Innan ny kärnkraft kan vara på plats är gasturbiner en lösning för elsystemet. Nyckelfärdiga gasturbiner kan i princip köpas över disk, enligt professor i kraftverksteknik Magnus Genrup.
– Det kommer att dröja minst 15 år innan Sverige får ny kärnkraft på plats och långt innan dess måste det finnas ny planerbar basproduktion ute i kraftnätet, menar han.
Insikten ökar om elsystemets behov av gasturbiner. Rätt uppbyggnad och användning av nya gasturbiner kan bidra till avveckling av den svenska el- och effektkrisen inom ett par år, men det går långsamt. Alldeles för långsamt, tycker Magnus Genrup, professor i kraftverksteknik vid Lunds Tekniska Högskola.
– Gasturbiner finns att köpa så om man bestämmer sig för att bygga så kan det gå fort, säger Magnus Genrup. Det hänger på näringslivets vilja att investera och politikens vilja att stödja.
Teknologin som hamnade snett
Teknologin kring gasturbiner har länge varit offer för mer eller mindre uppkonstruerade politiska problem, menar Genrup, ibland baserade på fel förståelse av tekniken och klimatutsläppen. Både tidigare och senare regeringar har hindrat marknaden för biogas att expandera. Istället har man fastnat i drömmen om grön vätgas, som är ett bra bränsle men kräver mer tid och ännu mer el, påpekar Magnus Genrup. Storskalig användning av förnybar vätgas kommer att dröja, tror han, även om utvecklingen går snabbt mot kommersialisering
Det strategiska bränslet
– Vi behöver utveckla produktionen av metanol som är ett betydligt enklare bränsle att hantera, säger Magnus Genrup. I dagsläget är metanol mycket riktigt inte fossilfritt men det pågår en stor industriomställning till förnybar e-metanol som nya gasturbiner inom få år kan börja använda.
Under tiden får politiken försöka att åtminstone inte medvetet undergräva klimatvänliga bränslen, som man tidigare gjort med biogas och grön diesel (HVO). Beskattning, hindrad infrastruktur och annullerat stöd har stängt biogasproduktion och jagat den svenska HVO-marknaden utomlands.
Magnus Genrup
Konsekvensanalyser och teknik
Det är inga problem att växla mellan gas och flytande bränslen om bara turbinerna rent tekniskt förbereds för det, påpekar Magnus Genrup. Inom en ”relativt snar framtid” kommer dessutom flera olika förnybara och kommersiella bränslen som vätgas, e-metanol och ammoniak att komma ut på bränslemarknaden för gasturbiner.
Det finns alltså mycket energibranschen kan ta tag i kring gasturbiner, tycker inte minst Gotlands Energi, Göteborg Energi, Stockholm Exergi, Svensk Kraftreserv (SvK) och Uniper. Tillsammans har de finansierat årets Energiforsk-rapport Gasturbinteknik, sammanställd av Magnus Genrup.
Regeringen på spåret
Långt nere i regeringens proposition (pdf) Energipolitikens långsiktiga inriktning påpekas att innan ”tillräcklig produktion av fossilfri el från kärnkraft är på plats, bedömer regeringen att gasturbiner i högre utsträckning än i dag kommer att fylla en viktig funktion i elsystemet”.
Se sammanhangen
Det stora hotet från fossilkraften kommer emellertid inte ur gasnätets ledningar, påpekar Magnus Genrup. Naturgas är betydligt bättre än den importerade kolkraft Sverige utsätts för om dagens elproduktion i norr låses fast till de stora industrisatsningarna, innan man har hunnit kompensera med mer planerbar kraftproduktion söderut.
I ett sådant scenario blir naturgas nästan miljövänlig, menar Genrup. I Västsverige finns dessutom möjligheten att köpa in sig på biogas som kan injiceras direkt i gasnätet om man bara har en affär i botten, om inte annat så med danska eller tyska leverantörer.
Inbyggd CO2-fångst
Samtidigt händer det saker rent tekniskt. En ny typ av gasturbinprocess är exempelvis Allamcykeln med potential för mycket hög verkningsgrad. Arbetsmediet är här inte luft, som traditionella gasturbiner använder, utan koldioxid vid 300 bar på högtryckssidan. Det möjliggör därmed en mycket effektiv CO2-fångst som ej behöver extra komprimering.
