Sture Larsson, före detta mångårig teknisk direktör på Svenska Kraftnät, ser att energisystemet absolut kan förändras men det kommer inte att ske utan kraftansträngningar och en rad överväganden.

Daniel Löfstedt på uppdrag av Svensk Energi

Energisystemet håller på många sätt på att gå in en fas av förändring som kommer att förändra förutsättningarna djupt. Det handlar inte minst om att mer och mer vindkraft ska in i systemet. För att belysa flera centrala knäckfrågor i förändringen har Second Opinion intervjuat Sture Larsson, pensionär sedan årsskiftet och dessförinnan mångårig teknisk direktör på Svenska Kraftnät och med en inblick i energisystemets utmaningar som få besitter. 

Vad innebär det för utmaningar för energisystemet att andelen förnybart ökar kraftigt?
– I dag finns det ansökningar inne för att bygga vindkraftverk som skulle innebära en expansion med 45 000 MW. Det är osannolikt att det här kommer att genomföras inom överskådlig tid, men skulle bara hälften bli verklighet skulle det påverka elsystemet i allra högsta grad. Bland annat kommer de dynamiska egenskaperna i elnätet förändras. De stora generatorerna och turbinerna i konventionell elproduktion har en roterande mekanisk svängmassa som gör nätet stabilare och kan stå emot störningar bättre. Vindkraften har en mycket lättare mekanisk massa och solpaneler har ingen. En stor andel av vindkraft och solenergi i systemet ställer krav på motåtgärder för att inte risken för störningar i driftsäkerheten ska öka.
– Mer vindkraft påverkar också systemets behov att snabbt kunna reglera balansen i elsystemet, och den förmågan har inte vindkraft jämfört med vattenkraft. Det här är inte olösligt, men det innebär utmaningar och det kommer att kosta pengar för att lösa, säger Sture Larsson.

Vindkraftens effekt varierar, hur ser du på detta?
– Det handlar om både marknadsmässiga och elsystemmässiga sidor av det här. Kraften från vind och sol kommer när den kommer, det gör att arbetsfördelningen på elmarknaden för att balansera variationerna kanske behöver förändras. I dag är det Svenska Kraftnät som är systemansvarig myndighet med ett huvudansvar för att hålla balansen i elsystemet. En väsentlig del av reglerarbetet utförs av de producerande företagen som ska hålla sin egen balans timme för timme. Men med en stor andel oförutsägbar produktion i systemet blir det troligen nödvändigt att ompröva den här arbetsfördelningen. Hur den ska se ut är svårt att avgöra i nuläget. Det finns en risk för att en långt driven delegering av ansvaret för balanseringen leder till regleringrepp som kan vara onödiga i ett större systemperspektiv. På den nivån kan man utnyttja sammanlagringen av variationerna genom den geografiska spridningen och den överföringsförmåga som är tillgänglig.

Men det blåser väl alltid någonstans?
– Visst är det så, det är sällan det inte blåser någonstans. Men för att dra nytta av att det alltid blåser någonstans måste förmågan att transportera el vara tillräcklig och större än i dag, såväl inom Sverige som inom Norden, och även mot kontinenten. Det blir nödvändigt med ett förstärkt elnät.

Vad händer annars?
– Man kan som exempel se på ett avgränsat område som norra Sverige. Överföringsförmågan söderut är ganska väl avstämd mot den befintliga vattenkrafteffekten. Det finns även här planer på en omfattande utbyggnad av vindkraft. Om inte överföringsförmågan samtidigt byggs ut kan man naturligtvis hålla igen vattenkraften när vindkraftproduktionen blir hög. Då kan man i alla fall ta vara på den producerade energin i vindkraften, men vattenkraftens toppeffekt och reglerförmåga kan inte utnyttjas för behoven i det övriga elsystemet. Det innebär sannolikt att fossileldad produktion ibland måste tillgripas för att klara dessa behov vilket leder till ökade koldioxidutsläpp. I ett klimatperspektiv inskränks då motiven för att bygga ut vindkraften överhuvudtaget. Kostnaderna och miljökonsekvenserna för att öka överföringsförmågan måste då vägas av mot de stora geografiska möjligheterna att bygga vindkraft i Norrland. Att av dessa skäl bara tillåta vindkraftutbyggnad i mellersta och södra Sverige torde inte vara rimligt i ett bredare samhällsperspektiv.

