Regeringens el-fiasko

Det räcker inte med väderberoende el, energilager och flexibilitet. För att klara en fördubblad elanvändning till 2045 krävs det ny planerbar elproduktion. Det är en av slutsatserna i Svenska kraftnäts nya systemutvecklingsplan, som beskriver verkets investeringar under kommande tio år ? totalt 100 miljarder kronor.

Planen, som publiceras vartannat år, går igenom elsystemet i sin helhet, hur utmaningarna ser ut idag och vad som görs för att hantera läget. Den nya planen har underrubriken ?Vägen mot en dubblerad elanvändning?, vilket signalerar en förändring sedan den förra planen från 2019. Då var prognosen att elanvändningen 2045 skulle landa på max 180 TWh ? i den nya planen ligger den högsta prognosen på 286 TWh.

? Det handlar inte bara om att som tidigare upprätthålla spänning och frekvens, utan det blir också nya fenomen som oönskade interaktioner och resonanser som påverkar kraftsystemets stabilitet och robusthet.

En stor del av energidebatten det senaste året har handlat om den bristande överföringskapaciteten mellan norra och södra Sverige, vilken också spätt på prisskillnaderna mellan de olika elområdena. 

Ändå är vi bara i början av utvecklingen. Fram till 2045 beräknas elanvändningen i Sverige fördubblas, drivet framför allt av den snabba elektrifieringen av industrin och transportsektorn.

? Den stora utmaningen blir att klara effekten. Det kommer bli fler och fler timmar som blir ansträngda. Vi får en elberoende industri som kommer lyfta hela efterfrågekurvan under årets alla timmar.

I Systemutvecklingsplanen är en av slutsatserna att ?ett tillskott av planerbar elproduktion är en förutsättning för att elektrifieringsplanerna inom olika industrisektorer ska kunna bli verklighet?.

Vilken typ av produktion bör det vara?
? Det ska vara fossilfri planerbar produktion, men exakt vilket kraftslag det är kan vi inte ha synpunkter på. Det kan vara kärnkraft, men det kan också vara kraftvärme eller biogasturbiner, eller kanske vätgasturbiner i framtiden., säger Ulf Moberg.

­? För att uppnå detta behöver elmarknaden justeras så att det skapas incitament för den här typen av produktion. Särskilt nu när den väderberoende produktionen tar ytterligare fart genom den havsbaserade vindkraft som är på ingång. Det kan påverka lönsamheten för den planerbara produktionen.

Det krävs mer planerbar elproduktion för att klara elektrifieringen (energi.se)

Hur ser det då ut i Sverige? Vi har i dag en fossilfri elproduktion med 90 procent bas- och reglerkraft och tio procent väderberoende kraft. Men trots detta har vi stora utmaningar. Preliminära siffror för 2018 visar på ökade koldioxidutsläpp och förklaringen till detta är främst en växande transportsektor. Det är inom denna sektor samt inom industrisektorn vi har de riktigt stora utmaningarna.

Vad som måste till är en ytterligare elektrifiering av dessa två sektorer, elfordon och nya produktionsmetoder för bland annat järn och stål. Ja, det ser lovande ut men problemet är ju att vi måste ha tillräckligt med el. Bara nyss nämnda satsningar motsvarar el från tre kärnkraftverk och som måste vara tillgängliga under årets alla sekunder.

Kort sagt; vi kommer alltid behöva planerbarhet i effekttillgången och väderberoende elsystem klarar inte detta. Därför är det ointressant att jämföra kostnaderna för att bygga vindkraftverk eller baskraft som till exempel kärnkraft. Att kostnaderna per KWh för kärnkraft är högre ligger ju i sakens natur då den ska klara betydligt fler och mer kvalificerade produktionstjänster. Samtidigt beror det på hur vi räknar. Sweco har studerat olika alternativ och kommit fram till att totala investeringar i alla nätnivåer bedöms uppgå till cirka 500 Mkr samt en kraftig utbyggnad av gasturbiner för att klara nätstabilitet. Till detta ska läggas kostnader för backup-kraft då det inte blåser.

Tas samtliga kostnader med i vindkraften som energisystem så blir kostnaderna betydligt högre jämfört med kärnkraften. Även en rapport från ELSEVIER har studerat denna fråga: Economic and Environemental Cost of Replacing Nuclear Fisson With Solar and Wind Energy in Sweden: Slutsatsen är tydlig. Att ersätta kärnkraften med sol och vind är varken ekonomiskt hållbart eller klimatsmart och de totala årliga utgifterna för hela elsystem kommer att vara fem gånger högre än status quo.

