Solkraft og vindkraft fremstilles ofte som løsningen på verdens energi- og klimaproblemer, med utsikter til ubegrenset, billig og ren elektrisitet. En nylig utkommet bok «Taming the Sun» setter disse utsiktene i et mer kritisk perspektiv.[i]
Det springende punkt er lagring av strøm. Batteriteknologien er ikke tilstrekkelig. Fordi solkraft og vindkraft ikke kan tilpasses etterspørselen etter strøm, destabiliserer de balansen i kraftmarkedet.
Vanligvis fortoner solkraft og vindkraft seg som konkurrenter til fossile brensler i kraftgenerering, men de vil kunne fremme bruken av olje og naturgass.
Ustadige energikilder som sol og vind krever et alternativ som på kort varsel kan settes inn for å dekke etterspørselen etter strøm når solen ikke skinner og vinden ikke blåser.
Grunnbelastning dekkes av store kraftverk
Et vanlig mønster er at grunnbelastningen på strømnettet dekkes av store, kapitalintensive kraftverk, basert på kull og kjernekraft, som er i kontinuerlig drift. De er trege, i den forstand at både nedtrapping og oppstarting tar tid og medfører slitasje.
Toppbelastningen dekkes ofte av mindre, fleksible kraftverk, basert på olje, naturgass eller vannkraft. Her kan ytelsen lett tilpasses etterspørselen etter strøm. Norge er i en særstilling ved at praktisk all elektrisitet genereres ved vannkraft.
Satt på spissen yter solkraft og vindkraft enten for lite eller for mye i forhold til behovet. I et liberalisert kraftmarked oppstår store problemer på grunn av et begrenset tidsvindu. Dette er ikke minst tilfellet i California og Tyskland der generøse støtteordninger har stimulert store investeringer i fornybar elektrisitet.
Nattetids og på dager med lite vind og sol er ytelsen utilstrekkelig; da tjener ikke sol- og vindkraftverkene penger. Dagtids med mye vind og sol kan ytelsen overstige etterspørselen; da faller strømprisen mot null fordi kraft må dumpes i markedet.
- Energilagring i hjemmet: – Dette er den største endringen i energibransjens historie (TU Ekstra)
Ingen tjener penger kontinuerlig
Da tjener heller ikke kraftverkene, men denne gangen gjelder det alle kraftverkene, ikke bare de som går på sol og vind. Om kvelden, når solen går ned og vinden legger seg, øker samtidig som strømforbruket og behovet for kraft fra konvensjonelle kraftverk øker sterkt.
Konsekvensen er at samfunnet må operere med et dobbelt sett kraftstasjoner: ett fornybart som virker når solen skinner og vinden blåser, og ett alternativt til andre tider.
Ingen av settene virker og tjener penger kontinuerlig, slik at begge settene har en begrenset inntjening av investeringene. Dette er et gjennomgående problem i kraftsystemer som satser sterkt på solkraft og vindkraft.
Utfordringen er å finne løsninger, som bortfall av støtteordninger, reguleringer som påbyr alle kraftselgere å kunne levere en kontinuerlig ytelse, eller én enkelt innkjøper av kraft, et monopsoni som kjøper etter markedets behov.
Kapasitet og konkurranse utvider ikke tidsvinduet
I begeistringen over tekniske fremskritt og fallende investeringskostnader for solkraft og vindkraft, er tilpasningen til markedet ofte blitt oversett. I dag er tendensen i mange kraftmarkeder at med fallende kostnader og økende investeringer i solkraft og vindkraft, avtar prisene, og dermed verdien av strømmen og lønnsomheten.
Grunnen er enkelt at større kapasitet og hardere konkurranse ikke utvider tidsvinduet.
Teknisk er utfordringen parallelt med investeringene i solkraft og vindkraft å bygge opp en robust kapasitet i alternativ kraftgenerering. Fraværet av kontinuerlig drift er en ulempe for kullkraft og kjernekraft, ikke bare på grunn av høye kapitalkostnader, men også på grunn av dårlig fleksibilitet og slitasje ved ujevn drift.
Olje- og gassturbiner har derimot lave kapitalkostnader, og de kan lett skrus av og på.
Økende etterspørsel
Problemet forsterkes ved veksten i etterspørselen etter elektrisitet. Fra 2000 til 2017 økte genereringen av strøm i årlig gjennomsnitt med 3 prosent på verdensbasis, i OECD-landene var vekstrate 0,7 prosent, utenfor OECD var den 5,7 i året.
Husholdningene tar en stadig større del av energiforbruket ut i elektrisitet og bidrar til en økende toppbelastning. Tjenesteytende næringer som banker, databaser og e-handel storforbrukere av strøm.
De krever en kontinuerlig tilgang på elektrisitet og bidrar til en høyere grunnbelastning. I den utstrekning solkraft og vindkraft destabiliserer kraftmarkedet, må grunnbelastningen dekkes, fortrinnsvis ved olje- og gassturbiner.
En foreløpig konklusjon er at med dagens teknologi, i fravær av bedre lagringsmuligheter for elektrisitet, vil sol- og vindkraft bare kunne dekke en begrenset andel av verdens forsyninger av kraft.
En økende generering av sol- og vindkraft er i første omgang en trussel mot kullkraft og kjernekraft. Nye investeringer i solkraft og vindkraft vil derimot kunne fremme etterspørselen etter olje og naturgass.
For Norge kan det derfor være strategisk klokt å fortsatt satse på petroleumsvirksomheten.
[i] Varum Sivaram, Taming the Sun, Cambridge, Mass. 2018, The MIT Press
