En tallriksmodell för elsystemet
Precis som kroppen behöver en balanserad kost behöver elsystemet en balans av olika kraftslag, med olika förmågor, för att fungera optimalt.
Vi kommer alla ihåg den från skolan när vi var små – tallriksmodellen. Sedan barnsben vet vi att kroppen behöver en mix av olika näringsämnen för att må bra. Vi kan inte äta bara kolhydrater eller bara fett utan att det får negativa konsekvenser för vår hälsa. På samma sätt är det i elsystemet. Ett fossilfritt elsystem kan inte vila på ett enskilt kraftslag eller på kraftslag som har väldigt likartade egenskaper. För att ett fossilfritt elsystem ska vara både leveranssäkert och ge en låg systemkostnad behövs en balanserad mix av olika förmågor. Liksom kroppen behöver en mix av kolhydrater, proteiner och fetter behöver alltså elsystemet en mix av väderberoende, flexibla och planerbara kraftslag.
De väderberoende kraftslagen, vind och sol, ger den absolut billigaste energin när det blåser eller när solen skiner. De flexibla kraftslagen, framförallt vattenkraften, kan öka och minska i effekt snabbt för att täcka upp när vinden och solen inte levererar. De planerbara kraftslagen, kärnkraft och kraftvärme, ger en stabil bas nära slutkunderna som minskar behovet av flexibilitet och elnätsutbyggnad.
Viktigt att ta hänsyn till hela systemkostnaden
Men om vind och sol ger den billigaste energin, varför kan vi inte satsa på att enbart bygga ut vind och sol och komplettera med vattenkraft och annan lagring såsom batterier? Upp till en viss nivå innebär den billiga vind- och solkraften att den totala systemkostnaden minskar. Så länge elnätsutbyggnaden, energilagringsbehoven och efterfrågeflexibiliteten hålls på en acceptabel nivå, så kommer den låga kostnaden från vind- och sol att kompensera för de ökade systemkostnaderna. Men till slut kommer man till en tröskel. Exakt var tröskeln ligger är olika för olika länder, beroende på till exempel hur mycket flexibel vattenkraft de har i systemet. I Sverige ligger tröskeln relativt högt, eftersom vi har mycket vattenkraft med stora magasin som kan lagra vatten över dygn och säsonger. Efter denna tröskel ökar systemkostnaderna oproportionerligt snabbt, eftersom flexibilitets- och lagringsbehoven blir orimligt stora och dyra.
Genom att istället ha en andel stabil planerbar produktion, så kallad baskraft, som kan ligga nära elanvändarna så sjunker flexibilitets- och lagringsbehovet och därmed de totala systemkostnaderna. Det innebär alltså paradoxalt att en dyrare kilowattimme från kärnkraft eller kraftvärme faktiskt kan sänka kostnaderna för slutkunderna. Det är därför det är vanskligt att enbart jämföra produktionskostnader mellan olika kraftslag utan att ta hänsyn till den totala systemkostnaden. Även om de billigaste kalorierna kommer från snabba kolhydrater, så innebär det inte att vi ska styra över hela vår kost till att enbart äta socker.
En tredjedel av varje är den optimala mixen
I många studier visar det sig att ungefär en tredjedel väderberoende, en tredjedel stabila, planerbara och en tredjedel flexibla kraftslag är den optimala mixen i ett kraftsystem, om målet är ett fossilfritt, leveranssäkert och konkurrenskraftigt elsystem. En av de mest omfattande studierna i Sverige har genomförts av Svenskt Näringsliv. Resultatet visar just att ett elsystem som har en dubbelt så stor elanvändning består av en tredjedel vindkraft, en tredjedel kärnkraft och en tredjedel vattenkraft.
Även IPCC har i sin senaste omfattande rapport ett långt avsnitt om att ett helt fossilfritt elsystem behöver bestå av flera komplementära förmågor. Att bygga ut de väderberoende kraftslagen är det billigaste sättet att få till snabba utsläppsminskningar. Men det räcker inte att sänka utsläppen med 60-70 procent. Det är därför det är viktigt att redan nu se till att det finns förutsättningar för att bygga ut mer planerbar elproduktion såsom kärnkraft och kraftvärme. Om vi inte gör det kommer vi att hamna i en återvändsgränd, där ytterligare utsläppsminskningar blir mycket svåra och dyra.
Tallriksmodellen bör också vara styrande för hur vi utformar elmarknaden, så att alla näringsämnen blir korrekt värderade. Idag betalar vi enbart kortsiktigt för generiska kilowattimmar – de snabba kolhydraterna. Det har lett till en oerhört volatil och kortsiktig elmarknad. Framöver måste vi säkerställa att de långsiktiga förmågorna vi behöver också blir korrekt värderade, så att elkunder och industrin kan lita på att elsystemet levererar på våra högt ställda klimatmål.
