Detta är en opinionstext. Åsikterna är skribentens egna.

Sol- och vindkraft framställs ofta som den billigaste el som finns att bygga. Samtidigt har de länder som satsat på dessa tekniker utan undantag fått högre elpriser. Hur är detta möjligt? Det visar sig att elproduktion som är billig att bygga skapar höga kostnader i andra delar av systemet.

Allt blir billigt om någon annan betalar. Denna devis är giltig även inom energisektorn.

I Tyskland höjdes elpriserna med 45 procent samma dag som de tre sista kärnkraftsreaktorerna togs ur drift. Huruvida det finns en direkt koppling mellan dessa två händelser låter jag vara osagt, men det är en bra ingång till att reda ut vad som är de verkliga elpriserna. Det påstås ofta att sol- och vindkraft är de billigaste teknikerna för ny elproduktion, samtidigt som de länder som satsat mest på dessa tekniker har bland världens högsta elpriser. Hur kan något som är billigt bli dyrt?

När man ska jämföra priser mellan olika tekniker för elproduktion är det vanligt att man tar fram livscykelkostnaden. Detta innebär i korthet att man beräknar alla kostnader under anläggningens livstid, från vaggan till graven, samt hur stor volym el den torde producera. Detta ger hur högt elpris som krävs för att investeringen ska precis gå runt. På engelska heter detta Levelized Cost of Electricity, vilket förkortas LCOE. Det finns inget etablerat svenskt begrepp, men låt oss kalla det livscykelkostnad.

Allt blir billigt om någon annan betalar. Denna devis är giltig även inom energisektorn.

Frågan är nu vad som ska räknas med eller inte räknas med i livscykelkostnaden. Det är vanligt att man räknar med själva kraftverket, men inte kostnader som kraftverket orsakar i elnätet. Det finns mycket rimliga anledningar att göra på det viset, eftersom de effekterna kan variera rejält beroende på var kraftverket byggs, och hur övriga elnätet ser ut. Dock kan det göra jämförelser vanskliga om man inte känner till, eller inte vill kännas vid, vilka kostnader som dyker upp på andra ställen i systemet.

Ett enkelt exempel är kostnad för jämn tillförsel. Antag att kunder vill ha el dygnet runt, året runt. Om man har ett kärnkraftverk som går på full effekt 90 procent av tiden behöver man något annat för de 10 procent av tiden verket inte producerar. Ska man ta med kostnaden för annan produktion under den tiden? I fallet kärnkraft påverkar detta inte livscykelkostnaden särskilt mycket, eftersom även ganska dyr produktion under de 10 procent av tiden verket står stilla inte ger dramatiska effekter på slutnotan.

För solceller är det betydligt knepigare. Halva tiden är det natt i genomsnitt över året, och då är produktionen noll. De första timmarna efter soluppgången och de sista timmarna på kvällen innan solen går ner under horisonten är instrålningen tämligen liten. I praktiken ger solcellen full effekt runt 25 procent av tiden. Ska man då räkna in annan elproduktion 75 procent av tiden? I så fall kan det bli väldigt olika resultat beroende på vad man utgår från.

Om man kräver att el från solcellen ska lagras i batterier så att man kan fördela den ström som produceras mitt på dagen jämnt fördelat över dygnet kommer kostnaden för batterierna att ge en stor påverkan på livscykelkostnaden. Om man i stället säger att vi använder den el som produceras i solcellen omedelbart, och resten av dygnet kör vi en gasturbin kommer priset på fossilgas att bli avgörande för livscykelkostnaden.

Olika sätt att producera el leder till radikalt olika kostnader i elnätet, men även detta är svårt att sätta ett generellt pris på eftersom det varierar kraftigt beroende på förutsättningarna. All el skapas inte på samma sätt, och det påverkar elöverföringen olika.

Ett elsystem består av en trepartsdans, produktion-överföring-användning, där varje del i varje ögonblick måste vara i balans. Systemets syfte är att tillhandahålla kraft till användarna, kraft som skapas i produktionsledet på annan plats än den slutliga användningen. För att detta ska fungera krävs ett antal så kallade systemtjänster, ibland även kallade stödtjänster. Detta innebär olika former av hjälp till systemet, i första hand till överföringen, för att den ska fungera effektivt. Systemtjänster kan definieras som tekniska åtgärder som hjälper överföringen, utan att själva skapa den kraft som ska överföras.

En enkel liknelse kan vara vägar. Syftet med vägen är att transportera varor. På vintern plogar, sandar eller saltar man vägar. Att sanda vägen är då en systemtjänst: det gör det möjligt att transportera varor, men sandningen skapar inte varor att transportera. Detta är exempel på systemtjänster till vägnätet – utan dessa är det svårare att komma fram. På liknande sätt kräver överföring av el olika former av stödåtgärder.

Begreppet systemtjänster har snabbt blivit ett flitigt använt koncept i den svenska politiska debatten, men eftersom det handlar om långt ifrån enkla tekniska begrepp har det ofta saknats en mer allmän förståelse för vad detta betyder, med förvirrad debatt som konsekvens.

Vissa storskaliga anläggningar för elproduktion har en speciell typ av generatorer som kallas synkrongeneratorer. De har inbyggda tekniska justeringar som gör det möjligt att kontrollera elnätet på olika sätt. I Sverige finns sådana generatorer i de största vattenkraftverken och i kärnkraftverken. I övriga världen finns dessa ofta i kolkraftverk eller gaskraftverk.

