Mandag 28. april ble Spania og deler av Portugal rammet av et av de mest omfattende strømbruddene i nyere europeisk historie.

Det begynte som en vanlig dag: Data fra nettoperatøren REE viser at det var mer enn nok strøm i produksjon. Rundt 60 prosent var solkraft, ikke et uvanlig høyt tall for Spania på en mandag i april. Etterspørselen innenlands var lavere enn produksjonen: Spania eksporterte strøm, og ingenting tydet på at noe var galt.

Men i løpet av noen sekunder falt 15 gigawatt produksjonskapasitet ut, og millioner av mennesker mistet strømmen. Hva var det som faktisk skjedde? Hvilke svakheter i kraftsystemet ble synlige? Og hva kan vi gjøre for å redusere risikoen for at lignende hendelser skjer igjen? Vi har snakket med professor Magnus Korpås og professor Kjetil Obstfelder Uhlen, to av Norges fremste eksperter på kraftsystemer.

Vi snakker med

Magnus Korpås og Kjetil Obstfelder Uhlen er begge professorer ved Institutt for elektrisk energi, NTNU.

Energi og klima: – Disse 15 gigawattene som forsvant, kan dere sette det litt i perspektiv for oss? Hva slags strømproduksjon var det egentlig den dagen?

Magnus Korpås (MK): – Forbruket var vel på omtrent 32 gigawatt. Så litt under halvparten av kraftproduksjonen gikk ut veldig, veldig raskt. Ut fra det jeg har sett av data, var dette en ganske normal dag når det gjelder kraftproduksjon. Det var mye solkraft, cirka 60 prosent, og en del andre kraftkilder i tillegg. Noe som ikke er uvanlig, forrige mandag hadde omtrent samme produksjonssammensetning, og dagene før også. Det var ikke slik at det plutselig var veldig mye solkraft akkurat denne dagen som gjorde at systemet falt sammen.

– Kan dere forklare litt hva som er de ulike utfordringene med å balansere strømnettet? I Norge, med mye regulerbar vannkraft, er det jo kanskje lettere å forstå. Her handler det jo nærmest om å skru opp eller igjen en kran. Men hva er forskjellen på et system med mye fornybar, variabel kraft og et med mer termisk kraft, som kull, gass eller kjernekraft?

Kjetil Obstfelder Uhlen (KOU): – Når du har en større miks av produksjonskilder, som responderer ulikt, er det en større utfordring sammenlignet med det vi tradisjonelt har tenkt. Som i Norge, at vi alltid har et vannkraftverk som står og regulerer og tilpasser seg. Så det er en ny utfordring som man må ta tak i.

MK: – I den daglige driften må man sørge for nok aktivert produksjon til å dekke lasten fra uka før, til dagen før og ned til hver enkelt time. Dette timeregnskapet håndteres gjennom kraftmarkedet. I tillegg kommer hendelser som kan oppstå mellom disse timene. Med solkraft kan du få raske opp- og nedsvingninger i produksjon fordi sola står opp og går ned. Eller at det kommer skyer. Resten av systemet må regulere mye raskere enn for eksempel i Norge, hvor du har vann og vind med langsommere variasjoner, og vannkraften som da er veldig regulerbar.

KOU: – Man sørger alltid for å ha tilstrekkelig backup-kapasitet som trer inn for å holde balansen. Samtidig må man overvåke og vite at man faktisk har den driftssikkerheten man har planlagt for. Uansett hvilken enkeltkomponent som faller ut, så skal systemet holde uten strømbrudd. Normalt skal man også klare to uavhengige feil samtidig.

Skjer det to eller tre avhengige feil, og man kanskje ikke helt har oppfattet at man er i en kritisk situasjon, da oppstår problemet. Det kan tenkes at noe slikt kan ha skjedd her – at man ikke hadde full oversikt. Men hittil har vi ingen offisielle kilder – altså fra nettselskapene – som tyder på at kraftproduksjonen i seg selv var årsaken til utfallet.