Det har pratats om att tillgången på reglerkraft kommer att vara otillräcklig när vindkraften når 10 eller 20 TWh, hur ska den utmaningen mötas?
– Det handlar i första hand om att kunna bibehålla en tillräcklig reglerförmåga i vattenkraften. Den nordiska vattenkraften betraktas som en viktig förutsättning för att kunna klara en fortsatt vindkraftutveckling i hela Nordeuropa. Efterhand kommer tillstånden för att kunna reglera i enskilda stationer att omprövas enligt miljöbalken. Det är då viktigt att göra en insiktsfull avvägning mellan hänsynen till den biologiska mångfalden, fiskbestånden med mera i vattendragen och det globala värdet av att kunna hantera stora mängder förnybar elproduktion med vattenkraftens samlade reglerförmåga. Man måste också beakta att de utbyggda älvarna Sverige utgör hydrologiska system med starka beroenden mellan vattenkraftstationerna i varje älvsträcka. Om man inskränker reglertillstånden för en enskild kraftstation kommer det att påverka reglerförmågan för hela stationsgrupper.

– Som ett nödvändigt komplement handlar det främst om att använda elen på ett intelligent sätt där det kan handla om att flytta elanvändningen i tiden ett antal timmar och att elanvändarna kan anpassa sin användning. Lösningen på detta är smarta nät med kommunikationsförmåga för styrning och ekonomisk uppföljning, så kallade smart grids. Detta är helt och hållet i början av sin utveckling så det kommer att ta tid. Det är många processer i detta som måste utvecklas för att kunna möta mer vindkraft i systemet. Näten måste förstärkas och sedan blir det avgörande hur reglerförmågan kommer att utvecklas. Vindkraftutvecklingen kommer i sig att ta en viss tid att nå de kritiska nivåerna. Det kanske tar 10 eller 20 år att komma dit men man måste börja utvecklingsarbetet nu för att inte hamna på efterkälken och senare tvingas till nödlösningar som kan innebära inte minst miljömässigt negativa följdverkningar.

Vilka marginaler behöver Sverige i sitt energisystem för effekttoppar?
– Det är en dynamisk frågeställning som beror på vilka faktorer som samvarierar. En faktor är med en större andel vindkraft i systemet kommer hänsynstagande till om det blåser eller inte, en annan faktor är tillgängligheten i kärnkraften, en tredje importen och då gäller det att de vi importerar ifrån har bättre förutsättningar än vi har för tillfället. Det är även andra faktorer som marginalerna i överföringsförmåga inom landet och på utlandsförbindelserna. En nyckel i framtiden tror jag är de smarta elnäten eller snarare smarta elsystemen. I dag är den kortsiktiga priskänsligheten timme för timme i stort sett obefintlig hos elkunden men kan systemet få hjälp den vägen kommer det att bli betydelsefullt. Det är den enskilt viktigaste utvecklingen och kan komma till nytta i många olika sammanhang. Dessutom är den i stort sett outnyttjad i dag.

Vad skulle det få för konsekvenser för det svenska energisystemet om kärnkraften avvecklades när den når sin livslängd?
– Det är en jättefråga, som är svår att överblicka. Men om man ska göra sig av med kärnkraften måste man vara beredd på att det får konsekvenser, inte minst miljömässiga, och ta ställning till om man som samhälle kan acceptera dessa. Det finns två möjliga scenarier och naturligtvis kombinationer av dem. Det ena är att man skruvar ner behovet av att använda elkraft i samhället i nivå i storleksordningen 50 TWh/år eller mer. I så fall måste man beakta att man avhänder sig den möjlighet som ligger i att en större andel el i energibalansen kan vara ett sätt att åstadkomma en högre grad av energieffektivisering och minimering av koldioxidemissionen. Det andra alternativet är att ersätta den borttagna kärnkraften med annat och då framför allt förnybar elproduktion eller energi som distribueras och används i andra former än som el. Utöver de i dag kända teknikerna för förnybar energi bör man kunna förvänta sig en omfattande utveckling av nya metoder som i dag bara finns på idé- och forskningsstadiet.