På gasturbinmarknaden finns idag ett brett utbud av maskiner i olika storlekar ”och du kan kombinera hur många gasturbiner som helst”, påpekar Magnus Genrup. Det finns gasturbiner från ett par hundra kilowatt och upp till simple cycle-turbiner på 580 MW. Och så har man gaskombi-kraftverken som kombinerar gas- och ångturbiner och får totala kapaciteter uppåt 1,3 GW.
Vem betalar vad?
Någon form för statligt incitament för gaskraft måste upprättas, menar Magnus Genrup. Det kan vara en ekonomisk ersättning per MW eller ”egentligen vad som helst”, men det vill man inte gärna prata om i politiken.
Istället är planen enligt regeringen att ”stärka incitamenten för investeringar i ny kärnkraft”. Det blir upp-och-nervända världen, menar Genrup. Gasturbinfrågan måste flyttas betydligt närmare dagspolitiken är vad en ”långsiktig inriktning” ger signal om.
– Inte för att jag är en större anhängare av gasturbiner än kärnkraft. Jag är teknikneutral och ser absolut behovet av kärnkraft men ting måste göras i rätt följd, säger Magnus Genrup.
– Men det kommer att dröja minst 15 år innan Sverige får ny kärnkraft på plats och långt innan dess måste det finnas ny planerbar basproduktion ute i kraftnätet. Då finns inte mycket annat att göra än att bygga nya gasturbiner, säger Magnus Genrup.
* * *
Toppfoto: Siemens
11 Kommentarer
Intressant – kanske också en indikation om framtidens ”gröna” elpriser !
Rapporten visar på sid 84 att LCOE för vätgas vid 4 USD/kg och drifttid 876 H (alltså 1/10 av årets timmar) blir 425 USD/MWH (eller c:a 450 öre/kWh). Är det pris på denna nivå på elen (i Tyskland och därmed SE4) som vi har att vänta oss under ”Dunkelflaute” sedan kolkraft och naturgaskraft avvecklats/förbjudits ?
Ingen vän av kärnkraft. För dyrt. Gasturbiner som reglerkraft/ frekvensstabilisering är klassiskt.
Med nya bränslen och tekniker stor tumme upp, kombinerar bra med solceller, vindkraft, kraftvärme. Batterier, vätgas, pumpkraftverk är också intressant. Dags tänka system, och hålla politiska billiga poänger borta.
Busch och Jimmie drev hårt att Ringhals 1 o 2 stängdes av politiska skäl. Understödda av SD’ s trollfabrik vann det valet. Ulf var då tyst, för han hade suttit i regeringen och visste bättre. Taktisk tystnad där.
Det är för hålla igång den idén som kärnkraften lyfts nu. Näringslivet är inte intresserad av det elpriset som fås av kärnkraft.
Konstigt att gasturbin skall behöva lyftas som något nytt.
Eftersom det behöver lyftas applåderar jag nu.
”Eftersom det behöver lyftas applåderar jag nu.”
Du apploderar alltså att elsystemet är så insabilt så vi måste använda fossil energi som lösning.
… och gasturbiner går inte nödvändigtvis på gas, är det väl bäst att tillägga i dessa dagar då okunnigheten bland politiker, media och debattörer närmast är en dygd när det gäller elförsörjningssystem.
Av världens elproduktion från gasturbiner kommer från andra energikällor än gas? Är det 1%?
Du låter som tyska Greenpeace när de sålde 98% fossilgas under sitt varumärke ”biogas”. Bara för att det tekniskt går, innebär inte att det i praktiken görs.
Bra att gasturbiner tas upp till diskussion. Vi har vad jag kan förstå både en god kompetens och en lång erfarenhet i Sverige. Våra kärnkraftverk har ju t ex haft backup i form av gasturbiner. Och har det kanske fortfarande?
Och vare sig vi i det korta perspektivet bygger vindkraft eller i det långa perspektivet bygger kärnkraft så borde gasturbiner i båda fallen vara ett ypperligt komplement och backup. Det som hållit tillbaka gasturbiner är antagligen att de tidigare enbart gått på fossila bränslen.
Men i dag, när det börjar dyka upp olika e-bränslen, borde det inte längre vara något problem. Kommer vi längre fram i tiden ha tillgång till väte så kan ju även det användas som bränsle.
I den angivna rapporten, sid 28, finns det t o m en genomgång av ett ”Batterikoncept” där man har byggt samman en 50 MW gasturbin med ett 10 MW batteri. Klart intressant.
