Norsk English
Ekspertise

Forsyningssikkerhet for elektrisk kraft

En sikker strømforsyning er helt nødvendig i et stadig mer elektrifisert samfunn, der alle kritiske samfunnsfunksjoner og infrastrukturer – og dermed samfunnssikkerheten – er avhengig av elektrisitet.

Kontaktperson

Strømforsyningen er ryggraden i energisystemet, siden også andre energisystemer er avhengige av strøm for å fungere. Kraftsystemet står samtidig overfor store endringer: elektrifiseringen dobler behovet for strøm og nettinvesteringer fram mot 2050, mens nye energikilder, lagringsløsninger og digitalisering gir både fleksibilitet og nye sårbarheter. Klimaendringer med mer ekstremvær øker risikoen for utfall som fører til omfattende strømbrudd, og trusselbildet utvides med cyberangrep, fysiske angrep og desinformasjon i en geopolitisk situasjon der energi har fått en strategisk rolle.

Utviklingen av fremtidens fleksible, intelligente og motstandsdyktige kraftsystem må derfor balanseres mot kostnadseffektivitet, klima og natur – samtidig som forsyningssikkerheten for elektrisk kraft sikres på et akseptabelt nivå.

Hva er egentlig forsyningssikkerhet for elektrisk kraft?

Forsyningssikkerhet handler om kraftsystemets evne til å kontinuerlig levere strøm av en gitt kvalitet til sluttbrukere. Den består av fire hovedelementer:

  • Energitilgjengelighet: Tilgang på nok energiressurser til å produsere elektrisitet. Dette omfatter både vannkraft, vind, sol, gass og andre energikilder. Energiknapphet kan gi både høye priser og risiko for rasjonering.
  • Effektsikkerhet: Evnen til å ha nok kapasitet i produksjon, nett og transformatorer til å dekke det øyeblikkelige behovet. Selv om vi har energiressurser, kan manglende kapasitet i nettet eller produksjonsanlegg føre til strømbrudd i perioder med høyt forbruk.
  • Spenningskvalitet: Kvaliteten på spenningen som leveres til sluttbruker. Dårlig spenningskvalitet kan skade utstyr, gi ustabil drift og redusere effektiviteten i elektriske apparater og industrianlegg.
  • Leveringspålitelighet er tilgjengelighet av elektrisk energi, målt i antall og varighet av avbrudd. Norge har tradisjonelt hatt svært høy leveringspålitelighet (99,98 %), men klimaendringer, nye driftspåkjenninger og nye trusler utfordrer dette nivået.

Forsyningssikkerhet handler også om motstandsdyktighet – å forebygge, håndtere og raskt gjenopprette strømforsyningen etter uønskede hendelser - slik at samfunnets funksjoner og trygghet opprettholdes.

Dette trenger samfunnet fremover:

  1. Helhetlige risiko- og sårbarhetsanalyser: Kraftsystemet utsettes for både naturhendelser, tekniske feil og tilsiktede angrep. Tradisjonelle analyser er ikke tilstrekkelige. Vi trenger nye metoder som fanger opp sammensatte trusler, viljeshandlinger og kaskadeeffekter – og som integrerer tekniske, menneskelige og organisatoriske perspektiver. Vi trenger også helhetlige metoder som håndterer samspillet mellom produksjon, marked, forbruk og nett, for forsyningssikkerheten. 
  2. Bedre forståelse av avhengigheter og kaskadeeffekter: Kraftsystemet er avhengig av andre kritiske infrastrukturer som IKT og transport for eksempel i gjenoppretting av strømforsyning etter en uønsket hendelse.  Transportsystemet blir også en integrert del av kraftsystemet gjennom elektrifiseringen og behovet for ladestasjoner.
  3. Styrking av lokal beredskap: Mikronett, energisamfunn og øydrift kan sikre strøm til kritiske funksjoner når hovednettet svikter. Bedre forståelse av hvordan lokale løsninger kan spille sammen med det overordnede kraftsystemet er nødvendig for å styrke motstandsdyktigheten i praksis.
  4. Robusthet i verdikjeder og kritisk infrastruktur: Kraftsystemet er avhengig av globale leverandørkjeder og nøkkelkomponenter som transformatorer og koblingsanlegg. For å redusere sårbarheten må vi beskytte kritiske punkter og områder i kraftsystemet, sikre reservedeler og utvikle operative strategier for rask respons ved hendelser – både fysisk og digitalt.

