Lennart Söder slår Svenska Kraftnät och Kungliga Vetenskapsakademien på fingrarna

Under sommaren för fyra år sedan publicerade professorn i Elektriska Energisystem KTH,Lennart Söder, en studie om behov av reglerkraft och överföringskapacitet ”På väg mot en elförsörjning baserad på enbart förnybar el i Sverige Version 4.0”: http://kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:727697/FULLTEXT01.pdf

 

Det är en studie som är förvånansvärt aktuell idag och en otroligt träffsäker spådom. Studien är på 90 sidor och faktafylld. Dagens verklighet visar hur rätt han hade.

Lennart Söder visar i denna studie på ett självklart och enkelt sätt hur Sverige utan svårigheter med känd teknik kan gå över till helt förnybar el i Sverige. Lennart Söder visar hur vi, utan dramatiska förändringar av behovet av reglerkraft jämfört med idag, kan integrera 60 TWh vind- och solkraft i elproduktionen. Behovet av reglerkraft betyder kraftsystemets förmåga att följa med nettoförbrukningen timme för timme. Nettoförbrukningen är den förbrukning som övriga kraftverk inom eller utom landet ska klara av.

Anledningen är att vindkraftens variation från timme till timme är relativt liten, under ca 10 % av installerad effekt, medan elförbrukningens variation är betydligt större. Även med 12 000 MW vindkraft blir det inga dramatiska förändringar av reglerbehovet. Ju mer vindkraft som produceras, desto lägre körs vattenkraften vilken därmed kan öka om vindkraften skulle minska.

Dessa 60 TWh motsvarar ca 40 % av elproduktionen och motsvarar också ungefär kärnkraftens elproduktion.

Lennart Söder går också igenom begreppet ”effektvärde” vilket är centralt för dimensionering av ett kraftsystem och påvisar därigenom de missuppfattningar som gjorts om tidigare analyser gällande behovet av extra kapacitet för att klara situationer med låg vind- och solkraft.

Lennart Söder visar att det svenska transmissions-systemet kan klara överföring av stora mängder sol- och vindkraft. Det är inte frågan om det går att klara av utan frågan om hur man bör hantera överföringen av den förnybara kraften. I studien har man räknat med 48 TWh vindkraft och 12 TWh solkraft. Intressant är att verkligheten ibland överträffar planerna. Redan år 2021 räknar Svensk Vindenergi med att dagens beställda vindparker  ska kunna producera ca 30 TWh elkraft. Jag tror att det är mer än vad Lennart Söder anade år 2014.

Studien visar också att vindkraftländer som Portugal, Irland, Danmark och Spanien hanterar procentuellt mycket större vindkraftmängder än Sverige kan få på många år.

Den genomsnittliga svenska  vattenkraftproduktionen under de senaste 50 åren är ca 66 TWh och lagringskapaciteten i vattenmagasinen är 33 TWh. Kärnkraften har under de senaste åren producerat ca 60 TWh. I övrigt producerar kraftvärmen el och särskilt under vintertid.

Elförbrukningen har under de senaste  åren legat relativt stilla en bit under 140 TWh och var under 2017 134 TWh. Lennart Söder räknar i sin studie med att elförbrukningen är 139 TWh.

Sverige hade 2014 en importkapacitet om 9.685 MW. Vattenkraftens installerade effekt är 2014 16.197 MW. Svenska kraftnät handlar varje vinter upp den sk Effektreserven  med maximalt 1.750 MW.

Svensk Energi dvs nuvarande Energiföretagen trodde att vindkraften maximalt skulle kunna byggas ut till 17 TWh år 2020. Idag står det klart att vindkraften kommer att nå ca 30 TWh år 2021.

Svenska kraftnäts sammanställning av påbörjade/tänkta vindkraftprojekt  2012 indikerar en effektsiffra om 45.000 MW vilket innebär en vindkraftproduktion om 100 TWh.

Lennart Söders studie med 12 TWh solelproduktion innebär en total installerad effekt om 12.788 MW.

Gällande kraftvärmen antas den öka med 50% från år 2011(Håkan Sköldberg 2013) och ger då 4.375 MW maximal effekt.

I sin studie räknar Lennart Söder inte med balansering från vågkraft, värmekraft, kondenskraft, flexibilitet från elbilar, smarta elnät, effektivare energianvändning, elimport eller användning av biogas via vindkraftselektrolys.

Gällande toppeffekt när vattenkraft, vindkraft, solkraft och kraftvärme inte räcker till visar Lennart Söder att det är en mycket liten del av årets timmar som kräver toppeffekt. Mindre än 1 % av energin går till toppeffekt.

Under dessa timmar kan gasturbiner med som mest 5000 MW användas. Gasturbiner är en existerande teknik som kan drivas med exempelvis biogas.

