Den største udfordring for effekttilstrækkeligheden bliver nok at gøre forbruget fleksibelt, påpeger Søren Dupont Kristensen. Vi går grundlæggende fra et system, hvor elproduktionen hver dag præcist er blevet tilpasset elforbrugernes behov, til at forbruget i stor stil skal indrette sig efter produktionen fra vindmøller og solceller.

Hvad gør vi, når vinden ikke blæser, og solen ikke skinner - hvor skal strømmen komme fra på den vindstille nat? ...

Værker, net og marked
Det elsystem vi kender, og som i årtier har integreret mere og mere svingende elproduktion fra vind og sol, blev oprindeligt bygget med de store kraftværker som centrum. Fleksible kraftværker var sammen med et stærkt elnet og et velfungerende marked - der effektivt fik udbud og efterspørgsel til at mødes - garant for, at danskerne hver dag fik den strøm, de skulle bruge. Kraftværkerne var blandt andet storleverandør af de ydelser, som er helt nødvendige for, at elsystemet altid er i balance, robust og stabilt.

I dag er det stadig ofte kraftværker, der står klar i kulissen og i løbet af splitsekunder eller minutter kan træde til eller skrue op eller ned og dermed sikre, at der altid er stabilitet og balance mellem elproduktion og elforbrug. For der er brug for reserver, hvis der sker uventede ting i elsystemet, fx hvis en komponent i højspændingsnettet fejler, en elforbindelse falder ud, eller en vindfront kommer lidt senere end ventet. Bliver produktionen fx større end forbruget, bliver systemet overbelastet, er produktionen omvendt mindre end forbruget, eller kan strømmen ikke komme frem, får vi strømafbrydelser.

El med varme eller varme med el
Men i takt med at de traditionelle kraftværker lukker eller kører i færre og færre timer, fx kun kører, når de laver fjernvarme, så skal nye, grønne løsninger kunne levere reserve- og balanceydelser. Ligesom de gamle kraftvarmeværker i højere grad får en rolle som ”varmekraftværker”, kan fremtidens varmeværker måske få en større rolle for balancering af elsystemet. Varmesektoren elektrificeres med store elkedler og varmepumper. De kan opsluge strøm, når det blæser, og dermed være med til at levere de nødvendige balanceringsydelser.

”Jeg ser ikke for mig et elsystem uden kraftvarmeværker”, siger Søren Dupont Kristensen. ”De vil være der og spille en væsentlig rolle, men de vil være baseret på biomasse eller anden vedvarende energi, og der vil være mindre el-effekt og færre driftstimer end tidligere, ligesom de sandsynligvis vil have installeret teknologi til fangst og lagring af CO2, også kaldet CCS-teknologi”.

På samme måde kan fremtidens brintanlæg og Power-to-X-anlæg, der skal lave grønne brændsler af vind og sol, måske få en ”X-to-Power”-rolle ved i perioder at lave strøm tilbage til nettet. Søren Dupont Kristensen nævner partnerskabet Green Hydrogen Hub, som Energinet via Gas Storage Denmark er med i, som eksempel. Her vil en af partnerne, Corre Energy, lave et Compressed Air Energy Storage-anlæg, og det er planen, at trykluft i løbet af få år skal kunne levere 320 MW til elnettet. Andre teknologier og anlæg samt store batterier, som hurtigt og kortvarigt kan balancere elnettet, vil også skyde op, forudser Søren Dupont Kristensen.

Den roterende masse
Og lige som elnettet mister nogle af sine traditionelle balanceleverandører, når kraftværkerne ikke kører, så ryger også en del af elsystemets robusthed og modstandskraft. Værkernes store generatorer roterer flere tusinde gange i minuttet og kører videre og holder elsystemet i live, hvis der fx sker kortslutninger eller andre pludselige ting i nettet. Små ting set i forhold til det store net, men ting som kan få enorme konsekvenser, hvis ikke elsystemet kan holde sin ”puls”.

