Missuppfattningarna i effektfrågan kan leda till fel lösningar

Missuppfattningarna i effektfrågan kan leda till fel lösningar

Effektfrågan diskuteras kontinuerligt, såväl i debattartiklar, konferenser och i presentationer. Tyvärr har jag noterat att det råder en hel del missuppfattningar i denna fråga. Dessa missuppfattningar kan därmed leda till felaktiga slutsatser om vad som behöver göras för att just lösa utmaningen med effekten.

Nedan kommer jag, kortfattat, gå igenom vissa av dessa missuppfattningar samt visa på möjliga lösningar till utmaningarna.

Missuppfattning 1
”Effektfrågan” avser möjligheten att tillgodose efterfrågad elförbrukning när behovet är högt, även till exempel en kall dag med låg vindkraft. Man måste då notera att detta har under de senaste decennierna varit en ”icke-fråga” i Sverige! Inga problem under de senaste decennierna har berott på ”effektbrist”. Observera att detta INTE innebär att el alltid levererats med perfekt kontinuerlig spänning med exakt sinus-form (det vill säga ”god elkvalitet”)!

När man däremot hör/ser olika inlägg om effektbrist så kan dessa byggas upp utifrån existerande problem med, till exempel, spänningskänslighet i industrin, störningskänslighet, snabba spänningsändringar och så vidare. Dessa problem är självfallet viktiga, men har INGET att göra med ”effektfrågan”. Detta kan man inse eftersom alla dessa historiska händelser med ”spänningskvalitetsproblem” inträffat samtidigt som vi INTE haft ett ”effektproblem”. Det vore önskvärt att denna grundläggande förståelse får en större spridning.

Missuppfattning 2
Det finns absolut ingen automatik till att vare sig stängning av kärnkraftverk eller mer vindkraft leder till ”effektbrist”! Om man har en fungerande marknad så ska förstås stängning av ett kraftverk, och/eller andra skäl till ökad kapacitet, leda till ett intresse att investera i nya kraftverk.

Det är viktigt att komma ihåg att ”effektbrist” därmed huvudsakligen gäller frågan hur man ska få olika aktörer att antingen bygga kraftverk som kan användas vid högt behov och/eller investera i teknik som leder till flexibel elförbrukning. Det kan kommenteras att även kärnkraftslandet Frankrike håller på att införa en kapacitetsmarknad.

Missuppfattning 3
En ytterligare missuppfattning är att vissa kraftverk, ”baskraftverk”, måste producera i princip hela året för att man ska få tillräckligt med effekt. Det måste förstås finna kapacitet, att klara situationer med mycket förbrukning och, till exempel, liten mängd vindkraft, men vid mycket vindkraft ska dessa kraftverk INTE köras lika mycket. De grundläggande kraven på ett fungerande kraftsystem är:

1) Balans mellan konsumtion och produktion. Det är fysiskt omöjligt att konsumera el utan en samtidig produktion och fysiskt omöjligt att producera utan att det samtidigt finns en konsumtion. Detta innebär, till exempel, att vid hög elförbrukning och låg vindkraft måste det finnas andra kraftverk, och vid snabbstopp i stora kärnkraftverk så måste det finnas tillräckligt med back-up.

2) Spänning. För att utrustningar ska fungera måste det finnas en spänning, till exempel 230 Volt, för att den ska fungera, till exempel en TV eller ett kylskåp. Att upprätthålla spänningen i transmissionsnätet är också ett krav för att överföringen från en punkt till en annan ska fungera.

3) Dessa två krav måste uppfyllas och detta är även helt möjligt i ett system med mycket stor andel variabel kraft.

Missförstånd 4:
Det finns en korrekt diskussion om att man måste ha tillräckligt med ”masströghet” i systemet. Men detta är en utmaning vid mycket vind/sol, import via HVDC-länkar och låg förbrukning då man inte behöver ha så många andra kraftverk i drift! Det vill säga detta är INTE en fråga som är aktuell vid hög last och låg vind, då det normalt finns tillräckligt med andra kraftverk inkopplade. ”Effektfrågan” avser därmed möjligheten att tillgodose efterfrågad elförbrukning när behovet är högt, även till exempel en kall dag med låg vindkraft.

