Figur 1: Vindkraften är sårbar när det inte blåser och när det är som kallast under vintern. Foto: Pixabay.

Artikelförfattare Johnny Kellner, Energi- och klimatstrateg

Växande städer, elektrifiering i samhället, elbilar och nya industrier har gjort att delar av landet riskerar att få en allvarlig el-effektbrist med även en elbrist för södra Sverige. Bristen på el-kapacitet kan allvarligt påverka och hindra utbyggnaden av tillkommande nya bostadsområden och industrietableringar. Ser vi tillbaka på den svenska valrörelsen 2018 så handlade de energipolitiska diskussionerna i huvudsak om energi och där alla problem med el kommer att lösas med utbyggnad av vind- och solkraft. Sverige har ett el-effektproblem som inte kan säkras med väderberoende utbyggnad av vind- och solkraft.

Akut eleffektbrist i Stockholm kan inträffa redan 2021. Svenska kraftnät har sagt nej till utökning av kapacitet både i Stockholmsområdet, Uppsala, Västerås och flera andra orter, där i princip taket nu är nått. I dag motsvarar el-produktionen 159 TWh men den måste öka med minst 37 TWh de närmaste åren för att klara efterfrågan. Sverige har en av världens äldsta stamnät. Många av stamledningarna börjar därför närma sig slutet av sin livslängd. Problemet handlar således om brister i stamnätet men även brister i region- och lokalnät.

Att förstå skillnaden mellan effekt och energi ett problem

Att förstå skillnaden på energi och effekt har alltid varit ett problem inte minst bland våra politiker. Det händer alltför ofta att politiker försöker runda naturlagarna när det gäller byggnaders el-effektbehov i ett slags försök till politisk termodynamik. En orsak kan vara att politiker inte klarar av att hålla isär de komplicerade tvärvetenskapliga sambanden när det gäller energi och effekt.

Figur 2: Vattenkraften är också sårbar när torrår inträffar. Foto: Pixabay.

Stabila och ej sårbara elnät är nödvändiga

Sverige har hittills haft stabila elnät med rejält tilltagen kapacitet att kunna överföra el från där den produceras i norr till där den i huvudsak förbrukas i södra delen av landet. Sverige står nu i en situation med en kraftig ökad efterfrågan av el. En frågeställning är vad som händer ur el-effektsynpunkt när stabil fossilfri kärnkraft, som inte är väderberoende och därmed mindre sårbar, succesivt kommer att avvecklas av ålders- och lönsamhetsskäl? I Sverige kommer i dag vardera cirka 40 procent av all el från vatten- och kärnkraft. Vindkraften står för cirka 11 procent. Elproduktionen från konventionell kraftvärme inklusive biokraft är 7-9 procent. Solelen utgör uppskattningsvis 0,1 procent. På kontinenten är en stor del av kraftförsörjningen stabil och bestående av kol- och gaskondens samt kärnkraft och på det sättet inte väderberoende.

El-effektbristen kan försvåra utbyggnad av nya bostadsområden

Effektbristen kan försvåra utbyggnaden av kollektivtrafik, nya bostadsområden och nyetablering av industrier. I många länder är effektbrist en del av vardagen och hanteras genom roterande bortkoppling. Det innebär att till exempel ett bostadsområde tidvis kopplas bort med de konsekvenser det medför för att effekten ska räcka. Om ingenting görs så kan en sådan situation inträffa till exempel i Skåne. Det som uppenbart riskerar att hända är att vi håller att få ett mindre stabilt och sårbart el-system.
El-effektbrist uppstår när efterfrågan på el i Sverige vid en viss tidpunkt är större än vad utbudet är. Det produceras då inte tillräckligt mycket el vissa tider på dygnet när behovet är som störst. Sannolikt behöver dock en rad faktorer sammanfalla för att hamna i ett sådan situation:

• Det är rejält kallt i hela landet.
• Det är vindstilla, vilket det ofta är när det är kallt. I sådana förhållanden kan inte vindkraften producera elkraft.
• Kvarvarande kärnkraft går inte för full maskin; en eller flera reaktorer kan vara tagna ur drift.
• Det har varit ett torrt år, vilket gör att vattenkraftens vattenmagasin är otillräckligt påfyllda.
• Reservkraften klarar inte av att leverera tillräcklig effekt.
• Begränsning i möjligheten att importera el på grund av bristande produktionsöverskott i grannländerna eller att överföringskapaciteten i näten till grannländerna inte räcker till.

Figur 3: Överföringskapaciteten begränsar både import och export av el och ökar sårbarheten vid effektbrist. Foto: Pixabay.