Mindre elproducerande anläggningar har en annan typ av generatorer, så kallade asynkrona generatorer. De är mycket enklare och billigare, men går å andra sidan inte att använda i samma grad för att styra hur elnätet fungerar. Sådana generatorer finns i små vattenkraftverk och i vindkraftverk.

Försöker man bygga ett elsystem enbart baserat på asynkrona generatorer får man problem med stabiliteten, och olika tekniska lösningar för att kompensera för detta kan bli ordentligt kostsamma. Hur ska man sätta ett pris på detta? Om man har 1 (en) procent av elsystemet med vindkraftverk och resten är storskalig vattenkraft får man inga problem, men om man har 90 procent vindkraft och resten är solceller är det tveksamt om systemet alls skulle fungera – ett sådant system har hittills aldrig byggts någonstans i nationell skala. Tyskland har ambitionen att komma dit på sikt, men har lång väg kvar att gå.

Eftersom det blir så radikalt olika resultat beroende på förutsättningarna brukar man inte ta med hur elproduktionen påverkar överföringen då man beräknar livscykelkostnaden. Detta är som sagt rimligt på grund av svårigheterna att få fram allmängiltiga bedömningar, men om man inte tar med i beräkningen att livscykelkostnaden inte innefattar hela kostnaden kan man dra mindre lyckade slutsatser.

Det är till exempel ett vanligt påstående i debatten att sol- och vindkraft är de billigaste sätten att få el, eftersom de har lägst livscykelkostnader. Det stämmer att själva utrustningen för att producera el kan tillverkas ganska billigt, men dessa tekniker leder till höga kostnader på andra ställen i elsystemet. Tar man inte hänsyn till detta är det stor risk att man satsar på fel häst.

Detta illustreras med all önskvärd tydlighet i en nyligen publicerad studie från USA, där man dels beräknat livscykelkostnader för enbart elproduktion, dels tagit med de kostnader i elsystemet som en viss teknik för elproduktion orsakar. I studien jämförde man påverkan på elsystemen dels i Texas, dels i Tyskland. Resultaten blev minst sagt iögonfallande.

Livscykelkostnaden för enbart elproduktion sattes lika i de två fallen, men när man tog med systemeffekter fick man ibland markanta skillnader. För planerbar kraft, vilket innebar fossil kraft och kärnkraft i denna studie, blev skillnaderna genomgående ganska små. Till exempel blev livscykelkostnaden för enbart elproduktionen 76 öre per kilowattimme för kolkraft. Med systemkostnaderna hamnade man på 78 öre i Tyskland och 90 öre i Texas. Kärnkraft hamnade på 82 öre för själva produktionen. Med systemkostnader landade notan på 106 öre i Tyskland och 122 öre i Texas.

Ju mer väderberoende kraft man introducerat i systemet desto högre slutkostnad till kunderna.

För väderberoende kraft blev bilden radikalt annorlunda. Livscykelkostnaden för enbart elproduktion med vindkraft uppgick till 40 öre per kilowattimme, men då systemkostnaderna räknades in hamnade man på 504 öre i Tyskland och 291 öre i Texas. För solceller var livscykelkostnaden för enbart elproduktion 36 öre, men med systemkostnaderna inräknade landade Tyskland på 1 548 öre (!) och Texas på 413 öre.

Som synes orsakade sol- och vindkraft enorma kostnader ute i elnäten. Det mest extrema exemplet var solceller i Tyskland, där slutnotan blev 40 gånger högre än kostnaden för själva solcellen!

Man kan naturligtvis ifrågasätta exakta värden i en studie av denna typ, och resultaten varierar beroende på vad man kräver. Om man kräver att en viss typ av elproduktion ska leverera 100 procent av tiden får man värre resultat än om man nöjer sig med 95 procent av tiden, men det är inte det viktiga. Den stora poängen med detta sätt att prissätta olika typer av elproduktion är att få ett realistiskt beslutsunderlag, där den verkliga kostnaden för kunderna syns.

Trenden i dessa resultat stämmer med priserna i verkliga livet. De länder i EU som satsat hårdast på sol- och vindkraft är Danmark och Tyskland, och dessa två länder har under många år haft de högsta totala elpriserna inom EU.

I USA är energipolitik inte en stor nationell fråga, utan det är i hög grad upp till varje delstat att säkra sin elförsörjning. Det är tydligt att de delstater som satsat mest på sol- och vindkraft, Kalifornien och Texas, har sett de största prisökningarna på el. Prisökningarna i alla USA:s delstater de senaste 20 åren följer en tydlig trend: ju mer väderberoende kraft man introducerat i systemet desto högre slutkostnad till kunderna.

I Sverige ser vi liknande trender. Svenska kraftnäts kostnader för att balansera elnäten har sexdubblats på bara några år. Detta är i hög grad ett resultat av utbyggnaden av vindkraft. Den orsakar minskad stabilitet i näten, och det är kostsamt att motverka dessa effekter.

Slutsatsen är så enkel att den borde vara självklar: undersök den totala kostnaden, inte bara inköp av kraftverket. Av någon outgrundlig anledning har den analysen inte gjorts vid politiskt beslutsfattande, varken i Sverige eller i ett antal andra länder. 

Jan Blomgren
Professor i tillämpad kärnfysik, författare och debattör

Kontakta skribenten:
[email protected]