Sveriges långsiktiga klimatmål innebär att vi år 2045 inte skall ha några nettoutsläpp av växthusgaser. För att nå detta mål måste fossil energi i princip ersättas av annan energi. Dessutom behöver en del industriella processer, exempelvis ståltillverkning, ställas om till fossilfrihet. Att åstadkomma detta kräver en storskalig elektrifiering baserad på fossilfri el. Tillgången till bioenergi är sådan att denna endast i begränsad utsträckning kan bidra till ytterligare ersättning av fossila bränslen.

Något som däremot skulle kunna komma att få betydelse är utveckling av metoder för storskalig koldioxidinfångning vid källan med efterföljande lagring. Med sådan teknik skulle det exempelvis vara möjligt att producera el utan koldioxidutsläpp, även om den inte är ”fossilfri”. Vi är dock inte där och med hänsyn till hur akut och allvarligt problemet så kan vi inte agera (eller avstå från att agera) utifrån förhoppningar på en lösning som inte existerar i praktisk form i stor skala.

Läs även: Skogkär: Regeringen är inmålad i vindkraftshörnet

En storskalig elektrifiering har fram till helt nyligen förutsatts ske helt baserat på utbyggnad av vind och solkraft. Kärnkraft skulle kunna utgöra en mycket viktig del i denna utbyggnad, men hittills har besluten gått i motsatt riktning. Från toppen i början på 2000-talet har produktionen av el från kärnkraft minskat med närmare 30 procent i Sverige(2). Så sent som 2019 respektive 2020 stängdes två reaktorer.

Den nuvarande regeringen har dock i motsats till tidigare regeringar uttryckt ett betydande intresse även för kärnkraft. Detta har bland annat tagit sig uttryck i att riksdagen i enlighet med regeringens förslag beslutade att det energipolitiska målet för elproduktionens sammansättning innebär 100 procent fossilfri elproduktion år 2040. Skrivningen angående detta ändrades därmed från ”förnybar” till ”fossilfri” el. Det senare innebär att också el från kärnkraft kan inkluderas. Kärnkraftens framtid ser onekligen bättre ut idag än för ett år sedan. Fast det är tveksamt om det kommer att byggas någon ny kärnkraft så länge det inte finns en stabil politisk majoritet för detta. Det är således fortfarande högst aktuellt att fråga sig om samhällets behov av el kommer att kunna tillgodoses om nytillskott av produktion begränsas till sol och vind.

Framtida behov av och produktionskapacitet för el

Energimyndigheten har på uppdrag från regeringen tillsammans med Svenska kraftnät gjort en bedömning av Sveriges elbehov fram till 2045. Situationen är av naturliga skäl svårbedömd. Man anger olika möjliga nivåer, vilka skiljer sig kraftigt åt. Den övre nivån som motsvarar en storskalig elektrifiering innebär ett behov av en årlig produktion om 370 terawattimmar (TWh) el. Jämfört med idag innebär det en ökning med ungefär 200 TWh . Dessutom behöver produktionsanläggningar som når sin livslängd ersättas. Ett tillskott om 200 TWh innebär att det de kommande 23 åren behövs en genomsnittlig årlig produktionsökning om närmare 9 TWh. De senaste 5 åren, till och med 2022, har den genomsnittliga årliga ökningen av produktionen av el från vind och sol varit 3,5 TWh.

I sin senaste kortsiktiga prognos (sommaren 2023) förutser Energimyndigheten dock en betydligt högre tillväxt de närmaste åren än vad som varit fallet de senaste fem åren. För de kommande fyra åren från och med 2023 till och med 2026 förväntas den genomsnittliga årliga ökningen i produktion från vind och sol bli 6 TWh, varav 5 TWh från vind och drygt 1 TWh från sol. Även under denna period är prognosen alltså att tillväxten i produktion blir klart under det genomsnittliga behovet fram till 2045, se ovan.

Det finns således ett starkt behov av ökad takt i produktionsutbyggnaden efter 2026. Fast verkligheten, såvitt kan överblickas idag, ser helt annorlunda ut. I Energimyndighetens kortsiktiga prognos bidrar vindkraften år 2026 med 52 TWh. I ett något längre perspektiv, som då inte benämns prognos, så skattar Energimyndigheten att produktionen av el från vindkraft hamnar på 55 TWh år 2030. För de aktuella åren motsvarar detta en årlig tillväxt i vindkraftsproduktion som är under 1 TWh, d v s något av en rännil jämfört med långsiktiga behovet. Energimyndigheten anger som orsak att nya tillstånd inte har beviljats i en takt som möjliggör en snabb utbyggnad.

