Rapporten ”Så klarar de svenska energisystemet klimatmålen” från Ingenjörsvetenskapsakademin, IVA, beskriver utmaningar elsystemet står inför. Effektbalansen och risken för effektbrist accentueras när andelen intermittent elproduktion i form av sol- och vindkraft ökar i energimixen.
Rapporten är en delredovisning inom ramen för IVA:s projekt Vägval för klimatet, som syftar till att bidra med ett helhetsperspektiv på omställningen till ett klimatneutralt samhälle till år 2045. Den aktuella delrapporten tittar på energisystemet i delarna bioenergi, värme, el och hur de fossila energikällorna kan fasas ut ur systemet.
Det totala elbehovet väntas öka med 40-60 procent fram till år 2045. Under samma period kan industrins elanvändning komma att fördubblas till följd av den tilltagande elektrifieringen. Den procentuellt största ökningen av efterfrågan på el står elektrifieringen av transporter för, som spås öka med omkring 600 procent, om än från en låg nivå.
För att möta efterfrågan på el krävs en snabb utbyggnad av både elproduktion och elnät. Till största delen väntas den tillkommande produktionen komma att utgöras av intermittent förnybar vind- och solkraft, vilket ökar kraven på snabbhet och flexibilitet för att bevara kraftbalansen (balans mellan produktion och konsumtion i varje stund) i elsystemet.
Vindkraftsproduktionen varierar normalt sett mellan mycket hög och låg produktion under perioder om 2-5 dagar. Simuleringar visar att produktionsvariationen i ett elsystem med sol- och vindenergi varierar lika mycket över 3-5 timmar som elförbrukningens nuvarande dygnsvariationer mellan dag och natt. Dagens elsystem behöver anpassas för att klara av att hantera detta. Det behövs metoder att för att styra efterfrågan till tidpunkter med hög elproduktion, efterfrågeflexibilitet, och olika sätt att lagra elenergi.
IVA visar i rapporten att ett klimatneutralt elsystem år 2045 innebär en fortsatt effektutmaning och att driftstörningar riskerar uppstå även under andra tider på året än vintrarnas topplasttimmar, till följd av större andel intermittent elproduktion.
Driftsäkerhetsproblem kan uppstå även under varma sommardagar. Det hänger samman med att den så kallade svängmassan i elsystemet minskar när sol- och vindkraft under sommaren ersätter vatten- och kärnkraft som har mycket rörelseenergi lagrad i turbiners och generatorers roterande delar. En stor mängd svängmassa gör systemet trögt och det blir lättare att kompensera störningar i effektbalansen. Vindkraften har inte samma förmåga att kompensera vilket innebär att man måste hitta sätt att hantera driftstörningar även under varma sommardagar, som att snabbt utnyttja energi lagrad i batterier eller rörelseenergin i vindkraftverkens vingar.
Effektförsörjnigen under kalla vinterdagar kommer dock även fortsatt att vara en utmaning för elsystemet. Högre elförbrukning medför ett ökande effektbehov, även om sambandet inte är linjärt. År 2045 väntas topplasttimmens effektbehov var minst 32 GW, vilket ska jämföras med dagens 26 GW.
– I rapporten understryks att det är nödvändigt att tillföra effektresurser fram till år 2045 för att kunna balansera elanvändningen. Avgörande blir att ha tillgång till snabbt aktiverbar produktionskapacitet som kan stötta elsystemet vid risk för effektbrist. Det är frågor SKGS arbetat hårt för att på upp på den politiska dagordningen. IVA:s rapport bekräftar de utmaningar som basindustrin ser framför sig. På ritborden finns tekniska lösningar som minskar risken för effektbrist, men hittills har vi inte diskuterat vad som är tidsmässigt och ekonomiskt möjligt att genomföra på ett sätt som bevarar svensk industris konkurrenskraft, säger SKGS verksamhetsledare Johan Bruce i en kommentar till rapporten.
