Hur Facebook, Microsoft, Amazon m.f. kan bidra till stabilitet i det svenska elnätet.

Jag skrev för några dagar sedan ett blogginlägg med rubriken "Nyttan av fortsatt utbyggnad av vindkraft kommer förmodligen att blåsa bort." där jag konstaterade att fortsatt utbyggnad av vindkraft blir svår att tillgodogöra sig. Orsaken till detta ser jag i stor utsträckning beror på att den reglerkraft som behöver finns tillgänglig när vinden är för svag för att ge en stabil och säker leverans av el i landet. Till en del kan detta kompenseras med olika former av energilager men det är svårt att bygga sådana med tillräcklig kapacitet, planerna för vindkraftsutbyggnad är lång större. Ett annat sätt att reglera tillgången är att uppmuntra elanvändare att undvika att använda el när vindkraftverken levererar dåligt. Ett rörligt elpris är då ett incitament för att anpassa förbrukningen. Men merparten av elanvändarna har svårt att vara så flexibla, företag och arbetsplatser har ofta svårt att anpassa sin verksamhet och arbetstider för att kunna vara flexibel i sin förbrukning. 

Men det finns lösningar som förbättrar möjligheterna på sikt, ny elkrävande industri som Cementas koldioxidfria cementproduktion och järnsvampverken i norr som skall producera koldioxidfritt järn kommer i huvudsak att bygga på vindkraft där reglerkraft inte behövs, man kommer att internt lagra energi i form av vätgas för utjämning av tillgången på vindkraft.

Men vi har också förbrukare vars teknik skulle kunna ställa om sin förbrukning mycket snabbt så att vi inte behöver så mycket (dyr) reglerkraft som i huvudsak består av vattenkraft. Det är de datorhallar som t.ex. Facebook, Microsoft och Amazon etablerat i Sverige. Dess förbrukning är hög. Utan att nämna några siffror så uppskattas dessa i dag ha en förbrukning som motsvarar en kärnkraftreaktor och att förbrukningen väntas flerdubblas till år 2045 (källa: Svenskt näringslivs rapport - Högre elanvändning år 2045, Sidan 6 )

Dessa datorhallar öppnar möjligheter att nyttja tillkommande vindkraft effektivt och vara en regulator för detta.

Hur?
De stora företagen har liknande hallar utspridda över kontinenterna har flexibel, de är ständigt uppkopplade och redundanta så att om en datorhall skulle bli utan el eller internetanslutning så tar andra datorhallar i nätet omgående över databehandlingen tills felet är åtgärdat. Det behövs inte speciellt mycket investeringar för att utnyttja denna flexibilitet, det gäller bara att motivera berörda företag att dra ner sin lokala produktion när effektbrist råder och flytta över driften till andra hallar. Motivationen kan vara planekonomisk, att stifta lagar där de måste rätta sig efter eltillgången alternativt marknadsekonomisk där ett marginalpris utan subventioner vid varje tillfälle får fullt genomslag. Om marknadspriset hamnar på t.ex. 2 kr/kWh och tekniken tillåter så väljer nog hallägaren att flytta sin produktion till länder och platser som för tillfället har ett lägre elpris. Till skillnad från att bygga ut elnät för att få elen dit den behövs så är det lätt för hallägarna att flytta data snabbt via befintligt fibernät till platser där elen är billig.
(det är möjligt att hallägarna redan idag optimerar sin verksamhet för att hålla nere elkostnaderna men det är i så fall inte känt för mig och tycks inte heller vara en möjlighet som Svenska Kraftnät utnyttjar).Forskning för att hitta hur man löser ovanstående pågår och svenska Vattenfall är engagerat i pilotinstallationer, se: Vattenfalls "Energy Plaza" . 

Nyttan av fortsatt utbyggnad av vindkraft kommer förmodligen att blåsa bort.

En betraktelse över Sveriges energimix.

Hypotes: Ju större del av svensk elproduktion som kommer från oplanerbara källor som sol och vind så kommer tillgänglig el från dessa vid goda förhållanden för vind och solsken inte kunna utnyttjas. Orsak är att möjlig energilagring och planerbar konsumtion är allt för liten. När efterfrågan understiger den produktionskapacitet som finns för tillfället måste vi låta viden blåsa förbi. Intentionen att dubbla produktionen av vindkraft kommer att innebära att nyttjandegraden av vindkraften kommer att sjunka och investeringarna blir mindre lönsamma. 

