”Kraftsystemet är nu i starten på det som är den största och snabbaste förändringen som skett sedan det började byggas upp för mer än 100 år sedan”, skriver Svenska kraftnät (Svk) i sin nya systemutvecklingsplan för kommande tioårsperiod, 2022–2031.
Planen, som publiceras vartannat år, går igenom elsystemet i sin helhet, hur utmaningarna ser ut idag och vad som görs för att hantera läget. Den nya planen har underrubriken ”Vägen mot en dubblerad elanvändning”, vilket signalerar en förändring sedan den förra planen från 2019. Då var prognosen att elanvändningen 2045 skulle landa på max 180 TWh – i den nya planen ligger den högsta prognosen på 286 TWh.
Sedan 2019 har energilandskapet fortsatt att ritas om: Ringhals 1 och 2 har lagts ner samtidigt som vindkraften fortsatt att växa kraftigt liksom antalet installationer av solel och laddplatser.
– Det går väldigt fort nu och marginalerna minskar successivt. Det är nya utmaningar som uppstår när stora produktionsanläggningar med stor tröghet ersätts med väderberoende förnybar el och en större mängd kraftelektronik installeras i systemet, säger Ulf Moberg, teknisk direktör på Svenska kraftnät.
– Det handlar inte bara om att som tidigare upprätthålla spänning och frekvens, utan det blir också nya fenomen som oönskade interaktioner och resonanser som påverkar kraftsystemets stabilitet och robusthet.
Bred palett av åtgärder
För att möta utvecklingen och upprätthålla stabilitet och driftsäkerhet arbetar Svk med en bred palett av åtgärder. Bland annat har man successivt byggt på marknaden för stödtjänster där man kan erbjuda resurser som kan leverera snabb aktiv effekt för att stötta systemet när frekvensen svänger. Under hösten presenterade Svk ytterligare stödtjänster, bland annat kopplade till reaktiv effekt och spänningsreglering som ska börja tas fram under 2022. Dessutom har Svk under hösten installerat en så kallad Statcom-anläggning, en statisk kompensator, i Stenkullen i Lerums kommun. Anläggningen ska även den bidra med reaktiv effekt och spänningsreglering.
En stor del av energidebatten det senaste året har handlat om den bristande överföringskapaciteten mellan norra och södra Sverige, vilken också spätt på prisskillnaderna mellan de olika elområdena.
Den nya – och försenade – Sydvästlänken (1 200 MW), som invigdes under sensommaren, har bidragit till ökad stabilitet och mer kapacitet. Men den har inte kunnat gå för fullt, vilket också bland annat beror på de ändrade produktionsförhållanden i södra Sverige och nya handelsflöden i öst-västlig riktning. För att klara ett stort bortfall måste det finnas resurser för att klara att återställa systemet och ett verktyg är då att sänka kapaciteten i överföringen för att kunna ha plats med mer effekt om det skulle behövas.
– Vi måste ha reserver för att kompensera för eventuellt bortfall, både när det gäller frekvens och spänning, konstaterar Ulf Moberg.
Investerar 100 miljarder kronor
Samtidigt fortsätter arbetet med att förstärka och förbättra stamnätet. Mellan 2022 och 2031 investerar Svenska kraftnät runt 100 miljarder kronor i elsystemet, det handlar bland annat om att bygga 250 mil elnät och 70 nya stationer. Till exempel en tredje 400 kV-ledning mellan norra Sverige och Finland, en ny likströmsförbindelse med Tyskland och starten av det stora paketet NordSyd som ska stärka överföringen mellan elområde 2 och 3 i mellersta Sverige.
Ändå är vi bara i början av utvecklingen. Fram till 2045 beräknas elanvändningen i Sverige fördubblas, drivet framför allt av den snabba elektrifieringen av industrin och transportsektorn.
På Svk:s bord ligger nu ansökningar om att ansluta ny elförbrukning på totalt 22 000 MW, varav 10 000 MW i norra Sverige (där dagens eleffekt ligger på 2 000 MW). Samtidigt finns det många som vill producera ny el: totalt har Svk ansökningar på 170 GW (170 000 MW) i ny elproduktion, varav cirka 116 GW i havsbaserad vindkraft.
