Utmaningarna kring systemstabiliteten förändrar spelplanen för elproducenterna allt mer. Det får konsekvenser också för Olkiluoto 3, med 1600 megawatt eleffekt Europas största kärnreaktor. För att klara ett plötsligt effektbortfall på den nivån beslutades om en speciallösning. Den lösningen vill kraftverksägarna nu bli av med.
Som ofta beskrivits på denna sajt måste elsystemet i varje sekund ha beredskap för att klara ett bortfall lika stort som den vid tillfället största enskilda eltillförseln, vare sig bortfallet sker från en producerande enhet eller en transmissionskabel. Känt som det dimensionerande felet, även benämnt N-1-faktorn.
Bild: Om Europas största kärnreaktor stoppas måste det finnas reserver. Foto: TVO.
Inom Sverige är den största enheten i drift normalt Oskarshamn 3, med 1450 MW, vilket samtidigt ger det svenska måttet på det dimensionerande felet. Problemet med Olkiluoto 3 och dess 1600 MW är att det finländska elsystemet bara har marginal för ett bortfall på 1300 MW. Begränsningen ges rent fysikaliskt av den mängd rotationsenergi som alstras inom det nordiska synkronområdet, som ju Finland tillhör.
Skulle Finland ensamt utgöra ett synkronområde, skulle det dimensionerande felet ligga så lågt som 500 MW, förklarar Fingrids vd Jukka Ruusunen. ”Men tack vare den nordiska tillhörigheten kan vi hålla gränsen i Finland vid 1300 MW. Att Oskarshamn 3 kan köra med så mycket som 1450 MW beror på reaktorns gynnsamma geografiska läge, centralt i synkronområdet.”
Varför byggdes då en reaktor på 1600 MW i Finland?
”Det var ägarnas beslut. Villkoret från Fingrids sida var att ägarna accepterade ett specialarrangemang som ur elsystemets synvinkel reducerar effektbortfallet till 1300 MW”, säger Jukka Ruusunen.
Lösningen består i att ägarbolagen bakom TVO (finsk förkortning för Industrins Kraft Ab, som driver alla de tre Olkiluotoreaktorerna) gick med på att hålla en egen ständig beredskap (ett ”systemskydd”) i form av en omedelbar konsumtionsminskning på 300 MW, detta under tre timmars tid, för den händelse att Olkiluoto 3 plötsligt och oplanerat skulle kopplas från nätet.
Eftersom ett sådant bortfall måste pareras i realtid – en sekund är för länge – byggdes en fiberförbindelse mellan reaktorn och de involverade industrierna.
Fingrids vd Jukka Ruusunen. Foto: Fingrid.
”De vanliga reserverna reagerar inte snabbt nog, så det här var den enda möjligheten att få en automatisk nedsläckning av industrins maskiner. Vi behövde ett arrangemang så att elsystemet så att säga ’inte ser’ de här 300 megawatten”, säger Jukka Ruusunen.
Men även att säkra 1300 MW-nivån i Finland krävde särskilda åtgärder. En sådan var att ett reservkraftverk byggdes (i Forssa) som kan starta inom femton minuter. En annan att en transmissionsförbindelse på 300 MW reserverades från Olkiluoto genom hela Finland upp till Norrbotten – denna ledning står alltså i ständig beredskap, normalt oanvänd.
”Vi behöver den här förbindelsen för att ha tillgång till den svenska vattenkraften och den snabba effektreglering som den möjliggör. Vi har i Finland inte vattenkraft så att det räcker”, säger Jukka Ruusunen.
Enbart de här åtgärderna tillsammans med investeringarna för att ansluta Olkiluoto 3 till stamnätet kostade då 500 miljoner euro att förverkliga, närmare 6 miljarder i icke inflationskorrigerade svenska kronor.
Den nu aktuella konflikten handlar om att TVO vill avsluta avtalet med Fingrid om systemskyddet efter att den aktuella avtalsperioden löper ut den sista december 2024.
