Phasing in large‐scale expansion of wind power in the Nordic countries

Abstract:

There are plans of a substantial increase in the construction of renewable power in Scandinavia in the coming 10 years. The Nordic countries operate a common wholesale market, Nord Pool. Intermittent power (wind power, solar and small-scale hydro power) is stochastic and therefore needs other generating technologies to undertake the  necessary  adjustment  of supply in order to keep up the continuous balance between demand and supply. There are several generating technologies in use in the Nordic countries; hydropower, conventional thermal, nuclear power, combined heat and power based on oil, coal and biofuel, and intermittent power, mainly wind power and run-of-the-river small scale  hydro.  Interesting  questions  are which technologies will counter the swings in intermittent power, and the consequences for the price of electricity as to variability. The purpose of the paper is to investigate these questions by using a theoretic dynamic model covering the main technologies used for generating electricity in the Nordic area in order to give qualitative conclusions about the interactions between the technologies and price impacts. A certain amount of intermittent power will be assumed, and then consequences of changes in intermittent power will be studied.


Abstract in Norwegian:

Sammendrag:

Det planlegges en stor utbygging av fornybar kraft i Skandinavia i den kommende 10-års periode. De Nordiske landene opererer i et felles marked for elektrisitet; Nord Pool. Fornybar kraft – vindkraft, solkraft og små-skala elvekraftverk – er stokastisk, og det trengs derfor andre teknologier til å generere elektrisk kraft for å holde den kontinuerlige balansen mellom etterspørsel og tilbud. De Nordiske land bruker forskjellige teknologier som vannkraft med magasin, konvensjonelle termiske kraftverkbasert på kull, olje og bio-brennstoff som strå og torv, kjernekraft og fornybar kraft. Den største andelen av fornybar kraft består av elvekraftverk uten store nok magasiner til å lagre lenge nok til å være av  særlig betydning og vindkraft. Interessante spørsmål er hvilke teknologier som vil fange opp de naturlige svingninger i fornybar kraft, og hvilke konsekvenser svingningene i fornybar kraft vil få for prisdannelsen i engrosmarkedet og svingninger i prisene.

Formålet med dette arbeidet er å svare på disse spørsmålene ved hjelp av en teoretisk dynamisk modell som omfatter de viktigste teknologiene nevnt ovenfor. Svarene om hvordan interaksjonen er mellom teknologiene og konsekvenser for prisene på elektrisitet, er kvalitative. Det forutsettes at en viss mengde kapasitet av fornybar kraft kommer inn i systemet. Konsekvenser for pris  og prisvariasjon vil så bli diskutert.

En økning av produksjonen av elektrisk kraft ved innføring av en viss kapasitet fornybar kraft vil generelt føre til en lavere pris på elektrisitet og produksjonen ved termiske kraftverk vil dermed gå ned. Inntektene til alle andre produsenter vil dermed falle. Fallet for termiske verk kan bli så stort at noen verk legges ned. Et viktig kvalitativt resultat for vannkraft er at så lenge vannkraftmagasinene er store nok, så vil vannkraft fange opp svingningene i fornybar kraft. Hvis ikke vannkraft klarer denne oppgaven i visse perioder, så vil prisene øke i disse periodene. Prisvariasjonen vil generelt øke i markedet med innfasingen av fornybar kraft. Usikkerheten ved fornybar kraft vil føre til at vannkraftverk må utnyttes også med sikte på forventningene om produksjonen av fornybar kraft.

Published June 20, 2017 10:16 AM - Last modified July 27, 2017 7:41 AM