Tap i nettet
HVORDAN VARIERER TAPET I STRØMNETTET?
Denne temasiden gir en oversikt over viktige egenskaper i det norske strømnettet. Hvordan bruken av strøm fører til fysiske tap av kWh. Hvor disse tapene oppstår og hvordan de finansieres. Avslutningsvis listes opp noen energipolitiske problemstillinger knyttet til håndtering av de fysiske tapene og forslag til endringer som kan bedre virkemåten til det norske kraftsystemet.
Samlet årlig tap i det norske strømnettet er i overkant av 10%. Dette inkluderer tap i høyspentnettet, regionale nett, transformatorer og lokale distribusjonsnettet. Drøyt halvparten av tapet er i det lokale distribusjonsnettet.
Årsaken til tapet er at det krever energi å transportere strøm gjennom ledninger. Det oppstår også tap ved omforming fra høy til lav spenning eller omvendt. Den strømmen vi tar ut i stikkontakten hjemme har en spenning på rundt 240 volt. Til sammenligning har høyspentnettet en spenning på 66 000 volt og opp til over 400 000 volt.
Høy spenning vil redusere det prosentvise tapet ved overføring av elektrisitet. Men for alle spenningsnivå gjelder de fysiske lover som tilsier at en dobling av mengden strøm vil firedoble tapene. Forbruket midt på vinteren kan i kuldeperioder være mer enn dobbelt så stort som midt på sommeren fordi elektrisitet brukes til romoppvarming. Figur 1 illustrerer hvordan tapet i nettet øker med effektuttaket og hvordan dette henger sammen med vintertemperaturen.
Tapene i det lokal distribusjonsnettet ligger i området 5-7% gjennom året. I tillegg kommer tap i det overliggende regional- og sentralnett som transporterer strømmen fra kraftstasjonene og fram til distribusjonsnettet. Tapene i nettet øker også med avstanden kraften må transporteres. Generelt vil tapene dobles når transportavstanden dobles, men i det norske kraftnettet har kraften alternative transportveier. De fysiske lovene som styrer strømmen sikrer at kraften alltid tar den veien gjennom kraftnettet som gir minst tap.
TAPENE I DET LOKALE DISTRIBUSJONSNETTET
Tapene i det lokale distribusjonsnettet varierer fra sted til sted og gjennom året. I områder med spredt bebyggelse og kalde vintre vil tapene gjennomgående være høyere enn i tettbygde strøk langs kysten med milde vintre. Forbruket av strøm er høyere i vintermånedene enn om sommeren fordi elektrisitet benyttes til direkte oppvarming i panelovner. Derfor blir også tapene ved bruk av strøm er høyere om vinteren enn om sommeren fordi belastningen på kraftnettet er større. Figur 2 viser hvordan strøm til oppvarming fordeler seg over året.
Strømbehovet ved oppvarming er langt på vei styrt av utetemperaturen og kommer på toppen av strømforbruket til formål som er konstante over året (matlaging, elektrisk utstyr). Det betyr at strøm til oppvarming også øker tapene på den strømmen som trengs til andre formål enn oppvarming. Strøm til oppvarming påfører strømforbruket et tap som på kalde vinterdager kan komme opp i over 20 % av det elektrisitetsforbruket som går til romoppvarming, mer enn det dobbelte av gjennomsnittlig tap for hele forbruket over året.
Figur 3 illustrerer hvordan tapene knyttet til elektrisk oppvarming varierer over året sammenlignet med hvordan tapene ved annen strømforbruk ville vært uten den omfattende bruk av elektrisk oppvarming vi har i Norge. I denne figuren er tapene for annet strømforbruk satt konstant over året. Dette er en forenkling. Strømmen vi tar ut i stikkontakten må transporteres fra kraftstasjonen gjennom det landsomfattende sentralnettet og fram til de lokal distribusjonsnettene og tapene vil variere i ulike deler av landet.
