Utfordringen med fornybare energikilder | Fordeler og ulemper

At en energikilde er fornybar, betyr at kilden til energien ikke kan brukes opp, som vind eller vann, eller har uendelig med kapasitet, slik som solen. I motsetning til dette er kull og gass ikke-fornybare kilder og er en begrenset ressurs som en dag vil ta slutt hvis vi fortsetter å bruke av den.

Men hvorfor sier man at vind-, sol- og til og med vannkraft er ustabile kilder, og hva kan man gjøre med det?

Vannkraft. I Norge har vi lang erfaring med vannkraft, og den lar seg til en viss grad “lagre”. Der det bygges vannkraftverk, bygges det også vannmagasiner - som regel store damanlegg som demmer opp vann slik at det kan brukes ved behov. Allikevel må man, i perioder med mye nedbør, slippe ut store mengder vann for at vannmagasinene ikke skal renne over. Dette vannet slippes ut uten at det brukes til energiproduksjon

Vannkraft er på grunn av vannmagasinene en relativt stabil energiprodusent som ikke endrer seg i løpet av døgnet. I tørre år kan det allikevel bli lav fyllingsgrad i magasinene slik at man ikke får produsert så mye energi som ønskelig.

Solkraft. I motsetning til vannkraft, er den energien vi lager fra sol mer ustabil, og det er mange faktorer som spiller inn på hvor høy produksjonen til enhver tid er. For eksempel vil en sky foran solen gjøre produksjonen lavere, det produseres ikke noe energi på natten, og hvor høy produksjonen er kommer også an på hvordan solcellepanelene står vendt i forhold til solen, om panelene er skitne eller ikke, og også alderen på panelene har noe å si. Solkraft er med andre ord en ganske ustabil kilde til produksjon av energi.

Vindkraft. Det samme som gjelder for sol gjelder til en viss grad også for vind. Hvis vinden løyer, produseres det mindre energi, og når vinden ikke blåser, eller er for svak til å dra vindmøllene, så stopper produksjonen helt opp.

Les også: Hvordan skal vi kontrollere fremtidens ustabile energikilder?

Ustabil energiproduksjon skaper utfordringer for kraftnettet

Fordi produksjonen fra fornybare energikilder er såpass ustabil og foranderlig, skaper det utfordringer for kraftnettet. Plutselige fall i produksjonen på grunn av skyer eller at vinden stopper opp, fører til spenningsfall i nettet hvis ingenting gjøres. Slike spenningsfall kan føre til energibrudd, skader på elektronikk, transformatorer og andre komponenter knyttet til kraftnettet, og elektrisk utstyr kan komme til å gå i stykker.

Dette problemet er økende ettersom det i større og større grad skjer et skift mot fornybar energi på verdensbasis. Løsningen så langt, har ute i Europa vært å balansere ut disse fallene i produksjon med produksjon av energi fra kull og gass. Slik kan man for eksempel kompensere for at solen ikke skinner om natten. I Norge har vi så mye vannkraft, at vi kan kompensere for dette, men det er langsomme prosesser - store maskiner og turbiner skal settes i gang, og de har sen reaksjonstid.

Hva kan gjøres for å sørge for stabil tilgang på energi?

Batteriløsninger før måler vil kunne være med på å lagre energi og dermed bidra til en mer stabil energiforsyning. Slik kan man unngå problemet med at det må slippes ut vann fra vannmagasinene uten produksjon hvis vi har for mye vann, eller at man må sette ned produksjonen fra solceller fordi produksjonen på en dag med mye sol er høyere enn forbruket. 

I tillegg til at de er ustabile på grunn av naturkreftene, bidrar sol- og vindkraft med lite til ingen inertia i kraftnettet. Inertia er en egenskap som bidrar til frekvensstabilitet i nettet og skapes av tunge, roterende masser i maskiner som er tilkoblet kraftnettet, for eksempel turbiner i et vann- eller termisk kraftverk. Ved manglende inertia, blir det vanskelig å opprettholde frekvensstabilitet i nettet, og det oppstår utfordringer med å holde frekvensen på 50Hz.

Fast Frequency Regulation - FFR

Ettersom Norge og resten av Norden og Europa får mer og mer både vind- og solkraft som skal inn i nettet, blir det viktig å kunne lagre energi som kan frigjøres raskt til nettet i form av FFR - hurtig frekvens regulering. Litium-ion batteriløsninger vil etterhvert bli mer og mer vanlig. Denne typen batteriløsning reagerer i løpet av millisekunder og sender energi inn i nettet hvis det oppstår spenningsfall. 

Les også: Hvordan fungerer ECO STOR sitt second-life batterisystem?

For å sikre stabilitet i nettet til det nordiske kraftsystemet, har Statkraft har vurdert at FFR i form av batteriløsninger er beste ordning for å bidra til frekvensstabilitet. Fra 2022 er det etablert et kommersielt marked for anskaffelse av FFR på bakgrunn av at nordiske systemoperatører har avtalt å anskaffe FFR i nasjonale prosesser. 

Dette skal gjøres for å sikre stabilitet i nettet til det nordiske kraftsystemet, og er framtiden når det kommer til å løse utfordringene med de fornybare energikildene sol og vind.