Dette kommer av høy korrelasjon i vindstyrken i havet i forskjellige deler av Nordsjøen, også i havområdene utenfor land Norge utveksler kraft med. Forskerne mener dette er problematisk for den norske havvindsatsingen.

• NTNU-forskerne har utviklet en algoritme for å finne optimal utbygging av havvindparker utenfor norskekysten
• De har testet ut fra to scenarioer: Ett uten utenlandskabler, ett med
• Resultat: Mer havvind sør for Stad uten utenlandskabler, mens mer i nord med kabler
• De mener dette viser det er utilstrekkelig kunnskapsgrunnlag bak regjeringens havvindambisjon
• Studien forutsetter høyere overføringskapasitet mellom prisområder internt i Norge enn det som finnes i dag

<2°C: – Hva handler dette om?

Vi snakker med:

Jonas Kristiansen Nøland er førsteamanuensis ved Institutt for elektrisk energi, NTNU.

Referanse: Hjelmeland, M., Nøland, J.K.: Correlation challenges for North Sea offshore wind power: a Norwegian case study. Sci Rep 13, 18670 (2023).

Jonas Kristiansen Nøland: – Ideen til studien fikk vi for cirka ett år siden. Da pågikk det en debatt i Teknisk Ukeblad om hvorvidt havvind alene kunne erstatte norsk gasseksport. Da begynte vi å gjøre noen innledende serviettberegninger på værkorrelasjonen til ulike områder i Nordsjøen.

Samme høsten publiserte SINTEF et blogginnlegg hvor de viste til at det var mer korrelasjon mellom Europa og de sørlige norske vindkraftområdene enn det var med vindkraftområdene nord for Stad. Altså at havvind i Nord-Norge kunne bli gull verdt med tanke på mindre samtidig produksjon med Europa.

Dette var imidlertid ikke dokumentert som fagfellevurdert forskning. Så vi ønsket å komme mer til bunns i det. Alle sider ved det norske havvindeventyret trenger et godt kunnskapsgrunnlag. En risiko ved å bygge ut i områder som har høy grad av værkorrelasjon med resten av Europa, er at vi får mye samtidig overproduksjon, som gir nullpriser og lav verdi på havvind. Samtidig kan det bidra til å forsterke de voldsomme prissvingningene vi har sett de siste par årene.

– Hvor kommer 30 GW fra?

– Men du sier du frykter at kunnskapsgrunnlaget ikke er godt nok, hva tenker du på da?

– Ta for eksempel den norske ambisjonen: Vi skal gi 30 GW med havvindkonsesjoner innen 2040. Men hvor dette 30 GW-tallet kommer fra, er uklart. Vi kjenner ikke til om det ligger noen grundige analyser bak. Hvis det gjør det, vil vi veldig gjerne se det.

Samtidig visste vi at det ble satset på havvindutbygging i Sørlige Nordsjø og Utsira Nord først på grunn av gode vindressurser. Ut fra hensynet til LCOE, altså energikostnaden over levetiden, mente man det var mest gunstig. Men vi fryktet at man hengte seg for mye opp i LCOE, og kanskje glemte hvor man kunne hente mest mulig verdi ut fra havvinden.

– Hva gjorde dere?

– Vi lagde en algoritme som kunne finne ut hvordan man kan bygge ut havvind på ulike områder, med mest mulig verdi og minst mulig samtidig overproduksjon med Europa. Vi legger frem to scenarioer – ett hvor vi ikke ser på utenlandskabler, i et annet tar vi hensyn til interaksjon med andre nordsjøland. Resultatene har vi blant annet fremstilt i et kart mot slutten av artikkelen, som viser hvor fokuset for utbygging bør bli, enten i det ene eller det andre scenarioet.

For å få det til, har vi brukt 20-årige værdata fra en modell som heter MERRA2, gjennom et dataverktøy som heter Renewables.ninja, som brukes til å studere vindkraft i ulike deler av verden.

Vårt bidrag var da å lage en algoritme, en såkalt objektivfunksjon, som definerer et mål, og så prøver vi å optimalisere mest mulig ut fra det målet. Vi ser på den potensielle produksjonen alle steder du kan bygge ut, og så vekter vi de ulike områdene på ulike måter, og ser på hvordan de balanserer hverandre best mulig. Målet er da å få minst mulig samtidig overproduksjon.

– Burde vi hatt mer havvind lenger nord?

– Hva fant dere ut?

– Kort fortalt: I det første scenarioet, uten utenlandskabler, blir det en god del mer havvind i de sørlige delene. I det andre, med mer kraftutveksling, blir majoriteten bygget nord for Stad.

– Hva betyr disse funnene?

– Et spørsmål er om dette viser at vi bør tillate oss å diskutere om mer av havvindsatsingen burde foregå lenger nord. Det er jo også mye kraftforbruk som er planlagt der. Men det kan virke som om havvind i nord ligger lengre frem i tid.

– Men det ligger noen forutsetninger om overføringskapasitet her, som du kanskje kan si noe mer om?

