Lisa Göranssons och Filip Johnssons forskning om elsystemet har startat flera debatter. Förutom systemdebatten om vind- och kärnkraft även en metadebatt om missförstånd och feltolkningar. Komplexa systemfrågor kräver extra fokus på samverkan och eftertanke, menar forskarna.

Erik Ek, strategisk driftchef på Svenska kraftnät, kommenterade häromdagen på Second Opinion rapporten Ett framtida elsystem med och utan kärnkraft – Vad är skillnaden? Den jämför tre olika elsystem, och är skriven av Lisa Göransson, docent i energisystem och Filip Johnsson, professor i energisystem, båda energisystemforskare på Chalmers.

Erik Ek menade att deras resonemang saknade viktiga delar, till exempel vad kostnaden blir för de olika alternativen. Eller vilka risknivåer man ska ha, ”då fysikens lagar inte kan simuleras bort även om man så önskar”, som han uttryckte det.

Elhandel är bra, men…
Erik Ek menade att ”ett system baserat bara på väderberoende produktion, batterier och import blir i praktiken omöjligt att köra och är inget att sträva efter”.

– Ja, så är det, medger Filip Johnsson, han har ju helt rätt. Det är inget att sträva efter men det har vi heller aldrig påstått.

– Inget av de fall vi studerar i rapporten motsvarar den beskrivningen. I samtliga fall ingår dagens vattenkraft samt en stor bredd av flexibilitetsåtgärder, säger Filip Johnsson.

Enligt Erik Ek förlitar sig forskarna ”väldigt mycket på att det som inte går ihop det ska vi kunna fixa med import”. Det stämmer inte alls, menar Filip Johnsson.

– Det är rent av direkt felaktigt.

DN-debatten
Det hela började den 7 augusti 2023 när Dagens Nyheters debattsida DN Debatt publicerade artikeln ”Väderberoende är inget problem för elproduktionen” av Lisa Göransson och Filip Johnsson. Där redovisades slutsatserna i deras rapport som hade utkommit under sommaren. En vecka senare publicerade Chalmers egen nätsida en artikel som refererade till DN-artikeln och rapporten.

Det är oklart om Erik Eks recension enbart baserades på DN-artikeln eller hela rapporten, menar Filip Johnsson, men med högt tempo i debatten kunde man lätt låta sig bländas av tidningens rubrik: Väderberoende är inget problem för elproduktionen. Varken rubriken eller ingressen hade dock skrivits av forskarna.

Möjligt med vattenkraft
Rubriken var direkt missvisande och var inte heller ett citat ur rapporten, där formuleringen ”inget problem” inte finns. Istället kan man läsa att mycket vindkraft är ”fullt möjligt” – ett begrepp som innebär att vissa förutsättningar ändå måste infrias.

”Det är fullt möjligt att möta efterfrågan på el i ett elsystem med betydande andel väderberoende elproduktion inklusive fallen utan kärnkraft,” skriver Johnsson och Göransson i sin rapport. Det var där vattenkraften kom in, men också andra större industriella grepp som flexibilitet genom vätgasproduktion med tillhörande lager, smart styrning av värmepumpar och laddning av elfordon.

– Variationerna i de elsystem vi studerar hanteras framförallt av vattenkraft, flexibel produktion av vätgas till industrin och flexibel produktion av värme till fjärrvärmesystemet, säger Lisa Göransson. Även batterier, laddning av elfordon och elhandel bidrar till ett balanserat system men i mindre omfattning.

Tolkningar och påståenden
Den 31 augusti publicerade Altinget en debattartikel av forskarna Martin Hjelmeland och Jonas Kristiansen Nøland vid NTNU, samt Samuel Estenlund vid Lunds universitet. De påpekade att ”tron på ett fullständigt väderberoende elsystem är inte bara en utopisk vision, utan en fantasi som bortser från kritiska faktorer”.

Det höll Filip Johnsson och Lisa Göransson i princip med om, men frågan var om de hade gått direkt på DN:s rubrik. Problemet, skrev Johnsson/Göransson i sitt svar, var att ”de tre forskarna påstår att vi har en tro på ett fullständigt väderberoende elsystem”. Det hade man alltså inte.

Ej troende forskare
”Vi har inte en tro på något system alls utan har endast jämfört tre olika framtida elsystem,” svarade Lisa Göransson och Filip Johnsson. ”I vår rapport konstaterar vi att Sverige borde fokusera på de verkliga utmaningarna för omställningen, bland annat i form av effektivare tillståndsprocesser, kompetensförsörjning, effektivisering och nya smarta energitjänster då dessa utmaningar kommer finnas oberoende av mängd kärnkraft och när denna kan komma in,” skrev de. Det fick de ingen återkoppling på.

