Vinden blåser och det är ovanligt varmt för att vara januari. Trots nedläggningen av R2-reaktorn kan vi exportera mer el än tidigare år och ändå ha låga elpriser. Är det då inte dags att passa på att lägga ner resten av kärnkraften också?
Jag knåpade egentligen på en nyårskrönika med lite gissningar om framtiden, men så råkade jag gräva ner mig i data om elförbrukning och kapacitet hos vattenkraft och kraftverksdammar. Det var både intressant och skrämmande, så nyårskrönikan får vänta några dagar.

Förra året var ett bra år för vindkraften och hittills har 2020 varit fantastiskt. Strax efter midnatt 4 januari nådde vindkraften över 7,3 GW och från nyår fram till 4 januari låg  effekten ganska stadigt mellan 6 och 7 GW.

Orsaken är förstås det milda och blåsiga vädret och om det bara fortsätter på samma sätt behövs det inte ens en fördubbling av vindkraften för att ersätta all svensk kärnkraft. Alla reaktorer kan läggas ner redan i år.

Glömmer riskerna
Så här skulle man kunna resonera och ibland verkar det som om det är precis så här man resonerar inom stora delar av regeringen. Man utgår från dagens situation, med milt väder, starka och stabila vindar och välfyllda vattenmagasin. Perioder med stiltje, kyla och vattenbrist i kraftverksdammarna är inget man vill tänka på.

Köldknäppar
Tyvärr ser verkligheten ganska ordentligt annorlunda ut. Långa perioder med stiltje är inte ovanliga och vad värre är – de har en obehaglig ovana att sammanfalla med köldknäppar.

Alla som har läst lite meteorologi vet att vår del av världen tenderar att påverkas av lågtryck från väster eller högtryck från öster. Så länge lågtrycken sveper in från de brittiska öarna får vi blåst och regn, medan stabila högtryck från öster ger kallt väder på vintern och varmt väder på sommaren. I bägge fallen med svaga vindar.

Tre veckor
Ett ovanligt bra exempel på långvarigt högtrycksväder hade vi i slutet av februari 2018. Jag kastade nyss ett öga på Svenska Kraftnäts ”kontrollrummet”, en av mina favoritställen på nätet. Perioden från 17 februari till 9 mars 2018 är mycket intressant. Jag tittade framför allt på förbrukningen klockan tio på förmiddagen.

Att perioden var kall märks tydligt på elförbrukningen. Under vardagarna pendlade effektbehovet mellan 22 och 27 GW för att gå ner till ca 20 GW på helgerna.

Kärnkraften levererade hela den här tiden en stabil baskraft med ca 8,7 GW. Till det kom vattenkraften som på vardagarna låg på maximala 12,5 GW. En av dagarna lyckades man faktiskt komma upp i 13 GW.

Dessutom fick vi knappt 2 GW från värmekraftverk och reservkraftverk och ibland lite import från tysk kolkraft.

Men vad hände med vindkraften?

Tja, när det inte blåser blir det heller ingen vindkraft. Den 27 februari kom i och för sig lite vind och vindkraften pinade sig upp till 3,8 GW. Dagen före och dagen efter gav vindkraften 2 GW och ytterligare tre dagar nådde man 1,7 GW. Resten av tiden låg vindkraften och pendlade runt 0,5 GW. I praktiken gav inte vindkraften något tillskott under den här kalla perioden.

Måste dimensionera
Och här har vi vindkraftens grundproblem. När det inte blåser blir det ingen elektricitet och de kallaste perioderna tenderar att ha de svagaste vindarna. Irriterande, men sant.

När man dimensionerar elnät och elproduktion kan man inte utgå från genomsnittsvärden eller glada gissningar. Det slutar aldrig väl. I stället måste man basera systemet på verkliga förbrukningssiffror och verkliga produktionssiffror. Eftersom el måste produceras i konsumtionsögonblicket måste  effekten styra dimensioneringen. El måste kunna genereras när behovet finns. Dessutom måste det finnas ett elnät som kan transportera elen till konsumenterna.

Köp och sälj
Ett system med kärnkraft och vattenkraft är optimalt på väldigt många sätt. Kärnkraften ger en stabil baskraft, medan vattenkraften tar hand om topparna. Regniga år kan man tvingas att exportera el för att hålla sig inom vattendomarna, men det är inget problem. Vattenkraften kan normalt sett undvika att exportera i lågprisperioder (när det blåser) och i stället vänta in högprisperioder (stiltje).

Systemet gör det också möjligt att köpa in överskottsel billigt (ofta gratis) från utlandet. Vindkraftutbyggnaden i Tyskland och Danmark gör att blåsiga perioder ger ett elöverskott som måste bort. Det här kommer vi att se allt oftare och den som har möjlighet att lagra el kan göra goda affärer. Danmark och Tyskland måste redan idag ganska ofta betala för att bli av med sin överskottsel. Att ”köpa” el för ett negativt pris och senare ta bra betalt för att sälja tillbaka den är en alldeles fantastisk affär.