Detta motsätter sig Fingrid. Enligt tillståndsvillkoren för Olkiluoto 3 ska systemskyddet finnas på plats under hela drifttiden. Ärendet ligger för närvarande hos den finländska tillsynsmyndigheten Energiavirasto (på officiell svenska Energimyndigheten). Ett besked väntas innan årets slut.
På TVO är förhoppningen att Fingrid framöver ska ta hand om det nämnda systemskyddet. Med det skulle de 300 MW frigöras för användning på reservmarknaden, som med åren blivit allt mer lukrativ.
I Helsingin Sanomat säger Riitta Larnimaa, ansvarig direktör för samhällsrelationer hos TVO:s största ägare Pohjolan Voima (PVO), att kriterierna för systemskyddet borde utvecklas. Till exempel vill PVO korta kravtiden för systemskyddet kring Olkiluoto 3 från tre timmar till en. I så fall skulle reservkraftbehovet framöver kanske till och med kunna hanteras med batterier.
Jukka Ruusunen säger nej av flera skäl.
”Vi har nu ett system som fungerar. Skyddsnivån kan inte sänkas på grund av risken för en landsomfattande blackout. Batterilösningar är mycket dyra. Skulle ansvaret för speciallösningen för Olkiluoto 3 ligga på Fingrid, skulle vi få en extrakostnad på ungefär 100 miljoner euro om året, med följd att vi skulle behöva höja våra stamnätstariffer med 25 procent. Kollektivet skulle alltså få ta hand om stora kostnader som hör ihop med en enskild aktör. Det finns inget förnuft i det.”
”Vi kämpar samtidigt med problemet att elsystemets driftsäkerhet utmanas allt mer, bland annat för att rotationsenergin minskar. Detta som följd av att mycket kraftvärmeproduktion lagts ner i Finland samtidigt som vi fått in storskalig elproduktion bakom omriktare, det vill säga vindkraft och solkraft, som inte bidrar med rotationsenergi”, säger Jukka Ruusunen.
Det hör till bilden att ägarbolagen bakom TVO – skogsbolagen dominerar, även Fortum är en storägare – under senare år stängt ner många av sina egna anläggningar och alltså har lägre eget utbud av krafttillgångar än förr.
”Såtillvida förstår jag Olkiluoto 3:s ägare att de ju med sina 300 MW skulle kunna tjäna stora pengar på reservmarknaden. Som räkneexempel blir 100 miljoner euro om året under 60 år (den kalkylerade drifttiden för Olkiluoto 3) sammanräknat 6 miljarder euro. Det skulle nästan räcka för att finansiera ett helt nytt kärnkraftverk.”
Kontexten är helt annorlunda än när investeringsbeslutet för Olkiluoto 3 togs för snart tjugo år sedan, i december 2003, säger Jukka Ruusunen: ”Vid den tiden fanns nästan inga pengar alls att hämta i reservmarknaden. Nu är läget helt omvänt.”
Ett uttryck för detta är att Olkiluoto 3 under sitt första halvår i reguljär drift ofta körts med begränsad effekt. Ägarbolagen har i stället kunna använda sina kraftresurser för andra ändamål än systemskyddet.
Det finländska arbets- och näringsministeriet uttryckte sin syn på saken i februari: Skyldigheten att upprätthålla systemskyddet finns oförändrat med som en del av principbeslutet gällande Olkiluoto 3. De kostnader det innebär var ägarna medvetna om när principbeslutet fattades. Och dessutom, säger ministeriet, är de 1300 MW inte en förhandlingsfråga, utan ett de facto-villkor för att elsystemet ska kunna upprätthållas.
6 Kommentarer
En oanvänd kraftledning på 400 Kv avsedd för 300 Mw i beredskap bara för Olkiluoto 3 uppfattas som överambition, de 1300 Mw som nordiska nätet klarar eller de 500Mw man klarar av internt i Finland. Rotationsenergin är begränsningen på tillåten bortfallsmängd i synkronområde norden. Då borde man kräva att i första hand havsbaserad vindkraft förses med roterande omformare eller synkron direktdrift (svängmassa). Att bara gnälla på att det saknas rotationsenergi går bara in i ena örat och ut i det andra.
