Elnätet har blivit energiomställningens flaskhals. Endast ny decentraliserad energiproduktion kan rädda stamnätet genom elektrifieringen, menar Lars Olsson. – En strategi för förnybar vätgas ger oss en ny chans att bygga upp ett lokalt baserat energisystem.

Elsystemets utmaning med överproduktion i norr, otillräcklig överföring söderut och kapacitetsbrist i regionala elnät kommer att kräva utbyggnad av ett mer decentraliserat energisystem, menar Lars Olsson, konsult med fokus på smarta energisystem. Det är bara en tidsfråga innan samhället och politiken tvingas sätta in den stora stöten.

Foto: CC0 Public Domain.

Elektrifieringen av samhället och industrin kräver inte bara ny fossilfri elproduktion utan också säkra strukturer för hur energi transporteras, lagras och används. Idag finns en osund obalans mellan kraftproduktionen i norr och konsumtionen i söder.

– Elnäten har blivit energisystemets sorgebarn. Delvis råder det kapacitetsbrist och delvis gör alla nätavgifter att den förnybara elen blir onödigt dyr när den transporteras långt, säger Lars Olsson.

Effekt och lagring
Det kommer inte att bli energibrist i betydelsen brist på produktion, påpekar Lars Olsson, och det vill finnas gott om möjligheter till mer förnybar kraft också i södra Sverige. Utmaningen är att elnäten inte klarar av mer förnybart.

– Det vi behöver är effektproduktion kombinerat med energilager som också kan reglera nätspänningen. Behovet för spänningsreglering kommer att öka när Ringhals stängs ner, säger Lars Olsson.

Enligt adjungerad professor Per Norberg ställer även den stora vindkraftsutbyggnaden i norr till med allvarliga utmaningar för både transmissionssystemet och vattenkraftens affärer. Lars Olsson tror konsekvenserna kan bli stora också för elmarknaden.

Elmarknaden störs
Även om kraftflödet från norr hade kunnat strömma söderut utan hinder och flaskhalsar så kan den gamla tidens infrastruktur byggt på stora klassiska transmissionslinjer aldrig bli samhällsekonomiskt smart i ett framtida elsystem.

– Elmarknaden är inte riggad för så stora överskott av el som vi framöver kommer att få med all överproduktion i norr. Det ändar upp med att den förnybara elen blir orimligt dyr, säger Lars Olsson.

Lokal el utan behov av långväga transport kan istället bli hur billig som helst. Decentraliserad och oberoende energiproduktion bidrar då till en bättre och mer välfungerande elmarknad med ett mer nyanserat elpris som inte bara gröper ur nätbolagens ekonomi.

Basen är produktion
Elektrifieringen och hela energiomställningen hänger därför på hur energin framöver fördelas och planeras. Lars Olsson har lång erfarenhet av strategiska elnätsfrågor både som nätchef och vd i flera energiföretag och som utredare och rådgivare i EU- och samhällsprojekt.

Om politiken menar allvar med energiomställningen måste också grundläggande strukturer ställas om när de inte längre uppfyller sina syften, menar han. Behovet av stora stamnätslinjer måste minskas till fördel för ett lokalt förankrat system med produktion, lagring och förbrukning styrd av smart digital teknik. Transmissionsnätets utmaningar kan dock inte ”smartas bort”.

– Du kan digitalisera hur mycket du vill men det är ändå vad du ansluter av produktion och konsumtion som i slutändan är intressant, säger Lars Olsson.

Ny strategi med vätgas
Man kommer inte heller undan att dagens elektrifiering kräver ett elsystem som inte enbart handlar om el men också andra stödjande energibärare. Fjärrvärmens nytta för elnätet är en självklarhet i det svenska energisystemet, och nu kommer också vätgasen.

Vätgas har länge varit en vit fläck på den svenska energikartan så regeringens beställning av en vätgasstrategi är därför välkommet, menar Lars Olsson. Det fina är att det samtidigt ökar fokus på decentralisering, lokal energiproduktion och andra småskaligheter som kan bidra med effektbalans och flexibilitet.

– Man kan se vätgasens möjligheter som en fortsättning på debatten om kraftvärmens betydning för kapaciteten i elnätet, säger Lars Olsson.

Elektrolys ger spillvärme
Vätgasproduktion och vätgaslager kan bli den sammanhållande länken mellan el och värme, i ett system som inkluderar allt från kraftvärme, bioenergi och spillvärme till sol-, vind- och vattenkraft, men också elektrolysörer, stirlingmotorer och aggregerade värmepumpar.

Lars Olsson

Systemtekniskt kan el, värme och vätgas kombineras i en rad olika anläggningar, maskiner och apparater med många teknologiska varianter som marknaden hittills inte har varit mottaglig för.

Lars Olsson pekar på ett Chalmers-projekt i Göteborg som vill integrera el, värme och vätgas i fastigheter. Förnybart elöverskott ska lagras som vätgas från elektrolys, vars elektrolysör samtidigt ger spillvärme till uppvärmning av bostäder.

Nya förutsättningar
Energilagret ska då balansera mot flaskhalsar och effekttoppar i både el- och värmesystemet, tillsammans med värmepumpar och en bränslecell som kan tillverka både el och värme från vätgas.

Precis som solceller och värmepumpar är också elektrolysörer och bränsleceller mycket underskattade i dagens energisystem, menar Olsson. Båda delar kan fungera upp i MW-storlekar.

– Det visar potentialen i det som energipolitiken hittills mest har sett som alternativa möjligheter i utkanten av energisystemet. Med klimatkraven ändras de ekonomiska förutsättningarna för tidigare ”oanvändbara” teknologier, säger Lars Olsson.

Vätgas i gasnätet
Man verkar också glömma bort att vätgas är just gas och då också kan användas i den redan etablerade gasinfrastrukturen. Tillsammans med biogas kan vätgas bli en viktig planerbar och kompletterande energibärare i energisystemet.

Just runt Stockholm, Göteborg och Malmö där det oftast har flaggats för brist på kapacitet finns befintliga naturgasnät som i mycket större grad kan använda förnybar gas som också kan bidra till bättre kapacitet och nätbalans. Eller så kan man bygga mindre lokala vätgasnät, menar Lars Olsson.

Endast fantasin sätter gränser och det finns många goda exempel på nya gasrelaterade produkter och aktörer i det nya energisystemet, påpekar han. Siemens ska till exempel börja tillverka gasturbiner för vätgas som kan användas som reservkraft och balanskraft i elnätet.

Stirlings renässans
Samma funktion får man av bland annat Stirlingversals värmemotorer som använder stirlingteknik för att göra el och värme. I en solhybrid kan man enligt Olsson använda solenergi via speglar och om natten komplettera med vätgas. Rent tekniskt går det att bygga kraftverksmoduler upp till 10 MW eller mer.

– Solceller, elektrolys och stirlingtekniken har idag starkt sjunkande kapitalkostnader, och marknadspriserna på förnybar vätgas kommer att dyka när alla stödprogram från EU och enskilda länder kommer igång, säger Lars Olsson.

– Det är precis samma scenario som vi har sett för vindkraft, solceller och batterier. Nu kommer vätgasen, så politiken och systemplanerarna får en ny chans att bygga upp ett klimatvänligt och kostnadseffektivt energisystem underifrån.

* * *