– For tidlig å si hva som var årsaken

– Ja, for det er vel rett å si at det fortsatt er for tidlig å konkludere med hva som var årsaken?

MK: – Det kan vi trygt si. Hva som faktisk forårsaket strømbruddet, er fremdeles ukjent, alt er egentlig spekulasjoner enn så lenge. Det kan også ta lang tid før man finner ut dette.

Vi kan trekke paralleller tilbake til 2003, det forrige store strømbruddet på kontinentet, i Italia. Der tok det ganske lang tid før man fant ut hva som forårsaket blackouten. Den gangen var det et tre som hadde veltet over en kraftledning, og påfølgende dårlig kommunikasjon mellom nettselskapene i Italia og Sveits. Dette ble overlast på de andre linjene mellom Sveits og Italia, de de falt ut, forsvant 30–40 prosent av krafttilførselen til Italia, og blackout.

Internett flommer jo nå over av forklaringer. Min mening er at de er nokså verdiløse før vi får mer detaljer fra nettoperatøren Red Eléctrica. Men det går jo an å bruke anledningen til å løfte frem problemstillinger knyttet til energi og energisikkerhet. Det kan komme noe bra ut av det også.

Spekulativt om batterier, fornybart og kjernekraft

– Vi hører for eksempel kritikk fra opposisjonspartiet som vil ha mer kjernekraft som backup og angriper regjeringens planer om å fase ut kjernekraften. Andre skylder på dårlige mellomlandsforbindelser, som de mener er franskmennenes skyld. Andre igjen skylder på for lite batterikapasitet …

KOU: – Det er viktig å skille mellom det som handler om bredere energipolitikk – og det som handler om denne momentane kraftbalansen som var tilfellet her. Har du fleksibilitet og regulerbarhet i systemet som sikrer mot blackouts? Det spiller liten rolle om du har masse kjernekraft eller gode forbindelser til Frankrike hvis kapasiteten ikke er regulerbar og kan bidra til å holde balansen.

MK: – Mange bruker en slik hendelse til å fremme sin foretrukne politikk. Men poenget er uansett at man må være i stand til å drifte nettet på en god måte, uansett kraftmiks. Det er klart at det er mer utfordrende å drifte et isolert system med veldig mye væravhengig kraftproduksjon. Men man kan ikke bruke denne blackout-hendelsen i Spania, som tilfeldigvis hadde høy solproduksjon på akkurat denne tiden, til å hevde at man ikke kan ha mye solkraft i Spania. Det blir litt som å si at på grunn av det som skjedde i Italia i 2003 skal vi slutte med trær. Eller pumpekraftverk eller kjernekraftverk i Sveits, siden det var de som var i drift da bruddet oppsto.

KOU: – Det kan også vris begge veier: Det grønne skiftet har gått for fort, så vi klarer ikke å styre systemene godt nok. Eller motsatt: Det grønne skiftet går for sakte, fordi vi ikke har gode nok styringssystemer på plass.

MK: – Forskningen har gitt oss gode prinsipper for å styre kraftsystemer med mye vind og sol. Spania har allerede fanget opp mye av den kunnskapen. I tillegg er det mye læring i slike hendelser. Når man finner ut årsaken, blir det litt som med flyulykker – man sier ikke at man aldri kan fly igjen. I stedet betyr det at flyene blir sikrere etter en slik hendelse.

– Vi får aldri bygget ut nok nett

– Men er det noe i at man har bygget ut produksjonskapasitet uten nødvendigvis å ha samme innsats på å forsterke nettet og utvikle teknologien man trenger for å balansere systemet?

KOU: – Det tar tid å bygge ut nett, og du får aldri bygget ut nok. Det er verken økonomisk eller miljømessig akseptabelt etter min erfaring. Derfor må man heller begrense konsekvensene når sånne veldig lite sannsynlige ting skjer. Og det jobber vi med – hvordan man raskt kan isolere det området der feilen oppstår, og opprettholde forsyningen andre steder.

