”Bara vindkraften som behöver nya energilager”

”Bara vindkraften som behöver nya energilager”

Kraftverken har två uppgifter: dels ska de omvandla mekanisk kraft till elektrisk, dels ska de tillhandahålla energilager som gör att kraften kan genereras när den behövs. Att bygga energilager är kostsamt och det är bara vindkraften som behöver nya energilager, övriga kraftverk har redan sina lager. Det skriver Erik Sandström, och han menar att en okontrollerad vindkraftutbyggnad kan leda till ett sämre elkraftsystem.

En snabb utbyggnad av vindkraft kan kännas som den bästa lösningen på Sveriges ökande behov av energi. Det är på den känslan som en ombyggnad av kraftsystemet nu sker. Känslor ger dock inte tillräcklig vägledning i tekniska sammanhang. Det krävs mer robusta värderingar. Hur ska vi då värdera vindkraften? Svaret är att ingen vet. Vi har nämligen inte någon rimlig och allmänt accepterad metod för detta. Det är en svaghet i dagens elmarknadsmodell.

Bild: Vattenmagasinet vid Trängslet i nordvästra Dalarna är ett enormt energilager. Foto: Skanska.

Värderingsproblemet för vindkraften kommer från den avreglering av elkraftindustrin som gjordes vid sekelskiftet. Vid denna infördes en ny ekonomisk modell. Modellen byggde på beteendevetenskapliga kunskaper om hur verksamheter kan effektiviseras genom ökad konkurrens. I den nya modellen stipulerades därför att kraftverken skulle vara oberoende av varandra. Deras uppgift var att producera energi. Elnätet skulle vara en fristående distributör och elanvändarna kunder med rätt att själva välja sin leverantör. Man tog helt enkelt den vanliga modellen för varuhandel och tillämpade den på elkraften.

Energi är nu inte någon vara. Det är inte något konkret som vi kan ta på och inte något som kan produceras i oberoende kraftverk. Energi är ungefär detsamma som arbete d.v.s. ett mått på den nytta som krafter gör när de förflyttar något. Energibegreppet är emellertid utvidgat till att också omfatta möjligheten att utföra arbete. När vi säger att en kraftverksdamm innehåller energi så menar vi att vi ser en sådan möjlighet. Vi påstår inte att det finns något annat än vatten i dammen. Vi förbereder beskrivningen av en process, som när dammens vatten faller ner på turbinbladen hos en generator vilken är elektriskt förbunden med en hissmotor som lyfter upp en person till andra våningen. Med den s.k. energiprincipen konstaterar vi då att energiinnehållet i kraftverksdammen har minskat lika mycket som energin hos personen i hissen har ökat. Energi är ett fiffigt begrepp för att översiktligt beskriva en process utan att närmare gå in på hur den fungerar. När vi stipulerar att energi ska vara en produkt som produceras av oberoende kraftverk kommer vi därför i konflikt med naturvetenskapen.

I verkligheten så är inte kraftverken oberoende aktörer. Kraftverk, elnät och elanvändare sitter ihop i ett elektriskt system där alla delar påverkar varandra enligt naturvetenskapens lagar. Dessa är matematiskt beskrivna i Maxwells ekvationer När vi säger att elkraftsystemet måste ses som en helhet så är det alltså inte ett uttryck för en personlig preferens utan ett erkännande av den naturvetenskapliga kunskapen om elektricitet.

Risken med att införa en verksamhetsmodell som strider mot naturvetenskapen är att den inte ger en robust värdering, som säkert följer med i utvecklingen. Det kan bli felaktiga resultat om verkligheten förändras. När avregleringen infördes hade alla kraftverk förmågan att producera kraft när det behövdes. Ingen såg framför sig ett kraftsystem där många kraftverk skulle sakna den förmågan. Att modellen fungerade som kraftsystemet såg ut för tillfället ansågs tillräckligt.

Våra kraftverk producerar alltså inte energi. Det kan man inte göra. Kraftverken har två uppgifter: dels ska de omvandla mekanisk kraft till elektrisk, dels ska de tillhandahålla energilager som gör att kraften kan genereras när den behövs. Att bygga energilager är kostsamt vilket vi lätt inser när vi betraktar de stora kraftverksdammarna i våra norrlandsälvar. Ingen av dessa dammar ökar ju vattenflödet eller energiinnehållet i älven.  Dammarna ger inte mer energi. Deras uppgift är att skapa de lager som behövs för att kunna generera kraften vid rätt tillfälle.

