Figur 1: Hos SSAB pågår ett projekt där över­skottsel från vindkraft konverteras till vätgas. Verkningsgraden är dock låg. Foto: Pixabay

Artikelförfattare: Johnny Kellner, Energi- och klimatstrateg

För nära 40 år sedan hade Sverige större kapacitet att producera kvalificerad och reglerbar el än i dag. En allt tydligare förvirring finns bland ledande politiker i Sverige att de inte kan skilja på effekt och energi, vilket nu föranlett en el-kapacitetsbrist. Orsaken är just avsaknaden av en stabil och reglerbar el-produktion som de nu sex avställda kärnkraftverken tidigare bidrog till. Någon ny stabil reglerbar el-produktion har inte ersatt dessa vilket nu påverkar de nu höga elpriserna. För byggbranschen riskerar både de höga el- och materialpriserna att medföra en inbromsning av påbörjandet av nya bostäder med upp till 40 procent enligt Boverkets prognos. El-intensiva industriföretag så som stål, papper och verkstadsbolag har hittills valt att låta sin produktion vara i Sverige genom att el-priserna varit konkurrenskraftiga jämfört med andra länder inom Europa, detta trots att vi har en allmänt högre kostnadsläge. Skulle el-priserna i Sverige ligga kvar i nivå eller högre än övriga Europa med oro för driftstörningar finns risk att företag till slut väljer att flytta sina verksamheter utanför Sveriges gränser.

Den femte juli 2022 beslutade EU-par­lamentet att kärnkraft och fossil naturgas kan klassas som hållbara energislag. Hur detta för många kontroversiella beslut kan påverka dagens energisituation får fram­tiden utvisa. I Europa ökar andelen vindkraft men för el-stabiliteten svarar kol- och gaskondens tillsammans med kärnkraft. Vindkraften i Sverige stod 2021 för cirka 17 procent av elproduktionen, men bidrar begränsat till effektbalansen under vinterns kalla peri­oder med otillräcklig tillgänglighet vid svaga vindar och dess produktion blir därmed inte planerbar. Med större andel vindkraft i Norden och Europa ökar sanno­likheten att flera länder samtidigt kommer få en ansträngd effektsituation, då vädret är kallt och vindförhållandena inte är till­räckliga. Då blir överföring av el-kraft mellan el-områden viktigare både mellan länder i Europa och inom Sverige. Om produktionen av el inte täcker efterfrågan så uppstår elbrist. Den måste då mötas med import för att täcka underskottet. Eftersom det inte finns några garantier för att våra grannländer kan exportera till oss kan elbrist leda till bortkoppling, det vill säga strömavbrott. Detta har speciellt uppmärksammats med kriget i Ukraina och Tysklands begränsning att kunna exportera el. Tyskland är i nuläget helt beroende av rysk fossil naturgas och deras avveckling av sin kärnkraft har för­värrat situationen på samma sätt som för Sverige genom att elnätet i Europa är sammanlänkat. Även Italien har satt sig i samma situation som Tyskland där de avvecklat sin egen naturgas­produktion och är nu beroende med 42 procent av rysk naturgas.

Sverige har årsöverskott av el men ett underskott i effektkapacitet

Den begynnande krisen i el-försörjningen är resultatet av en politik som styrts av låg kompetens och naivitet där besluten ofta har baserats på känslomässiga grunder och inte kunskap. Genom att en stor del av vindkraften i Sverige har hamnat i de norra delarna av landet och långt från brukarna har vi på årsbasis ingen brist på el som till och med ger ett överskott under vissa perioder. Samtidigt har vi en el-effektbrist under vissa tider framför allt under kyliga delar av vinterdagar. Allt pekar på att det framtida elsystemet kommer att innehålla väderberoende elproduktion i form vindkraft Det kommer att medföra perioder med med stor tillgång på el när det blåser mycket och begränsad tillgång på el när  motsaten råder. Därför kommer behovet att lagra el öka. En del av problemet är svårigheten att lagra el. Undantag är vattenkraftmagasinen och kvarvarande kärnkraft som dock båda är placerade långt ifrån brukarna. El-näten har periodvis bristande kapacitet att transportera el från norra- till södra delarna av Sverige. Problemet är att el-överskott i huvudsak inträffar sommartid som inte kan utnyttjas och där elen till och med periodvis ger negativa priser. Även länder som Danmark och Tyskland har samma problem sommartid vilket medför att el-exporten dit tidvis begränsas. Under 2021 hade Sverige enligt Energimyndigheten en total el-produktion på 166 TWh. Importen var cirka 12 TWh och exporten 37 TWh under vissa tider på året. I stora delar av Europa är det i huvudsak kol- och naturgaskondens tillsammans med kärnkraft som svarar för den reglerbara och stabila, el-försörjningen.