– Det er noe vi skriver om i studien – hvis det bygges havvind i nord, og noe av den verdien skal komme til sør, er det noe som vil kreve infrastruktur, og det vil koste. Når man regner LCOE for flytende havvind, er det kun internt nett og ikke eksternt som kalkuleres inn. I artikkelen tar vi høyde for at det koster cirka 13 millioner kroner per kilometer overføringsnett for å frakte en gigawatt med kraft. Det blir fort dyrt over lange avstander.

Men selv om verdien på vindkraften i nord er høyere fordi det er lavere værkorrelasjon, er det likevel dårligere vindforhold. Derfor vil levetidskostnadene nord for Stad være rundt 10 prosent høyere.

Det viktigste premisset for scenarioet med stor utveksling med Europa er at overføringskapasiteten prioriteres for å bidra til å jevne ut produksjonen fra havvind i Nordsjøen. Rent intuitivt vil mer utenlandskabler gjøre at norsk havvind kobles på andre land hvor snittprisen på strøm er høyere, noe som øker lønnsomheten. Men det vi mener vi har avdekket i studien, er at man ikke får uttelling for det hvis det er mye samtidig overproduksjon. Det man får betalt for, er salgsprisen når det blåser som mest i Nordsjøen, i perioder hvor alle nordsjølandene produserer godt.

Dette viser noe av utfordringen med utenlandskabler. Det blir mest verdi på norsk havvind i områdene utenfor Sør-Norge hvis vi ikke har for mye interaksjon med de andre nordsjølandene. Det bygges jo også ut havvind i andre land rundt Nordsjøen mye raskere enn i Norge.

Forutsetter høy overføringskapasitet

– Men i dette isolasjonsscenarioet må dere også gjøre noen forutsetninger om nettkapasiteten i Norge? Som neppe kan sies å være til stede i dag?

– Det er en helt legitim kritikk av studien. Det er jo alltid sånn at man må gjøre forenklinger for å få svar gjennom slike studier. Vi ser på produksjonen i de 15 havvindområdene og i ulike områder andre steder i Nordsjøen, og forutsetter at det er tilstrekkelig overføringskapasitet så den kan jevnes ut. Den aller mest ekstreme varianten er et såkalt kobberplatestudie, der det forutsettes uendelig overføringskapasitet, helt uten flaskehalser. Vi er ikke der. Men vi forutsetter en ganske god overføringsforbindelse.

– Faller ikke litt av kritikken dere reiser da?

– Det kan godt hende. Men det er også noe av det som gjør slike studier så kompliserte: Du får ikke svar på alt i ett arbeid. Nettforbindelsene som trengs for å komme i mål med det grønne skiftet, ligger langt frem i tid. Vi trenger å få kraften frem til forbrukeren og vi trenger nok nettforbindelser for å ivareta forsyningssikkerheten i et stadig mer væravhengig kraftsystem. Samtidig er det andre deler av studien som jeg mener står seg bra uavhengig av forutsetninger. For eksempel påpeker vi at når du ser på det gjennomsnittlige produksjonspotensialet for Utsira Nord gjennom ett år, ser det ut til at det matcher strømetterspørselen i Norge ganske bra, med en produksjonstopp om vinteren. Men ser du på potensialet time for time, er variasjonen voldsom og uavhengig av forbruket.

Og uansett mener vi dette er analyser som det kanskje er viktig at man er klar over for eksempel i Olje- og energidepartementet. Differansekontraktene som er planlagt, vil jo på en måte skjerme utbyggerne for litt av disse problemstillingene. Så tenker jeg at vi har kommet i en uheldig situasjon dersom de som bygger ut havvind, i for stor grad blir skjermet for markedet gjennom differansekontrakter. De bygger ut på en måte som nærmest er designet for at priskollaps veksler med høye priser.

Med differansekontrakter blir det ingen «naturlig» utbygging som det ville blitt i et åpent marked. Da er det viktig at man har klart for seg hvilke mulige utilsiktede konsekvenser subsidiene får. Her frykter vi at jo mer man bygger ut Utsira Nord og Sørlige Nordsjø, desto mer øker risikoen for samtidig overproduksjon og priskollaps, desto svakere blir økonomien i prosjektene, og desto mer øker avhengigheten av subsidier over tid.

– Hva bør gjøres videre?

– Vi ser på muligheten for å gjøre mer markedsanalyser og se mer på hva som kan forårsake denne strømpriskollapsen. Dette er områder som det er spennende å jobbe med, og det er store kunnskapshull. Men jeg synes det er synd at det ikke er mer interesse for å stille disse spørsmålene. Og her må jeg få heie litt på den frie forskningen: Det er dessverre en kjensgjerning at det ikke alltid er de beste spørsmålene det kastes penger etter. Og vi får bare svar på de spørsmålene vi faktisk stiller. Jeg skulle ønske flere ville ta tak i denne typen problemstillinger, selv om de kanskje går litt på tvers av hva man har sett for seg fra politisk hold.