Vi pratar om reglerkraft i elnäten, källor som snabbt kan anpassas till behov och efterfrågan för stunden som vattenkraftverk och värmekraftverk som bygger på förbränning av kol, olja, gas, biobränsle eller sopor. I Sverige är vattenkraften den dominerande reglerkraften som dessutom är klimatneutral. Flertalet länder i Europa han inte samma tillgång till vattenkraft och har därför ett större beroende av värmekraftverk som i sin produktion släpper ut koldioxid. I dag är maximal effekt man kan ta från vindkraft (vid maximalt gynnsam vind) och effekt från vattenkraft i samma storleksordning. Resultatet är att när vindkraften levererar maximalt kan i princip vattenkraften kan regleras ner till nära noll och vatten i dammarna kan sparas tills vinden avtar. När det inte blåser alls så nyttjas vattenkraften tills förbrukningen är så hög att man måste kompensera med att koppla in värmekraft från t.ex. Karlshamnsverket eller import från t.ex. Polen och Tyskland till ett högt pris och höga koldioxidutsläpp. 

När vi idag ser planer på att fördubbla vindkraften i Sverige till en maxeffekt som kanske är dubbelt så hög som vad vattenkraften kan leverera så innebär det också att när vattenkraften regleras ner till noll så kommer det finnas en stor överproduktion av el som förmodligen inte kan säljas vilket gör att lönsamheten i ny vindkraft kommer att sjunka kraftigt om vi inte kan bygga upp mer reglerkraft. 

Till en del kan detta problem lösas genom att lagra energi men det saknas storskaliga lösningar som kan utjämna vädrets nyckfullhet över mer än ett fåtal timmars elproduktion. Teknik som finns för detta är pumpkraftverk (där man man har ett vattenkraftverk som producerar el när efterfrågan är stor och pumpar upp vatten till dammen när elen är billig). Storskalig pumpkraft skull behöva använda några av våra större sjöar för att kunna reglera vindkraften. Vätgaslagring är också aktuell, bl.a. för Cementas koldioxidfria cementproduktion och för de initiativ för koldioxidfri järnsvampsproduktion som planeras. Men även dessa initiativ är småskaliga och kostsamma.

Ytterligare ett sätt att ta vara på överproduktion av vindkraft är att (med priset) uppmuntra hushåll och företag att optimera sin användning av el. Att över dygnet lägga planerbar förbrukning när priset är lågt. Det kan gälla elvärme, varmvatten (t.ex. med större varmvattenberedare) tvätt, disk, laddning av elbilar eller lokal lagring av el i batterier eller värmemagasin. Detta är marginella åtgärder, de flesta industrier och datorhallar är beroende av kontinuerliga och säkra elleveranser.

Även om man gör det bästa av ovanstående ser jag att framtida vindkraftsutbyggnad kommer att få en lägre eller mycket lägre lönsamhet än hittillsvarande. Nyttan kommer att blåsa bort.

Jag har i ovanstående inte nämt kärnkraft då jag inte betraktar den som reglerkraft på minutnivå även om den är planerbar. Kärnkraften är idag basen för hushållens, kommuners och företags normalförbrukning inklusive de stora datacenters som etablerats i Sverige. Jag har också lämnat solenergin åt sidan då den representerar en ganska liten andel av den elproduktion som är ansluten till det nationella elnätet.

De problem med fortsatt utbyggnad av vindkraft medför är inte unika för Sverige, de länder som saknar vattenkraft behöver också reglerkraft vilket i huvudsak betyder värmeverk där förbränningen resulterar i stora utsläpp av koldioxid från i huvudsak fossila bränslen.

Så om det inte sker ett stort genombrott för energilagring i mycket stor skala samt en kraftig ökning av elförbrukares flexibilitet så är nog vindkraften vid vägs ände i Sverige och stora delar av Europa. 

Vi måste anpassa oss till den nivå på elproduktion och elförbrukning som vi har tillgänglig idag tills ny, planerbar elkraft finns tillgänglig, lite mer vattenkraft (finns inte så många älvar att bygga i) och kärnkraft. Bioenergi ger inget tillskott utan att koldioxiden i atmosfären ökar.   

#el #regelerkraft #vindkraft #klimatanpassning