Med förnuft och ny teknik kan Sverige nå ett hållbart elsystem

 Svenska Dagbladet Publicerad 2020-08-10

Det är märkligt att ett så osexigt ämne som energiförsörjning kan skapa sådana motsättningar och spänningar i samhället då frågan istället kan lösas med vetenskap, teknik och ekonomiska hållbara modeller. Faktum är att det finns några fundamentala grundbultar som vi borde kunna enas o

• Sveriges långsiktiga klimatmål är att nettoutsläppen ska vara noll senast år 2045.
• Vi behöver ha mer elenergi och det beror på att ökad elförbrukning har en hög korrelation till ökad välfärd och miljömässiga framsteg, detta gäller globalt men även i Sverige.
• Elsystemet ska byggas på försörjningstrygghet, konkurrenskraft och hållbarhet.

Vad gäller elproduktion är Sverige ett framgångsland i den meningen att över 90 procent av produktionen sker utan större klimatpåverkan. Samtidigt har flera sektorer i samhället elektrifierats till exempel bostadssektorn. Två stora utmaningar finns nu kvar, nämligen transportsektorn och delar av den tunga industrin. Det mesta tyder på att elkonsumtionen de närmaste 20 åren kommer att öka med 100 TWh och nå totalt 240 TWh.

Försörjningstrygghet och hållbarhet handlar om att få klimatvänliga lösningar som kan leverera elen när den behövs. Stora förhoppningar finns på förnyelsebara elsystem, inte minst vind och sol. Utvecklingen för dessa är mycket positiv och glädjande är att teknikutvecklingen gått starkt framåt med sänkta produktionskostnader. Men frågan är om förnyelsebara energislag ensamma kan lösa uppgiften. På ritbordet verkar allt fungera, men i verkligheten måste man flagga upp för stor osäkerhet. Det pratas om teknik som ännu inte är utvecklad och än mindre kommersiell, allt ifrån batterilagring, sammankoppling av elbilar och smarta nät som ska stabilisera elsystemet och så vidare. Det gemensamma dessa lösningar har är att ingen kan idag säga att dessa fungerar i verkligheten. Därför måste de förnyelsebara energikällorna vila på en hållbar baskraft och vi pratar om att nå ett optimalt elsystem, det vill säga olika produktionsslag ska tillföras i den mängd som ger ett hållbart elsystem som kan klara av alla de tjänster som krävs under årets alla sekunder.

Idag börjar vi närma oss den nivå på vindkraft som är optimal, dels systemtekniskt dels ekonomiskt då för mycket vindel ger alltför instabila priser som äventyrar hela marknadsprissättningen på elmarknaden samt skapar svåra balansutmaningar för befintlig baskraft. Utmaningen för elproduktion är inte att producera elenergi i form av TWh (energi). Utmaningen är istället att nå effektstabilitet med fungerande systemtjänster. Det handlar om möjligheten att tillgodose effektbehovet vid varje tillfälle, frekvensstabilitet, spänningsstabilitet och rotorvinkelstabilitet som motverkar frekvensförändringar som uppstår vid plötsliga händelser.

Svensk Kraftnät har i sin rapport, Långsiktscenarier för elsystemets utveckling fram till 2040, studerat detta närmare. Går man djupare in i analysen så visar den en ökad risk för effektbrist med 100 procent förnyelsebara energislag på el området. Noteras ska också att idag saknar Svensk Kraftnät verktyg att utifrån marknadssimuleringsdata analysera det framtida systemets spänningsstabilitet och rotorvinkelstabilitet. Analyser från Svensk Kraftnät visar, inte oväntat, en kraftig reduktion av rotationsenergin mellan framförallt år 2030 och 2040 i takt med avvecklingen av svensk kärnkraft. Om inte åtgärder vidtas kommer systemets känslighet för störningar att öka. Hög elanvändning i samband med låg tröghet i systemet kan vara problematisk då elanvändningen tenderar att vara mer volatil i höglastsituationer. Det kan leda till att manuell förbrukningsbortkoppling kan bli en vanlig företeelse i framtiden. Det som förut varit mer förutsägbart blir nu mer stokastiskt och variationerna fler och större.

På senare tid har vi fått ett uppvaknande av dessa utmaningar, inte minst nu under sommaren då Svenska Kraftnät bad Vattenfall om att starta Ringhals 1 tidigare än planerat efter revisionsarbetet för att stötta elsystemet i södra Sverige (avser reaktiv effekt för stödtjänster som regionalt behövs för god driftsäkerhet på Västkusten). Här ser vi kärnkraftens styrka att vara ett kraftslag med betydande andel planerbar elproduktion som inte fluktuerar med regn eller blåst. Av den anledningen måste vi ställa frågan. Kommer detta behov att upphöra bara för att vi går in i ett nytt år? Självklart inte och det är en av många anledningar till att beslutet att stänga Ringhals 1 efter sista december i år måste omprövas.

Nuvarande kärnkraftflotta behövs för att vi ska nå en optimal energilösning på elsidan. Det mest fördelaktiga, ekonomiska och tekniska, är att livstidssäkra befintlig kärnkraft så att vi förlänger drifttiden kanske fram till 2050-talet. Men till slut har denna kärnkraftflotta sitt slut och vi måste redan nu ställa oss frågan vad som ska ersätta denna? Inte minst då osäkerheten är mycket stor då ingen med säkerhet kan säga att ett helt förnyelsebart elkraftsystem kommer att fungera.

Att få igång kärnkraftsprojekt liknande dem som vi hade under 70 och 80-talet börjar bli allt mer avlägset. Idag är det inte förbjudet att bygga nytt på befintliga kärnkraftsorter men ingen vill gå in i sådana stora riskprojekt, med all förståelse. Men det finns andra intressanta innovationer som kan utvecklas och till detta måste denna utveckling förberedas av ändring i kärntekniklagen och SSM:s arbete med tillståndsprövning. Idag hoppas flera företag på att kunna erbjuda leverans av små serieproducerade reaktorer med en elektrisk effekt mellan 2 och 200 MW för olika typer av marknader. Genom automatiserad produktion i fabrik beräknas tiden för att bygga och ta en reaktor i drift kunna minska från dagens genomsnitt på̊ sju år ner till två år. Därmed kan man uppnå̊ konkurrenskraftiga kostnader för elproduktion, väsentligt minska investeringsrisker och på ett tidigt stadium åtgärda kvalitetsproblem i leverantörskedjan. Det är absolut inte omöjligt att ersätta befintliga sju svenska reaktorer med 150 små blykylda reaktorer till en uppskattad kostnad på cirka 300 miljarder kronor och betydligt säkrare och billigare än en övergång till "100 procent förnybar" elenergi. Dessa reaktorer skulle kunna installeras i de delar av Sverige där det i dag råder sådan brist på lokal elproduktion att kommuner tvingas tacka nej till ytterligare etableringar av elintensiv industri.

Forskning på KTH har vidare visat möjligheter för att återvinna långlivat högaktivt kärnavfall på ett effektivare sätt än vad som är möjligt i större reaktorer. I små blykylda reaktorer skulle även restaktinider kunna återvinnas, och därmed minska volymen för slutförvaret till en sjättedel, och tiden för slutförvarets funktion från 100 000 år till mindre än 1 000 år. Vad som nu krävs är att politiker och näringslivet stöttar denna utveckling för att nå de tre grundbultar som elsystemet ska vila på.

Lars-Evald Kaliff

Energipolitisk debattör

Janne Wallenius,

Professor på KTH

Project Leader, SEALER

Blykalla/LeadCold