För att svenska företag ska kunna göra den stora omställningen till fossilfritt krävs ett robust elsystem som klarar det ökade elbehovet. Inom forskningsprojektet Nepp (North European Energy Perspectives Project) pågår ett projekt där man analyserar ny elproduktion på kort och medellång sikt, vilket till stor del bygger på modellering.
Detta delprojekt pågår fram till sommaren och på ett seminarium arrangerat av Fossilfritt Sverige den 17 januari presenterades nya resultat från projektet.
Lisa Göransson, docent på Chalmers, leder den ena forskargruppen och hon visar på två fall från deras beräkningar.
– I båda fallen har vi antagit att efterfrågan 2035 är 250 TWh. Det betyder att vi då har ställt om cementindustri, stålindustri, raffinaderier och plastindustri. Vi har också nya batterifabriker och elektrobränsleanläggningar i Sverige. Men vi har samtidigt antagit att vi inte exporterar järnsvamp. Det betyder att vi har en utplanande efterfrågan efter 2035, säger Lisa Göransson.
– I båda fallen har vi också antagit en livstidsförlängning på kärnkraften på 20 år. I ena fallet har vi räknat med att det till 2040 kommer in 3 GW och till 2050 ytterligare 3 GW kärnkraft. Det vi har tittat på i dessa beräkningar är hur vi under dessa omständigheter kan möta efterfrågan på el, värme och vätgas till lägsta kostnad för samhället.
Stor andel vindkraft
Resultatet visar att i båda beräkningarna finns det en stor andel landbaserad vindkraft och den kommer att fördubblas från dagens nivå på 50 TWh till 100 TWh till 2035. Det innebär en utbyggnadstakt på samma nivå som var i Sverige under perioden 2021 till 2023.
2035 ser vi att efterfrågan på el på årsbasis till 50 procent möts av existerande vattenkraft och kärnkraft, medan resterande andel är väderberoende elproduktion.
– Denna utbyggnad är viktig för att vi ska få el till en låg kostnad. Men om vi tittar på sikt så är det inte så viktigt om utbyggnaden av vind sker på land eller till havs, säger Lisa Göransson.
Analyserna visar också att solel får en mer betydande roll i det svenska elsystemet fram till 2035, men investeringarna i sol och vindkraft till havs blir något lägre i det scenario där kärnkraften kommer in 2040.
–2035 ser vi att efterfrågan på el på årsbasis till 50 procent möts av existerande vattenkraft och kärnkraft, medan resterande andel är väderberoende elproduktion. När vi gör beräkningar ser vi att ett elsystem med den produktionsmixen kan möta efterfrågan varje timme. Det gör vi tack vare flexibilitet i vattenkraft och i sektorskopplingar, säger Lisa Göransson och fortsätter:
– Vi ser att vi redan till 2035 får vi investeringar i vätgaslagring och värmelagring i södra Sverige för att hantera dessa variationer. Vi kommer att se motsvarande satsningar i norra Sverige, men något senare.
Varierande elpriser
I projektet har man också undersökt vad kostnaderna blir för denna elproduktion.
– Där kan vi se att vi har varierande elpriser 2035 och det är också det som driver investeringar i flexibilitet. Det betyder inte att vi har en massa osäkerheter som inte går att hantera. Prisskillnaderna drivs av variationer i vinden och vet vi statistiskt hur vinden blåser kan vi därmed ta investeringsbeslut utifrån detta, säger Lisa Göransson.
– I fallet med ny kärnkraft har vi något högre elpriser till 2035. Det beror på att investeringarna i annan produktion och lagring är lägre i väntan på ny kärnkraft. Men om vi tittar på 2050 så blir medelpriset med kärnkraft lägre, för då har vi mer elproduktion med kärnkraft. Elpriset är känsligt mellan matchningen mellan elproduktion och efterfrågan, så det är en utmaning att jobba så att man tajmar produktion och efterfrågan för att få till ett bra elpris över tid.
