Samfunnet er godt i gang med det grønne skiftet. Med planer om kraftkrevende hydrogen- og batteriproduksjon, datasentre, elektrifisering, samt andre klimatiltak i industrien og transport, er det behov for stadig mer og grønnere energi.

Det pøses på med bærekraftige løsninger: vannkraft, vindkraft på land og til havs – og nå også solkraft. Til tross for solens beskjedne bidrag i dagens energimiks, mangler det ikke på ambisjoner for solkraft i solfattige Norge.

Solenergiklyngens markedsrapport fra 2022 (utarbeidet av Multiconsult) hevder norsk solkraft har et teknisk potensial på skinnende 199 TWh pr. år, om man utnytter alt av tilgjengelig areal. «Det er en tid for alt. Nå er det solkraftens tid», sier rapporten.

Til nå har også Enova – myndighetenes selskap som skal bidra til omlegging av energibruk og energiproduksjon – tilrettelagt for solcelleinstallasjoner for private husholdninger. Såkalte pluss-kunder* kan dekke eget forbruk i solrike timer, samt selge overskuddskraft på det åpne strømmarkedet.

* Plusskunder: Strømkunder i private husholdninger med egne solcelleinstallasjoner.

I fjor ble også det første av Norges to foreløpige konsesjonspliktige solcelleanlegg godkjent av NVE – med samlet planlagt maksproduksjon på 8 MW*.

* Norsk kraft hadde ved inngangen til 2022 en samlet installert produksjonskapasitet på 38 744 MW og en samlet normalårsproduksjon på 154,8 TWh

30-dobling

Alt dette er likevel kun et lite steg i retning av regjeringens solambisjoner. I juni i år ble det satt et nasjonalt mål for solkraft på 8 TWh (terawatt-timer) innen 2030 – et formidabelt løft fra NVEs tidligere anslag om 7 TWh innen 2040. Sammenlignet med dagens solkraftproduksjon innebærer dette mer enn en 30-dobling i solcelleinstallasjoner, en investering som ifølge Europower kan koste rundt 97 milliarder kroner.

– Dette er konfliktfri energi. Dette er jo bare pent, sa SVs energipolitiske talsmann Lars Haltbrekken om regjeringens mål.

Men er det egentlig helt konfliktfritt å koble solens kraft på det eksisterende strømnettet?

Ikke designet for egenskapene til solkraft

– Vi står overfor en stor utfordring, og vi har dårlig tid, sier Knut Styve Hornnes, seksjonsleder i Innovasjon og Teknologiutvikling i Statnett.

– Vi skal gjennomføre det grønne skiftet og elektrifisering av samfunnet, og dette innebærer innfasing av kraft fra vind og sol. Solkraft er ikke den største driveren nå, men det er en del av helheten. Alt henger sammen, og alt må løses samtidig, sier han.

Et fungerende kraftsystem med et solid nett er nøkkelen til elektrifisering, ifølge Hornnes.

– Utviklingen fordrer en massiv utbygging av nettet. Og Statnett planlegger å investere mellom 60 og 100 milliarder kroner frem til 2030, blant annet til å forsterke og fornye nettet, utvikle system- og markedsløsninger, samt utvikle et kraftsystem til havs og komplementere systemet på land.

I tillegg til behov for kapasitetsutbygging for den nye kraften, påpeker Hornnes en annen fundamental utfordring knyttet til det grønne skiftet: Overgangen fra roterende masser til omformerbasert energi.

– Dagens strømnett er ikke designet for egenskapene til vind- og solkraft, som begge er tilknyttet nettet med omformere.

En omformer gjør om likestrøm (kraft fra solcellepanelet) til vekselstrøm (strømsystemet vårt).

Frem til nå har kontroll av frekvensen i kraftsystemet vært basert på roterende maskiner med bevegende masse, eksempelvis vannkraftgeneratorer. Tregheten i dette systemet er med på å bevare og holde frekvensen innenfor ønskede grenser. Men med ny fornybar og omformerbasert kraft skifter produksjonen og innmatingen hurtigere, og dette påvirker frekvensen på millisekunder – og opptil tusen ganger raskere enn tidligere, forklarer han.

Med økende andel solkraft og annen omformerbasert energi vil de roterende generatorene få problemer med å holde en stabil frekvens, ifølge Hornnes.

– For å håndtere dette må vi utvikle et overordnet overvåkings- og kontrollsystem som fungerer innenfor millisekunder, og nye egenskaper må bygges inn i omformerne som mater kraften inn i nettet.