Det behöver heller inte vara orimligt dyrt att bygga nya kärnkraftverk. Infrastruktur och elnät vid befintliga kärnkraftanläggningar kan användas. Vi kan lära av lyckade projekt. I en brittisk kostnadsstudie som publicerades i april 2018 ?The ETI Nuclear Cost Drivers Project? jämförs kostnaderna för 33 reaktorer som har byggts runt om i världen de senaste årtiondena. Man har identifierat vad som är typiskt för de projekt som blivit billiga respektive för de som blivit dyra. Ny kärnkraft ska också göras genom att bygga flera reaktorer samtidigt och nyttja stordriftfördelar. Till detta ska svenska myndigheter, bland annat SSM, fördjupa arbetet med att typgodkänna kärnkraftverk med olika internationella och europeiska samarbetsorganisationer i syfte att harmonisera säkerhetskrav mellan länder.

Negativa elpriser är ett relativt nytt fenomen i Europa men har slagit rekord på rekord de senaste åren. Tidigare har de främst varit förknippade med vindkraft men tendenserna för solenergins påverkan började synas i Sverige redan i fjol och i år har de kommit med besked, vilket Tidningen Näringslivet har uppmärksammat i flera artiklar.

Nu var det dags igen för ett nytt rekord. Under årets första fem månader har Sverige enligt en färsk undersökning från Bixia haft 668 timmar med negativt elpris, att jämföra med 310 timmar samma period i fjol ? och den trenden lär fortsätta, noterar Johan Sigvardsson.

? Det beror nästan uteslutande på att den förnybara energin i Europa har byggts ut så pass kraftigt de senaste åren. Det har byggts mycket vindkraft men framför allt solkraft, säger han till Tidningen Näringslivet.

Även om solceller är små och väldigt volatila i sin produktion så är de nu oerhört många till antalet och har därför en mycket hög maxkapacitet vid perfekta väderförutsättningar, vilket kan ställa till med stora bekymmer om de kopplas direkt mot nätet. Solen blir som ett gigantiskt kraftverk skulle man kunna säga.

Maxkapaciteten för installerad solenergi i Tyskland är enligt Electricitymap i dagsläget 81 gigawatt (81 kärnkraftsreaktorer) och i Nederländerna är den 23 gigawatt. I båda länderna är denna maxkapaciteten högre än förbrukningen sommartid och en form av paradox i Tysklands-fallet är att stora delar av kolkraften och även i viss mån fossilgasen tycks behövas för att balansera elsystemet ändå.

Samtidigt har vi i Sverige redan nu fått en tydlig så kallad ankkurva som är både importerad och förstärks med inhemsk solenergi.

? Tittar man de närmaste åren så kommer den effekten att bli minst lika påtaglig för varje år som går i närtid och eftersom både vindkraft och solenergi byggs ut i väldigt snabb takt så är det nog ett fenomen som kommer att tillta eller öka här de närmaste åren.
Ankkurvan, eller ?Canyon-kurvan? som den lite skämtsamt kallats i Europa eftersom den blivit ännu djupare här, är solenergins största problem och begreppet myntades av Kaliforniens systemoperatör CAISO för mer än ett decennium sedan eftersom kurvan som den skapar med lite fantasi kan liknas vid en sittande anka. Landet brottas med ankkurvan än i dag och det är i huvudsak fossilgas som den bekämpas med, även om man också försöker med batterier. Elpriserna i Kalifornien är också väldigt dyra.
Batterier i Sverige bedöms dock inte som någon storskalig lagringslösning och orsaken till det är att de är väldigt dyra på systemnivå. Lagringskapacitets motsvarande en svensk topplasttimme (när förbrukningen är som absolut högst) skulle baserat på en snabb uträkning med Teslas megapack kosta 94 miljarder kronor för en timme. Det är oklart hur länge batterierna håller men en timme av batterilagring är alltså i linje med en ny storskalig kärnkraftsreaktor som kan producera storskalig energi dygnet runt, året runt i 80 år, kanske längre än så, och då är inte produktionen som först ska ladda batteriet medräknad.

Det finns däremot en annan storskalig produktionskälla som är mycket effektiv till ändamålet, nämligen gasturbiner. Om en gasturbin kopplas tillsammans med batteri kan anläggningen starta så snabbt som på 200 millisekunder, och den kan ta gasen ur röret i önskad mängd. Det blir alltså inte spill på samma sätt som i vattenkraften.

