Mye av kritikken mot regjeringens kraftpolitikk baserer seg på to hypoteser som jeg har satt meg fore å teste med bruk av kraftdata og kvantitative metoder. Disse er:

(1) Vindkraft og annen ikke-regulerbar fornybar kraft stiller større krav til miljøskadelig «effektkjøring» i regulerte vassdrag. Effektkjøring er store variasjoner i produsert effekt på tidsskalaer kortere enn et døgn.

(2) Kraftutveksling mellom prisområder og land bidrar også til å øke effektkjøringen.

Min analyse er sammenfattet i et notat der jeg bruker data som beskriver time-for-time variasjonene gjennom året 2021 i regulerbar kraftproduksjon (magasinkraft), ikke-regulerbar produksjon (vindkraft), kraftforbruk, og eksport/import i prisområdet NO3 (Midt-Norge).

NO3 er spesielt interessant på grunn av det store innslaget av vindkraft. I 2021 utgjorde vindkraften (og litt elvekraft) 26% av den totale kraftproduksjonen i NO3.

Differansen mellom all produsert kraft og netto eksport er forbruket innen området, som omfatter energien som når fram til forbrukerne og energitapet i form av varme i kraftnettet. Jeg deler produksjonen inn i to kategorier; regulerbar og ikke-regulerbar kraftproduksjon. Den ikke-regulerbare produksjonen består i all hovedsak av vindkraft og elvekraft. Det meste av tiden produseres det betydelig mer vindkraft enn elvekraft i NO3, så når jeg diskuterer effekten av ikke-regulerbar kraftproduksjon i notatet, så er det derfor i praksis synonymt med vindkraftproduksjon.

Vi har altså følgende grunnleggende «bevaringslov for kraft»:

regulerbar kraft + ikke-regulerbar kraft – forbruk – eksport = 0.

Vindkraftens innvirkning på annen kraftproduksjon er ulik på ulike tidsskalaer. De variasjonene som gjør mest skade på livet i vassdragene nedstrøms fra magasinene er de som skjer gjennom døgnet. Uten ikke-regulerbar kraft og eksport, ville den regulerbare kraften måtte variere gjennom døgnet utelukkende for å balansere døgnvariasjonen i forbruket. Det sentrale spørsmålet er hvor stor betydning vindkraft og eksport har for variasjonen i den regulerbare kraften på tidsskalaer fra en time til et døgn.

For å studere dette filtrerer jeg ut variasjoner som er langsommere enn et døgn, og det gjøres ved å trekke fra døgnmiddelverdien. Dette avviket fra døgnmiddelverdien har jeg plottet for fem variable med tidsoppløsning på en time i figuren til venstre. De fem variablene er regulerbar og ikke-regulerbar kraftproduksjon, netto krafteksport, forbruk intern i NO3, og day-ahead spotpris i NO3 i de to første ukene av oktober 2021, som er en måned med mye vind (kurvene er ulikt vertikal forskjøvet, slik at de ikke ligger oppå hverandre).

Vi husker at summen av de fire første variablene er null, slik at hvis vi ikke hadde hatt ikke-regulerbar kraft og eksport, så ville regulerbar kraftproduksjon vært identisk med forbruket. En interessant observasjon fra figuren er at den ikke-regulerbare vindkraften ikke gjør så stor forskjell på vannkraftproduksjonen på denne tidsskalaen, fordi den i stor grad går til eksport/import.

Vi observerer også at den regulerbare produksjonen følger forbruket tett, noe som resulterer i en høy samvariasjon mellom disse og det er også en betydelig samvariasjon mellom regulerbar produksjon og pris og mellom forbruk og pris. Det er dermed klart variasjonen i disse tre variablene; regulerbar produksjon, forbruk og pris, er sterkt koblet på tidsskalaer innenfor et døgn. Det er ikke bare samvariasjonen mellom regulerbar produksjon og forbruk som er høy, de varierer også tilnærmet like mye. Tabeller over korrelasjonskoeffisienter og varians finnes i notatet.

Dette indikerer at en stor del av effektkjøringen er drevet av døgnvariasjonene i forbruket.

Vi ser også at den ikke-regulerbare produksjonen samvarierer tett med eksporten, men det også en viss samvariasjon mellom regulerbar produksjon og eksport. De andre parvise korrelasjonene er svake. Spesielt legger vi merke til at korrelasjonen mellom regulerbar- og ikke-regulerbar produksjon er lav.

Dette betyr at økt/redusert vindkraftproduksjon innenfor et døgn bare i liten grad følges av redusert/økt magasinkraftproduksjon, og at variasjonene i vindkraften i hovedsak tas ut i varierende eksport.

Hittil har jeg beskrevet vindkraftens og forbrukets samvariasjon med effektkjøring og eksport i dagens data. Men det kan innvendes det selvsagt strengt tatt er uholdbart å konkludere med årsakssammenhenger fra observert korrelasjon, og dessuten er vi jo mest interessert i hva som vil skje med effektkjøringen hvis vi øker vindkraftproduksjonen og/eller eksportkapasiteten. For dette formålet har jeg brukt «bevaringsloven for kraft» og utledet en matematisk sammenheng mellom variabilitetene Sr, Si, Se og Sf for de fire størrelsene regulerbar kraft (r), ikke-regulerbar kraft (i), eksport (e) og forbruk (f). Jeg vil være interessert i å se hvordan variabiliteten Sr av den regulerbare kraften endrer seg når vi øker variabiliteten Si av den ikke regulerbare kraften og/eller variabiliteten Se av eksporten. For enkelhets skyld, skal jeg anta at vi holder variabiliteten av forbruket Sf konstant.

Resultatet blir at jeg finner en matematisk sammenheng mellom Se,Si og Sr som kan plottes som en flate i det tre-dimensjonale rommet med koordinatene (Se,Si,Sr). Denne flaten er vist i figuren til høyre. Den blå sirkelen i figuren markerer hvor de tre variabilitetene sto i 2021. Hvis vi tillater Si og Se å endre seg med tiden (følge en «vekstbane»), så vil Sr følge den tilsvarende kurven i flaten.

Hvis vi for eksempel lar vindkraften Si vokse, men holder eksportkapasiteten Se konstant, så vil banen følge den svarte pilen i figuren, og vi ser at Sr vokser proporsjonalt med, og omtrent like mye, som Si. Det betyr at økningen i vindkraftens variabilitet vil føre til en tilsvarende vekst i magasinkraftens variabilitet, og til økning i effektkjøringen, selv om dagens nivå på vindkraften ikke har noen særlig betydning for Sr.

En annen, og svært interessant, utviklingsbane er å holde vindkraftproduksjonen Si uendret, men øke variabiliteten i eksporten Se. Det svarer å følge den røde pilen i figuren. Vi ser da at vi ikke skal øke eksporten veldig mye før Sr raskt avtar mot null. Grunnen til dette er at eksportkapasiteten blir tilstrekkelig stor til å ta unna all variabel vindkraftproduksjon.

Den blå pilen i figuren viser en utviklingsbane der effektkjøringen holder seg konstant på dagens nivå, mens både vindkraftproduksjonen Si og eksportkapasiteten Se øker.

Budskapet er altså at den mest effektive måten å dempe effektkjøringen på er å øke eksportkapasiteten. En balansert vekst i vindkraftproduksjonen og i eksportkapasiteten er mulig uten at det krever økt effektkjøring i magasinkraftverkene.