Bengts nya villablogg

Solceller på varje hus i framtiden

Bengts nya villablogg

Kan vi ha en stor mängd sol- och vindkraft i Sveriges elsystem?

Det kom en kommentar på ett tidigare inlägg:

”Mängden solceller och vindkraft kommer dock inte att lösa något problem i elförsörjningen. man måste fortfarande ha kapacitet för att producera el en vindstilla natt. och underhållskostnaden på de kraftverken kommer att vara i princip den samma, Man får således betala för reservkapacitet som inte behöver användas så ofta. Ju mer sol och ju dyrare kommer elen att bli. Dessutom behövs stora generatorer i nätet för stabil elleverans. små producenter som vind och sol kommer således aldrig att vara ett gångbart alternativ förutom som komplement.”

Ligger det något i dessa åsikter? Här några betraktelser i ämnena.

Årets julklapp till regeringen och riksdagens ledamöter

Rapporten ”Är kärnkraften nödvändig för en fossilfri, svensk, elproduktion?” från 2020 borde bli årets julklapp till regeringen och riksdagens ledamöter. Den är skriven av fem professorer och en forskare, däribland Lennart Söder, professor inom elkraftsystem vid KTH, och Tomas Kåberger, affilierad professor vid Chalmers och tidigare generaldirektör för Energimyndigheten. De skriver att

”Den slutsats vi drar är att kärnkraften inte är nödvändig för att vi ska kunna få ett stabilt, säkert och fossilfritt elsystem i Sverige i framtiden. Ett elsystem med stor mängd sol- och vindkraft ser dock annorlunda ut än ett med stor mängd kärnkraft.”

Svaret på rubrikens fråga är alltså ja. Nyckeln till förståelse är ordet ”annorlunda” elsystem enligt författarnas sista mening. Vi behöver befria oss från tankarna att morgondagens elsystem måste se ut precis som idag.

Vindkraft

Olyckskorpar har kraxat tidigare om vindkraft, men de flesta har tystnat nu eftersom det visat sig att de har haft fel. 21 december 2009 kunde man läsa i Ny Teknik att Kungliga Vetenskapsakademiens energiutskott trodde på högst 10 TWh vindkraft i Sverige:

”10 TWh eller 30 TWh? Själva sakfrågan handlar om att Energiutskottet kommit fram till att vindkraftens andel i den svenska elproduktionen av ekonomiska effektivitetsskäl knappast kan överstiga 10 TWh (terawattimmar) på årsbasis medan Kåberger, Alterå och Söder menar att 30 TWh skall vara möjligt.”

Vindkraften passerade 10 TWh redan fem år senare enligt SCB:s statistik.

De optimistiska trodde alltså på 30 TWh vindkraft för 13 år sedan, vilket vi kommer att passera i år. Vindkraften producerade 27,4-27,5 TWh under 2020 och 2021. Hittills i år vindkraften redan producerat ca 27 TWh och Svensk Vindenergi trodde tidigare i år på ca 35 TWh vindkraft under 2022 och att 50 TWh kan passeras 2024.

Solkraft

Solkraft växer så att det knakar, om än från en mycket lägre nivå än vindkraft. Nyckeln till storskalig solkraft är tillståndsfrågor för solcellsparker. Bara i Skåne finns ansökningar på solkraft som skulle kunna öka Skånes elproduktion med 27%.

Reglerkraft

Eftersom vi ifjol hade en självförsörjningsgrad på 99,85% enligt min beräkning och bara behövde importera 251 GWh för eget bruk är behovet av mera reglerkraft en icke-fråga i dagsläget som jag ser det. Sveriges elanvändning är inte i något direkt ökande, den har varit runt 140 TWh under senaste tio åren, se nedanstående diagram, utan det är istället elproduktionen som har ökat som gjort att vi har rekordstora överskott av el som vi exporterar. Vattenkraften räcker väl till som reglerkraft i Sverige i nuläget.

Läs även professor Lennart Söders debattartikel ”Ställ rätt fråga om vindtillgång när det är kallt” från 2017. Han skriver där att

”Ja, vindkraftens produktion varierar, även vid hög elkonsumtion. Men de studier som gjorts hittills ger på intet sätt något stöd för hypotesen att det skulle blåsa mindre vid just dessa tillfällen.”