De vindmøller og solceller, som i fremtiden bliver rygraden i elsystemet, er bygget op på en helt anden måde end kraftværker. I modsætning til de termiske kraftværkers og de nordiske vandkraftværkernes mekaniske, roterende masse, har de effektelektronik, og det understøtter ikke på samme måde stabiliteten i elsystemet, når det uventede sker. I nogle tilfælde gør effektelektronikken det faktisk værre. Søren Dupont Kristensen forventer, at kraftværker også i fremtiden vil kunne levere noget af den nødvendige balance og stabilitet – kraftværker, der vil køre på grønne brændsler og måske kun er i markedet for at levere ”systemydelser”. Ydelserne vil også i højere grad kunne købes i internationale markeder fx de andre nordiske lande.
Men det vil ikke være nok til at sikre fortsat høj forsyning.

Løsninger findes ikke i dag
Derfor er der brug for både at finde nye, grønne måder at balancere elsystemet i dagligdagen, og også tekniske løsninger til de hændelser som er få, men som kan mørklægge regioner eller landsdele, hvis ikke elsystemet er robust. Og derfor arbejder Energinet på tværs af afdelinger og med tråde ud til alt fra virksomheder til forskere i ind- og udland på at finde og skabe de markedsmodeller og tekniske løsninger, som skal sikre elforsyningen i et fundamentalt anderledes elsystem. Mange af løsningerne findes ikke i dag.

”Vi er et af de lande, der er nået allerlængst med at få energien, som vinden blæser og solen skinner, og derfor møder vi udfordringerne før de fleste andre. Mange andre lande vil også stå med samme problemer før eller siden, men da vi er blandt de første, har vi ingen steder at gå hen og trække løsningerne ned af hylderne,” siger Søren Dupont Kristensen og peger på tre af de mange tiltag, der skal bringe danskernes elforsyning sikkert ind i en grøn fremtid.

Tre tiltag, der bidrager til en forsyningssikker fremtid
I Texas, Californien, Australien, Irland og England har de også store mængder fluktuerende energi og perioder, hvor sol eller vind leverer al energien. Derfor er Energinet netop gået sammen med
systemoperatørerne i de lande i samarbejdet Global Power Transmission Consortium, G-PST. Med førende forskere og firmaer kigger G-PST på, hvordan teknikken kan skrues sammen og sikre stabiliteten og robustheden i fremtidens elsystem.

Herhjemme har et pilotprojekt vist, at prognoserne for vindmøllernes elproduktion er så præcise, at vindmøllerne nu på lige vilkår med fx de traditionelle kraftværker kan byde ind og levere nogle af de reserver og balanceringsydelser, Energinet har brug for.

... Strøm er helt afgørende for, at samfundet kan fungere, og vi må ikke ende med, at et grønt elsystem går oftere i sort.

Sammen med henholdsvis Siemens og Danfoss har Energinet undersøgt, hvad der skal til, for at mange af Siemens køle- og ventilationsanlæg i shoppingcentre, i institutioner osv. og et brintanlæg ved Danfoss fabrik i Nordborg kan køre og stoppe alt efter elsystemets behov for balance. Ud over at det skal være teknisk muligt, skal det også kunne betale sig for nye leverandører at levere fleksibilitet og deltage i balancemarkederne.

”Vi er ved at forlade et elsystem, hvor produktionen tilpasser sig og laver præcis den mængde strøm, vi som forbrugere har tænkt os at trække ud af stikkontakterne, uden skelen til den aktuelle pris i
elmarkedet. I et helt grønt elsystem vil produktionen være meget svingende, og forbruget skal i meget højere grad være fleksibelt og tilpasset til vind og vejr. Og ikke nok med det, strømmen vil ikke blive lavet nær de store byer og forbrugscentre, men langt ude på havet eller i egne af landet, hvor der hverken er forbrug til at opsluge produktionen eller et elnet tilstrækkeligt stærkt til at transportere strømmen væk. Læg dertil, at vi det næste årti skal finde helt nye måder at sikre, at elsystemet er både i balance og altid er stabilt. Det er en kæmpestor opgave, vi er i gang med, men vi skal lykkes – strøm er helt afgørende for, at samfundet kan fungere, og vi må ikke ende med, at et grønt elsystem går oftere i sort,” siger Søren Dupont Kristensen.