for alle komponenter i nettet. Dette kan det bli slutt på.

– Metoden som er utvikla i GARPUR tar hensyn til at det er uforholdsmessig dyrt å ha lik forsyningssikkerhet (reserver) overalt. Vi har derfor utviklet et en beregningsmetodikk der vi i større grad tar hensyn til risiko. Det vil si at man kan ta hensyn til både sannsynlighet for feil og konsekvens for samfunnet, sier Gerd Kjølle, sjefforsker i SINTEF Energi.

Europa lærer av Norge

Den risikobaserte beregningsmodellen  kan gi lavere nettleie og bedre utnyttelse av nettet i fremtiden. Flere av samarbeidspartnerne i GARPUR har allerede tatt i bruk deler av modellen: 

– Island, Frankrike og enkelte andre land har begynt å ta i bruk den norske beregningsmodellen.

– Norge er allerede internasjonalt ledende, men det er klart at Statnett også har nytte av at flere land tenker som vi gjør i Norge, sier Gjerde.

– Vi ser for oss en fremtid der beslutningene er mer basert på risiko og hvor kost-nytte står i fokus, spesielt i forbindelse med utbygginger, utdyper leder for FoU-programmet «Bærekraftig systemutvikling» i Statnett, Matthias Hofmann.

Sparer millioner

Hofmann er ikke redd for at strømnettet blir mindre sikkert av at bufferen reduseres i perioder  hvor strømforbruket er lavt.

– I perioder hvor det er kaldt og vi forventer en vinterstorm, er behovet for reserveløsninger mye større. Da er sannsynligheten for at en linje faller ut forholdsvis høy. Ved å differensiere gjennom året vil den totale forsyningssikkerheten trolig bli like god som i dag, men kostnaden for samfunnet blir lavere, sier Hofmann.

Statnett gjennomførte  i 2017 noen beregninger i forbindelse med en utbygging i Stavanger, og fant ut at kostnaden kan reduseres med hele 25 prosent gjennom bruk av GARPUR-metodikken fordi den tillater kost-nytte vurderinger snarere enn udifferensierte krav til reserveløsninger.

– Vi er innstilt på å benytte denne risikobaserte tankegangen SINTEF har utviklet i forbindelse med nyinvesteringer og vedlikehold av strømnettet. Veien er derimot lenger når det gjelder drift. Dette håper vi løser seg på sikt, sier han.

Island risikovurderer i sanntid

Island var ett av landene som deltok i GARPUR. De jobber aktivt videre med metodene, for å tilpasse disse til sitt eget strømnett.  Nettselskapet Landsnet tester nå et verktøy for å overvåke risikoen i transmisjonsnettet kontinuerlig og i sann tid.

– Vi har et relativt lite nett i Island, men strømforbruket øker. Vi forventer at denne utviklingen vil fortsette, hovedsakelig på grunn av elektrifisering av enkelte sektorer som har gått fra fossilt brensel til fornybar elektrisitet, sier direktør for drift og IKT i Landsnet, Íris Baldursdóttir, før hun utdyper:

– Samfunnet blir mer og mer avhengig av sikker levering av elektrisitet. Samtidig blir stadig mer fornybar energi koblet til nettet, uten at det investeres tilstrekkelig i økt overføringskapasitet. Vi trenger derfor nye verktøy for å forbedre nøyaktigheten av våre risikovurderinger, sier hun.

Mer teknologi krever mer risikovurdering

Ny teknologi som automatisering og smarte nettløsninger, samt til tider krevende værforhold gjør behovet for nye metoder for risikovurdering enda mer aktuelt. 

– Målet er å videreutvikle risikovurderingsverktøyet for drift og etter hvert gjøre dette om til kommersielle verktøy. Det er derfor viktig at teknologileverandørene utvikler programvare som i større grad inkluderer vurderinger av risiko, som GARPUR-prosjektet foreslår, sier Baldursdóttir.

Islendingene har allerede høyt utviklede kontrollrom, med god tilgang på høykvalitetsdata i sanntid.

– Vi ønsker å utnytte dataene fullt ut for å bedre beslutningstakingen, som igjen kan bidra til enda mer effektiv bruk av kraftnettet, sier hun.

Den franske systemoperatøren RTE ser også verdien av GARPUR-verktøyene.

– En av nøkkelfunksjonene er at de bidrar til å forenkle komplekse fenomener. Dette gjør simuleringene enklere og samtidig tilstrekkelig nøyaktige, sier Remy Clement fra RTE.

Statnett samarbeider allerede tett med de nordiske landene og ser at GARPUR-prosjektet har redusert barrierene for samarbeid med de øvrige europeiske landene.    

– De har frem til nå vært ganske konservative. Men det lover godt at vi har klart å gjennomføre en del tester sammen med de nye verktøyene. Tankegangen mot en mer risikobasert tilnærming har startet, avslutter Matthias Hofmann.

Prosjektet ble ledet av SINTEF, og sammen med Statnett, NTNU og 17 andre europeiske aktører har de prøvd å finne ut hvordan fremtidens kraftnett bør utbygges og driftes på en mer bærekraftig måte.