Svenska Kraftnät publicerar en stor mängd detaljerade data över elproduktionen i Sverige. Dessa har utgjort grunden för denna analys av vind-, vatten- och kärnkraftsproduktionen 2021. Biomassa, solenergi, olja och gas, import mm har utelämnats, mest på grund av att dessa kraftslags bidrag till den svenska elförsörjningen är mycket litet.
Vindkraft
Vindkraftens intermittenta karaktär framgår inte tydligt när man medelvärdesbildar produktionen per månad. Däremot blir det tydligt att vindkraften förutom dygns och timvariationer dessutom uppvisar stora säsongsvariationer. Vindkraften ger ett betydligt större utbyte under vintermånaderna än under sommaren. Det här är naturligtvis en egenskap som ska räknas till vindkraftens fördel. Den tycks i huvudsak leverera mer under årets kallare period när kraften behövs som mest (Figur 1). Problematiskt är det ändå eftersom dagar mer eller mindre helt utan vindkraftsproduktion förekommer även under vintern.
Under 2021 kan man observera ett viktigt undantag från säsongsregeln. Januari månad präglades av mycket låg vindkraftsproduktion, vilken emellertid har kunnat kompenseras av ökad vattenkraftsproduktion.
Den sammanlagda märkeffekten (maximal effekt) har antagits vara 10 GW vid årets början och lineärt ökat till 12.2 GW vid årets slut. Denna siffra har bara inverkan på beräkningen av kapacitetsfaktorn. Det här betyder också att produktionen borde vara 20% högre vid årets slut än vid årets början. Någon sådan trend kan inte fastställas vilket möjligen kan förklaras med att november och december också präglades av ovanligt svaga vindar.
Vindkraftens sammanlagda kapacitetsfaktor under 2021 var 26%.
Vattenkraft
Vattenkraften har under året utnyttjats som baskraft och som reglerkraft för variationer i förbrukning, men framför allt för att kompensera för variationer i vindkraftsproduktionen. Detta blir mycket tydligt under årets första tre månader då vind- och vattenkraft tillsammans levererar ett i stort sett konstant bidrag.
Detta visar på det svenska elproduktionssystemets robusta reglerkapacitet. Vattenkraften erbjuder storskalig och kostnadseffektiv energilagring. Samtidigt måste man hissa en varningsflagga för att även vattenkraften är väderberoende och att torrår förekommer. Ett sådant år med begränsad reglerkapacitet på våren innan snösmältningen skulle kunna medföra en mycket besvärlig situation, särskilt under de dagar då vindkraftsproduktionen är låg.
Kärnkraften
I perioden mellan 1985 och 2020 utgjorde kärnkraften ryggraden i svensk elproduktion. Kärn- och vattenkraft har levererat ungefär lika stora bidrag till energiförsörjningen och ca 90% av svensk elproduktion har kommit från dessa båda källor tillsammans (Figur 2).
Kärnkraften levererar baskraft och kan som regel inte användas för att reglera förändringar i förbrukning. Den tillser också att så kallade systemtjänster finns att tillgå i tillräcklig omfattning. I huvudsak handlar detta om frekvensstabilitet och förmåga att handskas med reaktiv effekt i trefasnätet för kraftdistribution. Avsaknaden av sådana tjänster kan medföra instabilitet vilket i sin tur kan medföra ett sammanbrott i elnätverket (black-out). De begränsningar i överföringskapacitet i den nya SydVästlänken som observerats (den klarar bara att överföra ca 60% av den planerade effekten) kan troligen tillskrivas bortfallet av den stabilitet och styrning av reaktiv effekt som Ringhals-1 och -2 levererade.
Kärnkraftsproduktionen är låg på sommarhalvåret. I och med att Sverige bara har sex kärnreaktorer kvar har man valt att ta reaktorerna ur drift för underhåll och bränslebyte en och en mellan maj och september.
Import och Export
Svenska politiker brukar hänvisa till att Sverige har ett stort elöverskott och att vi är en nettoexportör av el. Detta stämmer också, även om sådana uttalanden oftast tyder på politikers oförmåga att hålla isär begreppen energi och effekt. Dessutom tycks de vara övertygade om att el går att lagra och att det alltid ska finnas möjlighet att importera el när behovet uppstår. Bara för att det finns ett elöverskott i genomsnitt, så kan mycket väl situationer uppkomma då en akut effektbrist medför en nätkollaps.
Faktum är att Sverige importerar el under endast en mycket liten del av året. De gröna staplarna i figur 3 indikerar export och import. När staplarna når under baslinjen importeras el.