I scenariot med hög efterfrågan krävs att elpriserna ökar till cirka 55 euro/MWh för att investeringar i ny vindkraft i närtid ska vara attraktiva och bli av.
Stor efterfrågan på vindkraft
Även konsultfirman Quantified Carbon har gjort analyser inom Nepp och de har gjort liknande antaganden som Chalmers vad gäller efterfrågan. De har gjort analyser på två scenarier, dels ett med hög efterfrågan (280 TWh/år till 2040), dels ett med fördröjd efterfrågan (200 TWh/år till 2040). I båda fallen har man antagit att all tillkommande efterfrågan kan anslutas och kunderna är villig att betala elen oavsett pris.
Vid scenariot med hög efterfrågan visar deras analyser att det kommer att ske en stor efterfrågan på landbaserad vindkraft.
– I scenariot med hög efterfrågan ser vi en stor utbyggnad av landbaserad vindkraft. Detta oavsett om vi får ny kärnkraft 2040 eller inte. Utbyggnadstakten är samma som i Chalmers scenario, säger Carl Hellesen, teknikchef på Quantified Carbon.
– I scenariot där efterfrågan är långsammare de närmaste tio åren ser vi inget behov av ny vindkraft de kommande fem åren, därför att dagens överskott av elproduktion räcker.
Om efterfrågan ökar först om tio år och det finns ny kärnkraft 2040 så kommer vindkraftsutbyggnaden inte vara lika stor under 2030-talet.
Quantified Carbon har även studerat vad de olika utbyggnadsplanerna får för inverkan på elpriserna.
– I scenariot med hög efterfrågan krävs att elpriserna ökar till cirka 55 euro/MWh för att investeringar i ny vindkraft i närtid ska vara attraktiva och bli av.
– Om vi lägger på ny kärnkraft till 2040 så ser vi däremot ingen skillnad i elpriserna. Det skiljer vår studie från Chalmers, men vi har en annan efterfrågekurva. Vi ser också lägre priser med kärnkraft på längre sikt, säger Carl Hellesen.
Det är viktigt att påpeka att vi inte ser någon större påverkan på vindkraftsutbyggnaden i närtid ifall man bygger kärnkraft på längre sikt, men det bygger på en perfekt marknad utan några osäkerheter.
Kärnkraften påverkar inte vindkraftsutbyggnaden
I analysen med en fördröjd efterfrågan på el behövs ingen ny elproduktion i närtid och priserna blir låga tack vare dagens överskott på el.
– Det är viktigt att påpeka att vi inte ser någon större påverkan på vindkraftsutbyggnaden i närtid ifall man bygger kärnkraft på längre sikt, men det bygger på en perfekt marknad i vår modell utan några osäkerheter, säger Carl Hellesen.
Under seminariet diskuterades även frågor som industrins roll i elsystemet och hur elmarknaden ska utformas och Fossilfritt Sveriges nationella samordnare Svante Axelsson avslutade med att lyfta fram de viktigaste delarna.
– Den största insikten är att vi har ett behov av en tempoökning av ny elproduktion och vindkraft på land är det stora svaret för hur vi ska möta denna efterfrågan. Hur snabb utbyggnaden kommer att ske vet vi inte exakt, men vi ligger illa till i Skåne och Västra Götaland av olika skäl, medan Norrbotten har andra utmaningar så där finns ett behov, säger Svante Axelsson.
– Det finns en enighet kring vindkraftfrågan oberoende av utbyggnaden av kärnkraften. Det gör att vi inte blir paralyserade utan kan ta kortsiktiga beslut för att bygga ut ny elproduktion i väntan på de långsiktiga besluten.
Han lyfter också fram att det utvecklas nya smarta flexibilitetslösningar som inte är på plats än, men som har en potential att kapa effekttopparna och därigenom får man en större tillgänglighet av den väderberoende produktionen.
– Mycket tyder på att flexiblitetslösningar kommer få en allt viktigare roll i det svenska energisystemet – både på kort och lång sikt, avslutar Svante Axelsson.
Lyssna på hela seminariet här.
Ann-Sofie Borglund