TAPENE I SENTRALNETTET
Også i sentralnettet, som knytter alle kraftstasjoner og kraftforbrukere sammen i ett felles nett, oppstår tap. I et gjennomsnittlig, normalt år, er dette tapet i overkant av to prosent. Men også dette tapet kan variere betydelig fra år til år. Tapene i sentralnettet varierer også betydelig i de ulike delene av sentralnettet. Årsaken er at høyspente overføringslinjene er knyttet sammen i et komplisert nettverk. Noen steder hentes kraft ut av nettet mens det andre steder sendes strøm inn på nettet.
Gjennom årstidene kan det noen steder veksles mellom å sende strøm inn på nette eller ta strøm ut fra nettet. Å beregne tapene i sentralnettet er derfor meget komplisert. Statnett, som har ansvaret for det landsomfattende kraftsystemet beregner hver uke hvor store tapene er for økt innmating eller økt uttak av strøm i hvert enkelt tilknytningspunkt i sentralnettet.
Tap som følger av uttak av strøm fra sentralnettet kan derfor være både positive og negative. I et område med kraftoverskudd kan tapene reduseres dersom det forbrukes mer strøm lokalt fordi kraften alternativt vil bli transportert til en annen del av landet eller til utlandet.
I et område med kraftunderskudd vil tapene ved økt uttak fra nettet gjennomgående være høye fordi mer kraft må transporteres fra kraftverk i andre deler av landet eller fra utlandet. Det vil være gunstig å bygge kraftproduksjon i underskuddsområder fordi produsentene av slik kraft får betalt for verdien av de tapene som unngås. Figur 4 illustrerer hvordan tapene ved økt uttak av kraft i et underskuddsområdet varierte ukesvis i 2013. I enkelte uker om sommeren kan tapene ved uttak fra sentralnettet, også i underskuddsområder, være svakt negative.
Tapene påvirker kraftprodusentenes vurdering av hvor mye de skal produsere til hvilken pris.
Med marginale tap mener vi hvor store tapene kraftsystemet påføres i % av den siste kWh som tas ut fra nettet eller mates inn på nettet. Tapene ved økt uttak eller økt innmating av strøm i sentralnettet variere betydelig mellom landsdeler, gjennom året og fra ett år til et annet. Det er store ulikheter mellom fylkene og også internt i enkelte fylker. Det gjennomsnittlige tapet over året kan avvike betydelig fra slike midlertidige endringer. De marginale tapene ved uttak av mer kraft fra nettet kan bli lave i år med stort kraftoverskudd. Dette fordi kraften må sendes over store avstander og eksporteres til utlandet dersom den ikke brukes lokalt i Norge.
Den fysiske effekten av tapene i nettet er at ledningene varmes opp. Temperaturøkningen kan bli betydelig ved høy belastning og kan i verste fall føre til at høyspentledninger utvider seg og henger nærme bakken. Høye temperaturer kan også føre til materialskader. Når småfugler sitter på rekke og rad på strøm- og telefonledninger kalde vinterdager er det for å varme seg på ledningene. Høye tap ved bruk av elektrisk oppvarming kan derfor bokstavelig talt karakteriseres som «å fyre for kråkene».
Generelt vil de marginale tapene ved uttak av kraft gjennomgående være lave eller negative i områder med overskudd av kraft (Vestlandet og Nord Norge) fordi overskudd av kraft må transporteres over store avstander til områder med underskudd eller til utlandet om kraften ikke kan anvendes lokalt.
Samtidig er tapene ved uttak av kraft fra sentralnettet gjennomgående høye i de områdene av landet hvor det bor mange folk og produseres lite vannkraft (Østlandet). Årsaken til dette er at økt kraftforbruk krever transport av elektrisitet fra andre landsdeler eller fra utlandet.