En möjlighet att kunna lagra el-över­skottet från vindkraft är att kon­vertera el till lokala vätgaslager som dock kräver stora täta lagringsutrymmen med höga tryck på 200-700 bar. SSAB:s pågående och intressanta projekt Hybrit med fossilfritt stål kommer att kräva både mycket el och vätgas. För SSAB i Luleå pågår ett lagringsprojekt för vätgas med ett stålinklätt bergrum som planeras att tas i drift under år 2022. Det bör uppmärksammas att konvertera el till vätgas har en låg verkningsgrad. Det går åt 50 kWh el för att få fram 35 kWh vätgas.  Den totala systemverkningsgraden tillba­ka till el är 30 procent.

Andelen väderberoende kraftslag som vind- och solkraft växlar ständigt. I takt med att detta sker, ökar också behovet av en stabil och reglerbar el-produktion. Risker kan uppstå med obalanser i el-systemet som leder till elbrist eller stör­ningar i elnätet. Ju mer väderberoende elkraft utan lagring vi har i Sverige desto viktigare blir det att vi har tillgång till vattenkraft, kärnkraft och kraftvärme som kan balansera och stabilisera systemet. Ju större andel vindkraft vi har desto större volatilitet och behov av att kunna flytta elanvändningen i tiden beroende av var elen produceras och dess kapacitet.

Ekonomiska konsekvenser för Sverige

Svenska industrier och andra viktiga sam­hällsfunktioner behöver ett el-system med hög el-kvalitet utan störningar för att kunna fungera och utvecklas. Ett kort produktionsstopp på ett el-intensivt företag kan leda till att miljoner kronor går förlorade och kan på sikt också få konsekvenser för intresset för framtida nyin­vesteringar. Det är därför viktigt för sam­hället att i varje sekund ha tillgång till rätt mängd el över hela landet.

Stockholms Handelskammare beställde år 2020 en rapport från konsultbolaget WSP att undersöka vilka de samhälls­ekonomiska konsekvenserna en eventuell el-brist i Stockholm skulle kunna få. Budskapet är alarmerande. Sammanfatt­ningsvis riskerar Stockholm under det kommande decenniet att lida av elbrist. Nästan 50 000 bostäder och över 400 000 jobb riskerar att utebli. Det motsvarar två till tre årsproduktioner av bostäder. Som en indirekt effekt försvinner under några år omkring vart fjärde byggjobb i regionen. Risker finns för produktionsbortfall på sammantaget minst 200, sannolikt när­mare 500 miljarder kronor i Stockholm fram till år 2031. Det motsvarar närmare 50 000 kr per regioninvånare och år enligt WSP:s rapport.

Än värre skulle det kunna bli ifall el-användningen vid något tillfälle skulle överstiga produktionen av el. El-använd­ningen måste alltid och i varje ögonblick vara lika stor som el-produktionen. Skulle detta hända kan Svenska Kraftnät tvingas till roterande bortkoppling av el framför allt för södra Sverige, det vill säga att Svenska Kraftnät måste beordra något av landets regionnät att stänga av elen i någon del av Sverige för att elnätet inte ska bryta samman, så kallad manuell frånkoppling. Genom att tillförseln av el stängs av så minskar effektuttaget, men detta skulle det få allvarliga konsekvenser för svensk industri och hushåll.

Figur 2: Minskad naturgasexport från Ryssland ökar även sårbarheten för Sverige. Illustration: Hans Sandqvist.

Minskade naturgasleveranser kommer även att påverka Sverige.

I skrivande stund juli 2022 har Tyskland fortfarande planerat att under år 2022 stänga ner sin sista kärnkraftsreaktor och påbörja avvecklingen av kolkraft. Med den situation med det som sker i Ukraina är det sannolikt att Tyskland kanske tvingas att omvärdera sin energistrategi. De tyska kolkraftverken, som också var tänkta att avvecklas, får nu istället starta upp och elda på för fullt för att täcka upp för de strypta gasleveranser. Det känslostyrda beslutet av Tysklands tidigare förbundskansler Angela Merkel att efter Fukushimahaveriet i Japan avveckla kärn­kraften, kan få kritiska konsekvenser för Tyskland och övriga Europa. Tyskland räknade naivt med att el-produktionen i huvudsak skulle baseras på rysk fossil naturgas och inhemsk vindkraft. Idag importerar EU 90 procent av all gas, varav Ryssland står för runt 40 procent. Ryssland levererar också 46 procent av EU:s kol och 27 procent av oljan. Att göra sig oberoende av rysk energiexport och samtidigt utesluta kärnkraften är en ekvation som är svårlöst. Målsättningen är att EU ska bli oberoende av rysk gas till 2030.