I tillegg krever det grønne skiftet tilgang på kvalifisert personell og kompetanse, samt materialer – blant annet stål og kobber – til utbygging av det fremtidige kraftsystemet.   

– Det er mange utfordringer som ikke er løst. Vi er på vei mot å finne løsninger, men vi må bruke tid og krefter.   

Oddbjørn Gjerde, forskningsleder innen energisystemer i Sintef, er enig i at vi må tenke oss nøye om.   

– I det grønne skiftet skal all produksjon være velkommen, og energiomstillingen handler også om produksjon av solkraft. Likevel må vi ikke kaste oss hodestups inn. Vi må vite hvilke utfordringer vi kan støte på og hvilke løsninger som kan tas i bruk.   

Kraftflyt i motsatt retning

En annen utfordring som raskt kan dukke opp, gjelder først og fremst regionale og lokale nett.

– I det tradisjonelle kraftsystemet er strømproduksjon koblet på høyspentledninger med stor kapasitet, som så flyter gjennom kraftledningen og gradvis deler seg opp mot forbrukere rundt i landet på lavspentnettet, sier Gjerde. 

– Men med solkraft – spesielt hos plusskundene – er produksjonen koblet på lavspentnettet, og kraftflyten går ut i nettet i motsatt retning. Rent fysisk kan dette skape to problemer for det eksisterende nettet, mener han.

– Den ene utfordringen er at når solen står på for fullt, vil alle med solceller produsere maksimalt samtidig – ettersom solen gjerne skinner over store områder. Dette utgjør en høyere belastning enn hva man får når det er forbruket som trekker – som er det nettet er dimensjonert for. Med en omfattende solkraftutbygging kan det bli større strømflyt ved full produksjon, enn når alle forbruker samtidig.

– Det andre punktet handler om spenningen – som tradisjonelt synker jo nærmere man kommer forbrukeren. Men når man mater inn effekt fra solkraft, vil spenningen bli høy ute i lavspentnettet. Som resultat kan Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet bli brutt, utstyr kan bli ødelagt, og pluss-kunder [i private husholdninger] får ikke solgt overskuddsstrøm slik det er tiltenkt.

Enorm økning av plusskunder

Dette har flere norske nettselskaper allerede erfart – og uttrykt bekymring for. Et av disse er Norgesnett, som har omtrent 100 000 kunder i kommunene Askøy, Fredrikstad, Hvaler, Nesodden, Asker, Enebakk og Follo.

– Kraftprisen i 2022 gjorde at antall solcelleinstallasjoner skjøt i været, sier Vidar Kristoffersen, administrerende direktør i Norgesnett.

– Hittil i år har vi installert 300 solkraftanlegg, og samlet har vi over 1600 plusskunder. De utgjør i overkant av 1,5 prosent av kundemassen vår.

Solcelleboomen ser vi over hele landet. For fem år siden ble det i Norge installert 837 solcelleanlegg på boliger og hytter med støtte fra Enova, og i fjor hadde antall nye installasjoner økt til hele 5291. Til og med mai i år hadde det blitt installert hele 3974 anlegg, og det anslås at vi runder 10 000 nye installasjoner innen nyttår.

I dag kan privatpersoner få støttet opptil 47 500 kroner av Enova ved solcelleinstallasjoner – en økning fra 27 500 kroner i fjor. Men 1. oktober i år ble støtten redusert igjen, til 32 500 kroner.

– I tillegg ser vi at kunder til nå har ønsket å installere større anlegg enn tidligere, siden strømprisene gjorde det lønnsomt med økt produksjon.

Foreløpig har Norgesnett ingen konsesjonspliktige solkraftverk koblet på nettet, men tall fra NVE viser at det totalt i Norge i skrivende stund er hele 27 konsesjoner under behandling – med en planlagt samlet makseffekt på 1093 MW.

Likevel ser Norgesnett at den foreløpige solcelleveksten hos plusskunder skaper hodebry for nettdriften, og at produksjonen går på tvers av hva dagens nett ble dimensjonert for.

– Det norske strømnettet er konstruert for å få den tyngste lasten på vinterstid. Men solkraft produserer for fullt når lasten er lav og temperaturen er høyere. Det er ingen nettsituasjoner som er bygget for dette. Det er bakgrunnen for bekymringen vår.

Kristoffersen trekker også frem mangelen på balanse mellom produksjon og forbruk:

– Det faller ikke naturlig at folk bruker strøm helt samtidig. Ingen lader bilen eller setter på vaskemaskinen til samme tidspunkt. Men solen skinner gjerne for fullt over store områder samtidig. Dermed må kraftoverskuddet gå et sted.