Vindkraftverken kan omvandla mekanisk kraft till elektrisk men de saknar, som alla vet, energilager. Kraften kan således inte styras efter behovet. Nyttan varierar därför. Ibland tillför vindkraften betydande nytta, ibland mindre och emellanåt ingen nytta alls trots att vingarna kanske snurrar lika fort. Vindkraftens nyttotillskott är helt beroende av hur den samverkar med andra kraftverk och med systemet som helhet. Den ekonomiska modellen bortser dessvärre från all sådan samverkan. Storskalig utbyggnad av vindkraft går därför inte ihop med en avreglering som bygger på föreställningen att kraftverk är oberoende producenter av energi. Den ekonomiska modellen havererar och speglar inte längre vilken nytta vi får av utbyggnaden.

I samhällsdebatten har det tagits många initiativ för att prata bort vindkraftens oförmåga att generera kraften när den behövs. Ett sätt är att lyfta fram att vi tack vare vindkraften har ett överskott av el, vilket låter som en tryggad elförsörjning. . Kraft måste dock produceras i rätt mängd vid rätt tillfälle. Överskott och underskott är lika illa. Båda leder till haveri, en s.k. blackout. Blåser det mer så måste kraftverk med energilager därför omedelbart dra ner sin produktion. Detta kan vara positivt om energilagren kan användas bättre vid ett senare tillfälle. Det kan dessvärre också göra viktiga kraftverk olönsamma om vattnet ofta måste spillas förbi kraftstationerna eller drifttiden bara blir för kort för att kunna bära nödvändiga investeringar. En okontrollerad vindkraftutbyggnad kan därför leda till ett sämre elkraftsystem.

Ett annat vanligt argument för vindkraft är att batteritekniken utvecklas så att vi kommer att kunna lagra el i framtiden. Tyvärr så går kraftsystemets växelström inte att lagra, inte ens teoretiskt. Det vi pratar om är kemiska energilager som ligger utanför elkraftsystemet precis som kraftverksdammar och bränsledepåer. Vi ska också komma ihåg att det bara är vindkraften som behöver nya energilager. Övriga kraftverk har redan sina lager. Krav på att kunna lagra vindkraften skulle leda till en ny typ av anläggningar med helt andra kostnader. Ett tredje vanligt argument är att framtida vätgasproduktion kommer att förändra behovet av el så i grunden att förmågan att generera kraften vid behov blir ointressant. Det här återstår att se. En observation är dock att vätgas bildar explosiv knallgas om den blandas med luftens syre. Det kan därför finnas goda skäl att inte skapa för stora buffertlager.

Slutsatsen är att en storskalig utbyggnad av vindkraft är oförenlig med en avreglerad elmarknad, som bygger på föreställningen att energi är en vara som alla andra. En förändring av energipolitiken är nödvändig om vi ska få behålla ett robust och kostnadseffektivt elkraftsystem.

2 Kommentarer
Av Erik Sandström
f.d. chef för Kraftsystemstyrning vid Vattenfall Elteknik AB
Profil Second Opinion drivs på uppdrag av Energiföretagen Sverige. Läs mer

Vid publicering av en kommentar gäller följande regler:

– vi vill att alla som kommenterar ska vara identifierbara personer och vi vill därför för- och efternamn anges av den som kommenterar

– vi vill att diskussionen på Second Opinion ska hålla en god och respektfull ton och publicerar inte kränkande omdömen om enskilda personer.

Second Opinion förbehåller sig rätten att radera texter som bryter mot våra villkor och regler.

Kommentera

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *

*

  1. Ingemar Eriksson skriver:

    Är det helt klart att vätgasläckage är helt problemfritt ur miljösynpunkt? Jag tänker att den extrema ökningen av vätgasanvändning som förespås kommer att ge ett sammanlagt stort utläckage av ren vätgas på många ställen runt om i världen. Skapar detta något följdproblem?
    Eller är det bara energislöseri? All vätgas måste skapas med låg verkningsgrad och läcker det bort så vill det till att den är klimatneutralt skapad.

  2. Sven Fernqvist skriver:

    Okunskap präglar många människor även politiker. Kunskap är alltid till hjälp. Den här analysen kring energi och omvandlingen från mekanisk kraft till el skulle behöva läsas och förstås av alla, från skolans elever till politiskt valda personer. En utmärkt fysiklektion! Nyttig att begripa för alla medborgare.

Ny bok om Sveriges elsystem

Det svenska elsystemet går i otakt med omvärlden och marginalerna krymper. I ett läge där vi behöver allt högre överföringskapacitet i elsystemet har denna i stället krympt och elpriserna har skjutit i höjden. I den här boken beskriver tre initierade ingenjörer hur trenden kan vändas.

Prenumerera på artiklar


Följ oss på Twitter

Senaste artiklarna

Skriv på Second Opinion

Alla är välkomna att skriva på Second Opinion. Vi publicerar dels artiklar som fördjupar kunskaper om energifrågor dels aktuella debattartiklar.
Skicka in din text
Vara-amnen

Ur arkivet