North Sea Wind Power Hub

Hurtig udvikling inden for vind- og solenergi samt det voksende energibehov til elektrificering er centrale elementer i EU-Kommissionens visioner for 55% reduktion i CO₂-udledning i 2030 og et CO₂-neutralt Europa i 2050. Ifølge de seneste konsekvensanalyser, udarbejdet som baggrund for ”Fit for 55”-arbejdspakken, vedtaget af EU-Kommissionen i juli 2021, forventes offshore vind at nå en installeret kapacitet på 50-80 GW i 2030, stigende til 300 GW i 2050. Dette sætter strenge krav til planlægning og indpasning af vindkraftskapacitet, infrastruktur og integration af offshore vindkraft i det overordnede energisystem.

North Sea Wind Power Hub-konsortiet (NSWPH) har arbejdet på nye tilgange til tilslutning og integration af offshore vind, hvilket kan støtte en effektiv indpasning af vindkraft. De primære komponenter i NSPWH’s arbejde er hubs-and-spokes -konfigurationen, der kombinerer tilslutning til elnettet for offshore vindenergi og markedsintegration, og derved muliggør øget socioøkonomisk velfærd, sammenlignet med en traditionel radial tilgang til at tilslutte offshore vindenergi.

Sammen med det tyske firma Energynautics, støttede Ea Energianalyse North Sea Wind Power Hub med analyser af integration af storskala offshore vind i det fremtidige energisystem. Arbejdet understøtter beslutningstagningen både i forhold til at designe de første trin mod at skabe et hubs-and-spokes-koncept i Nordsøen og i forhold til de langsigtede planer for integration. Det modulare hubs-and-spokes-koncept – udviklet af NSWPH-konsortiet – kombinerer transmission af elektricitet fra vindparker til kysten med hybride sammenkoblinger, og understøtter integration af gas-, el- og varmesektorer gennem Power-to-X-omdannelse.

Ea Energianalyse anvendte energisystemmodellen Balmorel til omfattende analyser af integration af offshore vind. Med henblik på detaljerede netværksstudier, blev Balmorelmodellen kombineret med den specialiserede netværksmodel PyPSA, anvendt af Energynautics. Kombinationen af modellerne åbner op for at dække både markedsdreven indvirkning samt en detaljeret vurdering af netværket, der inkluderer vekselstrømsbelastning og forstærkningsbehov på lokalt niveau.

Arbejdet for NSWPH blev struktureret omkring to primære strømme – Pathway-undersøgelsen og analyser af de første skridt i at anvende hubs-and-spokes-konceptet.

Pathway-undersøgelsen

De overordnede rammer for integration af offshore vind er blevet analyseret i Pathway-undersøgelsen, og det er grundlaget for udviklingen af scenarier, modeller og metoder. I arbejdet har Ea og Energynautics fået faglig støtte fra den hollandske forskningsorganisation TNO og DTU Wind fra Danmarks Tekniske Universitet, der har bidraget med ekspertviden om henholdsvis brint- og vindressourcemodellering.

Pathway-undersøgelsen adresserer særligt følgende centrale spørgsmål:

• Hvordan vil offshore vind bedst kunne integreres i fremtidens energisystem, henover flere scenarier for udviklingen af det europæiske energisystem?
• Hvordan bør systemintegration og brintinfrastruktur spille en rolle i at støtte storskala offshore projekter i Nordsøen
• Hvad ville være fordelene ved at stræbe efter en internationalt koordineret udrulning i sted for en national trinvis udrulning?

Analyser af de første skridt for hubs-and-spokes-konceptet

I projektet er de første skridt mod etableringen af et hubs‑and‑spokes‑koncept blevet analyseret med fokus på den tidlige udvikling af konkrete konfigurationer, der kan sammenkoble tyske, danske og hollandske offshore‑vindparker i begyndelsen af 2030’erne. Modelleringen er gennemført i både Balmorel og PyPSA, og resultaterne er efterfølgende blevet integreret i en samlet cost‑benefit‑analyse. Denne analyse vurderer omkostninger og gevinster ved et hubs‑and‑spokes‑koncept sammenlignet med en mere traditionel radial tilgang.