Istället gick motdebattörerna i en slutreplik vilse i både vinden och gasen, menar Filip Johnsson. Industriell vätgas är inte vätgasbilar. Samtidigt hackade de sönder marknadsexemplen genom att hävda att vindkraften i Göranssons/Johnssons modell inte tjänar in sina kostnader.

– Vilket är fel. De jämför med en kostnad för vindkraft men verkar inte förstå att kostnaden beror på lokalisering av vindkraften. I vår modell har vi detaljerade vinddata och olika vindkraftsklasser som grund för modelleringen av vindkraften, säger Filip Johnsson.

Har inte glömt driften
Rapportens syfte är att bidra till förståelsen för Sveriges framtida elsystem, påpekar Lisa Göransson. Det inkluderar givetvis driftsäkerheten, och i det perspektivet ingår frekvensreglering, effektbalansering inom drifttimmen, att den reaktiva effekten kan balanseras och en rad andra tekniska och praktiska hänsyn.

– Vi visar bland annat hur efterfrågan kan mötas varje timme i elsystem med stor andel variabel elproduktion och hur vi kan hantera variationer kostnadseffektivt i det svenska elsystemet genom en kombination av olika flexibilitetsåtgärder, säger Lisa Göransson och menar alltså mer än några aggregerade värmepumpar i villaområdet.

Säkra frekvensen
– Utöver balansering inom timmen måste vi också försäkra oss om att vi har ett driftsäkert elsystem, precis som Erik Ek beskriver, säger Lisa Göransson.

Detta gäller både frekvensreglering och spänningsreglering. I rapporten hänvisar Göransson/Johnsson till publikationer där frekvensreglering i elsystem med stor mängd vindkraft och solel studeras.

– Vi måste försäkra oss om att vi klarar av att balansera aktiv effekt inom timmen – frekvensreglering – och att vi kan balansera reaktiv effekt, vilket påverkar vår förmåga till spänningsreglering och att vi kan koppla bort delar av elsystemet vid fel, säger Filip Johnsson.

Nära till elkraftteknisk forskning
Lisa Göranssons och Filip Johnssons forskning samverkar med elkraftteknisk forskning för att studera dessa frågor närmare. Inte minst görs det inom kompetenscentret Storage and Balancing Center där både Svenska Kraftnät och Chalmers deltar, påpekar Filip Johnsson.

– När det gäller spänningshållning så uppstår utmaningar om det är långa avstånd mellan stora produktionsanläggningar, så som i överföringen mellan norra och södra Sverige, säger Lisa Göransson.

– I och med elektrifieringen kommer flöden i elsystemet att förändras och vi kan förvänta oss att det kommer att uppstå nya behov av åtgärder för att reglera spänning, liksom behov av utökad nätkapacitet. Men detta gäller samtliga fall som beskrivs i rapporten och här pågår forskning där vi arbetar tillsammans med avdelningen elkraftteknik på Chalmers för att i mer detalj studera detta, säger Lisa Göransson.

Fortsättning följer
Inom kort hoppas alltså forskarna också kunna bidra till ännu bättre förståelse för kraftnätet. Tillsammans med en doktorand och Chalmers avdelning för elkraftteknik utvecklar de en detaljerad modell av det nordiska transmissionsnätet – en simulator som kanske kan bidra till ännu en pusselbit, dock inom fysikens lagar.

– Vårt intryck är att vi och Svenska kraftnät är överens om att det finns tekniska lösningar på många av de utmaningar som elsystemet står framför. Men det innebär att vi behöver driftsäkra elsystemet på ett lite annorlunda sätt än idag. Vi samarbetar gärna med Erik Ek för att tydligare visa på behovet av utveckling av elnätet, säger Lisa Göransson.

——-

Lisa Göransson, docent i energisystem och Filip Johnsson, professor i energisystem, tillhör Chalmers tvärvetenskapliga forskningsprogram MISTRA Electrification, där Filip Johnsson är programchef. Programmet har systemperspektiv och finansieras av Stiftelsen för miljöstrategisk forskning (MISTRA) med syfte att visa ”energisektorns och industrins gemensamma potential” i energiomställningen. Svenska kraftnät deltar i programmet tillsammans med Vattenfall, Fortum, Göteborg Energi, Hitachi, Eneriforsk och flera andra. Rapporten Ett framtida elsystem med och utan kärnkraft – Vad är skillnaden? är en del av MISTRA Electrification.

Den 9 november 2023 deltar representanter för Svenska kraftnät tillsammans med Fingrid och Statnett på Chalmers-seminariet Nordic Electric Power System Seminar som ordnas av kompetenscentrumet Storage and Balancing Center där Chalmers och Svenska kraftnät är partners.