Mera elproduktion sänker elpriset

I debattartikeln ”Kommuner, säg ja till vindkraft för att få lägre elpriser” från februari 2022 anges att

”Vindkraften är det kraftslag som har klart lägst produktionskostnader, och dess prisdämpande effekt bekräftas i en ny analys av Sweco. Varje TWh vindkraft som tillkommer mellan 2022 och 2025 sänker årsmedelpriset på el med 0,4 öre per kilowattimme (kWh) i Sveriges södra elområden SE3 och SE4, enligt Sweco. Under tidsperioden byggs 20 TWh vindkraft och prispressen i syd blir således totalt 8 öre per kWh.”

Vi har också sett att vi nyligen, 5-6 oktober, hade negativa spotpriser i Sverige när det blåste mycket. Det hände första gången 20 februari 2020 och man tror att det kommer att bli vanligare i framtiden när andelen vindkraft ökar.

När det gäller solkraft är teorin att om det blir hög andel solkraft kommer det att sänka elpriset dagtid under soliga dagar.

En läsvärd artikel är också ”Något har hänt när en åsikt är mer giltig än kunskap” i VLT.

Sveriges årliga elanvändning 2000-2021 enligt statistik från SCB för 2001-2020 och Energimyndigheten (Energiläget i siffror 2022 för år 2000 och pressrelease från Energimyndigheten för 2021).

”Elbrist” och risk för bortkoppling av el

Fick många kommentarer av en läsare i ett inlägg varav några enligt nedan, som gjorde att det behövdes en längre utläggning med mina personliga tankar.

”Jag har undrat hur det kan komma sig att vi kan exportera el, när man hotar med att stänga av elen i södra Sverige. Att talskrivaren har fel vad gäller historiska fakta är beklagligt, men det är inte historien som är intressant nu, utan framtiden.

Som jag uppfattat det så är det el-producenterna som hotar med att stänga av elen i södra Sverige för vissa konsumenter och de är de som nekat Pågens bageri att bygga ut!

Ljuger el-producenterna?”

Verklighetsförankring

Jag tycker det är ett självklart krav med en verklighetsförankrad beskrivning av historien och nuläget från regeringen, vårt politiska högsta styrande organ. Om vi inte kan lita på våra högsta politiker tappar vi tilltron till landets styre. Med sin beskrivning enligt inlägget “Regeringen vilseleder om Sveriges elförsörjning” grundlurar man svenska befolkningen och använder det som ett argument för sin energipolitik. Det var dessutom inte enda märkliga uttalandet vid regeringsförklaringen.  Ulf Kristersson sa också att Sverige blev ”en av världens första, nästan helt fossilfria industrinationer” på 1970-talet. “Som är i stil med att jorden skulle vara platt” var en kommentar i media.

President Trump vill göra kolindustrin stor igen i USA, men han hade inte koll på verkligheten och det gick åt rakt motsatt håll för USA:s kolindustri under Trumps tid som president. Nya regeringen vill göra kärnkraften stor igen i Sverige. De verkar inte heller ha koll på verkligheten, så vi får väl se…

”Elbrist” – Effekt och energi

Även studenter på universitet kan ibland ha svårt att skilja på energi och effekt, vilket är nödvändigt för att förstå fallet Pågen i Skåne. Media använder ofta benämningen elbrist som späder på förvirringen eftersom det är ett tvetydigt begrepp. Det förklaras inte alltid om det handlar om brist på effekt eller energi eller bådadera.

I ett inslag från SVT 2019 förklaras problematiken för Pågen bättre: ”Enligt Eon är det inte tillgången på el som är problemet, utan istället Svenska kraftnäts ledningsnät i Skåne som har bristande kapacitet. Som det ser ut nu är planen att elnätet ska vara utbyggt år 2028, fram tills dess kommer det skånska elnätet att vara begränsat, enligt Eon.”

På vår mikrovågsugn står det bland annat 1 000. När vi trycker på den knappen går den igång med en effekt på 1 000 W = 1 kW, som vi kan kalla kapacitet. Om den körs en timme har vi använt 1 kW*1 h = 1 kWh energi, som vi kan kalla mängd. Men om det skulle vara så att elkablarna till mikrovågsugnen är underdimensionerade så att de bara kan leverera effekten 500 W, skulle vi kunna lösa det genom att köra ugnen två timmar, vi har då använt 500 W*2 h = 1000 Wh = 1 kWh energi. Mängden elenergi finns men inte kapaciteten i elnätet.

I fallet Pågen är det likadant, det finns tillräckligt med elenergi (mängd) men elnätet klarar inte av att leverera tillräckligt hög effekt (kapacitet). Elnätet behöver därför byggas ut, inte bara i Skåne utan också på flera andra håll i landet, och det kommer att ta åtskilliga år.

Bortkoppling av el?

