Det stora problemet i Sverige är att det saknas leveransskyldighet till elförbrukarna. Det skriver Per Norberg, adjungerad professor i elkraftteknik vid Chalmers, verksam i Vattenfall Eldistribution och medlem i Svenska kraftnäts planeringsråd. Han ger förslag till åtgärder för att lösa effektproblematiken.

Nils Andersson, Stig Göthe och Gunnar Lundberg argumenterade nyligen på Second Opinion för förändringar på elmarknaden. Det glädjer mig att vi är eniga om att det är nätägarens roll som skall förstärkas – inte tvärtom.

Bild: Öresundsverket, nedlagd el och värmeproduktion. Foto: Uniper. 

Allt fler rop hörs om att elnäten inte räcker till utan måste snaras byggas ut och att landet förlorar miljardbelopp på grund av den bristande kapaciteten.

Min avsikt med dessa rader är inte att ifrågasätta nätproblemen utan försöka förklara de bakomliggande orsakerna till att det nu blivit så här och vad som kan göras på kort och på längre sikt.

Bakgrund – avregleringen
Det vi nu upplever är något många länder drabbades av i samband med att man avreglerade elmarknaderna men som vi slapp 1996. Det som oftast hände i andra länder var att det uppstod en ny produktionsmix som innebar att vissa kraftverk stängdes och ersattes av andra mer effektiva. Ofta låg de kraftverk som stängdes nära städer så deras produktion avsattes lokalt – nu skulle den tillföras utifrån. Även Norge med sin vattenkraft fick problem – många kraftverk var ägda av industrier och hade historiskt körts efter fabrikens behov placerad nästgårds kraftverket – nu kördes de istället efter börspriser oberoende av fabriken vilket näten inte hade kapacitet för.

Sverige förskonades från dessa problem vid avregleringen vilket berodde på att den svenska elförsörjningen var (och delvis fortfarande är) unik till sin utformning genom att huvuddelen av produktionen ligger i norr i form av vattenkraft eller på 400 kV nivå i söder i form av kärnkraft. Dessutom hade alla större städer kraftvärmeverk som levererade el och fjärrvärme så att man effektmässigt klarade i regel minst 1/3 av det lokala eleffektbehovet. Detta innebar att för speciellt region och lokalnäten så hände ingenting vid avregleringen när det gällde flödena i näten – de var desamma som innan och styrdes av kundernas uttagsbehov. Och kraftvärmeverken behövdes för fjärrvärmen vilket gav en konkurrensmässigt billig elproduktion.

Det som däremot hände var att eftersom elaffären delades så försvann lönsamheten för de elverk som tidigare satsat på utrustningar som kunde hålla nere effektuttagen genom att tillfälligt koppla bort exempelvis elvärme (så kallad rundstyrning). Dessa system avvecklades mycket snabbt – och idag är det få som minns att de fanns.

Det som förändrat bilden i Sverige är tillkomsten av främst vindkraft som nu är så pass omfattande att den förändrat prisbilden på elmarknaden. Den befintliga produktionsapparaten utsätts för konkurrens och kraftverk läggs ner. Vi har alltså fått situationen som beskrivs ovan men nästan 25 år efteråt.

Det vi nu ser är en accelererande avveckling av kraftverk i södra Sverige. Barsebäck 1 och 2 är ju borta sedan länge men behövliga kapacitetsförstärkningar är ännu inte i drift. Oskarshamnsverket 1 och 2 är stängda liksom nyligen Öresundsverket (där E-on påpekat att vi får bara betalt för energin och inte de andra tjänster vi kan erbjuda) och snart stängs två Ringhalsblock. Många andra kraftvärmeverk har slutat producera el på grund av dålig lönsamhet eller avser sluta.

Det stora problemet i Sverige är att det saknas leveransskyldighet till elförbrukarna – det har man överlåtit till marknaden att långsiktigt lösa och till Svenska kraftnät (SvK) i driftskedet. Men SvK garanterar inte leveransen utan SvK uppgift är att se till att det finns balans mellan tillgång och efterfrågan – och saknas tillgång så får man minska efterfrågan.