El-effektreserven i fara

Än så länge har den så kallade el-effektreserven räckt till som bland annat består av det oljeeldade kondenskraftverket i Karlshamn samt att Sverige har möjlighet att importera el från Europa för att täcka effektbehovet. Detta utgör ingen garanti att övriga Europa har ett överskott av el som de kan momentant avvara till export. Det kan vara lika kallt i våra grannländer som här, vilket kan medföra att de behöver sin el lika mycket som Sverige.
Förutom el till bostäder, lokaler och infrastruktur är stora industrier som SSAB och Cementa starkt beroende av en stabil och säker elförsörjning. En ny typ av teknik som tillkommit är stora serverhallar och så kallade bitcoin-gruvor som kräver mycket el.
Det är ur el-effektsynpunkt en central fråga att Sveriges system har möjligheter till både import och export av el från och till Europa, ett beroende som kommer att öka och vara helt avgörande när kärnkraften efterhand skalas ner både i Sverige och Tyskland. I Tyskland är målsättningen att även avveckla kolkraften och ersätta den med gaskondens. Utbyggnaden av vind- och solkraft är stor i Tyskland.

Utvecklingen i våra storstadsregioner riskerar att hämmas på grund av el-effektbrist

När det gäller el-effektfrågan så har nu fokus det senaste året flyttats från nationell elbalans till de större städerna som har kapacitetsbegränsningar i sina el-nät, bland annat Malmö, Uppsala, Västerås och Stockholm. Detta gör att näringslivets utveckling i storstadsregionerna riskerar att hämmas. Till exempel gick det inte lägga Norhtvolts nya batterifabrik i Västerås för att det inte fanns tillräckligt med el-kapacitet. Nu byggs anläggningen i stället i Skellefteå.
I Stockholm är situationen ansträngd. Nya bostadsområden och utbyggnad av tunnelbanelinjer samt fortsatt urbanisering medför problem att klara den ökade efterfrågan på el. Elbilarna blir allt fler på våra gator. Allt pekar på att vi i framtiden kommer ha en fordonsflotta som till väldigt stor del drivs på el. Då krävs det stabila elnät och möjlighet att ladda i princip överallt. De el-effektiviseringsåtgärder som genomförts hittills har helt tagits ut av befolkningsökningen. SCB beräknar att befolkningen i Sverige kommer att öka med cirka en miljon människor om tio år. Uppskattningsvis kommer el-användningen att öka i ungefär motsvarande grad.
Elpriset är ett styrmedel för att ändra både konsumenternas och industrins vanor och systemsyn. När elen är dyrare under de timmar på dygnet då el-förbrukningen är som störst, måste konsumenten välja att inte värma upp sin bostad, undvika att utnyttja tvätt, disk och torktumlare eller ladda sin elbil under de tider när el-effekten är kritisk. Även för industrin är det nödvändigt att skapa balans med elanvändning med temporära minskningar genom skiften med så kallad efter-fråge-flexibilitet. Det förutsätter att man svarar på prissignaler när effektbalansen börjar bli ansträngd och att det sker automatiskt utan att inkräkta på produktionen. Vi måste helt enkelt utnyttja elen mera smart där både privatkonsumenten och industrin har ett stort ansvar.

Kan biokraft vara räddningen

Biokraft diskuteras som en av flera lösningar på den effektbrist som riskerar att uppstå. Biobränsle går att säsongslagra och transportera och är därmed mindre sårbar. Idag står biokraft för cirka 7 procent av elbehovet i Sverige. Det finns en möjlighet att öka biokraftens bidrag, både genom att öka kraftproduktionen i fjärrvärmesystemet och i industrin. Om papperskonsumtionen genom digitalisering fortsätter att minska frigörs dessutom fraktioner som idag används för massaved. Med en el-verkningsgrad på 50 procent i ett modernt biokraftverk med förgasning skulle ovanstående potential kunna ge 45-50 TWh mer el per år. Idag är den största begränsningen att ren biokraft inte är lönsam att bygga och biokraftens expansion är därför beroende av att befintligt fjärrvärmeunderlag som också minskar utnyttjas för kraftvärmeproduktion. Genom mer flexibla kraftvärmeverk, som även kan utnyttjas till kondensdrift när värmeunderlag saknas, möjliggör en bättre flexibilitet i produktionen mellan el och värme och kan anpassas efter det aktuella behovet i systemet. På så sätt blir det möjligt att använda biokraft som balanskraft öka. Till slut blir det fråga om ekonomisk lönsamhet ska gå före samhällets sårbarhet.