Vad skulle ersättningen vara?
– Man måste vara beredd på väldigt svåra avvägningar, för frågan är vad annan elproduktion är förknippad med för miljöbelastning, för all elproduktion har en miljöaspekt. Om man till exempel ska införa si och så mycket vindkraft måste man beakta att detta ibland tillför mycket el och ibland väldigt lite beroende på hur mycket det blåser. Men hur ersättningen ska se ut går aldrig hänga upp på en lösning, det handlar om en mängd olika lösningar som ska samverka.

Är importen en del av det?
– Det kan mycket väl bli så. Men det är riskabelt då man inte vet om det som vi behöver i ett givet läge finns att tillgå i detta läge. Att importera el handlar både om en ekonomisk belastning och frågan om varifrån energin vi importerar kommer och hur detta påverkar miljön. Det finns ett antal beroendekedjor att ta hänsyn till.

Med det läge som för närvarande råder i energisystemet, vilka risker finns inbyggda på tio – tjugo års sikt? Vilka beslut behöver fattas nu?
– Oklarheten och otydligheten i de långsiktiga spelreglerna är ett stort hot för intresset att investera i nya tillgångar. Förmågan att förändra finns, det vet vi sedan tidigare. Ta till exempel omställningen från oljeberoendet i industrin och för uppvärmning av landets villor på 1970-talet. Och i detta är det viktigaste området att få fart på utvecklingen med smarta elnät. På det sättet kan elkunderna påverka sin förbrukning både i volymer och på vilken tid på dygnet man använder el. Det kortsiktiga priset på el blir den viktigaste signalen och kommer att skapa helt nya processer och affärsmöjligheter i elmarknaden.

Vad måste till för att vi ska få smarta elnät till stånd?
– Det finns en tendens att säga att det här inte är nödvändigt, men ur mitt perspektiv är det helt nödvändigt. Det finns en bristande medvetenhet både bland allmänheten och elföretagen om vad det innebär och vilka möjligheter till affärsutveckling och lönsamhet som ligger i det här. Det finns en förståelse för frågan inom regeringskansliet som bland annat ligger bakom de kommande kraven på timmätning av all elförbrukning men det kommer att kräva ett omfattande utvecklingsarbete. I användningen av smarta elnät ligger ju också en energieffektivisering som innebär att mer användning av el kan vara en energibesparing.

Vilken annan teknisk utveckling ser du för att möta utmaningarna med energisystemet?
– Batterisidan är en sådan. Men den är inte med dagens kostnadsläge möjlig att bygga ut i kommersiell skala som till exempel som en buffert mot stora variationer i vindkraften, men jag utesluter inte att det kan bli så. Men man måste samtidigt göra enkla rimlighetsanalyser: om de ska fungera som reglerkraft mot vindkraften är det stora mängder el som batterierna måste ha kapacitet för att lagra och det är knappast lönsamt med dagens batteripriser, men här sker ju en omfattande utveckling inom materialtekniken som kan förändra situationen. Samtidigt ska man naturligtvis utnyttja batterikapacitet som finns av andra skäl som i reservkraftanläggningar eller i transportsektorn. Det som ligger närmast är ju utvecklingen av elbilar och laddhybrider. Med ett intelligent och prisstyrt sätt att ladda batterierna kan man åstadkomma ett effektivt samspel mellan bilägarnas ekonomiska intresse och elsystemets behov av balansreglering.
– Det ligger också en intressant utvecklingsmöjlighet i att med mycket snabb, det vill säga inom delar av sekunder, aktivering av batterilagrad energi i störningssituationer kunna kompensera för den tidigare nämnda lägre svängmassan i ett elsystem med en stor andel förnybar elproduktion säger Sture Larsson.