Fyra scenarier till 2045
I sin långsiktiga marknadsanalys från våren 2021 tog Svk fram fyra scenarier för att se hur den snabba utvecklingen kan mötas där spannet i elanvändningen 2045 går från 174 till 286 TWh.
– Det är väldigt svårt att veta vad vi ska rikta in oss på, men det ser ut som att vi går mot scenarier med störst förbrukning. Vi måste ta höjd för det och har redan börjat med flera större nätprojekt i Norrland där användningen kommer öka mest, säger Ulf Moberg.
I de två scenarier med högst elanvändning (se faktaruta) inkluderar den ena kärnkraft (Elektrifiering planerbart), medan den med högst användning utgår från helt förnybar elproduktion (Elektrifiering förnybart). De modellanalyser som Svk gjort visar att det blir stora underskott, framför allt i scenariet Elektrifiering förnybart.
En helt nödvändig del för att klara utmaningen, oavsett scenario, blir att använda flexibilitetsåtgärder, till exempel att olika aktörer kan bidra med extra effekt vid toppar eller att industrier kan gå ner i förbrukning. Utan sådana åtgärder kan läget bli problematiskt till 2035, enligt systemplanen, och ”ohållbart” till 2045.
Den stora utmaningen blir att klara effekten. Det kommer bli fler och fler timmar som blir ansträngda.
Utan flexibilitetsåtgärder blir det närmare 900 timmar (10 procent av tiden) med effektunderskott i scenariet Elektrifiering förnybart. I scenariet Elektrifiering planerbart blir det drygt 200 timmar med effektbrist. Men med flexibilitetsåtgärder kan dock effektbristen minska till 40 resp 0,5 timmar i respektive scenario.
”Fler ansträngda timmar”
Svk har även gjort en analys för att se hur effektbristen vid topplasttimmen kan se ut 2045 i olika scenarier och även där blir det stora underskott – runt 6 800 MW med förnybar el mot 1 100 MW med planerbar produktion.
– Den stora utmaningen blir att klara effekten. Det kommer bli fler och fler timmar som blir ansträngda. Vi får en elberoende industri som kommer lyfta hela efterfrågekurvan under årets alla timmar.
I Systemutvecklingsplanen är en av slutsatserna att ”ett tillskott av planerbar elproduktion är en förutsättning för att elektrifieringsplanerna inom olika industrisektorer ska kunna bli verklighet”.
– Flexåtgärderna kommer att vara viktiga på marginalen för att kapa effekttoppar. Men de räcker inte. För att klara omställningen krävs det ny planerbar produktion och utifrån vårt perspektiv bör den placeras i södra Sverige, konstaterar Ulf Moberg.
Vilken typ av produktion bör det vara?
– Det ska vara fossilfri planerbar produktion, men exakt vilket kraftslag det är kan vi inte ha synpunkter på. Det kan vara kärnkraft, men det kan också vara kraftvärme eller biogasturbiner, eller kanske vätgasturbiner i framtiden., säger Ulf Moberg.
– För att uppnå detta behöver elmarknaden justeras så att det skapas incitament för den här typen av produktion. Särskilt nu när den väderberoende produktionen tar ytterligare fart genom den havsbaserade vindkraft som är på ingång. Det kan påverka lönsamheten för den planerbara produktionen.
Ur systemperspektiv hamnar dock den havsbaserade vindkraften på rätt ställe påpekar Ulf Moberg:
– Den kommer in på rätt ställen i förhållande till hur behoven ser ut, men vindkraften behöver involveras mer i elsystemet. Den bidrar inte till stabiliteten idag, men det måste den göra i framtiden – och det finns det nog goda möjligheter till, säger Ulf Moberg.
Svenska kraftnäts fyra scenarier till 2045
Här kan du läsa Svenska kraftnäts Systemutvecklingsplan 2022–2031.
Johan Wickström