Alternativa metoder för att klara toppeffekten är extra effektutbyggnad i vattenkraftverk, vilket visat sig kunna ge 4.900 MW, eller import eller extra” kondenssvans” i kraftvärmeverk dvs ren elproduktion utan värmeproduktion eller inmatning från elbilar vid hög förbrukning eller ellagring t ex batterier, pumpkraftverk, saltlager eller bränsleceller. Vi vet idag att efterfrågeflexibilitet kan ge ytterligare  8000 MW effekttillskott.

I början av 2014 var total installerad effekt i svensk kärnkraft 9.531 MW. Idag 2018 är maximal kärnkrafteffekt 8.618 MW. För 48 TWh vindkraft per år visar Lennart Söder att en motsvarande maximal vindkrafteffekt kan vara 15.880 MW och gällande vattenkraften räknar han med en maxnivå om 12.951 MW.

I sina datakörningar räknar Söder i Case A: Energibalans för hela landet med: 139,2 TWh elanvändning per år. Kärnkraft 0 MW, Vindkraft 15.633 MW, Solkraft 9.091 MW, Vattenkraft 12.951 MW, Toppeffekt 5.082 MW, Kraft värme 4.126 MW och industriellt mottryck 1.240 MW.

Total effekt blir 48.123 MW.

Lennart Söder beskriver också den överföringskapacitet som finns mellan de fyra elområdena och menar  att det behövs att Svenska kraftnät genomför de redan planerade förstärkningarna. Med  nya kraftledningar enligt Svenska Kraftnäts plan från 2012 blir maximal överföringskapacitet genom Snitt 1 5000 MW vilket är det som behövs i både Case A och Case B.

 

Svenska kraftnäts rapporter

Lennart Söder visar också att ju mer vindkraften producerar desto mer reserver finns det. Stark produktion i vindkraften gör att fler andra kraftverk körs på låg nivå och dessa kraftverk kan då öka produktionen om det mojnar. Mer vindkraft ger större behov av reserver men man kan därmed inte dra slutsatsen att detta i sig leder till behov av utbyggnad! Detta är inte beaktat i Svenska Kraftnäts rapport.

Förutom detta skriver Lennart Söder om SvK-rapporten: För ”extra primär-regleringsreserv” har SvK tagit fel siffra från en annan rapport från 2005(250 MW istället för 20 MW för 4000 MW vindkraft).

SvK har adderat olika typer av reserver trots att 4h-reserver är en del av 24h-reserver, dvs de bör inte adderas. 24h-reserver är huvudsakligen en elmarknadsfråga då kraftverk i Norden kan startas betydligt snabbare än 24h. I praktiken behövs endast reserver med en kortare tidshorisont då vindprognoserna är bättre.

 

Kungliga Vetenskapsakademiens Energiutskott

KVA:s Energiutskott har i rapporter kommenterat möjligheterna att integrera vindkraft i kraftsystemet. Till viss del bygger de sin analys på feltolkningar av Svenska kraftnäts rapport från 2008.

Lennart Söder skriver: Den mest förvånande slutsatsen är hur man från en vetenskaplig organisation kan komma fram till en ”gräns” om 10 TWh vindkraft i Sverige. Man kan förvänta sig av en så välkänd organisation som KVA att man

-Endera menar en ”teknisk gräns”, men då måste man beskriva konsekvenserna av att ha mer än 10 TWh. En sådan beskrivning saknas.

-Eller också menar man en ”ekonomisk gräns” dvs att vid 11 TWh vindenergi per år blir det orimligt dyrt jämfört med 9 TWh vindenergi per år. En sådan beskrivning saknas också.

 

Min personliga reflektion är: Ska man börja betrakta Kungliga Vetenskapsakademien på samma sätt som numera ökända Kungliga Svenska Akademien?

De är båda Kungliga Akademier och jag tror inte att likheten stannar där.

Att däremot Svenska Kraftnät inte kan räkna visste jag sedan tidigare.

 

Lennart Söder skriver också att den största utmaningen i det svenska och nordisk elnätet för närvarande är när man får ett snabbstopp i ett kärnkraftverk. När detta händer(vilket sker ungefär en gång per år i varje kärnkraftverk) så försvinner momentant en elproduktion om ungefär 1000 MW.

Min personliga reflektion: När kärnkraften är avvecklad försvinner detta problem och vindkraftens- och solkraftens variationer är mycket  ”mildare” oavsett hur mycket vi bygger ut de förnybara energikällorna.

 

Lennart Söder visar också, med hänvisning till länder med mycket stor andel vindkraft, att det inte är några som helst problem ur reglersynpunkt att ha minst 75 % ev elproduktionen från vindkraft och solkraft.

 

 

Civilingenjör Lars Sundström SunToEarth

Bilden: Solkraft från Värmdö med olika vinklar

Kommentera

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.