North Sea Wind Power Hub

Balmorel: Energisystemsmodel | oktober 2020 - januar 2022

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. I de seneste konsekvensanalyser, udarbejdet som baggrund for ”Fit for 55%”-arbejdspakken, der blev vedtaget af EU-Kommissionen i juli 2021, når offshore vind en installeret kapacitet på 50-80 GW i 2030, stigende til 300 GW i 2050. Dette sætter derfor 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, støtter Ea Energianalyse North Sea Wind Power Hub med analyser af integration af storskala offshore vind i det fremtidige energisystem. Arbejdet hjælper til med beslutningstagningen ved både design af de mulige første trin i at skabe et hubs-and-spokes-koncept i Nordsøen samt med 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 anvender energisystemmodellen Balmorel til omfattende analyser af integration af offshore vind. Med henblik på detaljerede netværksstudier, bliver Balmorelmodellen kombineret med den specialiserede netværksmodel PyPSA, anvendt af Energynautics. Kombinationen af modeller 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 er 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 analyseres i Pathway-undersøgelsen, og det er grundlaget for udviklingen af scenarier, modeller og metoder. I denne undersøgelse får Ea og Energynautics støtte fra den hollandske forskningsorganisation TNO og DTU Wind fra Danmarks Tekniske Universitet, der kommer med ekspertviden om henholdsvis brint- og vindressourcemodellering.

De centrale spørgsmål i Pathway-undersøgelsen er:

  • 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

Analyser af de første skridt for hubs-and-spokes-konceptet fokuserer på tidlig udvikling af specifikke konfigurationer for at sammenkoble tyske, danske og hollandske offshore-parker i de tidlige 2030’ere. Modelleringen er baseret på både Balmorel og PyPSA, og disse resultater konsolideres i en cost-benefit-analyse, der dækker omkostninger og fordele ved hubs-and-spokes-konceptet sammenlignet med en radial tilgang.