Om det ryska hotet om att strypa sina naturgasleveranser blir verklighet kan det innebära gasransoneringar, industriella nedstängningar och ännu högre pristoppar för el för såväl hushåll som företag inom EU. Minskade gasleveranser skulle få direkta konsekvenser på kontinenten för byggnaders uppvärmning och matlagning för människor inför den kommande vin­tersäsongen. En del svenska politiker vill att tyskarna omgående ska stoppa im­porten av naturgas från Ryssland. Men det kan inte Tyskland i nuvarande läge göra. Det skulle bli stopp i tysk industri på grund av det ryska gasberoendet. Det kommer man att göra allt för att undvika.

Minskade naturgasleveranser kommer direkt att påverka Sverige. Gas svarar för omkring två till tre procent av den totala energianvändningen i Sverige. I Skåne, Halland, Västra Götaland samt västra Jönköpings län utgör gas en betydande del av energimixen. Gasanvändningen är en viktig insatsvara med 75 procent till olika industriprocesser. Enligt Energi Gas Sverige så var användningen av gas under år 2021 totalt 17.6 TWh varav uppskatt­ningsvis biogas utgjorde 26 procent och fossil naturgas 67 procent. 7 procent industriella processer. Påverkan sker även genom vårt effektbehov av rysk naturgas via kondenskraft från Tyskland. Naturgasen kommer att påverka elpriserna i Tyskland och därmed också i Sverige framför allt för el-område 4 eftersom Sverige är kopplat till det europeiska el­nätet.  Elpriserna för el-område 4 kan därför under hösten och vinter 2022-2023 hamna på över 3 kr/kWh. Detta beroendeförhållande av rysk naturgas är något som EU borde ha upp­märksammat för mer än 15 år sedan men som man har blundat för. Nu har flera EU länder sina händer bakbundna. En annan negativ konsekvens av kriget i Ukraina är att miljöarbetet inom EU tillfälligt riskerar att fördröjas genom att avvecklingen av kolkraft försenas. En kraftig utbyggnad av havsbaserad vindkraft skulle skulle mildra situationen när den placeras i södra Sverige och nära brukarna. Havsbaserad vindkraft har emellertid stött på svårigheter både handläggnings- och opinionsmässigt. Havsbaserad vindkraft är dessutom betydligt dyrare än landbaserad.

Figur 3: Nerlagda kärnkraftverket i Barsebäck. Foto: Illvid.dk.

Kan det bli aktuellt att återstarta några kärnreaktorer

Sverige har haft 12 kärnkraftsreaktorer varav sex nu är avställda. Åren 1999 och 2005 stängdes Barsebäcks två reaktorer ner med en effekt på 1200 MW vilken motsvararande hälften av Skånes el-behov. Avvecklingen skapade effektbrist i hela södra Sverige. För att klara och garantera vårt el-effektbehov behöver vi periodvis förlita oss på importerad el från Tyskland baserad på en osäker och sårbar rysk naturgas med kondenskraft när det oljeeldade reservkraftverket i Karlshamn på 662 MW inte räcker till. Detta gör vårt el-beroende än mer sårbart. Att återinsätta några av Sveriges och Tysklands kärn­reaktorer kanske kan bli aktuellt men är knappast tekniskt realistiskt. Varken Eon eller EnBW, som driver två av de tre aktuella kärnkraftverken i Tyskland är en återstartning ett möjligt alternativ. Samma sak gäller för de nerlagda svenska kärnkraftverken. Kärntekniklagen förbjuder dessutom återstart av en avställd reak­tor. Här skulle det krävas en lagändring. Även en effekthöjning av befintliga reak­tor er kräver tillstånd. En annan utmaning med Sveriges el-system är att flera av dagens vindkraftsanläggningar snart be­höver ersättas av åldersskäl.