I Norge er vi litt heldige, fordi vi har så distribuert produksjon. Hvis noen linjer faller ut på Østlandet, kan det fortsatt godt være strøm i Bergen fordi nettet der kan skilles fra resten av landet. Men dette er vanskeligere der nettet er tettere, mer masket og mer sammensatt.

– Og så er det de som sier at for store produksjonsenheter – for eksempel stor kjernekraft, eller store fossile kraftverk – gir mer sårbarhet fordi konsekvensene blir så store når de detter ut. At mange småprodusenter er mer robust.

KOU: – Med sol og vind får man uansett en mer desentralisert produksjon. Men da må må man også ha klare krav og retningslinjer for hvordan disse anleggene skal kobles til nettet, og hvordan de skal respondere på endringer i frekvens og spenning. Slik at de automatisk bidrar til å opprettholde forsyningssikkerheten.

MK: – Distribuert produksjon, som hvis vi bygger ut masse billige solanlegg, er bra i den forstand at en feil på én produksjonsenhet betyr svært lite. Men de må også kunne bidra aktivt, det krever batterier. Samtidig må solcelle- og batterisystemene settes opp slik at de kan levere det vi kaller systemtjenester ved uregelmessigheter i kraftbalansen, og det er krevende. Et kommersielt solcelle- og batterisystem er kanskje bare satt opp til å dekke eget forbruk, og fungerer dermed litt passivt i forhold til resten av kraftsystemet.

KOU: – I Tyskland var tidligere alle solcellene innstilt på å koble ut når frekvensen nådde 50,2 hertz. Men så skjedde det, og da ble frekvensen plutselig for lav igjen. Dette tok man lærdom av, slik at solcellene nå regulerer ned produksjonen, men ikke kobler helt ut. Sånn bør det være med både vind og sol – de må kunne respondere gradvis på endringer.

Må vi ha noe tungt i bunnen?

– Tilbakevendende i debatten er behovet for «basislast», gjerne termisk kraft som ligger i «bånn». Er det behov for det? Eller er det en myte?

KOU: – Det er kanskje mer behov for hurtigregulerende enheter som kan håndtere topplasten og ubalansene, der man ikke har slike kilder. Gasskraft er ideelt til dette – ikke først og fremst for å levere energi, men for å levere regulerbarhet. Så jeg er ikke så skremt av å ha et gasskraftverk som en backup-løsning. Hva tenker du, Magnus?

MK: – I moderate mengder, som en fleksibilitetsleverandør, er det veldig lurt. I tillegg: Når vi elektrifiserer industri, bytter ut fossil energi i tungindustrien med elektrisitet og grønt hydrogen, vil den nye kraften måtte gå ganske stabilt, døgnet rundt, året rundt. Skal energiforbruket og -produksjonen i Europa økes som følge av avkarbonisering og elektrifisering, har jeg ikke tro på at vi får det til ved å bare mate inn mer vind og sol. Da tror jeg en basislast-kilde, slik som kjernekraft på kontinentet og gasskraft med karbonfangst og -lagring (CCS), kan være gode produksjonsenheter i tillegg til vind, sol, regulerbar vannkraft, forbruksfleksibilitet og batterier.

Når vi ser på spørsmålet om kjernekraft og andre termiske kraftkilder på kontinentet, kan vi tenke oss hvordan kraftsystemet ville vært i Europa uten de franske kjernekraftverkene. Jeg tror det er veldig bra at vi har dem, og det kan godt bli flere av dem. Men dette er en helt annen situasjon enn den vi har i Norge, der omtrent 90 prosent av kraftproduksjonen kommer fra regulerbar, synkron vannkraft. Vi må ikke blande utfordringene som kontinentet har med de vi har her hjemme. At sol utgjør 60 prosent av kraftmiksen i Spania på dager med blå himmel, betyr ikke at vi vil få stabilitetsutfordringer i Norge, fordi vi har en annen miks.