Det är då lite märkligt att man så sällan hör talas om gasturbiner som komplement i våra elnät. Någon som t ex hört vår energiminister tala om gasturbiner?
Det är inte sant att kärnkraftverken har backup i form av gasturbiner.
Det finns gasturbiner vid några av ställverken / knutpunkterna för kärnkraftverken men detta är en del av störningsreserven och fristående från kärnkraftverket. Deras kapacitet är inte tillräckig för att ersätta en reaktor som kopplar ifrån.
Att placera dem vid inmatningspunkterna är dock tekniskt klokt och billigare. Det finns ca 1500MW störningsreserv i Sverige, företrädes i södra delen som relativt fort kan aktiveras.
Reservkraften i kärnkraftverk utgör vanligen av dieselmotordrivna elgeneratorer.
Orsaken till att det pratas lite om gasturbiner är att det bygger på billiga bränslen. Antingen rysk fossilgas eller ngn form av e-bränsle som produceras då elpriset är extremt lågt, då verkningsgraden för Grid 2 Grid för gasturbiner på e-bränslen är låg.
Den stora kostnaden för vätgasen kommer bli CAPEX för lagringen. Det är enorma kostnader och förbrukningsmaterial. Sverige har en nackdel jämfört med kontinenten här eftersom vi måste spränga bergrum, i Tyskland och övriga Europa tänker man bygga lager i saltdomer som finns lite varstans. Att bygga bergrum blir vansinnigt dyrt i Sverige.
Min uppfattning är att vätgas är dead-end utom för vissa specialapplikationer pga de tekniska utmaningarna. Det är bättre att omvandla överskott av elenergi till flytande e-bränslen som är signifkant billigare att lagra och hantera och eventuella gasturbiner fungerar alldeles utmärkt på sådana också bara de är utformade för det. Faktum är att vätgasdrivna gasturbiner utgör en större teknisk utmaning (som man börjar få fram vettiga lösningar på)
Gasturbinerna i närheten av kärnkraftverken är till för att, som en yttersta utpost, strömförsörja alla funktioner i kraftverket vid en blackout i stamnätet inte att ersätta själva produktionen. Jag har själv varit med och försett en gasturbinanläggning med fjärrstyrning från ett kontrollrum i ett av våra kärnkraftverk (just för detta ändamål).
Dessa gasturbiner kan givetvis också användas för att stötta nätet i andra driftsituationer.
Bra klarställande av dig Christer om syftet med våra gasturbiner (22 st) i elkraftsystemet.
I sista stycket kommer du in på deras verkliga huvuduppgift; att bidra till att återföra kraftsystemet till ett nytt normaldrifttillstånd efter stora störningar med dimensionerande fel, s k N-1 fel, vilka kan ge stora frekvensfall (i hela Nordelsystemet) och/eller stor sänkning av spänningsnivån (regionalt).
Kravet är att kraftsystemet då inom 15 minuter skall kunna klara av ytterligare en liknande störning, ett s k N-2 fel. Det är detta som är gasturbinernas (GT) huvuduppgift.
Beroende på turbintyp bland ovannämnda 22 st, kan GT ge full effekt inom 3-15 minuter. GT startas automatiskt vid en viss låg nätfrekvens eller manuellt via fjärrkontroll från driftcentral/kontrollrum.
En säkert fungerande gasturbindrift enligt ovan kan idag vara helt avgörande för att undvika totalkollaps i elkraftsystemet.
Dessa gasturbiner utgör alltså en väsentlig del i vår (snabba) störningsreserv för att återställa effektbalansen och/eller spänningsnivån vid (stora) störningar.
Nya gasturbiner enligt artikeln kan givetvis även användas som störningsreserv men syftar väl mest till att snabbast möjligt få fram det som saknas mest i dagens kraftsystem, ny planerbar elproduktion, i synnerhet i Sydsverige, som en buffert till ny kärnkraft.
En förtydligande i min kommentar ovan. Kraftsystemet skall efter högst 15 minuter från den första störningen klara ett nytt dimensionerande fel, ett s k N-2 fel.
”.. har länge varit offer för mer eller mindre uppkonstruerade politiska problem,”
Det uppkonstruerade problemet är att vår konsumtion av fossila bränslen leder till en klimatkatastrof.
Det kommer naturligtvis en dag då klimathotet sedan länge är glömt och man kommer då skriva avhandlingar om hur det kunde gå så fel. De flesta av dessa kommer läggas fram i ämnet teologi.