SINTEFs forskning og kompetanse

SINTEF Energi har bred og dyptgående kompetanse som dekker hele spekteret av forsyningssikkerhet – fra tekniske og økonomiske analyser til samfunnsperspektiv og beredskap. Vi utvikler metoder, modeller og verktøy som gir aktører beslutningsstøtte i både planlegging, drift og krisehåndtering.

Metoder og verktøy

  • Energitilgjengelighet og energimarkedsmodellering, inkludert scenarioutvikling for framtidig produksjon og etterspørsel av elektrisk kraft
  • Markeds- og nettmodellering, fysisk nettbeskrivelse og simulering av effektsikkerhet og driftsmønstre
  • Leveringspålitelighetsanalyse og integrasjon av markedsmodeller
  • Analyseverktøy: EMPS (Samkjøringsmodellen), Samnett, RELRAD, FASaD, SAMREL, OPAL, GraphCat, Monte Carlo-verktøy for sjeldne hendelser

Pålitelighetsmodeller og data

  • Modeller som inkluderer avhengigheter (geografiske, tidsmessige, tekniske og organisatoriske)
  • FASIT-standard for innsamling, analyse og rapportering av feil- og avbruddsdata
  • Modellering av feilmoder, degradering og overføringskapasitet

Rammeverk for risiko og sårbarhet

  • Bow tie-modell: trusler, sårbarheter, uønskede hendelser og konsekvenser
  • Analyse av HILP-hendelser (High Impact Low Probability)
  • Kraftsystemet integrert med andre energisystemer og flere energibærere (strøm, varme, gass, hydrogen)
  • Cybersikkerhet som en del av forsyningssikkerheten for elektrisk kraft
  • Indikatorer og metodikk for analyse av sårbarhet og motstandsdyktighet (resiliens)
  • Samspill mellom preventive, korrektive og gjenopprettende tiltak

Samfunnsøkonomi og regulering

  • Metodikk for å estimere avbruddskostnader
  • Insentivbasert regulering av leveringspålitelighet gjennom Kvalitetsjusterte inntektsrammer for Ikke Levert Energi (KILE)
  • Beslutningsstøtte for regulatorer og myndigheter knyttet til forsyningssikkerhet for elektrisk kraft

SINTEFs Forskningsinfrastruktur 

Typiske oppdrag

SINTEF bistår aktører i hele kraftsektoren – fra nettselskaper og systemoperatører til myndigheter, regulatorer, industri og energiselskaper – med analyser, beslutningsstøtte og utvikling av nye løsninger knyttet til forsyningssikkerhet for elektrisk kraft. Våre oppdrag spenner fra tekniske målinger til strategiske vurderinger inn mot samfunnssikkerhet.

  • Langsiktige analyser av energisituasjonen og vannmagasindisponering
  • Analyse av leveringspålitelighet – kartlegging av avbrudd, varighet og konsekvenser
  • Målinger og analyse av spenningskvalitet – vurdering av hvordan spenningskvaliteten påvirker sluttbrukere, utstyr og strømnettet
  • Beslutningsunderlag for regulering – støtte til myndigheter og regulatorer i utforming av rammer for forsyningssikkerhet for elektrisk kraft
  • Sårbarhetsanalyser av det Nordiske kraftsystemet mht. energi- og effektknapphet og ekstraordinære situasjoner (blackouts)
  • Risiko- og sårbarhetsanalyser (ROS) – helhetlige ROS-analyser som inkluderer naturhendelser, tekniske feil, tilsiktede angrep og ulike typer avhengigheter, og som underlag for beredskap
  • Analyse av samspill mellom kraftsystem og IKT – hvordan digitalisering og automatisering påvirker forsyningssikkerheten
  • Cybersikkerhet – vurdering av gjensidige avhengigheter og trusler mot digitale styringssystemer
  • Utvikling av kravspesifikasjoner – for registrering og rapportering av feil og avbrudd i det standardiserte systemet FASIT
  • Utvikling av metodikk og dataunderlag for KILE – kvalitetsjusterte inntektsrammer ved ikke levert energi
  • Utvikling av metodikk for beregning av leveringspålitelighet – i både radielle og maskede kraftnett, inkludert kobling til markedsmodeller
  • Utvikling av markedsmodeller og modeller for vannkraftdisponering
  • Samfunnsøkonomiske analyser – kostnader ved avbrudd og konsekvenser for industri og samfunn
  • Beredskapsvurderinger – hvordan kraftsystemet kan håndtere kriser, sabotasje og hybride trusler
  • Støtte til innovasjon og pilotprosjekter – utvikling og testing av nye løsninger i samarbeid med nettselskaper og industri

Utvalgte prosjekter

Utforsk fagområdene