Elmarknaden ligger allt oftare på gränsen till vad elsystemet faktiskt klarar att balansera, och det redan innan havsvindkraften på allvar finns med i bilden.

”Vi kan möta förändringarna med batterier och flexibilitet, men bara till en viss gräns. Efter det handlar den kritiska frågan om energiförflyttningar”, säger Svenska kraftnäts Erik Ek. ”Vi hamnar i en otrolig komplexitet. Centrala frågor är hur vi kan hantera riskerna och hålla kostnaderna nere.”

Nyligen kom något som liknar ett nödrop från Nord Pools vd Tom Darell: ”Vi märker redan att elmarknaden ibland är på gränsen till vad vi faktiskt klarar att balansera.” Det med syftning på den stora mängd vindkraftsel, som numera under perioder förs in i elsystemet och föranleder negativa elpriser och svårigheter med balanseringen. ”Och poängen är att det här sker redan innan vi på allvar kommit i gång med havsvindkraften”, förklarade Tom Darell.

Detta på konferensen Volue Energy Days i Oslo häromveckan, refererad av Energiwatch.

”Vi står inför utmaningar vad gäller den marknadsstruktur som ska klara att absorbera denna förändring i energimixen. Redan nu är läget utmanande från ett marknadsdesignperspektiv”, sade Tom Darell och såg framför sig att ett nytt ekosystem framöver behöver byggas av systemoperatörer, distributionsbolag, börser, teknologileverantörer och regulatorer.

Bland annat intradagshandeln kommer att öka kraftigt, trodde han, och mer flexibilitet behövs på användarsidan. ”Vi behöver utveckla energilagringslösningar. Vi behöver batterier. Vi behöver vätgas. Vi behöver också kapacitetsmarknader och reservmarknader för frekvensstabilisering.” Även en annan bekymmersam trend uppmärksammades av Tom Darell, nämligen energinationalism: ”Vi har krafter i många länder som önskar avskaffa marginalprissättningen.”

Just de utmaningar som ges av de planerade stora havsvindkraftsparkerna framhålls också av Svenska kraftnäts strategiska driftchef Erik Ek. De konsekvenser som följer av dem är av en annan art och dimension än de frågeställningar som direkt beror på elens fysikaliska egenskaper – beskrivet i en tidigare artikel.

”När produktionen från havsvindkraften kommer i gång på allvar, kommer den effekt som vi får in i systemet – vare sig det är för mycket eller för litet av den – att behöva regleras av något annat.”

Batterier är ett givet alternativ. Erik Ek hänvisar bland annat till den flexibilitet som i princip ska kunna tillhandahållas av elfordonsflottan.

”Jag läste att batterikapacitet på 10 700 MWh finns genom de elbilar som Sverige har i dag. Allt det kan säkert inte bidra i elsystemet, men redan tio procent av den batterimängden skulle innebära ett viktigt flexibilitetstillskott. Vid störningar och bristsituationer som håller i sig länge, kanske i timmar, räcker emellertid batterier inte till. Inte heller den flexibilitet som kan tillhandahållas av dagens industrier.”

”Tillräcklighet i effekt för samhällets behov handlar därför i hög grad också om energiförflyttningar och inte bara om den mer endimensionella frågan att dimensionera för förbrukningstopparna”, säger han.

Det vill säga: underskott respektive överskott av el behöver genom energiförflyttningar jämnas ut över geografiska avstånd och över residualen (återstoden) av de sammanlagrade förbruknings- och produktionsprofilerna. Detta sett över både timmar, dagar och veckor.

”Dimensionerna beror på hur mycket man är beredd att satsa i flexibilitet. Du kan alltid köra batterier, men det är extremt dyrt. Så den stora frågan kommer att handla just om energiförflyttningar.”

(Erik Ek förklarar begreppet ”energiförflyttning” så här: ”Att kunna lagra energi från en tidsperiod för att användas vid ett senare tillfälle. I första steget handlar det om flexibilitetsinvesteringar, i det andra steget om att ha produktion som kan startas och stoppas i områden med underskott, detta för att säkra en större totalnytta lokalt, regionalt, nationellt, globalt.”)

Kan den stora bulken av sådana energiförflyttningar framöver hanteras med vätgas?