Tillgång och efterfrågan måste vara i balans i varje stund

Förmågan att tillfredsställa efterfrågan på el handlar dock inte bara om kapacitet att producera en tillräckligt mängd på årsbasis. El kan inte lagras, den måste produceras i samma stund som den efterfrågas. Den producerade effekten måste i varje ögonblick vara lika stor som den efterfrågade effekten. Detta utgör således ett ytterligare krav utöver kravet på volymer. Ett krav som blir problematiskt om produktionen inte är planerbar utan tvärtom är väderberoende såsom är fallet med vind- och solkraft. Idag kommer cirka 20 procent av svensk elproduktionen från vind och sol. Om vi även framdeles kommer att begränsa utbyggnad av produktionskapacitet för el till vind och sol så kommer denna andel öka kraftigt. Allt annat lika kommer ytterligare produktion av el från vind och sol om 200 TWh på årsbasis fram till 2045, se ovan, innebära en successiv ökning av andelen el från dessa källor tills den når drygt 60 procent.

I Sverige idag är det framför allt vattenkraften som hanterar variationerna i vindkraftsproduktionen. På kontinenten sker motsvarande främst med reglerkraft baserad på fossilgas (naturgas). I framtiden kommer det att behövas nya stödtjänster för lagring och/eller användarflexibilitet för att hantera effekttillräcklighet i perioder när solen inte lyser och/eller det inte blåser. Ordet användarflexibilitet som används av Energimyndigheten kan innebära att förbrukarna ges ekonomiska incitament att dra ned på sin förbrukning när tillgången är dålig.

När det gäller fossilfria stödtjänster i form av ”lagring” för att balansera variationer i produktionen över tid, inte bara avseende kortsiktiga störningar, så menar Vattenfall att vätgas är betydligt billigare och effektivare för ”lagring” än dagens batterier. Lagring innebär i detta fall att vid god tillgång på el används denna för att framställa vätgas som sedan lagras. Vätgasen används senare som bränsle vid produktion av el. Vattenfall har påbörjat ett pilotprojekt som delvis finansieras med olika bidrag för att utveckla sådan vätgasproduktion. Det är dock okänt om detta sätt att ”lagra” el kan komma att fungera kommersiellt i industriell skala.

I en process med vätgaslagring av el förloras två tredjedelar eller mer av den el man utgår från. Detta påverkar givetvis kostnaden för sådan lagring. Om sådan lagring skulle komma till användning i stor skala skulle det dessutom, på grund av dessa stora energiförluster, ställa ytterligare krav på produktionskapacitet utöver vad som följer av den direkta efterfrågan.

Den timme under vintern när elförbrukningen är som högst benämns topplasttimmen. Denna utgör ett specialfall med avseende på risk för obalans mellan produktion och efterfrågan. I ett pressmeddelande inför den gångna vintern varnade Svenska kraftnät (SvK) för att det fanns en reell risk för ett effektunderskott som skulle innebära att man måste koppla bort elförbrukning under topplasttimmen. Någon bortkoppling blev dock inte nödvändig den gångna vintern.

I en senare rapport där man behandlar tiden fram till vintern 2026/27 räknar SvK med att underskottet på effekt vid topplasttimmen successivt kommer att växa och det kraftigt. För vintern 2026/27 så indikerar SvK:s prognos att effektunderskottet under topplasttimmen blir klart större än den sammanlagda effekten hos Sveriges återstående sex kärnkraftsreaktorer. Om vi inte kan importera tillräckligt med el i det läget kommer det att uppstå störningar. SvK:s simuleringar indikerar att sannolikheten är större för ett effektunderskott som kräver frånkopplingar än att allt löper på som det ska. Anledning till att situationen successivt förvärras är att efterfrågan bedöms växa betydligt samtidigt som tillskott på effekt från tillkommande produktionskapacitet, i form av vind och sol, förväntas vara förhållandevis lågt när efterfrågan är som störst på grund av kyla.

Det finns god anledning att anta att situationen under topplasttimmen fortsätter att förvärras även efter vintern 2026/2027 då de trender som lett till den av Energimyndigheten redovisade utvecklingen fortsätter

Det finns idag inga färdiga lösningar för hur variationerna i produktion från vind och sol i framtiden skall hanteras i stor skala på kommersiella villkor. De problem i elförsörjningen som idag visar sig exempelvis i form stora prisvariationer och Svk:s varningar kan samtidigt förväntas öka allt eftersom andelen vind och sol i produktionsmixen fortsätter att växa.

Hela den massiva satsningen på vindkraft bygger på den outtalade premissen att de nya stödtjänster för att hantera variationerna i produktion som Energimyndigheten talar om kommer att materialisera sig. Detta trots att det idag inte finns så mycket mer än teorier om hur det skall gå till.

