ELKRISEN

Solenergi: Omvänt Robin Hood-bidrag ger dig högre elnota

Ju mer solenergi in i elnätet desto mer ökar kostnaderna för att hantera dess negativa effekter. Ändå subventioneras energislaget. ”Det blir en rejäl överkompensation när statens subventioner stora delar av året kraftigt överstiger marknadsvärdet på själva produkten”, säger Per Everhill på Tekniska verken, som också ser fördelar, inte minst för egenkonsumtion.

Solceller fortsätter att rullas ut i en rasande takt i Sverige och under 2023 tillkom anläggningar motsvarande en maxeffekt på 1 600 megawatt vilket är en fördubbling jämfört med 2022, enligt Solcellskollen.

Vid årsskiftet fanns totalt runt 250 000 svenska solcellsanläggningar och runt 100 000 sattes upp under 2023. Totalt är den nätanslutna solcellskapaciteten nu nästan 4 000 megawatt eller motsvarande fyra kärnkraftsreaktorer i maxkapacitet. Kraftslagets andel i elproduktionen är desto mindre, cirka 3 terawattimmar eller runt 2 procent av Sveriges totalproduktion utslaget på ett helt år, men Per Everhill uppskattar att uppemot 40-50 procent konsumeras innanför mätaren.

Svenskt elproduktion är i dag i stort sett fossilfri och även om det är positivt att den totala mängden fossilfri klimatvänlig energi i landet växer och att hushåll konsumerar solenergi för eget bruk så innebär solenergi i elsystemet också stora utmaningar, menar han.

– Solenergins utmaning är ju att den producerar som mest när vi i Norden vanligtvis har ett lågt elbehov.

Pressar priserna för andra kraftslag

I Sverige är elkonsumtionen större på vintern på grund av uppvärmning men då levererar solcellerna inte så bra. Samtidigt, när solen lyser starkt, pressar de priserna för andra kraftslag som exempelvis kärnkraft, kraftvärme och vattenkraft som är viktiga att ha året runt.

Detta kan minska incitamenten att investera i dessa kraftslag. Det blir en form av moment 22 där det, om det finns väldigt mycket solenergi, måste finnas reserver i form av andra kraftverk eller lagringslösningar för att täcka upp för den energin som solcellerna inte levererar på vintern.

Dessa kraftverk och lagringslösningar är förstås dyra.

– Därför kommer det vara nödvändigt med en elmarknadsreform som ger ersättning för andra nyttor än enbart kilowattimmar för att vi ska kunna hålla systemet i gång, säger Per Everhill.

Samtidigt går kärnkraften normalt på revision under sommaren och det skulle också kunna innebära att nya verksamheter tillkommer under sommaren, som jämnar ut så att efterfrågan av el sprids ut tror Per Everhill.

– Vi har också förändrade beteenden, exempelvis ett ökat kylbehov och batterier som kommer öka elbehovet sommartid. Men också en generell ökning genom elbilar och industrins elektrifiering. Regeringen föreslog nyligen ett planeringmål på 300 terawattimmar årsanvändning av el i Sverige. I ett sådant scenario kommer vi behöva all elproduktion vi kan få.

Borde man inte ställa högre leveranskrav på solparkerna, så att de levererar mer jämnt? Annars får väl någon annan ta kostnaden för lagringslösningarna och då sväller väl systemet och därmed elpriset?

– Jag lutar åt en kombination av åtgärder, exempelvis tekniska krav på regleringsförmåga vid negativa elpriser, någon form av ersättning för tillgänglig kapacitet och variabla nätnyttoersättningar för olika produktionsslag utifrån deras bidrag till elsystemet. Jag tror inte på straffavgifter för vissa produktionsslag, bland annat då de ändå i slutänden kommer föras över till elkunderna. Man behöver låta marknaden få tid att anpassa sig. Exempelvis kommer våra tidvis låga elpriser att locka till sig nya användare, exempelvis vätgasproduktion i Norrland för fossilfritt stål som kommer balansera upp elpriset igen. Och solcellsaktörerna borde själva inse nyttan med batterier på marknadmässiga villkor.

Ankkurvan kan bli ett rejält problem

Ett annat problem uppstår även på dygnsbasis. Solcellerna må vara små och går sällan för fullt. Men de är väldigt många och tillsammans har de en hög maxkapacitet. I nuläget alltså motsvarande fyra stora kärnkraftsreaktorer, så när väderförutsättningarna är perfekta så får det en stor effekt för elsystemet och solcellerna lär knappast bli färre den närmsta tiden.