Rop om att ”vargen kommer” hörs i media när det gäller risken för bortkoppling av el i vinter. Svenska kraftnät angav i en pressrelease 31 augusti att ”Risken för bortkoppling av el i vinter har ökat”. För att en bortkoppling ska ske behövs att flera saker inträffa samtidigt: en vinterdag med sträng kyla i hela Sverige, med liten elproduktion från vindkraft (vanligen lite mindre blåsigt vid sträng kyla), att ingen eller inte tillräcklig import är möjlig från utlandet på grund av minskad elproduktion i övriga Europa (man ser en ökad risk för detta), att Ringhals 4 fortsätter att vara ur drift hela vintern (avställningen förlängd till 31 januari) och att vi fortsätter vår elanvändning som vanligt. I den sista punkten ser vi en möjlig lösning som gör att risken för bortkoppling försvinner som jag ser det.

Svenska Kraftnät anger att den “saknade” effekten rör sig om ”200-600 MW under en vinterdag med maxförbrukning. Det skulle motsvara som mesta cirka två procent av den totala elförbrukningen i Sverige.” Om vi skulle spara 2% eller mer av vår elanvändning under de få timmar det rör sig om skulle alltså inte någon bortkoppling behövas. Vi såg att i september minskade Sveriges elanvändning med 4,3% jämfört med september 2021. Svenska Kraftnät skriver ”det är hushållen som står för hela minskningen och lite till, medan övriga elförbrukare – framför allt industrin – ökar marginellt. I siffror är hushållens minskning 18 procent, medan övrigt ökar med 1 procent.”

Jag tror därför att hushållen med enkla åtgärder skulle kunna se till att ingen bortkoppling behövs bara vi får signaler om vilka timmar som är de kritiska. Vi kan då låta bli att använda ugnen, mikrovågsugnen, torktumlare, elbilsladdning, bastu eller annat som drar mycket el, minska belysningen, hålla igen på användningen av varmvatten etc. under de få timmar det är nödvändigt att hålla nere elanvändningen. Det är detta som kallas användarflexibilitet. Media borde därför tala om för hushållen hur man förbereder sig för att spara på el vid dessa tillfällen istället för att skrämma upp folk med ökad risk för bortkoppling.

99,85% självförsörjningsgrad på el 2021

Under 2021 var Sveriges bruttoimport av el 8 269 GWh enigt Svenska Kraftnäts statistik. Men 8 054 GWh var utlandets transitering via Sverige till något annat land. Det betyder att Sverige bara importerade 215 GWh (0,15% av Sveriges elanvändning på ca 140 TWh) för eget bruk i Sverige under 2021. Det gör att Sverige självförsörjningsgrad på el var 99,85% under 2021, om vi bortser från att kärnkraften är helt beroende av import av uran eller kärnbränsle.

Vad göra härnäst?

Mer elproduktion skulle behövas i söder. Den nya regeringen vill enligt Tidöavtalet storsatsa på kärnkraft. Men det kommer rimligen att ta minst tio år innan vi har någon ny kärnkraft i drift. Ny kärnkraft är därför inte någon lösning inom det närmaste årtiondet.

Det är fritt fram att bygga ny kärnkraft, men vem är villig att ta riskerna? Det är långa byggtider där saker kan hända under byggtiden (kärnkraftverket Olkiluoto 3 i Finland som förväntas vara i full drift i december i år blev försenat 13 år när det 17 år efter byggstart togs i drift i år), det rör sig om en investering av skyhöga belopp i något som kan ge intäkter tidigast om tio år, där produktionskostnaden är högre per kWh än för vind- och solkraft samt där villkoren för ny kärnkraft kan förändras under tiden beroende på vilken politik som förs av den sittande regeringen.

Kraftvärme har möjligheter att öka sin elproduktion, vilket bör stödjas. Stora möjligheter finns att snabbt bygga ny vindkraft och solkraft. Här behöver man fundera på tillståndsprocesserna. 76% av alla vindkraftsprojekt stoppades ifjol av veto från kommunerna enligt Svensk Vindenergi. I Skåne finns ansökningar på solkraft som skulle kunna öka Skånes elproduktion med 27%. Men eftersom solcellsparkerna är tänkta att byggas på jordbruksmark säger länsstyrelsen i Skåne nej och det har blivit långdragna processer med överklaganden som gått till mark- och miljödomstolen och mark- och miljööverdomstolen för avgörande. Här behöver vi tänka till för att lösa dessa konflikter när regioner önskar mer elproduktion men samtidigt säger nej till utbyggnad av vind- och solkraft, som är de främsta kraftslagen som kortsiktigt kan ge ett rejält tillskott till Sveriges elproduktion. När det gäller solcellsparker är “agrivoltaics” en intressant lösning där jordbruk och solelproduktion samsas på samma mark och som skulle kunna lösa markkonflikten.