Läs även: DEBATT: Vindkraften är en miljöbov och en katastrof för djur och natur

Bromsklossar för utbyggnad av produktionskapacitet

Ovan nämndes att tillståndsprocesser är en bromskloss när det gäller tillkomsten av ny vindkraftsproduktion. Det finns dock anledning att befara att även lönsamheten kan komma att bli en hämsko. En studie av årsredovisningar från svenska landbaserade vindkraftsparker anlagda åren 2017-2021 indikerar problem med lönsamheten. Lönsamhetsproblem för vindkraften kan ses också i ett vidare perspektiv än så. Vd:n för den mycket stora danska producenten av förnybar energi, Ørsted, är bekymrad över situationen för havsbaserad vindkraft. Han säger bland annat att det förväntas att branschen ska kunna installera 20 GW i ny effekt årligen fast den nuvarande installationskapaciteten ligger på 7 GW. Samtidigt är han bekymrad över lönsamheten: ”Man uppmanar branschen att förbinda sig till massiva investeringar som för närvarande genererar betydande förluster.”

Vattenfall har nyligen publicerat sin halvårsrapport. Där framkommer att man avbryter projektet med havsbaserad vindkraft som benämns Norfolk Boreas på grund av kostnadsökningar. Detta innebär att man bokför en förlust på massiva 5,5 miljarder kronor. Man kommer även att utvärdera framtiden för övriga investeringar i samma zon.

Det är egentligen inte konstigt om det är problematiskt att producera vindkraftsel med lönsamhet i en situation när vindkraften kommit att utgöra en stor del av den samlade produktionskapaciteten. När det blåser bra tenderar det att bli överskott på el och mycket låga priser. När man producerar som bäst får man således dåligt betalt för det man säljer. När priserna däremot är höga på grund av svag eller ingen vind har man lite eller ingenting att sälja.

Uttryckt på ett annat sätt så innebär detta att det genomsnittliga pris en vindkraftspark erhåller för sin el under exempelvis ett år kommer att vara lägre än det genomsnittliga marknadspriset på el under detta år. Ju större den negativa korrelationen mellan hur mycket det blåser i parken och elpriset är desto mer kommer det genomsnittliga priset för parkens el ligga under det genomsnittliga priset på elmarknaden. Även om parken har en produktionskostnad som ligger lägre än det genomsnittliga elpriset så innebär det inte nödvändigtvis att den går med vinst.

Detta får implikationer även i ett vidare perspektiv, exempelvis vid jämförelser av förväntad lönsamhet för olika kraftslag i dagens marknadssituation. Om en sådan jämförelse skall bli korrekt måste man beakta att vindkraftens förväntade genomsnittlig försäljningsintäkt för dess el med stor sannolikhet hamnar under genomsnittligt marknadspris. Däremot finns ingen anledning att anta att detsamma skulle gälla exempelvis för kärnkraft.

I frånvaro av storskaliga kommersiella system för ”lagring” av el finns anledning att anta att lönsamheten för både befintlig och tillkommande vindkraft kommer att pressas alltmer när vindkraftens andel av elproduktionen successivt ökar.

Sammanfattande slutsats

För att nå Sveriges långsiktiga klimatmål om netto noll utsläpp av växthusgaser krävs en storskalig elektrifiering av det svenska samhället. Hitintills har utbyggnaden av produktionskapacitet i syfte att åstadkomma denna begränsats till vind- och solkraft. Givet vad som kan överblickas i dag så framstår det som att en sådan begränsning inte är förenlig med utbyggnaden av ett fungerande elsystem som är kapabelt att tillfredsställa den efterfrågan på el som är förknippad med en sådan storskalig elektrifiering.

Om vi med någon sorts tillförsikt skall kunna se det som möjligt att klara elektrifieringen och därmed det långsiktiga klimatmålet måste vi inkludera alla tillgängliga kraftkällor i utbyggnadsplanerna. Det innebär i så fall också nybyggd kärnkraft. Även med god tillgång till elektrisk energi kommer det långsiktiga miljömålet bli mycket svårt att nå. Det framhålls ofta i diskussionen att kärnkraft inte är någon quick-fix. Desto större anledning att se till att vi tar oss upp ur startgroparna omedelbart. Det är tveksamt om vi har råd att slösa bort mer tid.

Läs även: Alexandersson: Vindkraftsfällan har slagit igen

Jan Weiner

Civilingenjör i teknisk fysik. Idag pensionär. Tidigare statistiker vid Arbetsmiljöverket. Har där varit ansvarig för en del av Sveriges Officiella Statistik om arbetsmiljön. Har även omfattande forskningserfarenhet inom området arbetsmiljöepidemiologi.