Att norden hjälper varann är bra, men man borde prioritera lokal elkraft med högre total verkningsgrad. Kraftvärmen och avfallsförbränningen ger närproducerad elkraft med högre sådan. Fortsätter man med samma fel blir det total “Black out” i hela norden för att man tänkt fel. Massor av kraft går bort som förluster på det sätt nätet drivs.
Alternativt investera i motor med stor svängmassa som går på tomgång i nätet utan egentlig övrig nytta. Det ger naturligtvis el-förluster, men det gör även övriga sätt att hålla igång nätet, som kräver mer än ett kärnkraftverk för att hållas igång utan en enda elabbonent inkopplad. (Nätet borde därför krympas.) Det finns redan driftsatt rotationsenergi i bla. England som balanserar, utan övrig nytta.
Kirchhoffs lagar bör man ta mer på allvar och sikta 50 – 100 år in i framtiden för nätet är trögt, dyrt och oföränderligt. Gröta inte ihop elproduktionen, det blir bara långa ledningar innan man kan använda kraften.
Apropå den finska situationen, så planerar också de för en storskalig utbyggnad av vindkraften. Den danska fondförvaltaren Copenhagen Infrastructure Partners (CIP) investerar 2,3 miljarder euro i ett samarbete med Myrsky Energia, ett företag som utvecklar både vind- och solkraft. Med hjälp av investeringen ska Myrsky bygga 1 800 megawatt vindkraft på olika håll i Finland. Det innebär en mängd som motsvarar ungefär en tredjedel av den nuvarande vindkraftskapaciteten. . Sett i jämförelse med den befintliga statistiken med 2021 års siffror har vattenkraften dock en i förhållande till vindkraften dubbelt så stor elproduktion, så med de resonemang vi tillämpar på Sverige, så finns det vad jag kan förstå fortfarande marginal för en fortsatt utbyggnad utan att man överskrider vattenkraftens förmåga att fungera som balanskraft.
Om man använder vattenkraften (+ fossilkraftens bidrag) som balanskraft för att täcka bortfallet vid stiltjeperioder så bör dock tillgången på vatten (resp. fossilbränslet) vara den begränsande faktorn. Om så inte är fallet skulle det istället innebära att man avstår från att använda vattenkraftverkens fulla kapacitet, d.vs. det man installerar i vindkraft får man hålla tillbaka vattenkraftverkens produktion. Och då har man ju inte vunnit något.
Men än så länge verkar de inte behöva hissa varningsflagg såvitt jag kan utröna.
Länk till den finländska statistiken för år 2021:
https://pxdata.stat.fi/PxWeb/pxweb/sv/StatFin/StatFin__salatuo/statfin_salatuo_pxt_11sr.px/table/tableViewLayout1/
”Apropå den finska situationen, så planerar också de för en storskalig utbyggnad av vindkraften.”
Måste vara därför de stoppat all inkoppling av vindkraft i västra finland till 2027…
Detta stopp gäller kustbandet mellan Olkiluoto och Oulo. Undrar varför
”Scope of limitation:
Connecting rectifier-connected equipment of more than one megawatt to the base and distribution network is not permitted (does not apply to connection agreements concluded before 1 May 2023)
The restriction applies to the area marked on the attached map. The area is indicative and especially at the edges of the area, the connectivity of the equipment should be checked by Fingrid.
The power lines of the distribution network, which are fed from the network area marked on the map, are covered by the restriction.
Restrictions do not apply
individual, rectifier-connected equipment of less than one megawatt
connection of synchronous power plants.
The new connections of the main network will be completed in the region in 2027 and 2028.”
För övrigt så verkar TVOs inlägg vara ett klassiskt försök att socialisera kostnader och privatisera vinster
En pikant detalj är att Fingrid också drar ner 300 MW i norra Sverige för import när O3 är på. Det har antagligen kostat finska elkunder multum för att Fingrid ska spara några miljoner….
Det går i realiteten inte att förstå vad du menar, men aktivism verkar stå högt på din agenda. En mycket pikant detalj med hela ditt inlägg.