Höga elpriser i Europa smittar av sig på Sverige

Elproduktionen var år 2021 enligt Energimyndigheten 166 TWh och elanvänd­ningen 140TWh per år. Den totala för­lusten mellan el-produktion och till el-använd­ning är drygt 15 procent vilket kan variera år från år. Anledningarna är bland annat de långa ledningsavstånden, Sverige är ett långt land, från norr till söder vilket motsvarar sträckan Malmö-Rom. Huvudorsakerna till de höga el-priserna i Sverige beror emellertid i första hand på prissättningen på den gemensamma nordiska elbörsen (Nord Pool) och den europeiska elmarknaden. De höga elpri­serna i Europa påverkar nu Sverige inte minst på grund av den tidigare avveck­lingen av kärnkraftskapacitet i Sverige.

Att säkra toppeffekt i Sverige som tryggar tillförsel av reglerbar el till invå­narna och industrin under dygnets alla timmar är invecklat på grund av att det förutom vattenkraft och kärnkraft är kom­plicerat att lagra el. Vindstilla vintertid inträffar ofta samtidigt som kyla, både i Sverige och norra delarna av Europa och ger då ingen eller begränsad el från vindkraft. Vattenkraft är också till viss del väderberoende vid torrår men någon utbyggnad är knappast aktuell. El-användning och därmed även el-effekt­behovet i Sverige kommer enligt en analys från Energiföretagen år 2021 att öka till 280 TWh per år till år 2045 bland annat på grund av befolkningsutvecklingen som enligt SCB beräknas växa med drygt en miljon till 11,4 miljoner invånare till år 2040. Till detta kommer industrins kraf­tigt ökade el-behov och att antalet elbilar beräknas att öka kraftigt. I huvudsak kommer elanvändningens effektbehov att förändras proportionellt till el-utveck­lingen.

Utifrån färdplaner samlade inom initiativet Fossilfritt Sverige framstår elek­trifiering som den enskilt viktigaste lös­ningen för att minska industrins utsläpp. Detta omfattar såväl direkt elektrifiering som indirekt elektrifiering via produktion och lagring av el genom vätgas via elek­trolys. Planer för elektrifiering via vätgas har potential att minska Sveriges utsläpp med drygt 30 procent enligt Fossilfritt Sveriges vätgasstrategi.

Sverige måste ha en stabil, pålitlig, reglerbar och förutsägbar elförsörjning

Att behålla kvarvarande svensk kärnkraft för att få en stabil, pålitlig, reglerbar och förutsägbar el-försörjning är än så länge nödvändig, inte minst ifall vi ska bibehålla Sveriges netto-noll mål med ett fossilfritt Sverige år 2045. Passivitet i beslutsfattandet kommer inte att lösa el-effektproblematiken. Att inte våga ta beslut är också ett beslut. Det som händer i vår omvärld visar hur sårbara vi är. En utbyggnad av vindkraft i Sverige är viktig för att klara det totala årliga framtida el-behovet men det får inte ske på bekostnad av ett instabilt elnät. En utbyggnad av vindkraften löser dock inte problemen med toppeffekt. Nordtysklands motsvarig­het till Svenska Kraftnät tvingades där­för i september år 2021 att stänga av några stora industrier för att undvika en systemkollaps. Det orsakades bland annat av att vindkraft inte klarade av styrsystemet att hålla el-balansen. Det kan uppstå elbrist och överskott samtidigt i olika delar av landet.

Figur 4: Kraftvärmeverket i Värtan. Foto: Stockholm Exergi

Kraftvärme kan också bli sårbar

Grundprincipen för kraftvärme är att producera el på toppen av värmepro­duktionen. Fördelen med kraftvärme är att produktionen ligger nära brukarna. Utbyggnaden av fjärrvärme baserad på biobränsle och sopor börjar också begrän­sas. Nya stadsbyggnadsområden blir allt värmeeffektivare med stadsdelar som har en hög energitäthet med nya byggnader med låga värmebehov. Därigenom min­skar kraftigt lönsamhet av tillförsel av värme och därmed el med kraftvärme. Nya stadsdelar med energieffektiva nära noll-energibyggnader inom fjärrvärme­områden installerar dessutom ofta sina byggnader med värme­pumpar som ökar el-effektbehovet.