Problemet uppstår av att många av dem inte levererar mot lagringslösningar utan rakt ut på nätet och det illustreras bäst med den så kallade ankkurvan, som myntades av Kaliforniens systemoperatör CAISO 2012. Eftersom el måste konsumeras i exakt samma stund som den produceras tvingas systemoperatören hela tiden balansera systemet så att det finns rätt mängd elektricitet i systemet.

När solen går upp tvingas systemoperatören reglera ned andra kraftkällor i systemet för att få plats med solenergin, och när solen sedan går ned sker en motsvarande upprampning av andra kraftkällor. Denna blir då dessutom extra brant eftersom efterfrågan typiskt ökar en aning på kvällen.

Elpriskurvan får en ankliknande form, därav namnet. Ankkurvan har nu nått Sverige och den är främst importerad. Länder som Tyskland och Nederländerna har haft mycket generösa bidrag för att installera solceller vilket har lett till en explosion av kraftslaget.

Därför exporteras billig solel när solen lyser och det letar sig in över hela det europeiska elsystemet. I Danmark kunde man nyligen inte ens hantera elen trots att alla nedregleringsbud aktiverades till kraftigt negativa elpriser utan de skickade den vidare till Sverige och det var nära att nedregleringsbuden tog slut här också.

Detta är primärt ett problem i att solenergin inte tycks vilja eller kunna reglera ned (stänga av) i tillräcklig omfattning när elpriserna blir negativa, annars borde man rimligen vilja stänga av när man får betala dyrt för att producera. Detta är också ett problem som den verkar dela med vindkraften. Vid kombinerad vind och sol kan det alltså bli ganska negativa elpriser, där producenterna betalar för att göra sig av med elen. Negativa elpriser inföll enligt Energiföretagen cirka 400 timmar under 2023, vilket motsvarar ungefär fem procent av tiden.

Att lagringslösningarna inte hänger med, PPA-avtal, och att elnätsinfrastrukturen har utmaningar är andra förklaringar.

Batterier växer snabbt

Det som växer är batterier men på systemnivå är batterier främst ett sätt att flytta last, eftersom det krävs väldigt mycket kapacitet för att lagra någon stor mängd energi. Ett Tesla Megapack kan förvisso lagra 3,9 megawattimmar, vilket ser mycket attraktivt ut, men det skulle krävas 6 461 stycken för att ensamt hantera topplasttimmen den 16 januari mellan klockan 9 och 10. Den exakta kostnaden för ett Tesla Megapack är svårt att hitta och utvecklingen går snabbt men enligt Wikipedia handlar det om 15 miljoner kronor per styck eller 96 miljarder kronor för kapacitet tillräcklig att ensamt hantera den svenska topplasttimmen, alltså den timmen på året med störst konsumtion. Och då handlar det alltså om kapacitet för en timme. Det är i dessa kostnadstrakter en ny fullstor kärnkraftsreaktor ligger, så för ett dygns lagring värt av batterier skulle Sverige kunna bygga om hela kärnkraftsflottan och mycket mer därtill. Reaktorer som står i 60-80 år och producerar storskalig jämn el dygnet runt. Förstås enligt en mycket simpel och ovetenskaplig exempelräkning.

Att hantera en dunkelflaute med batterier, där sol och vind producerar väldigt lite under flera dagar, mitt under smällkalla vintern bedöms alltså inte som realistiskt, men däremot kan de spela en viktig roll för att flytta last i elsystemet under en kort period, sekunder eller minuter, och för att köpa tid att exempelvis sparka igång en gasturbin.

Större lagringslösningar som pumpkraftverk, vätgas och liknande har sina egna utmaningar i exempelvis byggtid, kapacitet, turbinstorlekar, vattenkraftens driftsmönster, geografi, kostnad med mera. För att tillverka exempelvis vätgas i någon stor skala behövs först också en rejäl överproduktion av elektricitet inte minst eftersom det innebär energiförluster i omvandlingen och som tidigare nämnt producerade solkraften bara 2 procent i fjol enligt Energimyndigheten. Vindkraften producerade 21 procent.

– Batteriutvecklingen går snabbt, men volymerna är för små för den lagring vi skulle behöva i Norden med en lång, mörk och kall vinter. Hade vi haft sommarväder året om hade det varit en helt annan sak.

Flexibla elbilar sliter på batteriet

Det har också diskuterats att använda elbilsbatterier som flexibel resurs, men det bör inte heller ses som någon ersättare för planerbar el, menar Per Everhill.