Vindkraft fungerar dåligt
Den här utmärkta affärsidén försvinner i takt med att Sverige bygger egen vindkraft. Eftersom vindkraften inte kan räknas in i effektbudgeten (ingen vindkraft när det inte blåser) innebär utbyggd vindkraft alltid en överproduktion av el.

I Sverige fungerar visserligen vattenkraften som en buffert, men så fort vindkraften börjar närma sig hundra procent av behovet måste också vi dumpa el. Överskottet förstör dessutom prisbilden. Det tvingar i sin tur fram nedläggning av kärnkraftsreaktorer, ger ökade nätkostnader och leder till ett dramatiskt mycket osäkrare elsystem.

I ett system baserat på enbart vattenkraft och vindkraft måste vattenkraften ensamt klara hela elförbrukningen under kalla dagar med svaga vindar. Det skulle kräva en fördubbling av både vattenkraft och elnät. Även om det vore möjligt att öka effekten så kraftigt (vilket det förmodligen inte är) skulle vattenmagasinen inte räcka.

Magasinen räcker inte
Och här kommer vi till den del av verkligheten som aldrig brukar diskuteras. Alla politiker verkar vara övertygade om att vattenkraften kan buffra allt och att det finns oändlig lagringskapacitet. Inget kunde vara längre från sanningen.

I själva verket har våra vattenmagasin ”bara” en lagringskapacitet på 33,7 TWh när de är helt fulla, något som de nästan aldrig är. Maxnivån inträffar mellan juni och november och är i genomsnitt 80 procent. Vid årsskiftet brukar magasinen vara fyllda till ca 60 procent och i april brukar magasinen vara nere i ca 20 procent. Tillrinningen under den här perioden ligger normalt sett en bra bit under 0,5 TWh per vecka. Det motsvarar en konstant producerad effekt på ca 2,5 GW. Därefter måste vi ”tulla på lagren” (data från Energiföretagen).

Om vi går från 60 procent till 20 procent på fyra månader kan vi i genomsnitt ta ut ytterligare 4,7 GW och kommer då upp i ca 7,2 GW. I praktiken ligger vattenkraften och pendlar mellan 4 GW och maximala 13 GW.

Om vi skulle bygga ut vattenkraftens effekt så att den klarar hela elförsörjningen blir belastningen på magasinen betydligt större. Under den kalla perioden 2018 skulle vi ha behövt minst 20 GW under de tre veckorna utan vind. Det blir 10 TWh eller nästan hela det tillgängliga lagret för fyramånadersperioden (13,5 TWh). Vi kan alltså glömma alla sådana tankar.

Ladda batterierna
En lösning som ibland förs fram är att bygga pumpstationer för att ”ladda batterierna”. Man kunde då använda elöverskottet från vindkraften för att pumpa vatten från Östersjön till kraftverksdammarna. Tyvärr är det en mycket dyr och ineffektiv lösning. Dessutom finns det nog gott om invändningar mot att pumpa saltvatten (bräckvatten) till dammarna.

Trots begränsningarna är vattenmagasinens lagringskapacitet något som många länder avundas oss. Att bygga ett energilager som klarar 33,7 TWh med batterier skulle ju kräva motsvarande 400 miljoner Tesla-batterier á 85 kWh (ca 200 miljoner ton). Med ett styckepris på 200 000 kronor hamnar vi då på imponerande 40 biljoner kronor i investering. Om batterierna måste förnyas vart tionde år betyder det en löpande kostnad på 4 biljoner per år.

Så det var inte överdrivet realistiskt det heller.

År kan vara torra
Vattenmagasinens begränsningar är en sak, men vi måste också räkna med vädrets makter. Ibland blir det faktiskt torrår.

Det värsta på senare tid var 2002, men även 2011 var det torrt, med bara 40 procent i magasinen i början av januari. I ett energisystem baserat på vatten och vind måste man räkna med kombinationen torrår och långa kalla perioder med svaga vindar.

Som tur är finns det sätt att komma runt alla de här problemen. Ett energisystem baserat på vindkraft, vattenkraft och naturgas fungerar alldeles utmärkt. Vattenkraftens buffert gör att man kanske bara behöver använda de fossildrivna kraftverken tjugo eller maximalt trettio procent av tiden. Det hela blir naturligtvis dyrt, men jämfört med katastrofala elavbrott är det mesta billigt.

Allra billigast är förstås att behålla kombinationen kärnkraft/vattenkraft. Det förstår nog alla (Ygeman och Lövin också). Då slipper vi dessutom att byta fossilfri el mot fossilbaserad el och det har utan tvekan sina fördelar. Att i framtiden förklara varför man valde att investera oerhörda summor för att öka koldioxidutsläppen kan bli jobbigt.

Men det problemet överlåts kanske med varm hand till nästa generations politiker.

Filed under: Göte Fagerfjäll