– Foreløpig har vi løst dette uten større nettforsterkning, men klart oss gjennom oppgradering av enkelte stikkledninger og justering av lokale trafoer. Når vi justerer spenningen ned, kan vi tillate mer produksjon, men dette må da justeres tilbake til vinteren igjen. Det blir en slags evig brannslukking av mindre problemer.

Kostnaden faller på alle forbrukere

Alt dette fører til merkostnader for nettselskapet, som øker nettleien, forklarer Norgesnett-sjefen.

– Og denne kostnaden betales ikke av privatpersonen som selger solkraften selv, men av alle andre kunder som ikke har solceller på taket.

Med dagens regelverk er det nemlig nettselskapet som er ansvarlig for å finansiere disse oppgraderingene, selv om det skulle gjelde for kun en enkelt husstands solcelleproduksjon. Kostnaden øker dermed nettleien for samtlige kunder. Plusskunder betaler heller ikke nettleie for produsert strøm som selges inn i kraftsystemet.

Så lenge kunden ikke øker sitt overbelastningsvern*, så kan ikke nettselskapet kreve at plusskunden betaler anleggsbidrag**. Dette gjelder selv om kundens produksjon fører til at nettselskapet må forsterke nettet for å ta imot kraften, skriver NVE på sine nettsider.

* Overbelastningsvern/automatsikring beskytter elektriske anlegg ved å avlede eller begrense overspenningsstrømmen. 

** Anleggsbidrag betyr at kunden skal dekke kostnadene som følger av nye nettilknytninger og forsterkninger, og betales av kunden. Et av formålene med anleggsbidrag, som innkreves av nettselskap, er å gi signaler om de samfunnsøkonomiske kostnadene ved den aktuelle tilknytningen eller forsterkningen, skriver Store Norske Leksikon.

Ett av problemene, ifølge Kristoffersen, er nettopp at dagens regelverk tillater plusskunder å installere solceller i samme kapasitet som inntaks­sikringen*.

* Inntakssikring er en sikring som er koblet til inntakskabelen til en bolig og beskytter denne mot kortslutning. 

– Men disse sikringene ble dimensjonert for å være høyere enn en husstands maksimale forbruk. Flaskehalsen – og problemene – dukker derfor opp når man skal begynne å tillate innfasing av strømproduksjon som mulig også overgår forbruket.

Likevel påpeker direktøren at Norgesnett ønsker solceller velkommen, og at han har tro på at løsningene er på vei.

– Vi ser at det kommer teknologiske løsninger med smartere styring som spiller bedre sammen med de dynamiske forholdene i strømnettet.

Mulig uten store nettinvesteringer

Men er det da plass til å mate inn 8 TWh solkraft i det norske nettet innen 2030?

En fersk rapport fra NBBL, Solenergiklyngen og Nelfo (utført av Multiconsult) har sett på akkurat dette.

– I korte trekk viser analysen at det er fullt mulig å få til 8 TWh innen 2030 uten de store nettinvesteringene – selvfølgelig med visse forbehold, sier Trine Kopstad Berentsen, daglig leder i Solenergiklyngen.

Analysen – som tok for seg kapasiteten for tilknytning fra solceller på bygg – kom frem til at det i 80 prosent av tilfellene vil være uproblematisk å tilslutte solcellekraft til det eksisterende nettet. Dette er spesielt tilfellet i tettbygde strøk – og det er stort sett der folk bor.

Rapporten og Solenergiklyngen spår også at brorparten av solkraftveksten vil komme i større anlegg på takene til borettslag, industri- og næringsbygg, som ofte er i tettbygde strøk, hvor nettet er sterkt nok. Disse kategoriene representerer større solcelleanlegg, samt lavere investeringskostnader og nettilknytningskostnader pr. enhet.

– Vi ser allerede at det for eneboliger er en brems i markedet, og at færre ønsker å installere solceller. Dette kommer blant annet av renteheving, økte levekostnader og lavere strømpriser. I tillegg skal Enova nå redusere støtten – og da tror vi det kommer en bråstopp.

– Et suksesskriterium for å nå målet om 8 TWh er derfor en bedre fungerende delingsløsning hvor større eiendommer kan dele produsert strøm i og mellom enhetene innenfor samme adresse – eksempelvis borettslag og næringsbygg.

Frem til nå er det nemlig kun eneboliger som har fått redusert nettleie ved bruk av egenprodusert strøm – men 1. oktober 2023 trådte en ny delingsløsning i kraft for borettslag og sameier.