Gasturbinerna kan liknas vid en sportbil eftersom den accelererar mycket snabbt. Mycket bra teknisk, tyvärr främst fossil. Turbinerna kan lätt byggas för att använda även andra bränslen men biobaserade bränslen är förstås mycket dyrare och finns i begränsade mängder. Att elda vätgas i turbin som planerbar el brukar benämnas energivandalism och ses som ett icke alternativ.

Dessutom finns stora säkerhetsrisker med att förlita sig för mycket på kombinationen väderberoende kraft och fossilgas eftersom gasen levereras ?just in time?, vilket bland annat Texas fick erfara i samband med katastrofen 2021 som resulterade i ett mycket stort ekonomiskt och mänskligt lidande.

Givet nuläget är det däremot enligt många experter fullt logiskt för Sverige, trots riskerna med infrastrukturen, att skaffa nya stora gasturbiner och de bör ligga längs gasstamnätet på västkusten. Magnus Genrup, professor i elkraftsteknik vid Lunds universitet var tydlig i en artikel i Tidningen Näringslivet nyligen.

Nu är vi möjligen också inne på en av huvudorsakerna till att det så ofta i världen är just en strid mellan kärnkraft och förnybara kraftkällor i debatten och inte en strid mellan fossilfria och fossila kraftslag.

Kärnkraften är mycket effektiv på att tränga undan fossila bränslen ur elsystemet vilket länder som Frankrike och Sverige visade redan på 70 och 80-talet. I vårt fall gick vi från en av världens största oljekonsumenter per capita i elsystemet till en av världens främsta kärnkraftskonsumenter på ungefär ett decennium. Kärnkraften är med sina livscykelutsläpp på 5 gram växthusgaser per kilowattimme också det mest klimatvänliga kraftslaget av alla, enligt Electricitymap som sammanställer data för växthusgasutsläpp för stora delar av världens elsystem i realtid.

Eftersom kärnkraften producerar i jämn takt dygnet runt, året runt med undantag för revision under sommaren en gång per år samt mer ovanliga driftstekniska stopp så är den mycket effektiv på att trycka undan fossila kraftkällor ur systemet och ansluta nya industrier och förbrukare.

Om man jämför grannländerna Frankrike och Tysklands elsystem 2023 så har kärnkraftslandet Frankrike 45 gram växthusgasutsläpp per kilowattimme i livscykelutsläpp medan Tyskland har 425, och då har tyskarna spenderat enorma pengar under mycket lång tid för att försöka ställa om till ett förnybart elsystem samtidigt som kolkraften rullat på medan Frankrike har haft låga utsläpp hela tiden.

Det är viktigt att inse att byggandet av ny kärnkraft inte är en kostnad, utan en investering för Sverige som nation; en investering som säkerställer tillgången till fossilfri och leveranssäker el under mycket lång tid. De nya kärnkraftverken som finansieringsmodellen möjliggör kommer att vara en tillgång som stärker möjligheten för företag att etablera sig och växa i Sverige. Detta är en förutsättning för att vi ska klara av omställningen till ett fossilfritt samhälle.

Elmarknaden kommer att förändras under konstruktionstiden, till exempel genom tillkomsten av ny teknologi. Men det finns ändå ett stort värde att ha fler kärnkraftverk i Sverige eftersom de inte bara är viktiga för elen de producerar ? de är också viktiga för hela elsystemets funktionssätt. Detta är något som hushåll och företag i södra Sverige har blivit smärtsamt medvetna om de senaste åren. När kärnkraftverk som var viktiga för elförsörjningen i söder lades ned blev resultatet osäker leverans, kraftiga prissvängningar och stopp för industriinvesteringar. 

Är det då rimligt att staten går in och gör ett åtagande likt detta i ny kärnkraft? Ja, det finns många skäl som talar för detta. Dels utgör staten, genom osäkerheten i vilka politiska beslut som kommer att fattas i framtiden, en del av risken som driver upp kostnaderna. Dels kommer ett mer robust elsystem att komma hela samhället till godo.

Utredningen gör inget försök att räkna på annat än de direkta effekterna av ett kärnkraftsprogram, men tittar vi tillbaka på de djärva beslut kring kärnkraftsutbyggnad som togs i Sverige på 1970-talet är det få som idag skulle säga att dessa beslut var meningslösa för Sveriges välståndsutveckling.

 Alternativkostnaden om vi avstår från att investera i ny kärnkraft är dessutom hög. Efterfrågan på el kommer mer än fördubblas på relativt kort sikt till följd av elektrifiering, den gröna omställningen och de stora industrisatsningarna i norr. För att möjliggöra detta behöver vi fler kärnkraftverk i södra Sverige. Det är därmed ett betydligt större risktagande att avstå från denna investering än att genomföra den.