Väderberoende kraft som inte går att planera ersätter kraft som går att planera. Det är ett känt faktum, men frågan är vad det innebär i praktiken för framtidens elsystem.
– Det är en väldigt stor omställning. Det finns lösningar, men det kommer att krävas stora åtgärder, säger Ulf Moberg, teknisk direktör på Svenska kraftnät.
Han berättar att den 23 november i år blev ett kritiskt dygn med avställd kärnkraft, lite vind och kallare än vad prognosen visade. Dygnet blev en försmak på vad som väntar.

Daniel Löfstedt på uppdrag av Svensk Energi

Energikommissionen höll tidigare i veckan ett fördjupningsseminarium om hur ett robust och leveranssäkert elsystem kan skapas till 2050. Ett självklart perspektiv på frågan är Svenska kraftnäts (Svk), vilken bedömning gör expertmyndigheten just nu och vad vill den adressera till Energikommissionen?

Ulf Moberg är teknisk direktör och han förmedlar bilden av att omställningen vi står inför är mycket stor. Jämför vi med avregleringen för 20 år sedan är det här betydligt mer omfattande är hans slutsats.
– Hela kedjan från produktion till distribution påverkar leveranssäkerheten och det vi ser nu är att robustheten minskar i både produktion och nät, samtidigt som samhället går mot ett allt större elberoende, säger Ulf Moberg och pekar på ett grundläggande ansvarsproblem som kan äventyra ett fungerande elsystem. Någon måste ta ansvar för att systemet producerar tillräckligt med effekt.

– Ansvaret är lite otydligt. Ingen ny produktion som inte är väderberoende byggs samtidigt som den planerbara dyrare produktionen läggs ner. Det kommer att behövas ny planerbar produktion i någon form för att kunna balansera systemet i elområde tre och fyra, säger han.

Den 23 november blev en påminnelse om vad som väntar vårt elsystem i allt större utsträckning. 3 000 MW kärnkraft var då bortkopplad, kallare väder än vad prognosen hade visat var på väg in samtidigt som det var lite vind. Svk hade inte mycket marginal för att balansera systemet vid detta tillfälle.
– Det här kommer att bli vanligare i framtiden, säger Ulf Moberg.

Att robustheten minskar beror i grunden på att mer icke planerbar produktion i form av vindkraft kommer in i systemet. Samtidigt har beslut fattats för att kärnkraften ska börja fasas ut. Det här påverkar inte bara möjligheterna till att planera produktionen, det påverkar robustheten i hela systemet påtagligt – i såväl produktionen som distributionen.

Kärnkraften bidrar med sina stora generatorer också med de så kallade systemtjänsterna, som gör systemet stabilt och överföringen mindre känslig för störningar. Systemtjänsterna har i dagens elsystem skapats genom att det är uppbyggt så att produktionens egenskaper utnyttjas för att skapa stabilitet i nätet och vice versa. Det här förändras i och med att produktionen alltmer förflyttas till mindre enheter längre ut i systemet i form av vindkraftverk jämfört med kärnkraftverkens storlek, placering och anslutning till stamnätet. Nät och produktion koordineras inte på samma sätt som tidigare och det här ökar känsligheten för störningar.

Systemtjänsterna som Ulf Moberg lyfter fram i det här sammanhanget är spänningsreglering, balansreglering och svängmassa. Balansreglering handlar om att kunna hantera variationen i tillförsel av produktion så att elförbrukningens behov alltid kan tillgodoses. Spänningsreglering innebär att ge systemet en jämn och hög spänning för att kunna överföra stora effekter långa avstånd.

Svängmassan tillför tröghet i systemet som gör det mer robust och mindre känsligt för störningar. Ett system utan mycket svängmassa har inte den möjligheten.
– Svängmassan börjar bli en alltmer kritisk systemegenskap när stora produktionsenheter ersätts med mindre och lätta. Det som händer när svängmassan minskar är att frekvensen vid en störning riskerar att sjunka så lågt att förbrukning kopplas bort automatiskt, säger Ulf Moberg.

Han menar att det finns lösningar för att hantera bortfallet av systemtjänster som stängningen av kärnkraftverk kommer att innebära. Tekniska lösningar kan bland annat handla om att installera synkronkompensatorer och använda mer dynamiska nätkomponenter. Men det kan också handla om att ställa större krav på att den förnybara produktionen ska bidra till regleringen i systemet.

För svängmassan kan det innebära att begränsa produktion för att reducera det största bortfallet av en produktionsanläggning eller sådan produktion som inte tillför svängmassa.
– Att begränsa produktionen på det sättet innebär dock väldigt stora ingrepp i marknaden och är inget man väljer i första hand, säger han.

Han är tydlig med att systemtjänsterna är A och O i dagens elsystem och måste säkerställas i omställningen om vi vill ha ett fortsatt robust elsystem.
– Vill vi ha ett lika robust elsystem i framtiden som i dag måste elsystemets behov prioriteras.

Ulf Moberg menar också att ett mer flexibelt system är en del av lösningen. Att elmarknaden måste bli mer flexibel i framför allt användarledet för att möta utbudsvariationer är en viktig del för att säkerställa ett leveranssäkert system även i framtiden. Det handlar både om produktions- och användarledet. Energimarknadsinspektionen har fått i uppdrag att se hur förbrukningssidan kan göras mer flexibel, Ulf Moberg efterlyser samma typ av utredning – men för produktionssidan.
– Det borde tillsättas en utredning för att också se vad som krävs för att få mer flexibel produktion, säger Ulf Moberg.

Tror du att dagens marknadsmodell kan lösa problematiken?
– Vi tror att det också kommer att behövas en förändrad marknadsmodell för att skapa incitament för en ökad flexibilitet i systemet, säger Ulf Moberg.