Länder har olika syn på kärnkraft

Länder som aviserat att i närtid avveckla kärnkraft är Tyskland och Spanien där fossil naturgas och vindkraft planeras bli de huvudsakliga energikällorna. Huruvida detta kommer att ske är osäkert på grund av händelserna i Ukraina och begräns­ningen av tillförsel av fossil natur­gas från Ryssland. Frankrike vill göra stora nyinvesteringar i kärnkraft. I Fin­land plane­ras ytterligare ett kärnkraftverk, Hanhi­kivi 1 i mellersta Finland. Andra länder inom EU som planerar för ny kärnkraft är de forna öststaterna Bulga­rien, Rumänien, Slovakien, Tjeckien och Ungern.

Intressant är att år 2006 anmäldes Sven­ska Kraftnät till EU-kommissionen av Dansk Energi. De protesterade mot be­gränsningarna av den svenska exporten av el till Danmark. Svenska Kraftnät be­grän­sade exporten eftersom kapaciteten inte räckte till för att överföra el från norra till södra Sverige och därigenom till Danmark. Begränsningen i export re­sulterade att Svenska Kraftnät tvingades att dela in Sverige i de nuvarande fyra el-områden, något som nu vållat sådana diskussioner med extrem dyr el i fram­för allt för el-område 4. Intressant i sammanhanget är att Barsebäck lades ner efter ett intensivt danskt kärnkraftsmot­stånd. Intressant i sammanhanget är den omsvängning som skett i regeringskansliet där regeringen har gett Strålsäkerhetsmyndigheten i uppdrag att se över vilken utveckling av regelverket och andra åtgärder som behövs för att vi ska kunna utnyttja både befintlig och framtida kärnkraft. Uppdraget kommer att omfatta att även ta fram nya föreskrifter för ny reaktorteknik såsom små modulära reaktorer.

Konklusion

Sverige har tidigare haft det väl förspänt med sin el-produktion jämfört med många andra länder genom vår vattenkraft, kärnkraft, vindkraft och kraftvärme där kraftvärme använder både bio- och avfalls­bränsle. En ökning av biobränsle är möjlig men skogen är mer värdefull för Sverige än att eldas upp. Det är sannolikt också enbart en tidsfråga hur länge Sverige kan fortsätta att importera sopor från andra länder till sin kraftvärmeförsörjning. Problemet är att Sverige genom politiska beslut i dag har mindre tillgång till kvalitativ el jäm­fört med år 1982 genom avsaknaden av en stabil och reglerbar el-produktion som den avställda kärnkraften gav och är därmed betydligt sårbarare än tidigare. Sverige har sett på årsbasis ingen brist på el, däremot ett allvarligt effektproblem. En analys från Energiföretagen visar att el-användningen i Sverige år 2045 beräknas landa på 280 TWh jämförbart med dagens 140 TWh, det vill säga en fördubbling. För södra delarna av landet är det nödvändigt att få tillgång till en planerbar el-produktion i närheten till brukarna som ersättning för de nerlagda kärnkraftverken. Vattenkraft är av geografiska skäl utesluten. Att som alternativ bygga fossil gaskraft är också främmande med Sveriges netto noll miljömål. Hade politikerna tidigare förstått skillnaden mellan effekt och energi hade vi inte befunnit oss där vi är i dag. Det nödvändigt med planerbar elproduktion. Energipolitiken måste därför vara inriktad på att säkerställa en långsiktigt konkurrenskraftig och tillförlitlig energiförsörjning. Svenska Kraftnät har i många år varnat för allvarliga problem till följd av den pågående om­ställningen. Det krävs ett systemperspek­tiv för att hitta ett koncept som är ekonomiskt optimalt inte bara för elpro­ducenten utan även för brukare, nät­operatörer, miljön och samhället i sin helhet. För investeringar i ny och stabilare el-produktionsteknik finns inga genvä­gar utan det fordras politiskt ansvar, mod, uthållighet och inte minst långsiktiga finansiella teknikneutrala spelregler i bland annat form statliga lånegarantier för att kraftindustrin ska våga investera i en stabil el-försörjning. Statliga subventio­ner löser däremot inte problemen med kostnader utan enbart tillfälligt priset  på el. Citat av Albert Einstein: Problem kan inte lösas med samma tankesätt som skapade dem.  

Referenser

[1] Energifakta 2021.
[2] Energimyndigheten 2021.
[3] Allt du behöver veta om Sveriges elförsörjning, Jan Blomgren, Timbro förlag 2021.
[4] Uniper i Sverige.
[5] Tidningen Husbyggaren nr 1 2022. Är bibehållen kärnkraft lösningen för att klara Sveriges effektbehov, Johnny Kellner.
[6] Svenska Kraftnät.

Artikeln är publicerad i Bygg & teknik 4/2022.