Möjliga lösningar på dessa utmaningar är nedanstående.

Lösning 1
Fysisk lösning: Det finns många tekniska lösningar på detta: Man kan investera i gasturbiner (som till exempel använder biobränslen eller el-tillverkad gas), göra elförbrukningen mer flexibel, stänga av elbilsladdning och även mata ut el på nätet från el-bilar vid dessa tillfällen, mer kapacitet i kraftvärmeverken, användande av batterier, import et cetera. Lämplig lösning beror på teknisk utveckling och ekonomisk konkurrenskraft.

Lösning 2
Marknadslösning: För effektfrågan är detta den huvudsakliga utmaningen. Det finns gott om fysiska lösningar, men utmaningen är hur de som bygger någon av dessa lösningar ska få betalt. Det finns lite olika lösningar där de mest grundläggande är:

1) Energy-only: det vill säga alla får bara betalt för (och får betala för) energin. Om detta förespråkas måste man tillåta ett mycket högt pris eftersom det sista kraftverket kanske bara används 1 gång på 10 år, det vill säga hela kostnaden måste bäras under denna timme.

2) Strategic-reserve: vilket är den typ av marknad vi har idag med en effektreserv. Det finns minst två utmaningar med denna; frågan är hur stor den ska vara, samt till vilket pris det blir på marknaden när den används. Båda dessa frågor har stor betydelse för den övriga marknadens intresse att investera i ny kapacitet.

3) Olika typer av Capacity-market: När alla får betalt för kapacitet. Detta medför en betydligt större kostnad jämfört med Strategic-reserve. Detta medför också, i sin tur, att energipriset pressas nedåt eftersom det inte behöver vara högt för att få in tillräckligt med kapacitet. Detta i sin tur kan minska intresset för flexibel elanvändning, om inte även denna resurs kan få en kapacitetsbetalning.

Lösning 3
Vägval: I dagsläget verkar det finnas ett önskemål (ej en analys) att samtidigt ha lågt pris (bra för konsumenter, men inte hållbart för investerare i produktion), aldrig effektbrist (uppstår förr eller senare om man inte tillför resurser i form av produktion och/eller flexibel konsumtion) och energy-only-marknad (inget betalt för kapacitet, men detta kräver i så fall högt pris). På något sätt tvingas man förr eller senare göra ett val här då denna kombination knappast är långsiktigt hållbar. Det behöver inte vara ”digitalt”, det vill säga antingen eller, utan snarare en kombination av olika typer av åtgärder.

Oavsett val av framtida elsystem så måste frågan om ”tillräckligt med effekt” få en hållbar lösning. En angelägen fråga, som också får stor inverkan, är om man kan ”lita på sina grannar”. Om varje land i Europa, oavsett mängd vind- och solkraft, alltid ska kunna klara sin egen försörjning utan att vara ”beroende av import”, så kommer det innebära en kraftig överutbyggnad av kapacitet eftersom det inte uppstår maximalt behov i alla länder samtidigt. Det är knappast ett rationellt sätt att bygga ut systemet.

Denna överutbyggnad kommer på något sätt att betalas av konsumenterna.

5 comments
Av Lennart Söder
PROFILE Second Opinion drivs på uppdrag av Energiföretagen Sverige. Läs mer

Leave a Comment

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *


*

5 Comments

  • Carl-Åke Utterström
    12 oktober, 2015, 11:03 f m

    Det är klart att vi inte haft någon effektbrist i och med att vi haft kärnkraften.

    Det är ju om man avvecklar dessa som risken finns.

    Dessutom har vi byggt ett antal vindkraftverk trots att vi haft elöverskott.

    Enligt Svenska Kraftnät är effektverkningsgraden endast 6 procent. För att ersätta kärnkraftens 10 000 MW krävs alltså 50 000 stycken 3 MWs verk.