”Teoretiskt ja. Det är i vart fall ett måste att kombinera olika energisegment. Men frågan är hur du kan få till detta i praktiken. Vilken blir verkningsgraden? Hur ska vätgasen lagras? I bergrum? Det krävs jätteutrymmen för att lagra vätgas i stor skala, och jättestora investeringar som inte direkt har koppling till respektive industris kärnverksamhet.”

Erik Ek påpekar att nyttan av investeringar i stor flexibilitet inte ligger bara i snabb och effektiv balansering, utan potentiellt även kan ge snabbare anslutningar som följd av ökad flexibilitet i nätet. ”Det tar längre tid att få nya ledningar på plats än att förverkliga planerna i de nya industriprojekten.”

I den mån de ifrågavarande bolagen hanterar sin elförsörjning genom egna arrangemang, kanske så att elen från havsvindkraften leds direkt till den industriella användaren, berör saken alltså inte Svenska kraftnät. Men så fort det blir tal om en anslutning till det svenska stamnätet, är detta en sak också för Erik Ek och hans kollegor.

”Ska det investeras i detta, måste det vara lönsamt. Vätgaslagring verkar dock inte vara någon core business till exempel hos dem som vill tillverka grönt stål – de vill ha jämn, kontinuerlig vätgasproduktion. Du måste ha väldigt mycket kapital som du vågar satsa på det här. Sedan ska du få saken gjord. På ett kostnadseffektivt sätt. Allt extra som görs måste vara en säker investering”, säger Erik Ek.

”Förutom de fysikaliska och praktiska problemen ställs du alltså också inför kostnaden. Som beror på hur många extra lager som du behöver betala för, för att säkerställa energitillgången, effekttillgången och systemdriften.”

Till detta komplikationerna vad gäller hopkopplingen till elsystem utanför det egna landet.

”Det finns jättemånga tillfällen när vi hjälper varandra över gränserna. Men ibland sammanfaller underskotten och överskotten på båda sidor.”

”Om vi ser till den klassiska frågan effektbrist och vill uppskatta risken för ett land som ligger centralt någonstans – som Sverige – så har vi att beakta att vi har starka kopplingar bland annat till kontinenten. Då måste vi veta hur produktionsmixen ser ut där. Och hur man där hanterar risken för otillräcklig effekt… även när vi är framme vid år 2045.”

”Du hamnar i en otrolig komplexitet, för du måste följa dina grannländer noga. Och lägga in precis samma profil i din egen modell som grannländerna gör, för att inte få avvikande utfall. Vi kommer i det framtida systemet att ha oändligt många behov av geografiska optimeringar för att optimera totalnyttan. Och totalnyttan ligger inte på ett land eller på Norden utan alltid på den europeiska helheten”, säger Erik Ek.

Därmed till frågan om hur balanseringen, överföringarna och driftsäkerheten påverkas av en växande andel volatil kraft. Erik Ek exemplifierar med ett vanligt skeende – en väderfront som kommer in över Norden västerifrån – och hur de vindar som hör ihop med fronten drar fram över geografin och successivt förändrar var och hur elsystemet belastas och hur elflödena inom det nordiska området förändras.

”Som systemoperatör behöver du i realtid följa förändringarna och sätta gränser för hur mycket el du kan ta in i ledningarna. Om någon ledning är till hundra procent belastad, kan det tvinga fram begränsningar på andra. Vilket sedan kan ge ytterligare begränsningar på annat håll, beroende på hur de fysikaliska parametrarna i elsystemet sammantaget ser ut för stunden.”

”Att lokalt optimera varje del av elsystemet för att få en global totalitet är alltså enormt komplext, men det är den vägen jag personligen tror att vi kan skapa mest värde för landet.”

”Vi kommer att hitta lösningar pö om pö. Men kommer vi att göra det till en rimlig kostnad? Det är det som är svårt. Oavsett så kommer kunden att få betala allt genom sin elräkning. Så de lösningar vi väljer kommer att ha en direkt påverkan på var och en av oss”, säger Erik Ek.

Exempel på beslutsfattande som inte beaktat totaliteten för elsystemet och samhällskostnaderna ges det många av.

”Storskalig produktion togs bort i västra Sverige [Ringhals 1 och 2]. Och så ville Göteborg i alla fall ha el bara några år efteråt, till och med mer el än någonsin. Man beaktade inte att ledningskapaciteten på Göteborg som följd av nedläggningarna hade reducerats kraftigt. Och att fler ledningar nu behöver komma på plats än förr.”

***

Foto: Johan Alp/Svenska kraftnät