Ett kraftverk finns kvar så länge det är lönsamt för ägarna på säg årsbasis. Konkurreras det ut prismässigt så är det borta när det inte blåser och effekten hade behövts. Och till skillnad mot förr i världen (reglerna i Stamnätsavtalet ”SNAB-81”) så anmäls det inte alltid 5 år innan utan kan ske med kort varsel varför lokala nätplanerare tas på sängen. Man kan tycka att detta borde man anat men så är det inte idag.

Personligen var jag och många med mig emot avregleringen sett ur ett ingenjörsperspektiv. Det hade räckt med att öppna regionnäten och kanske låta vissa stora förbrukare handla fritt men man skulle låtit de så kallade områdeskoncessionärerna (”elverken”) stå för elförsörjningen till sina kunder. Då hade man kunnat hålla ihop elaffären och behovet av effekt. Jag brukar säga att vad är samhällsnyttan av att alla Shell-tappar eller Systembolag hålls ihop elmässigt? Jag återkommer till detta nedan.

Steg 1 – Nätägare tillåts beordra och bekosta lokal produktion
Som nämnts ovan kan i nuvarande regelverk ett kraftverk sluta producera el och slå igen med kort varsel. Om kraftverkets produktion tidigare förbrukats i närområdet måste ersättande produktion tillföras utifrån. En enskild anläggning skall det inte vara några större problem att klara om nätägaren skött sig – man måste ju kunna hantera ett bortfall av anläggningen. Men man kommer nog vilja göra en abonnemangshöjning gentemot överliggande nät om bortfallet är stationärt.

Finns det flera produktionsanläggningar som riskerar stängas ner så är läget värre eftersom det överliggande nätet då knappast klarar att hantera befintliga abonnemang. I praktiken händer ingenting momentant utan det handlar om en ökad risk för driftstörningar och ökade abonnemang lär knappast medges innan nätförstärkningar skett.

Hade överliggande nät haft kapaciteten så hade i en ideal modell den drabbade (som tappat lokal produktion) nätkoncessions-innehavaren fått höja sitt abonnemang med samma effekt som avvecklats. Att höja ett abonnemang är inte gratis så det är inte orimligt (ur ett samhällsperspektiv) att besparingen vid ett nej istället används till att stötta den lokala produktionen.

Exempelvis att man bekostar produktion under vissa förutsättningar med en viss minimi-volym. Det pris marknaden betalar för kraften dras ifrån.

En sådan här uppgörelse får inte vara evig utan gäller till dess överliggande nät (den koncessionär som sagt nej) byggt ut sitt nät. Man kan tänka sig att ersättning endast får utgå så länge abonnemangs-höjning inte medges vilket skall kunna kontrolleras av EI.

Tanken är att det är den koncessionär som ligger närmast den som nekar abonnemangshöjning som finansiellt stöttar lokal produktion. Det kan alltså vara en innehavare av områdes-koncession eller innehavare linje-koncession.

Ovan lösning kräver vissa ändringar/tillägg i Ellagen men är i övrigt enkel att genomföra.

Steg 2 – Områdeskoncessionären blir försörjningsansvarig för sitt område.
Den svenska avregleringen (liksom i många andra länder) byggde på förutsättningarna att man har ett storskaligt produktionssystem och ett oändligt starkt nät. Därefter har EI skärpt kraven på näten långt utöver vad som kan anses vara samhällsekonomiskt försvarbart – jämför HEL^* -projektets förslag där landsbygden skulle evakueras vid händelser som Gudrun…

Internationellt så är målsättningen hos nätägarna i många länder att få nätkunderna ”to stay connected” eftersom de kan klara sin försörjning själva  (om de bestämmer sig för det) – medelkunden i många länder har ett eleffektbehov < 2 kW varför solpaneler och ett batteri räcker för att sköta sig själv. Inom Cigre och IEEE kan man läsa om ”Micro-grids” och ”Proballistic Planning”. Det sistnämnda innebär att nätägaren och kunden/kundkollektivet gör upp om vilken leveranssäkerhet och kapacitet nätet skall ha utgående från möjligheterna till effektstyrning och lokal produktion.

