KTH-forskare kommenterar elunderskottet

Redan i somras kom den statliga myndigheten Svenska kraftnät med rapporten om att Sverige står inför ett läge där landet kan drabbas av elbrist. Nu har detta skett i Skåne, vilket faktiskt även hände år 2011 och 2016. 

Frågorna för dagen är således varför vi har drabbats av elunderskott och höga priser, samt vad som kan göras åt saken och vilka som ska ta stafettpinnen. Finns det flera problem och eventuella lösningar på dem? Vilka kan drabbas? Hur är detta kopplat till de klimatmål som finns i Sverige och internationellt?

Janne Wallenius är professor i kärnenergiteknik på KTH, och han säger att vi har höga elpriser på grund av den dåliga tillgången på vattenkraft. Ett resultat av årets heta sommar, bland annat.

– Förutom bristen på vattenkraft har reaktorn Oskarshamn 1 lagts ner. Detta är dock ett mindre bidrag i sammanhanget. Det ska dock sägas att det blir kritiskt om också Ringhals 1 och 2 läggs ner och det inte samtidigt kommer upp nya reaktorer på den gemensamma nordiska elmarknaden givet att vi ligger på gränsen när det gäller förnybar el i elmixen just nu.

Själv utvecklar och forskar Janne Wallenius om små kärnreaktorer, bland annat i ett avknoppningsbolag.

– Detta bolag har idag ett kontrakt med den brittiska regeringen för att utforma sådana här små reaktorer för elproduktion till det engelska elnätet. För närvarande gör mitt bolag en förstudie tillsammans med KTH för den brittiska regeringen. Anledningen till detta uppdrag är att den brittiska regeringen har som policy att bland annat möta klimatmålen genom byta gammal kärnkraftsteknik mot ny. Det finns inga politiska motsättningar här, alla partier är överens.

En anledning till att britterna vill satsa på små kärnkraftverk - vårt koncept producerar 55 megawatt och kan försörja cirka 55 000 hushåll vilket motsvarar en mellanstor svensk stad - är att dessa kan serietillverkas i fabrik. Detta gör att man slipper de stora investeringskostnader som stora platsbyggda kärnkraftsreaktorer för med sig.

Lars Nordström, professor i elkraftteknik vid KTH, utvecklar problembilden med elunderskottet en smula. Han menar att det inte är ett utan två brister.

– Det underskott jag tänker på först är den nationella elförsörjningen. Kommer vi att en tillräcklig elproduktion i framtiden? Näe, det kanske vi inte kommer att ha. Kommer vinden att räcka till när vi har stängt ner kärnreaktorerna 2045? Kanske kommer kärnkraften att finnas kvar, men det beror bland annat på skattesatser och subventioner. 

Lars Nordström berättar precis som Janne Wallenius att kärnkraften traditionellt inneburit långa investeringscykler. Samtidigt är det också en frågeställning om marknaden kommer bygga 1 000 nya vindkraftverk. Lars Nordström pekar på det faktum att vi måste ställa olika situationer mot varandra.

– Om vi bara har rejäl elbrist några mycket kalla timmar i februari ska vi väga det mot att bygga för mycket elproduktion. Kanske räcker det exempelvis med att landets shoppinggallerior under dessa kalla timmar stänger av luftkonditionering och belysning, eller vad det nu kan handla om för elransonering. Detta är nog en ny tanke för många.

Han går sedan över på det andra elunderskottet: överföringsbristen. En del av dagens elkablar är helt enkelt inte dimensionerade för de energimängder som ska skickas via dem. 

– Jag känner till åtminstone två fall när detta aktualiserats nyligen. Ett när man skulle bygga en datahall på landsbygden, ett när man skulle en terminal för elbussar i Uppsala. Generellt sett gäller detta för Stockholm där det är trångt i elnätet, och kommer att bli ännu trängre över tid. 

Lars Nordström säger att lösningen på de här två elbristerna springer ur en teknoekonomisk snarare än teknisk diskussion. Vilka risker är man beredd att ta? Vilka prioriteringar kommer politiker och industri att göra?

Lina Bertling Tjernberg, professor i elkraftnät på KTH, är inne på samma linje som Lars Nordström. Kapacitetsbristen i våra elnät är ett problem som kommer att växa.

– Här har Sverige inte riktigt hängt med när det gäller utbyggnad och underhåll. Det går att dra en parallell till våra järnvägar när det gäller operatörer och infrastrukturägare. Man visste redan för hundra år sedan att centralstationen i Stockholm var för liten. Men det skulle dröja länge innan till exempel stationen vid Odenplan byggdes. Jag har arbetat med elnät i över tjugo år, och samma kunskap finns här. Underhållet och förnyelsen, till exempel i innerstäderna, ligger efter.
 
Hon berättar samtidigt att det sker en stor tillväxt i storstäderna som blir allt större, parallellt med att elektrifiering och digitalisering kommer starkt på transportsidan. Behovet att kapacitet på nya platser blir större, vilket ställer krav på utbyggnaden. Elektrifieringen i yrkestrafiken går därtill snabbare än på personbilssidan, vilket vi inte minst ser när det gäller de inhemska fordonstillverkarna Volvo och Scania.

– Samtidigt är elektricitet är en nyckelfaktor för att nå de klimatmål som är satta, inte minst i transportsektorn. Givet de lönsamhetsmål som nätägarna har är dock laddinfratrukturen inte något marknaden helt på egen hand klarar av att bygga ut. Här behövs hjälp från politiskt håll eftersom tillräckliga incitament saknas.

När det kommer till den allmänna elbristen på ett mer nationellt plan nämner Lina Bertling Tjernberg energilager. Det är en teknisk lösning som både kan stötta införandet av mer förnyelsebar energi och ge högre tillförlitlighet. Det kan till exempel ses i ett forskningsprojekt på Gotland som nyligen avslutades. Där klarar elnätet inte av en högre elproduktion idag, och någon tredje elkabel till fastlandet är inte aktuell. Då kan energilagring i batterier vara lösningen samtidigt som man plockar ut mer energi ur vindkraften. Energin kan sedan användas när det inte blåser lika mycket, för balansering. 

– Gotland har utsetts till vara pilotstudie för Sveriges omställning till 100 procent förnybart energisystem. Gotland har varit demonstrationsprojekt för smarta elnät där exempelvis KTH och Vattenfall varit delaktiga. Nyligen presenterade resultat från Vattenfall visar att 25-50 megawatt energilager kan leda till 25 procents minskning av elavbrott och att det är möjligt att ytterligare installera upp till 250 megawatt ny elproduktion från vindkraft.

Hon ser att energilagring kommer på bred front. Ett exempel ges av ett samarbete mellan Vattenfall och BMW som slöts 2017. Samma typ av batterier som används i eldrivna bilen i3 brukas för storskalig energilager vid havsbaserad vindkraftpark. 

– Elnätet har helt enkelt fått en ny komponent i energilagring, något vi tidigare inte haft. Anledningarna till lagrens entré är flera. Kostnaden för batterier har gått ner rejält, och det går snabbt att bygga nya energilager. Ett energilager har en kortare livslängd än till exempel elnät där det finns komponenter med livslängd upp till hundra år. Så det handlar om en annan typ av investering. Man kan säga att batterier kombinerat med vind- och solkraft ger ett bra alternativ till kärnkraft.

Text: Peter Ardell

För mer information, kontakta Janne Wallenius  på janne@neutron.kth.se, Lars Nordström  på larsno@kth.se eller Lina Bertling Tjernberg  på linab@kth.se.