    På grund av den korta livslängden 20 år måste vi nybygga 2 500 verk per år. Kostnad? 225 miljarder

    REPLY
  • Nils Ronquist
    12 oktober, 2015, 9:08 f m

    Som vanligt när prof. Söder skriver så har han inte hela bilden klar för sig. Vi är sammankopplade med de nordiska länderna. För tillfället exporterar vi el- energi med omkring 20 TWh per år. Just nu går den mesta exporten till Finland. Vi tjänar pengar på den exporten. Avvecklar vi kärnkraften blir vårt elsystem helt hänvisade till naturens nycker, vilket även gäller vattenkraft. Vi behöver en miljövänligt energisystem och för tillfället är det kärnkraft. Vill vi sedan införa el- bilar i stor skala så är kärnkraft nödvändigt. Vi kan inte göra som Tyskland avveckla kärnkraft och bygga ut gasledningar och brytning av kol.

    REPLY
  • Carl Erik Magnusson
    6 oktober, 2015, 1:04 e m

    Lennart Söder drar en märklig historisk slutsats om nätspänningsproblem: Hittills har vi inte sett några sådana problem relaterade till effektbrist. OK det finns förstås problem av andra skäl, t ex transienter. Men vet Söder inte, att ”det enda vi kan lära av historien är att vi ingenting lär”?

    Söder konstaterar att output och input av effekt måste ske i stort sett momentant – detta blir allt viktigare då systemets masströghet minskas genom att konventionella generatorer ersätts t ex med solpaneler. Han ser behovet av att alltid ha tillräcklig effekt i beredskap som en ekonomisk fråga. Javisst, lösningar finns men de kostar.

    Så är vi där igen: Säker tillgång till el blir inte längre en allmän nyttighet som samhället står för utan mer en försäkringsfråga. Samma utveckling ses inom andra offentliga nyttigheter som vård och skola: Man kan försäkra sig eller välja elitskola. Lite nattväktarstat.

    Staten engagerar sig energipolitiskt men undandrar sig alltmer ansvar. Men då måste väl också samhällskontraktet ändras: Medborgarna kan inte längre betala för tjänster de inte får. Det blir väl att i stugorna installera dieselaggregat som startar vid nätspänningsfall. Men var det inte fossiler vi skulle bli av med?
    På samma sätt får den industri som till äventyrs finns kvar i landet alltmer själv klara sitt energibehov. Då är vi tillbaka till början av 1900-talet då industrin låg vid vattenfallen på orter, vars namn ofta slutar med ström eller fors. Men inte heller det är tryggt eftersom elproduktion är föremål för straffbeskattning. Men industri är flyttbar. Kina nästa?
    Vad var det gruppen Kent sjunger?
    Sverige, Sverige, älskade vän
    En tiger som skäms
    Jag vet hur det känns

    REPLY
  • Jan Bengtsson
    2 oktober, 2015, 3:00 e m

    Varför har gator och vägar så tätt mellan lycktstolparna? Varannan kan slopas och en ny insikt vad som händer i vår i värld,där bläcket knappt hinner torka,förrän en ny debattör framför
    nya synpunkter likt en tävlan att komma först i
    mål med ett braskande nytänk,som borde vara
    självklart för de flesta,vem är det som bestämmer
    när alla pratar i mun på varandra?
    Tag i stället bort skatt på allt som luktar energi-
    förbrukning,då kanske baskraften i vårt land till-låts vara kvar tills alternativ uppkommer.
    Inget är nytt under solen!

    REPLY
  • J-G Hmg
    2 oktober, 2015, 11:52 f m

    ”Man kan investera i gasturbiner (som till exempel använder biobränslen eller el-tillverkad gas), …”

    Med tanke på klimatfrågan är elektrobränslet metanol, producerat av infångad CO2 och elektrolysväte från intermittent sol- och vindel, när dessa sistnämnda inte efterfrågas av nätet, en suverän lösning.

    1. Metanol är till skillnad mot gas en lättlagrad vätska.

    2. Metanol kan till att börja gå direkt in i befintlig infrastruktur som låginblandning i bensin utan minsta modifiering av vare sig infrastruktur eller fordon. Långsiktigt kan båda de sistnämnda metanoloptimeras för höginblandning eller M100.

    3. Produceras metanol med infångad CO2 som karbonkälla är den som kolsänka vida överlägsen biomassa p g a att dagens helmekaniserade såväl jord- som skogsbruk slukar mängder med fossil energi i hela livscykeln.

    REPLY