Dette tillater deling av produsert strøm med øvrige nettkunder på samme eiendom, hvor kunder kan gå sammen for å investere i fornybar kraft, og få redusert nettleie ved bruk av egenprodusert kraft. Ordningen innebærer kraftproduksjon opptil 1000KW (1MW).

– Dette er et stykke på veien, men ikke bra nok, sier Kopstad Berentsen.

Hun mener regjeringen burde videreføre en delingsløsning som også innebærer deling mellom bygg – en områdeløsning – og at 1MW-grensen bør fjernes.

– Et viktig poeng med solkraft er at strømmen kan benyttes der den produseres, som ikke utgjør en belastning på det øvrige nettet. Klarer vi å stimulere til høy andel egen- og lokalbruk, vil bekymringene rundt nettkapasitet kunne dempes.

Løsningene er på vei

Ifølge rapporten skal altså mye av innfasingen mot 2030 foregå uten problemer – om myndig-hetene legger til rette for deling av strøm på og mellom større eiendommer. Og med 27 løpende konsesjonssøknader for bakkemonterte kraft-anlegg, virker vi å være på god vei mot regjering-ens solambisjoner.

Men hva med de utfordringene som allerede blir meldt på regionale nett?

Både bransjen, nettselskap, og forskere virker å enes om at løsningene er på vei. Multiconsults rapport lister også opp et sett med verktøy som utbyggere og nettselskaper skal kunne benytte seg av i de områdene hvor tilknytning på det lokale nettet kan skape kapasitetsproblemer.

– I korte trekk handler det om nettforsterkning, men også lagring, styring, deling og fleksibilitet av kraftproduksjonen. Disse tiltakene vil kunne fjerne komplikasjonene nettselskapene tidvis møter i dag, og dermed senke bekymringene rundt økt nettleie for øvrige forbrukere, sier Trine Kopstad Berentsen i Solenergiklyngen.

– Et viktig poeng er at solcelleanlegg allerede leveres med teknologi som tillater styring og begrensning (struping av produksjon) ved behov, som nettselskapene teoretisk sett kan ta kontroll over, sier Kopstad Berentsen.

– Men incentivene for at nettselskapene skal drive slik styring, er ikke på plass ennå.

Kristoffersen i Norgesnett sier han er positiv til styring av produksjonen, men at dette vil være kostnadsdrivende både teknologisk og operasjonelt.

– Mange av de eldre målerne ute hos forbrukere har ikke mulighet til sanntidsmåling som kreves. Hvis vi skal bytte ut målere og legge til rette for styring av solcelleanleggene, vil også nettleien gå opp. Da kan man spørre seg om hva som er mest kostnadseffektivt – oppgradering av nettet, eller å tilrettelegge for styring av produksjonen.

Han mener at det burde være mulig å etterspørre smarte invertere som selv kan regulere produksjonen avhengig av spenningen på nettet, fremfor å legge ansvaret på nettselskapene.

Batteri gir fleksibilitet

Batteri som fleksibilitetsløsning er også et verktøy for å demme opp overproduksjon, sier Kopstad Berentsen i Solenergiklyngen. Batterier kan lades opp når produksjonen er høyere enn forbruket, og man unngår at overskuddsstrøm må sendes ut i nettet.

– Batterier finnes, og de brukes, men for en privatbolig er dette veldig dyrt. I Sverige får man støtte til batteriinstallasjon nettopp fordi de er med på å bidra til å løse disse utfordringene.

Alt av styring, lagring og fleksibilitet utgjør en kostnad, men hvem som skal finansiere dette, er en pågående diskusjon, påpeker hun.

– Hvem skal eksempelvis levere og eie batteriet? Hvis det er nettselskapene som tar en slik risiko, så er det noe de må få betalt for – alle må bli kompensert for tjenesten de leverer, sier Berentsen.

Hun lister opp andre mulige virkemidler for utrulling av solkraft på bygg: Storskala installasjonsstøtte som også går utenfor Enovas nåværende mandat, krav om solkraft på offentlige bygg og sterkere incentiver for solkraft i teknisk byggeforskrift.

Forskningsleder ved Energisystemer hos Sintef, Henning Taxt, er langt på vei enig med løsningene skissert i Multiconsults rapport. Han påpeker at utviklingen må være samfunnsøkonomisk hensiktsmessig, og at utbyggingen fremover trenger styring og regulering

– Dette kan bety å styre vekk fra små anlegg, som på sikt er mindre lønnsomme enn store anlegg på lagerbygg og kjøpesentre – hvor det reelle effekt-behovet også er høyt på sommeren med flest sol-timer, sier han.