– Bilbatterier (precis som alla batterier) kan absolut bidra till att stabilisera frekvensen i elnätet så vi kan hantera mer väderberoende kraft, exempelvis vind och solkraft. Utmaningen jag ser jämfört med stationära batterier är att osäkerheten kring tillgänglighet och bilarnas rörlighet. Det kommer vara svårt för de aktörer som aggregerar dessa resurser att förutsäga vilka som är tillgängliga i varje given stund och på vilken plats i elnätet. Sedan har vi utmaningen med att laddning och urladdning sliter på batteriet och därmed påverkar elbilens eventuella andrahandsvärde. Möjligen kan man hitta lämpliga elbilsanvändare som detta passar för, exempelvis fordonsflottor inom serviceföretag som står stilla vissa tider. Men jag tror det blir rätt komplext att samla privatbilister för detta ändamål på ett effektivt sätt. Helt avgörande blir ju vilken intäkt elbilsägaren kan tänkas få för att sälja balanstjänster och där ser vi redan nu hur priserna börjar sjunka rejält.

– Men det är också viktigt att skilja på energilagring och frekvenstjänster. För det är ju inga större energimängder som kan lagras i bilbatterier i ett energisystemperspektiv. I ett nätperspektiv ser jag det inte särskilt annorlunda än annan elanvändning, möjligen en utmaning om ett stort antal elbilsägare laddar i och ur sina batterier samtidigt i ett begränsat elnät, exempelvis ett villaområde eller industriområde.

Kraftslag olika snabba

Olika kraftslag är olika snabba i upp- och nedrampning. Kärnkraft ligger och tuggar på i samma tempo medan vind- och solkraft varierar i mängd beroende på väder. Sverige har vattenkraft men denna finns främst i norra Sverige och dess reglerkapaciteten är dessutom begränsad, särskilt under vårfloden, så även andra kraftkällor måste hjälpa till att balansera den växande mängden solenergi.

– Solenergins utmaning är ju att den producerar som mest när vi i Norden vanligtvis har ett lågt elbehov. Samtidigt har vi de senaste åren sett nya rörelser på elmarknaden med tidvis höga elpriser även sommartid.

Höga elpriser uppstår typiskt när fossila kraftslag kommer in i bilden. Dessa är snabba i upprampning och i världen i dag hanteras ankkurvans upprampning i huvudsak med fossila bränslen. Fossilgas är en utmärkt energikälla att rampa snabbt.

I Sverige är vi dock långt ifrån några sådana stora mängder solenergi.

– Samtidigt ser vi nu hur aktörerna på marknaden börjar anpassa sig till den nya verkligheten, bland annat genom att bygga parkerna i öst-västlig riktning för att på så viss maximera andelen produktion som sker utanför de klassiska lågpristimmarna. Vi ser också att kombinationen batterilager och solpark blir vanligare vilket gör att produktionen inte får samma momentana påverkan på elmarknaden, säger han.

Sätter press på utrustningen

Det är viktigt att lagringslösningar eller nedregleringsförmåga hänger med utvecklingen av solceller, särskilt i det svaga lokalnätet. Det svenska elsystemet är uppbyggt efter en modell där storskalig centraliserad elproduktion levererar högspänd ström på 400 000 till 220 000 volt genom stamnätet, vilken sedan successivt grenas ned genom regionnätet på 130 000 till 40 000 volt till lokalnätet på 40 000 volt och nedåt. Slutligen konsumeras den i våra bostäder med en spänning på cirka 230 volt.

När ström från solceller matas ut på nätet från enskilda hushåll sätter det press på den bakomliggande utrustningen.

– Om klockan är 13.00 och folk är på jobbet samtidigt som det är soligt och fint ute. Då blir det en utmaning när solenergi som produceras inte konsumeras utan i stället ska ut på nätet. Systemet är inte designat för det i dag, säger Per Everhill.

Det handlar om saker som övertoner, elkvalitet, spänning och brus. Blir det för mycket av detta måste nätbolaget bygga om elnätet och i värsta fall även nätstationen. Kostnaden för detta hamnar då på elnätsavgiften och det finns redan exempel på detta i Sverige.

Inte svårt att lösa

Rent tekniskt är det inget svårt problem att lösa för enskilda villaägare eftersom batterier lätt skulle kunna lagra denna ström eftersom det inte rör sig om så mycket, men i dagsläget får den som sätter upp solceller 60 öre per kilowattimme i statlig subvention i form av ett skatteavdrag för att mata ut sin solenergi på nätet. Det blir en form av omvänt Robin Hood-bidrag där de mindre förmögna i hyresrätter betalar de mer förmögna i villor med stora solcellsanläggningar genom en högre elnätsavgift skulle man kunna säga.