Den absolut snabbaste och billigaste åtgärden är att vi ser över vår elanvändning. Regeringen bör kraftigt stödja åtgärder för energieffektivisering. Hushållens kraftigt minskade elanvändning under september i år visar att det finns stora möjligheter att spara el. Det är måhända ett tecken på att elen tidigare varit så billig att vi inte behövt bry oss så mycket om hur stor vår elanvändning är. Men med de mycket höga elpriser vi har fått har det blivit en väckarklocka för alla elköpare. Att införa ett högkostnadsskydd för elanvändningen skulle dock motverka drivkraften att spara på el, så här gäller det att tänka till hur en sådan ska utformas.

Det finns lösningar för framtiden. Men vi kan inte ensidigt sätta vårt hopp till ny kärnkraft och tro att jultomten kommer med en lösning nästa årtionde. Vi måste stödja alla åtgärder som kan göra skillnad nu och inom de allra närmaste åren.

Nya regeringens Tidöavtal undermåligt på energi och klimat

”Direktiv samarbetsprojekt Klimat och energi” i nya regeringens Tidöavtalet, som släpptes idag, omfattar 6,5 sidor av det 62 sidor långa dokumentet. Drygt fem sidor handlar om energi medan klimat bara får en dryg sida.

När det gäller elproduktion vill man storsatsa på kärnkraft, ge skattelättnader för kraftvärme, pausa omprövning av miljötillstånden för vattenkraft, stoppa stöd till elnätanslutningar för havsbaserad (felstavat “vindbaserad” i avtalet) vindkraft och för solenergi vill man se över kraven för bygglov för ”integrerade solceller”. Man vill dessutom förstärka stöden för energieffektivisering till privatpersoner, pausa utbyggnaden av exporterande elkablar, ge högkostnadsskydd till ”drabbade hushåll och företag” på grunda av höga elpriser och vill på sikt ha ett elprisområde i Sverige,

Under klimat ska politiken ”stämmas av mot forskningen och baseras på fakta”. Här återkommer att stötta ny kärnkraft och man vill ha ett program för internationella klimatinvesteringar, bygga ut laddinfrastrukturen, förenkla och förkorta miljötillståndsprövningen och utforma styrmedel för koldioxidinfångning.

Förnybar energi styvmoderligt behandlad

Någon sa på radion att det var en mörk dag idag och åtminstone gäller det för Tidöavtalets ambitioner för klimat och energi. Tidöavtalet är ett mycket andefattigt dokument när det gäller förnybar energi. Det räcker med att titta på rubrikerna för att inse det. Här nämns ”ny kärnkraft”, ”bättre förutsättningar” för kraftvärme och vattenkraft, men för vind och sol får man nöja sig med rubrikerna ”vindkraft” och ”solenergi”. Med andra kan vi inte förvänta oss en politik som ger bättre förutsättningar för vind och sol. Myntade under Almedalsveckan i år att det är som att tro på jultomten att tro på ny kärnkraft inom en nära framtid. Ny kärnkraft i drift i Sverige lär vi inte se inom det närmaste årtiondet. Forskningen som sammanställts av FN:s vetenskapliga klimatpanel IPCC säger att vi måste minska världens koldioxidutsläpp drastiskt till 2030. Med den tidshorisonten är kärnkraft inte lösningen så nya regeringen verkar inte leva som man lär när man säger att politiken ska ”stämmas av mot forskningen och baseras på fakta”.

I inledningen sägs två gånger att nya regeringen har som mål att ”återupprätta elsystemet”. Lever vi i samma land? Sverige har aldrig har haft så gott om el som idag. Ifjol var nettoexporten av el från Sverige 25,6 TWh, vilket var 15% av den svenska elproduktionen på 166 TWh. I år har utländsk media uppmärksammat att Sverige under första halvåret med 16 TWh var den största elexportören i Europa. Ser i skrivande stund 22:15 att Sveriges nettoexport av el är 4,99 GW, vilket är dryg 29% av den totala elproduktionen på 16,92 GW enligt Svenska kraftnäts kontrollrummet. En prognos från Svensk vindenergi är att vindkraften i år förväntas producera rekordhöga ca 35 TWh och den kan passera 50 TWh under 2024. Solkraft går mot nytt rekordår under 2022, om än från en mycket blygsammare nivå än vindkraft, men potentialen för solkraft är stor även i Sverige.

