Övergången till förnybar energi gör det viktigare för kraftproducenterna att få korrekt information om vädret som komma skall. Klimatforskare investerar för närvarande stora ansträngningar och resurser för att hjälpa dem att få bättre långsiktiga prognoser.

"Prognoser under säsong och säsong - vilket innebär prognoser för de närmaste veckorna och månaderna - är fortfarande i ett tidigt skede, och det är mycket utmanande att ge korrekta förutsägelser, säger Jana Sillmann, forskningsdirektör vid CICERO Center for International Climate Research.

"Ändå, betydande framsteg har gjorts under det senaste decenniet, och dessa prognoser kan nu förutsäga utvecklingen av vissa storskaliga extrema väderhändelser flera veckor i förväg, " säger Sillmann.

I en kommentar publicerad sent på måndagen i den vetenskapliga tidskriften Naturenergi , Sillmann och hennes kollega Anton Orlov, seniorforskare på CICERO, och Ilaria Vigo, miljöekonom på Barcelona Supercomputing Center, förklara hur energibranschen kan dra nytta av bättre och mer tillförlitliga säsongsprognoser.

Mer väderberoende kraftproduktion

Mer förnybar energi behövs i hög grad om världen ska lyckas minska koldioxidutsläppen tillräckligt för att begränsa den globala uppvärmningen till maximalt 1,5°C. Dock, eftersom produktionen av ren energi är mycket väderberoende, expansionen av förnybar energi gör strömförsörjningen mer sårbar för förändrade väderförhållanden.

Mycket lite vindkraft produceras när vinden inte blåser, och ingen solenergi genereras när det inte finns någon sol. Under tiden, vattenkraftsproduktionen är beroende av nederbörd som leder till vatten i floder och i vattenkraftmagasin och kan därmed påverkas markant av klimatextremer som torka och översvämningar.

Hur mycket ren kraft som produceras har en enorm inverkan på kraftpriserna, och eftersom bränslet som behövs för förnybar energiproduktion – vind, sol och vatten - finns gratis, marginalkostnaderna för förnybar kraftproduktion är nära noll.

Ju mer kraft som genereras av vinden, sol- och vattenkraftverk, desto lägre är grossistpriserna för el, och när produktionen av förnybar energi är låg, kraftpriser tenderar att öka.

Kraftbehovet är också väderberoende

Kraftbehovet är också starkt beroende av vädret och tenderar att öka när vädret är kallt, och folk slår på sina elvärmare. Men efterfrågan på el ökar också när det blir så varmt att det behövs luftkonditionering för att kyla ner.

Väderförhållanden som inte är i linje med säsongsnormen – som extremt kalla vintrar eller ovanligt varma somrar – kan resultera i osannolikt högt eller lågt elbehov, och till högre eller lägre förnybar elproduktion än normalt.

Vädret är därför en viktig bestämningsfaktor för grossistpriserna på el. Dock, energibolag säljer ofta sin elproduktion på terminsmarknaden i god tid, och priserna på elkontrakt för de kommande veckorna och månaderna är i hög grad beroende av den förväntade kraftefterfrågan och tillgången på ren energi.

Kan leda till mer framgångsrik energihandel

Huruvida energimarknadens aktörer har gjort en bra affär eller inte framgår när leveransdagen kommer:om avräkningspriset på energibörsen – det så kallade elspotpriset – blir lägre än priset för leverans samma dag i terminsmarknaden, då var terminskontraktet övervärderat. Och vice versa:om terminspriset är lägre än spotutfallet, terminskontraktet var undervärderat.

Att förutsäga vädret spelar en avgörande roll i elprisprognoser och säsongsprognoser kan därmed hjälpa energibolag att förbättra sin säkringsstrategi, förklarar Orlov.

"Har information om hur varmt, kall, fuktig, torr eller blåsig den kommande säsongen kan vara avgörande för att uppskatta hur hög eller låg både effektbehovet och förnybar elproduktion kommer att vara den säsongen, "Säger Orlov.

Hjälper till att förbättra beslutsfattande och planering

"Undersäsongs- och säsongsprognoser kan också hjälpa förnybara energibolag och nätoperatörer att förbättra riskhanteringsmetoder, ta hänsyn till klimatvariationer, säger Vigo.

Säsongsprognoser kan hjälpa producenter av förnybar energi att planera sin produktion med större noggrannhet och över längre tidsramar, leder till förbättrad prestanda för företag inom förnybar energi, förklarar hon.

"Prognoser för de kommande veckorna och månaderna kan också få kraftproducenterna att bli medvetna om risken för störningar och skador från stormar och översvämningar i ett tidigare skede, göra det möjligt för dem att bättre förbereda sig för sådana evenemang, ", tillägger Vigo.

Klimatförändringar gör säsongsprognoser viktigare

"Utmaningarna som ställs för energiföretag genom att växla väder kommer att förvärras ytterligare av klimatförändringarna eftersom det kommer att leda till mer extremt väder, och detta gör det ännu viktigare att fortsätta att förbättra undersäsongs- och säsongsprognoser för att göra dem mer tillförlitliga, säger Sillmann.

Till skillnad från normala väderprognoser, säsongsbetonade prognoser tar hänsyn till det framtida klimatet genom att ge kompetenspoäng som mäter prognosernas noggrannhet. Om skicklighetspoängen är positiv, detta betyder att prognosen är mer exakt än klimatologin – som bygger på tidigare observationer och vanligtvis är grunden för beslutsfattande inom industrin för förnybar energi, förklarar hon.

"Även om det vanligtvis är för grovt och inte avsett att simulera specifika väderhändelser, klimatmodeller kan alltså informera oss om de ökade chanserna för mer extrema årstider på regional nivå, ", tillägger Sillmann.

Mer extremt väder framöver

Före slutet av detta århundrade, klimatförändringar förväntas leda till en förskjutning av extrem nederbörd i många regioner – särskilt i norra Europa och nordöstra Amerika – från sommar och tidig höst till sen höst och vinter, förklarar Sillmann.

Värmeböljor förväntas bli mer intensiva, vanligare och mer långvariga i Europa och Nordamerika, och varaktigheten av köldperioder förväntas minska.

Dessutom, i Medelhavsområdet, torka förväntas börja tidigare och pågå längre, och i kustområdena i Nordsjön, minskningar av medeltrycknivån vid havsnivån kommer att leda till fler stormar.

"Klimatförändringar har potential att ge extrema variationer i både efterfrågan på och tillgången på el, och sådan variation kan resultera i negativa ekonomiska konsekvenser för producenter av förnybar energi, speciellt om de är oförutsedda, säger Orlov.

S2S4E-projektet

Sillmann, Orlov och Vigo är alla involverade i forskningsprojektet S2S4E (Sub-Seasonal to Seasonal Climate Forecasting for Energy), som finansieras av EU:s forsknings- och innovationsprogram Horisont 2020.

S2S4E arbetar för att göra långsiktiga prognoser mer tillförlitliga och användbara, och för att uppnå detta mål, projektet har utvecklat ett nytt prognosverktyg - S2S4E Decision Support Tool - som förblir gratis att använda till slutet av november.

S2S4E Decision Support Tool har utvecklats speciellt för energisektorn, och det visar den globala klimatutsikten, med prognos för nederbörd, solstrålning, temperatur, vindhastighet och effektbehov från en vecka till tre månader framåt.