Analysis of Power System Scenarios for Norway 2030 using the Fundamental Market Model FanSi

Det siste tiåret har Norges rolle i det Europeiske kraftmarkedet vært omdiskutert. Det har vært en enorm økning i Norske strømpriser det siste året grunnet lave vannstander i magasinene i tillegg til at Norge er koblet på det europeiske kraftnettet. Fremtiden er usikker. Det er forventet en økning i energibehov i alle sektorer samtidig som målet er null utslipp innen 2050. Innføringen av mer variabel fornybar energi i elektrisitetsmiksen gir et behov for bedre optimaliseringsverktøy som kan håndtere mer usikkerhet. Langtidsmodellen FanSi er utviklet av SINTEF Energi. Den baserer seg på et konsept som benytter historisk værdata representert ved scenarioer til å modellere fremtidige værscenarioer. Et velkjent planleggingsverktøy EMPS benytter en aggregert representasjon av magasinene. FanSi aggregerer ikke magasin, noe som fører til en drastisk økning i beregningstiden. På den andre siden er dette en modell som er bedre rustet til å håndtere usikkerhet da modellen har en bedre utnyttelse av kortsiktig fleksibilitet. Denne oppgaven undersøker to ulike aspekter ved FanSi. Det ene aspektet som er undersøkt angår den tekniske modellen og hvordan valget av parametere kan optimalisere simuleringen av et datasett. Det er valgt to parametere til å gjennomføre undersøkelsen. Disse er henholdsvis antall scenarioer og antall uker i scenarioviften. Det andre aspektet som er vurdert er å bruke FanSi som et analyseverktøy for å forstå utfallet av ulike endringer på det Nordeuropeiske kraftsystemet. Analysen tar for seg høye brenselpriser, en høy rasjoneringspris, fjerning av sjøkablene tilkoblet Norge og en økning i kapasiteten på linjene mellom Norge og Storbritannia. I tillegg benytter denne oppgaven FanSi til å diskutere fremtidige energisituasjoner i Norge, hvor de ulike scenarioene presentert blir kjørt på ulike datasett hvor Norge er både i en underskudds- og overskuddssituasjon. Datasettet som er brukt i analysen er laget av SINTEF Energi og representerer en mulig energisituasjon i 2030. Å finne den optimale parametriseringen er viktig når vannverdier skal beregnes og vil i hovedsak påvirke områder med en stor andel vannkraft i produksjonsporteføljen, slik som Norge. Fra å analysere ulike parametriseringer viser denne oppgaven at å øke antall scenarioer i scenarioviften i alle tilfeller vil gi lavere områdepriser og et bedre samfunnsøkonomisk overskudd, uten å gi en drastisk økning i beregningstid. Å øke brenselprisen har den største effekten på det Nordeuropeiske kraftsystemet sammenlignet med de andre scenarioene og resulterer i ekstreme områdepriser og et lavere samfunnsøkonomisk overskudd. En økning i kapasiteten mellom Norge og Storbritannia minsker flaskehalser i det Nordeuropeiske kraftsystemet, noe som resulterer i et høyere samfunnsøkonomisk overskudd. Områdeprisene i Norge vil oppleve en liten økning mens resten av Europa får en reduksjon i prisene. Å fjerne sjøkablene tilkoblet Norge er gunstig for de norske områdeprisene i et overskuddsscenario, men vil gi ekstreme priser om situasjonen er underskudd. Resultatene underbygger hvordan sjøkabler mellom Norge og Europa er en viktig del av det Nordeuropeiske systemet ved å utjevne strømpriser og ved å fungere som en forsyningssikkerhet i kritiske perioder