I ytterlighetsfallet så har man nätet till att tanka av billig energi medan leveranssäkerheten löser kunden själv.

Nu kommer det inte gå så långt och speciellt inte i Sverige eftersom medelkunden har ett betydligt större effektbehov men att enbart bygga ut näten (numer i praktiken kablifiering för lägre spänningar) utan hänsyn till de möjligheter som finns hos kunderna är urusel samhällsekonomi.

Det har forskats en hel del – bland annat i Sverige – om Mikro-nät och det finns stora möjligheter till smarta lösningar. Däremot är smarta energilager som bygger på kraftelektronik och batterier än så länge väldigt dyra. Mikronätet kan vara en flygplats, en stormarknad, en industri, ett villaområde men det som är gemensamt är att det krävs en hel del jobb för att hålla ihop nätet – speciellt om man vill gå i ”ö-drift”. Internationellt ser man en ny roll som ”aggregator” lika med ”sammanhållande” för den funktion som håller ihop det lilla systemet som kan omfatta fler energiformer än el.

Jag har tidigare nämnt problemet med att vi i Sverige saknar någon som tar ansvar för effekt-försörjningen och steg 1 ovan är en kortsiktig lösning på lokal nivå.

En långsiktig lösning är att låta nät-områdes-koncessionären ta försörjningsansvaret för sitt område. Denne skulle då kunna se sitt område som ett eller flera mikro-nät och man har en betydligt bättre kompetens att sköta jobbet än någon annan.

Nätägaren är alltså den som upphandlar el till sina kunder anslutna till det nät som berörs av områdeskoncessionen. Vill någon kund upphandla el på egen hand skall det vara möjligt men det bör då ske via ett system som håller koll på att någon verkligen fysiskt producerar elen.

Kunder anslutna till linjekoncession (oftast större industrier) förutsätts anskaffa sin el som idag men även här skall ”balansen” kontrolleras. Det vill säga den industri som skryter om att vi försörjs via vindkraft blir utan el när det inte blåser såvida man inte säkrat upp sig effektmässigt.

Poängen med ovan lösning är att nätägaren såsom inköpsansvarig för elen till sitt område blir ansvarig för effektbalansen för sina kunder. Han måste se till att någon är beredd att leverera när det inte blåser till den effekt han inte lyckas styra bort. Att chansa på att det finns kraft skall inte vara tillåtet/möjligt. Det blir alltså en form av effektmarknad och förhoppningsvis kan man få intressenter att satsa på storskalig lagring (se min artikel i Ny Teknik).

Den ändring som behövs i lagen är att en nätägare får handla med el men förbudet att äga produktion (förutom för egenförbrukning = förluster) kan kvarstå. Skillnaden på elmarknaden blir att producenterna konkurrerar om att sälja sin produktion till ”förbrukare” i stället för till en börs som självklart skall finnas kvar för överskottsaffärer. Vi slipper då mellanledet med elsäljare som inte är kopplade till ett fysiskt kraftverk utan bara vill tjäna pengar. Med ett sådant här system så finns det incitament för att det satsas på storskalig energilagring.

Ovan strider mot den riktning branschen just nu går där elhandlarna får mer inflytande men det bygger på tron att näten har oändlig kapacitet och därför är ointressanta i sammanhanget. Detta tror man i Bryssel. Men i Bryssel så är det som så att där gäller aldrig sanningen utan den som är bäst på lobbying vinner.

***

* HEL-projektet stod för Helhetssyn på Elförsörjningen och var ett uppdrag till Energimyndigheten för att bland annat fastställa vilket ansvar nätägarna respektive samhället skulle ha vid större påfrestningar. Projektet var klart strax innan ”Gudrun” som helt ändrade spelplanen och projektet stannade i byrålådan.