SAMLET TAP I HELE KRAFTNETTET VED ØKT BRUK AV ELEKTRISITET
Tapene som oppstår når vi skrur panelovnen opp et trinn eller to for å holde varmen innendørs er en summen av tapene i både det lokale strømnettet og i det landsomfattende høyspentnettet. Vinterstid vil dette økte tapet per kWh være mye større (ofte mer enn det dobbelte) enn det gjennomsnittlige tapet over året.
Det er derfor ikke uvanlig at de økte tapene ved elektrisk oppvarming en kald vinterdag kan komme opp i 20 – 25 % hvis vi sammenligner det økte tapet med den delen strømbruken som bare brukes til oppvarming.
Tapene i strømnettet representerer en kostnad. Det lokale nettselskap og Statnett SF må kjøpe inn kraft i markedet for å dekke de fysiske tapene i nettet. Tapet i nettet er et strømforbruk på linje med annen bruk av strøm og må kjøpes på kraftbørsen.
Den enkelte forbruker betaler for disse innkjøpene gjennom nettariffen. Tapenes andel av nettariffen varierer mellom nettselskapene, men kan utgjøre opp mot halvparten av totalbeløpet. Tilbudene på strømpriser fra såkalte «strømleverandører» omfatter altså ikke den prisen som strømkundene må betale for nett-tapene gjennom nettariffen. Nettselskapenes kostnader for å dekke tapene i nettet er en kostnad som automatisk dekkes inn gjennom regningen fra nettselskapet. Også de strømbrukerne som ikke bruker strøm til romoppvarming (fjernvarme, bioe, ved etc) får en høyere nettleie når de andre strømbrukerne i nettet bruker elektrisitet til oppvarming.
En viktig del av kostnaden ved elektrisk oppvarming holdes derfor atskilt fra kostnaden knyttet til avtalen med strømleverandøren. Dette skaper uheldige vridninger i konkurransen mellom energibærere som kan dekke behovet for romoppvarming. Særlig gjelder dette fjernvarme, men også biobrensel utsettes for den samme ulempen.
Fra 2019 skal alle strømkunder få installert avansert måleutstyr som kan registrere strømforbruket time for time. Nettselskapene får da et bedre grunnlag for å kartlegge og fordele tapene mellom strømbrukere, med og uten elektrisk oppvarming.
Figur 5 illustrerer hvordan forbrukerens kostnader for strøm og strømtapet i nettet kan tenkes å fordele seg på faktura fra strømleverandør og fra nettselskapet. Figuren skiller mellom strømbrukere som har elektrisk oppvarming og de som får dekket romoppvarming fra fjernvarme, bioenergi eller olje og gass. Hvis vi skiller ut den delen av strømforbruket som går med til elektrisk romoppvarming (og de økte tapene som følge av dette) kan, i noen ekstreme tilfeller, så mye som 30 % av kostnaden for strøm til oppvarming befinne seg i nettselskapets faktura og ikke i fakturaen fra strømleverandøren.
HVILKE ENERGIPOLITISKE TILTAK BØR GJENNOMFØRES PÅ DETTE OMRÅDET?
Kostnadene ved bruk av elektrisitet til romoppvarming er undervurdert. Elektrisitet er en konkurrent til miljøvennlige, alternative oppvarmingskilder og oppvarmingsmetoder. Den måten tapene i nettet beregnes og fordeles på i dag, svekker introduksjonen av miljøvennlige prioriterte energiløsninger.
Innen 2019 skal alle strømbrukere få avanserte målesystemer (AMS) som kan måle strømbruken hver time, kanskje også så ofte som hvert kvarter om det skulle være behov for det. Slike målesystemer vil gjøre det lettere å fordele tapene i strømnettet mellom de som bruker strøm til oppvarming og de som ikke gjør det.
