Energisektoren

[L1]

Energisektoren er den sektoren som har de største utslipp av drivhusgasser (35% av totale utslipp i 2010, se Utslipp av drivhusgasser). Av disse utslippene er 25% knyttet til elektrisitetsproduksjon som benyttes av andre sektorer. En stor del av elektrisitetsproduksjonen gjøres ved kraftverk som benytter fossilt brennstoff (kull og naturgass). IEA har en oversikt, [L55] (se figur "Electricity generation by fuel and scenario, 2018-2040"), over de ulike teknologiene som ble brukt i kraftproduksjon i 2018:

Tallene er oppgitt i petawatttimer. 1 PWt = 1 000 000 000 000 kWt.

IPCC har gjort en undersøkelse, [L54], som viser hvor mye CO₂ som slipper ut fra ulike kraftverktyper. Dette er en såkalt livsløpsundersøkelse som tar hensyn til utslipp i anleggs-fasen etc. i tillegg til utslipp under selve produksjonen. Utslipp av CO₂ er målt i gram CO₂-ekvivalenter per produsert kWt. Resultatene vises i tabellen nedenfor:

Kull:	820
Naturgass:	490
Kull med karbonfangst (CCS):	220
Solceller:	48
Vannkraft:	24
Vindkraft:	12
Atomkraft:	12

Disse tallene viser at det er et stort potensiale for reduksjon av utslippene ved å gå over til andre produksjonsformer enn kull og naturgass.

Elektrisitetsproduksjon og synkroniserte strømnett

De fleste større kraftverk i verden er knyttet sammen i synkroniserte strømnett som bruker vekselstrøm (AC) med samme frekvens (for eksempel 50 Hz). I Norge er vi med i et skandinavisk strømnett [L58] mens store deler av Europa ellers er knyttet sammen i et eget nett (en god oversikt over slike strømnett finnes i en wikipedia-artikkel: [L59]). I et slikt nett må det hele tiden være balanse mellom produksjon og forbruk. Dette reguleres på ulike måter. Små kortvarige forbruks-variasjoner reguleres ved å bruke ørsmå endringer av frekvensen i strømnettet som et signal til kraftverkene om å senke eller øke produksjonen noe (såkalt droop speed control [L60]). Ved større endringer i forbruket, for eksempel døgnlige variasjoner, må produksjonen økes eller senkes i større sprang. Da er det viktig å ha med kraftverktyper der dette er mulig. Vannkraftverk er ideelt i denne sammenhengen der vanntrykket enkelt kan reguleres opp og ned.

Kraftverk som skal forsyne strømnettet med strøm må passe inn blant miksen av kraftverk knyttet til det samme strømnettet. Man kan for eksempel ikke ha et strømnett som bare er basert på vindkraft. Da får man et problem på vindstille dager. Det er derfor nødvendig å vurdere hvordan ulike kraftverktyper passer inn i eksisterende strømnett. Dette må gjøres sammen med vurdering av kostnader, samt vurdering av fordeler og ulemper ved selve kraftverktypen.

Kostnader

Å anslå kostnader ved bruk av ulike kraftverktyper er en utfordrende oppgave. Det er mange måter å gjøre dette på. En beregningsmåte som ser ut til å være forholdsvis standardisert er Levelized Cost Of Electricity (LCOE). Dette er livsløpsomkostninger som dekker investeringer og løpende kostnader over anleggets driftsperiode. Kostnadene omregnes til en nåverdi basert på en gitt rente, og oppgis i amerkanske dollar per produsert kilowattime ($/kWt), eller megawattime ($/MWt).

Kostnadene ved bruk av fornybare energikilder, slik som vind og solkraft, har blitt betydelig redusert i løpet av siste 10-årsperiode. Dette vises i en rapport [L66] fra 2019, utgitt av International Renewable Energy Agency (IRENA [L65]). Prisene på disse fornybare energikildene er nå lavere eller på linje med prisene på kullkraft. Dette fremgår av en artikkel i tidsskriftet Forbes fra 2017 [L56]. Tallene fra IRENA og Forbes har jeg satt sammen i følgende figur som viser hvordan omkostningene ved ulike typer energikilder har utviklet seg fra 2010 til 2018:

CSP står for Concentrating Solar Power og representerer en kraftverktype der solstrålene blir konsentrert ved hjelp av speil til et lite område som utgjør varmekilden i kraftproduksjonen.

Kostnadene i figuren ovenfor omfatter ikke kostnader ved oppgradering av strømnettet som følge av at nye kraftverk knyttes til nettet. Slike kostnader varierer avhengig av typen nye kraftverk. Sol og vindkraft gir en ustabil kraftproduksjon, og dette krever større overføringskapasitet i nettet for å klare produksjonstoppene. Dessuten må det kanskje investeres i andre kraftverk der el-produksjonen lettere kan reguleres opp for å dekke bølgedaler i kraftproduksjonen fra sol og vind. Slike ekstrakostnader vil variere veldig mellom ulike strømnett. Der det allerede finnes mange kraftverk som lett kan regulere produksjonen opp og ned, vil bølgedaler i kraftproduksjonen ikke være et problem. IPCC anslår kostnadene knyttet til slike ekstra investeringer i strømnettet til mellom 1 og 32 $/MWt [L67]

Arealbehov

Det er stor variasjon når det gjelder hvor store arealer en kraftverktype legger beslag på. Landbasert vindkraft er ganske arealkrevende. Men arealene kan ofte brukes til andre formål i tillegg til vindkraft, for eksempel landbruk. Kullkraft og atomkraft krever mindre arealer. Tabellen nedenfor viser kapasitetstettheten for ulike kraftverktyper. Dette er et tall som angir hvor mye kraft som kan produseres per arealenhet. Tallene er hentet fra ulike kilder (oppgitt i 3. kolonne i tabellen).

Kraftverktype	Kapasitetstetthet (MW/km²)	Kilde
Biomasse	0.5	[L68]
Vindkraft	4.1	[L68]
Solkraft CSP	25.0	[L142]
Solceller	31.2	[L142]
Kullkraft	361.0	[L69]
Konvensjonell atomkraft	386.0	[L68]
NuScale reaktor	2778.0	[L68]

sist oppdatert: 2021-05-12