Alla kunder betalar redan för elcertifikatsystemet

Utbyggnaden av förnybar elproduktion i Europa drivs av olika styrmedel och stödsystem, bland annat el-certifikatsystemet i Sverige. Systemet för ursprungsmärkning av el är konstruerat för att möjliggöra konsumentdriven utveckling på frivillig basis. Men de implementerade stöden med el-certifikat för förnybar el är så kraftfulla att systemet för ursprungsmärkning av el i praktiken blir verkningslöst. Detta gör att köp av så kallad ”grön el” som verifieras med ursprungsgarantier i praktiken enbart innebär en omfördelning av statistik som inte påverkar utvecklingen av el-energisystemet. Alla svenska kunder betalar redan el-certifikattillägg. Debitering sker direkt via kundernas elräkningar. El-certifikattillägget är till för ökade investeringar i förnybar elproduktion, som till exempel utbyggnad av vind- och solkraft. Att då försöka öka andelen ”grön el” genom att elbolagen lägger på ytterligare elpris på kunden utöver det befintliga el-certifikatsystemet är vanskligt och till ingen nytta ur el-effektsynpunkt.

Är elbolagens marknadsföring av köp av grön el trovärdig

I Sverige använder till exempel flera el-bolag miljöargumentet ”köp grön el” i sin marknadsföring för att anknyta till företags och kunders klimatansvar och känslor. Det förekommer sannolikt att företag köper ”grön el” i god tro för att framstå som ett företag som värnar om klimatet och för att höja statusen på sina årsredovisningar. Den svenska el-produktionen är redan 98 procent koldioxidfri. Alla kunder får redan dessa ”elektroner” i sina eluttag oavsett vilket val som görs. ”Grön el” kan produceras i kraftvärmeverk med biomassa, sol, vind och vattenkraft. Kärnkraften som i driftskedet också är koldioxidfri kommer att avvecklas i den takt kärnkraften av ålders- och ”lönsamhetsskäl” fasas ut.
Ett argument som förts fram för ”grön el” är att om efterfrågan av ”grön el” utanför el-certifieringssystemet blir större än tillgången kommer det att byggas fler vindkraftverk. I dag är tillgången på förnybar el från vind och sol större än efterfrågan. Om efterfrågan i framtiden på ”grön el” skulle vara större än tillgången kan konsekvenserna lika gärna bli högre elpriser, så fungerar marknadskrafterna. Om elbolagen hade haft någon form av egen avsättningsfond för det extra prispåslag de tar för ”grön el” till utbyggnad av nya vindkraftverk skulle elbolagen bli mera trovärdiga. Den miljönytta ”grön el” gör när certifikatsystemet finns är således helt marginell. En utbyggnad av vind- och solkraft kan däremot minska uttag från vattenkraftverksmagasinen under sommarhalvåret vid torrår vilket är positivt ur effektsynpunkt när vattenkraften behövs som mest på vintern.

Delar av elnätet kan komma att stängas av

Hittills har Svenska kraftnät inte tvingats beordra en frånkoppling av delar av elnätet från till exempel bostadsområden. Den 28 februari 2018 klockan 08:00-09:00 var Sverige nära gränsen för vad som gick att hantera i vårt elsystem för den kallaste timmen. Detta verkar ha gått våra politiker helt förbi där enbart ökat bostadsbyggande är den heta politiska diskussionen med fokus på räntetak och amorteringskrav. Det är ju synnerligen allvarligt om utvecklingen i Stockholm, förutom bostadsbrist, även bromsas upp till följd av eleffektbegränsningar.
Om det kommer till en situation där det inte finns en tillräcklig inmatning från stamnätet måste till exempel Stockholm, neka nya industrier, infrastrukturprojekt och bostäder att ansluta sig till stadens elnät eftersom det kan saknas tillräcklig eleffekt. Kapacitetsbristen i elstamnätet till södra Sverige tar minst 10 år att bygga ut och modernisera och kommer att medföra kostnader på åtskilliga miljarder, ett investeringsbeslut som måste tas omgående.    

Referenser:
[1] Svenska kraftnät.
[2] IVA, 2016, Sveriges framtida elproduktion.
[3] Dagens Industri, juni 2018, Risk för elbrist i Stockholm.
[4] Second opinion, aug 2018, Trånga elnät hindrar tillväxt.
[5] Second opinion, juli 2018, Effektläget stoppar industriinvesteringar.
[6] Energiföretagen, juli 2018, Trångt i elnäten, ett hinder för tillväxt.
[7] SBC och Energimyndigheten, 2018, Sveriges el-statistik 2017.
[8] Ellevio, 2019-03-22
[9] Sweco 2019-06-15
[10] Naturskyddsföreningen 2015, Anna Wolf
[11] Ny Teknik okt 2017, Viktor Krylmark

Artikeln är publicerad i Bygg & teknik nr 5/19