Men det er mulig å skille ut andelen strøm som benyttes til romoppvarming også uten avanserte målesystemer. Strømforbruket har en tydelig temperaturavhengighet. Allerede i dag faktureres strømutgiftene basert på forenklede forbrukskurver som tar hensyn til at lav utetemperatur gir økt strømbehov. Strømforbruket i månedene mai-august kan fungere som et anslag på det strømforbruket som ikke går til oppvarming. AMS vil først og fremst kunne forbedre nøyaktigheten i slike beregninger og gi bedre informasjon om de reelle tapene i nettet. AMS gjør det mulig å fordele tapene på hver time slik at tapene også kan knyttes til prisen på strøm i den aktuelle timen.
Strøm til oppvarming påvirker også investeringene i nettet. Både den faste (eller kW-avhengige) delen av nett-tariffen og tapskostnadene må skilles i to deler, en for oppvarming og en for annet strømforbruk. Et slikt kostnadsskille er nødvendig for å kunne vurdere lønnsomheten av nye nettinvesteringer.
De såkalte «strømleverandørene» tilbyr avtaler som ikke fanger opp de strømmengdene som går med til å dekke fysiske tap i ledningene. Med både høye tap og høye strømpriser i vintersesongen utgjør dette en viktig del av de samlede kostnader knyttet til kundenes bruk av elektrisk utstyr. Forbrukerne får i dagens system ikke den informasjon om eget strømforbruk som setter dem i stand til å ta gode avgjørelser om bruk, sparing eller enøk, avgjørelser som både har betydning for husholdningenes økonomi og samfunnsøkonomien i energisektoren.
Alt forbruk av strøm registreres av nettselskapet, både forbruket «bakenfor» sikringsskapet, forbruket i ulike nett og tapene i ledningen lokalt og nasjonalt. Begge deler blir lagt inn som kjøp på kraftbørsens spot-marked, men «leverandørene» og nettselskapet legger det inn i hver sin faktura. Dette er uhensiktsmessig dobbeltarbeid.
Det er unødvendig at «strømleverandørene» tilbyr sine kunder salg til spot-pris. Denne måten å kjøpe strøm på kan håndteres av nettselskapet som en administrativ oppgave samtidig som nettselskapene kjøper kraft i markedet for å dekke tapene som følger av den strømbruken «strømleverandørene» «selger». En slik ordning vil ikke endre nettselskapenes nøytralitet i kraftmarkedet, kunden bestemmer volumet, markedet bestemmer prisen.
Strømselgerne må ikke lenger få lov til å kalle seg «strømleverandører». Det er nettselskapet som er strømleverandør gjennom den leveringsplikten de har etter energilovens bestemmelser. «Strømleverandør» kan tilby avtaler som på ulike måter sikrer kundene mot store prisutslag på kraftbørsen om de ønsker dette. «Strømleverandørene» er finansielle «forsikringsagenter» de leverer ikke en eneste kWh!
Mangelfull informasjon om tapene i nettet gjør at kostnadene i kraftsystemet ikke når fram til forbrukerne. En reduksjon i uttak av maksimal effekt i kuldeperioder vil både redusere tapene i nettet og redusere behovet for kostbare nettforsterkninger, men strømkundene får ikke noen økonomisk gevinst om de reduserer sitt uttak av kW.
For å redusere tapene og behovet for å investere i kraftigere nett kan det installeres utstyr hos den enkelte forbruker som kan hindre kortvarige (noen minutters) sammenfall i bruk av elektrisk utstyr som gir høye effekttopper (kW). For eksempel utstyr som sørger for at en panelovn skrus ned like mange kW som kokeplaten avgir varme når den brukes.
Myndighetene kan gi støtte til slike tiltak gjennom ENOVA. Effektreduserende investeringer i husholdninger og næringsliv må veies likeverdig opp mot investeringer i energiøkonomisering og sterkere nettforbindelser.
Myndighetenes tilrettelegging av slik fleksibel strømbruk er i dag altfor svak og koster samfunnet milliarder!
Figur 6: En enkel illustrasjon på sammenhengen mellom strømbruk, tap og hvordan kostnaden for strømbruk og tap fordeles på nettselskapets og strømleverandørens faktura.