Energi

Rubrikerna i Tidöavtalet är

  • Förutsättningar för investeringar i ny kärnkraft
  • Utred återstart av planerbar elproduktion i södra Sverige
  • Nytt energipolitiskt mål
  • Nya regler för elmarknaden
  • Styrning av myndigheter, statliga verk samt ny forskningsinriktning
  • Lagändringar för ny kärnkraft
  • Bättre förutsättningar för kraftvärmen
  • Bättre förutsättningar för vattenkraften
  • Vindkraft
  • Solenergi
  • Energieffektivisering
  • Högkostnadsskydd, stöd till energibesparing och sänkta elpriser
  • Energimyndigheten

När det gäller solenergi är skrivningen endast tre meningar enligt nedan. Magrare, mer ambitionslös och mera okunnig skrivning om denna expansiva bransch önskemål är det svårt att tänka sig. Fick idag ett mail från två 14-åriga högstadietjejer som var mer innovativt när det gäller användning av solenergi än den nya regeringens Tidöavtal.

”Teknikutvecklingen för solceller är just nu mycket snabb. Kravet på bygglov för integrerade solceller ses över. Inom ramen för energiforskningen avsätts medel för att utveckla metoder att återvinna uttjänta solceller.”

Med integrerade solceller menas väl byggnadsintegrerade solceller. Det installeras redan många solcellsanläggningar på byggnader, i år har antalet solcellsanläggningar på byggnader passerat 100 000 i Sverige. Att se över kraven på bygglovet för byggnadsintegrerade solceller kan visserligen vara bra, men det är långt ifrån det önskemål som står högst upp på listan från solcellsbranschen. Det är inte heller det största hindret för en större marknad för byggnadsintegrerade solceller och skulle därmed inte ge något större lyft för solelproduktionen i Sverige. Förslaget om forskning på återvinning kommenteras under rubriken forskning.

Läs mer i Tidöavtalet.

Klimat

Rubrikerna i Tidöavtalet är

  • Översyn av stöd och styrmedel för ökad effektivitet
  • Laddinfrastrukturen byggs ut
  • Miljötillståndsprocesserna förenklas och förkortas
  • Förslaget om CCS (koldioxidinfångning) genomförs

Läs mer i Tidöavtalet.

Forskning

Som solcellsforskare vid Mälardalens universitet noterar jag Tidöavtalets skrivningar om forskning när det gäller energi och klimat:

  • ”Där så är relevant bör nära samverkan med svenskt näringsliv, den offentliga sektorn samt civilsamhälle och forskning eftersträvas”.
  • ”Energiforskningen ska inriktas på att möjliggöra en effektiv klimatomställningen och att stärka svensk konkurrenskraft. En ny energiforskningsproposition läggs fram som innebär att energiforskningen läggs om i grunden, för alla fossilfria energislag där kärnkraften har en självklar plats.”
  • ”Inom ramen för energiforskningen avsätts medel för att utveckla metoder att återvinna uttjänta solceller.”
  • ”Klimat… Politiken måste stämmas av mot forskningen samt baseras på fakta.”

Man kan undra vad man tänker sig när det gäller att lägga om energiforskningen ”i grunden”. Vi kan nog utgå att man vill öka stödet till forskning inom kärnkraft. Vad det innebär för forskning inom förnybara energi framgår inte. Att man för solenergi vill stödja att utveckla metoder för att återvinna solceller har sitt värde, men det ger ingen ny elproduktion och det är märkligt att detta är det enda detaljområde man pekat ut inom energi och klimat.

Om man ska tolka solceller bokstavligt är det dessutom inte lätt i praktiken att återvinna just solcellerna och kanske inte ens intressant att efter 25-30 år eller så utvinna uttjänta solceller med betydligt lägre verkningsgrad än nya. Däremot är det bra att återvinna övriga material i en solcellsmodul som aluminiumram, glas, polymera material etc. Var 2020 handledare för Stephanie Andersson som gjorde examensarbetet ”Återvinning av solcellsmoduler i Sverige – En undersökning av de energitekniska, ekonomiska och politiska förutsättningarna” vid dåvarande Mälardalens högskola, som i år blivit universitet. I rapporten skriver Stephanie att ”Inom den Europeiska unionen regleras förbrukade moduler inom WEEE-direktivet som kräver att 85% av solcellsavfallet samlas in varav minst 80% av det insamlade avfallet ska förberedas för återanvändning eller materialåtervinning.”