Batterilagring er blant tiltakene Taxt mener kan være ugunstig samfunnsøkonomisk.

– Det er allerede vanskelig å få lønnsomhet i solkraftanlegg, og det blir enda mer utfordrende å få lønnsomhet i et system med lagring. Vi har allerede gigantiske energilagre i form av vannkraft – med en helt annen kapasitet enn hva batterier kan bidra med. Da kan det lønne seg å begrense utbygging der batterilagring hadde vært nødvendig.

Koordinering for lønnsomhet

Ved å bygge ut solkraft der det gir mest nytte og unngå de mest kostbare prosjektene, kan vi også legge til rette for rettferdig fordeling av kostnader, mener Henning Taxt i Sintef.

– Hvis hver enkelt har rettighet til å bygge ut på eget tak uten hensyn til nettkostnad, forsvinner også noe av motivasjonen for å finne samarbeid om en løsning som gagner samfunnet, sier han.

En større integrering av lokale energisamfunn og videreføring av delingsordningen bør sees i sammenheng med en incentivordning som kan bidra til å senke den samlede topplasten i et område, mener Taxt.

Selvforsynt eller maks effekt

Vidar Kristoffersen i Norgesnett håper også størrelsen på anlegg i plusskundesegmentet stabiliserer seg, og at man i fremtiden fokuserer på å dekke eget forbruk.

– Å kunne være selvforsynt må være motivasjonen, ikke det å tjene penger. Det er desidert mest lønnsomhet i å dekke eget forbruk, og hvis alle klarer det, vil det bli mindre fotavtrykk, nettleien vil naturlig gå ned, og det krever mindre oppgradering av nettet, sier han.

Trine Kopstad Berensten er enig i at selvforsyning og lokalt forbruk er viktig, men og at vi ikke må la nettet begrense veksten av bærekraftig energi.

– Det er grønn kraft vi trenger fremover, og der det er mulig å fase denne inn i systemet, må dette bli tillatt av nettselskapene. De må ha en inntektsramme som legger til rette for innfasing av større mengder solkraft.

Rapporten er nå på høring hos nettselskapene, og det pågår et samarbeid mellom bransjen, Reguleringsmyndigheten for energi (RME) og nettselskapene om tiltak fremover.

Disse aktørene skal så komme med forslag til regjeringens handlingsplan for solkraft. Den forventes å komme ut før revidert nasjonalbudsjett 2024.

– Når vi klarer å snakke sammen, forventer vi også veldig mye – og gode tiltak – av politikerne. Nå er det regjeringen som må på banen, sier Berensten.

Regjeringens svar

Ved spørsmål om hvordan Norge skal nå 8 TWh innen 2030, får Aftenposten Innsikt dette som svar på e-post fra Olje- og energidepartementet (OED) ved statssekretær Elisabeth Sæther;

«Stortinget har bedt regjeringen sette et mål for ny solenergi på 8 TWh innen 2030. Departementet har i oppfølgingen av vedtaket bedt NVE om å vurdere potensialet for utbygging av solenergi mot 2030 og mulighetene for å nå et mål på 8 TWh. Basert på det faglige underlaget fra NVE vil vi arbeide videre med oppfølging av Stortingets vedtak.»

Departementet sier de er oppmerksomme på utfordringer knyttet til innmating av solkraft på distribusjonsnettet.

– RME gjør et arbeid på dette der nettbransjen, solbransjen og andre aktører er involvert. Når resultater fra dette arbeidet foreligger, vil vi vurdere videre oppfølging.

Ulike løsninger for utfordringene i distribusjonsnettet er nå under evaluering. Det skriver seksjonssjef i RME, Torfinn Stulen Jonassen, i en e-post:

«Innspillene inkluderer blant annet en avgrensning av kundens rett til å utnytte hovedsikringen fullt ut, innføring av anleggsbidrag og dynamisk struping. Vi har ikke landet på en endelig anbefaling til OED.»

Tenk kortreist

Til tross for humper i veien virker samtlige ledd i energibransjen å være relativt optimistiske for de himmelhøye ambisjonene for solkraft frem mot 2030. Kanskje vil regjeringens varslede handlingsplan bidra til å peke på en soleklar vei til målet om at solens stråler også skal finne veien inn i Norges vidstrakte kraftnett. Norgesnett-sjefen mener vi må las oss motivere av det klimamessige perspektivet:

– Målet er å gjøre fotavtrykket mindre. Tenk eget forbruk og vær selvforsynt – uavhengig om det er poteter eller strøm. Fremtiden er kortreist.