Men det finns en annan aspekt på elhandeln. Den svenska elexporten tycks vara tätt sammanlänkad med vindkraftsproduktionen. När vindkraften levererar så exporteras el, när vindkraftverken står stilla exporteras mindre eller inget alls. En mycket tydlig korrelation som kan förklaras med att en stor del av Sveriges vindkraftskapacitet byggs, ägs och drivs av utländska intressen som tänker använda elen utanför Sveriges gränser. Denna kapacitet exporteras oavkortat. Det är svårt att se denna del av svensk vindkraft som en del av den nationella elförsörjningen. Tvingande kontraktsvillkor gör att exporten har förtur.
I ett rent nationellt perspektiv är detta inte optimalt. Vindkraften samspelar väl med vattenkraften till en viss nivå och det hade varit att föredra att använda vindkraften för att spara på vattnet i magasinen för att undvika eventuella bristscenarier. Dessutom använder dessa utlandsägda vindkraftverk det svenska transmissionsnätet som därför måste byggas ut för att kunna garantera svenska elkonsumenter avbrottsfri el parallellt med exporten. Denna verksamhet har medfört stora och kostsamma investeringar i svensk infrastruktur för elöverföring och det är oklart om de utländska vindkraftsoperatörerna betalar sin andel av dessa kostnader (Figur 3). Den ohöljda entusiasmen för vindkraft som vissa politiska företrädare ger uttryck för blir därmed helt obegriplig. De borde istället försvara svenska medborgares och kommuners rätt att själva bestämma om de vill ha vindkraftverk i sin bakgård.
Diskussion och slutsatser
Flera funderingar uppstår när man studerar denna statistik:
Även om vindkraften ser ut som en stabil del av svensk elförsörjning måste man komma ihåg att vindkraftens bidrag understundom är nära noll. Då måste andra kraftslag träda in i vindkraftens ställe. Vattenkraften kan som mest leverera ca 15 GW eller ca 10 TWh/månad vilket ska jämföras med behovet under vintern som ligger mellan 20 och 27 GW. Det spelar ingen roll hur mycket vindkraft man än bygger, om det inte blåser så ger vindkraften ingenting. Det här skulle potentiellt kunna skapa en mycket allvarlig situation en kall vinterdag då vi skulle tvingas att förlita oss på övriga resurser, vatten- och kärnkraft. Dessa båda kraftslag har inte tillräckligt med kapacitet för ett sådant scenario och det är mycket tveksamt om det finns värmekraftkapacitet tillräckligt för att täcka ett behov på t ex 27 000 MW. Så länge den nuvarande produktionsbasen finns intakt är det möjligt att täcka behovet med import, men skulle man lägga ner mer kärnkraft så går det troligen inte på grund av begränsningar i överföringskapacitet.
Detta framgår tydligt i figur 4. Om man ”tänker bort” kärnkraftsdelen så kommer inte vattenkraftskapaciteten att vara tillräckligt. Svensk vattenkraft klarar att leverera ungefär 10 000 GWh per månad.
Om man inte hade lagt ner Oskarshamn-1 och -2 och Ringhals-1 och -2 hade inte ett enda vindkraftverk behövts, inte heller hade transmissionsnätet behövt byggas om. Man får förmoda att investeringarna i vindkraft hittills ligger på ca 120 miljarder kronor, exklusive kostnaderna för att bygga om kraftöverföringsnätet. För dessa pengar hade man med stor sannolikhet kunnat bygga två nya reaktorer av Olkiluoto-3-klass. Jämförelsen haltar dessutom till vindkraftens nackdel eftersom ett vindkraftverks livslängd är 20-25 år jämfört med ett nytt kärnkraftverk som kommer att leverera ström i 60-80 år.
Vad gäller elförsörjningen förefaller det inte finnas anledning till oro på kort sikt. Med den förbrukningsnivå Sverige har idag fungerar det väl. Frågetecken kvarstår vad gäller eldistributionen i hela landet och framför allt priset på el. Flaskhalsar gör att företag i Sydsverige inte får tillgång till den kraft de behöver för investeringar och expansion. Samma flaskhalsar bidrar till de höga elpriserna, även i det avseendet är Sydsverige värst drabbat.
Sveriges ”omställning” förutser en mängd aktiviteter som alla leder till ökande elförbrukning. Till exempel elektrifiering av transportsektorn, fossilfritt stål, batteriproduktion, ökande befolkning mm. Allt detta kommer att kräva åtminstone en 50-procentig ökning av elförbrukningen i Sverige. Utan planerbar baskraft kommer dessa projekt att bli omöjliga att genomföra. Det förtjänar också att påpekas att svensk kärnkraft i sin nuvarande form troligen faller för åldersstrecket inom 10-20 år. Ett program för att ersätta de nuvarande reaktorerna med annan storskalig, planerbar produktion måste fram.