– Jag kan hålla med om att subventionerna för villaägarnas solel varit väldigt generösa de senaste åren. Vilket lett till att villaägarna byggt väldigt stora anläggningar utöver sitt eget behov. Solel dimensionerad för egenkonsumtion är enbart positivt då det blir negativ last i elnätet som frigör kapacitet. Men jag är ingen vän av retroaktiv lagstiftning utan tror här på att förändra styrmedlen så att villaägarna framöver bygger anläggningar som gynnar elsystemet, säger han.

Per Everhill tycker att det nu är läge att skrota 60 öres-subventionen. Ju förr, desto bättre. Solenergin kan stå på egna ben och rätt dimensionerad och använd av kunderna kan den göra stor nytta för elsystemet.

– Absolut, 60-öringen har en väldigt generös ersättning. Det blir en kraftig överkompensation när statens subventioner stora delar av året kraftigt överstiger marknadsvärdet på själva produkten, säger han.

Elnätet behöver byggas om oavsett

Elnätet kommer förstås att behöva byggas om i Sverige oavsett – men i många fall har det väldigt många år kvar och det finns fysiska begränsningar i hur snabbt elnätet kan byggas ut, menar han. Det tar tid att bygga elnät och nyttan måste naturligtvis ställas mot kostnaden. Enligt vissa uppskattningar beräknas det svenska elnätet behöva byggas ut för 1 000 miljarder kronor, även om lokalnätet förstås bara är en del i nätinfrastrukturen. Det tar också tid att bygga elnät.

Särskilt intressant borde det också vara för villaägare att nu skaffa batterier, eftersom man får skatteavdrag för det också, menar Per Everhill. Enligt Solcellskollen beviljades omkring 41 000 batterisystem skatteavdrag inom ramen för de gröna avdragen 2023. Det innebär en tredubbling från de knappt 12 000 avdragen året dessförinnan.

Batterierna har också blivit en lukrativ marknad både i stor skala samt för privatpersoner eftersom systemoperatören Svenska kraftnät efterfrågat en ny nedregleringstjänst för att kunna balansera ner nätet när det är för mycket produktion och balanskostnaderna har sexdubblats från 1 miljard kronor 2021 till 6 miljarder kronor 2023. I år väntas siffran öka ytterligare till 8 miljarder kronor. Detta gäller dock alla balanstjänster och inte bara den nya nedregleringstjänsten.

Aggregatorer har dykt upp

När det gäller villorna har nya aggregatorer börjat dyka upp som enkelt förklarat klumpar ihop småskaliga batterier och säljer stödtjänster till Svenska kraftnät. Den nya elmarknadsutredningen ska bland annat kika på detta.

– I takt med att vi får ett mer instabilt elsystem ökar behovet av stödtjänster. Jag tycker det är positivt att det i dag finns teknik och marknadslösningar som gör att privatpersoner kan tjäna en slant på att hjälpa elsystemet. Samtidigt noterar jag ett enormt inflöde av batterier på marknaden så frågan är hur länge affären kan fortsätta vara lönsam som i dag, säger Per Everhill.

Den politik som kommer från EU har under väldigt lång tid också varit väldigt inriktad på förnybar energi. Just nu finns ett beslut att alla nya hustak från och med 2029 ska vara utrustade med solpaneler.

Offentliga byggnader står enligt förslaget på tur redan 2027.

– Det är ett mycket märkligt förslag. Visst vore det bra med mer solceller när de lokala förutsättningarna är goda, men ett obligatorium gör att byggarna tvingas avsätta kapital till specifika investeringar som inte behöver vara mest ekonomiskt rationella, när pengarna kanske skulle göra större klimatnytta som ett förbättrat klimatskal, bättre fönster och så vidare.

– Dessutom finns det många tak som är direkt olämpliga för solceller, exempelvis små hus som ligger i skugga. Jag skulle föredra ökade krav på energieffektivitet generellt så att byggarna får frihet att lösa dessa utan att vara låsta till något specifikt teknikval.

Skulle kunna få märkliga konsekvenser

Det skulle också kunna innebära märkliga konsekvenser, exempelvis att den som bygger väljer elvärme som uppvärmningsform på grund av gratis el sommartid, men som sedan belastar elnätet den kalla vinterdagen och då får negativa konsekvenser för elsystemet som helhet, menar han.

– Jag hoppas Sverige kan nyansera detta inför implementeringen i svensk lag, exempelvis många möjligheter till undantag om det inte är tekniskt eller ekonomiskt rimligt.