Idag kan bortfall av en kärnreaktor i söder innebära att överföringskapaciteten i elnätet motsvarade en halv reaktor går förlorad. Detta genom förlust av stabiliserande bidrag från reaktorn. Det spär på underskottet av el i söder ytterligare då överföringen av förnybar el från norr minskar just när den behövs som allra mest. Men så behöver det inte vara. Överföringskapaciteten kan snabbt höjas och göras oberoende av produktionsanläggningarna genom teknik för smarta elnät.
Ett mått på den tilltagande kapacitetsbristen är att Svenska kraftnät inkasserat närmare 30 miljarder i kapacitetsavgifter från sina kunder under bara de senaste två åren. Varav över 20 miljarder kronor 2021. Dessa trängselavgifter kan jämföras med 4,6 miljarder i totala överföringsintäkter 2020 och ett nybyggnadsvärde för hela stamnätet på cirka 80 miljarder (längd 17 000 km). Som en jämförelse är prislappen omkring 300 miljarder kronor för de nya stambanor som utreds (725 km).
Redan 2011 uttalade dåvarande generaldirektören Mikael Odenberg ambitionen om att på sikt få bort elområdena. Tio år senare konstaterades istället att allt mindre el kan överföras med de befintliga kraftledningarna. Där de allt större prisskillnaderna genom landet är ett känt resultat.
Regeringen efterfrågar nu tätare och mer detaljerad information om handelskapaciteten mellan elområdena. Och före jul kallade energi- och digitaliseringsminister Khashayar Farmanbar dessutom till sig Svenska kraftnät för en dialog om vad som kan göras. Svenska kraftnät har svarat med att sjösätta åtgärder för att på kort sikt öka tillgänglig handelskapacitet. Det är lovvärt även om fokus alltjämt är på marknadsutveckling snarare än nya tekniska lösningar för mer kapacitet.
Den uteblivna uppgraderingen av överföringskapaciteten ska ses i ljuset av utfasningen av kärnkraft i söder som sammanfallit med den stora vindkraftsutbyggnaden i norra Sverige. Till det läggs nu dessutom en snabb elektrifiering av transporter och industri – även i söder. Där elanvändningen kan komma att fördubblas redan till 2045.
Som orsak till den fallande kapaciteten från norr till söder inom Sverige anförs, som något slags axiom, ofta avvecklingen av de två reaktorerna i Ringhals. Det är rätt att stängningen inneburit förlust av stabiliserande förmågor i söder som sänker överföringskapaciteten från norr. Men så behöver det faktiskt inte vara. Svenska kraftnät kan med egna medel återupprätta kapaciteten i överföringen. Och det redan innan själva ledningarna förstärkts och byggts ut, vilket i och för sig är ett annat angeläget område.
Så sent som 2016–2019 arbetade regeringens forum för smarta elnät fram ett flertal förslag i syfte att stärka överföringskapaciteten. Men vi och många elkraftingenjörskollegor runtom i världen har med förundran sett att utvecklingen av smarta elnät till stor del kommit att begränsas till frågan om efterfrågeflexibilitet – med marknadsmodeller i centrum och allt mindre teknikinnehåll. Vilket är synd när verktygslådan med verksamma åtgärder är långt bredare.
Till exempel kan sedan länge etablerade tekniska lösningar, som så kallade synkronkompensatorer användas för att återställa den rotationsenergi och den spänningsstabiliserande förmåga som gick förlorade vid stängningen av Ringhals 1 och 2. Värt att notera är att Vattenfall fattade sitt inriktningsbeslut om den förtida stängningen av Ringhals 1 och 2 redan våren 2015. Det har alltså funnits tid att utreda kompensatoriska åtgärder för att ha stabiliserande anläggningar i drift vid stängningen av reaktorerna. Det förefaller sent att först nu planera för studier av stabiliserande utrustningar som synkronkompensatorer enligt Svenska kraftnäts senaste långsiktiga marknadsanalys (sidan 88).
Lyckligtvis finns även en arsenal av nyare tekniska lösningar för att upprätthålla kapaciteten i stamnätet. Exempelvis spänningsstabiliserande elektroniska utrustningar med så kallade superkondensatorer, som likt synkronkompensatorer snabbt och automatiskt skickar in stabiliserande ström och effekt i elnätet vid störningar. Därigenom kompenseras för bortfallet av stabiliserande bidrag från stängda kärnreaktorer. Så kallade nätvärn kan användas mer än i dag, där automatiska ingrepp ökar elsystemets robusthet och därmed överföringskapaciteten. Tidssynkroniserade mätningar av tillståndet i elnätet och användning av artificiell intelligens i kontrollrummet kan också höja kapaciteten. Vidare kan sannolikhetsbaserade riskanalyser för systemdriften stärka elnätets förmåga att överföra el. Slutligen kan man genom beräkningar och mätningar automatiskt ha koll på linornas temperatur och därmed nedhängningen. Därigenom kan mer ström tillåtas för kraftledningarna vid kallt eller blåsigt väder. Bara som ett axplock av lösningar för smarta elnät.
Nu gäller det att prioritera investeringar i tekniska lösningar framför en sänkning av nätavgiften för att göra av med de accelererande kapacitetsavgifterna. Regelverket är nämligen tydligt i att trängselavgifterna i första hand ska användas just till att öka kapaciteten.
Svenska kraftnät rekryterar nu många nya medarbetare vilket ger förutsättningar för att snabbt leverera mer kapacitet till kunderna. För att säkerställa att så sker bör regeringen överväga att:
En lång rad tekniska lösningar kan snabbt ge ökad kapacitet i överföringen. Använd dessa fullt ut med tydliga mål – det om något är smarta elnät.
Magnus Olofsson, tekn. dr. elektriska energisystem (KTH), nationell expert för smarta elnät samt ledamot IVAs avd. elektroteknik.
Lars Nordström, professor i elkraftteknik vid KTH.
