”Alla föreslagna scenarier för elomställningen är dyra och dåliga”

I mer än ett decennium har kravet på ”omställning” av den svenska elförsörjningen drivits hårt; detta krävs för att rädda klimatet och miljön. Därför är det märkligt att dagens debatt i första hand verkar handla om vilket kraftslag som är billigast och går fortast att bygga. Vad hände med frågan om miljökonsekvenserna? Och vart tog frågan om elsystemets primära uppgift, att leverera el av rätt kvalitet, vid rätt tid och på rätt plats, vägen?

Riksrevisionen kritiserade 2023 frånvaron av konsekvensanalys i omställningsarbetet. Det bör rimligtvis leda till något som är bättre än det man haft.

Fördubblad elanvändning

Det är emellertid inte bara omställning av befintlig elproduktion som pågår, elanvändningen ska dessutom öka kraftigt. Under 2023 publicerades flera scenarier från olika aktörer, som mer än fördubblar elanvändningen till 2050. För att se vilka konsekvenser dessa kan tänkas få för miljö och ekonomi har vi jämfört fyra scenarier:

• Scenario 1 (S1). Från Energimyndigheten med 20% vattenkraft, 19% kärnkraft, 52% vindkraft, 9% solel samt kraftvärme och import.
• Scenario 2 (S2). Från Svenskt Näringsliv (teknikneutralt) med 20% vattenkraft, 50% kärnkraft, 28% vindkraft samt kraftvärme och import.
• Scenario 3 (S3). Från Svenskt Näringsliv (100% förnybart) med 20% vattenkraft, 70% vindkraft samt kraftvärme och import.
• Scenario 4 (S4). Ett eget alternativ med 0% tillkommande förnybar el, med 20% vattenkraft och 80% kärnkraft.

Scenarierna är anpassade för att leverera 300 terawattimmar (TWh) per år netto, varav 80 TWh avser vätgasproduktion. Vätgasproduktionen, plus 20 TWh som kan hanteras av vattenkraftsdammar och anpassad förbrukning, behöver inte balanseras momentant medan övriga 200 TWh/år kräver momentan balansering.

Jämförelsen omfattar kostnader och miljökonsekvenser i form av koldioxidutsläpp, behov av icke-förnybara material och strategiska metaller, energimässig hållbarhet uttryckt som EROI (Energy Return on Investment. Det vill säga: förhållandet mellan levererad nyttig el och den ekvivalenta mängd el som använts för tillverkning, drift och avveckling under en livscykel) samt arealutnyttjande och inverkan på biologisk mångfald.

100% förnybart sämst på alla punkter

Resultaten visar att alternativ S4 (”0% förnybart”) är bäst ur samtliga aspekter medan alternativ S3 (”100% förnybart”) är sämst på alla punkter, S1 och S2 ligger däremellan. Arealmässigt är S3 problematiskt med ett ytbehov av ca 23 000 km² (motsvarar Skåne, Blekinge, Halland och Bohuslän tillsammans) att jämföra med S4:s behov av 624 km².

Resultaten kontrasterar mot den allmänna bilden av sol- och vindkraft som ”förnybara” och ”hållbara”. Men dessa begrepp är odefinierade och overifierade. De säger inget om alternativens faktiska egenskaper och saknar värde som beslutsunderlag (Konsumentverket tillåter inte att företag marknadsför el med den typen av påståenden). Riksrevisionen kritiserar också att det saknas plan för hanteringen av de stora mängder miljöfarligt avfall som sol- och vindkraftsutbyggnaden leder till.

Alternativen med stor andel vindkraft är även problematiska ur elsystemsynpunkt. För en given energileverans netto kräver de en hög installerad effekt med åtföljande dåliga förhållande mellan max- och medeleffekt och risk för svagt utnyttjad nätkapacitet.

Kräver omfattande utbyggnad

En stor andel vindkraft kräver också en omfattande utbyggnad av elnätet och en stor import av planerbar kraft för att klara effektbalansen. S3 kräver till exempel en installerad effekt av 103 GW för att klara nettobehovet av 300 TWh/år i jämförelse med att S4 bara behöver 46 GW. S3 producerar 348 TWh för att täcka behovet 300 TWh medan S4 klarar sig med 300 TWh och inte behöver någon import.

Överproduktionen i S3 orsakas av att kraftslag med ett lågt antal timmar med full effekt, som vindkraft, kräver en hög installerad effekt för att producera en given energimängd.

Tidvis kommer effekten att bli högre än behovet, men denna el kan inte lagras till rimlig kostnad. Övereffekten i S3 ger därför upphov till stora mängder ”spillel”, vilken måste exporteras, användas för vätgasproduktion utöver behovet eller helt stoppas.

Ogynnsamt miljömässigt

Stor export och import är ogynnsam både miljömässigt och ekonomiskt eftersom det ger upphov till betydande överföringsförluster, kräver stor markanvändning, stora investeringar och att man i normalfallet exporterar vindkraft med lågt marknadsvärde och importerar till exempel kol- eller gaskraft till höga kostnader.

Kostnaden från grunden för system S3 skattas till 3 400 miljarder kronor medan S4 ”bara” kräver drygt 2 200 miljarder. Årskostnaden för driften för S3 blir 506 miljarder medan S4 nöjer sig med 157 miljarder kronor. Den specifika elkostnaden på systemnivå blir 1,45 kr/kWh med S3 och 0,52 kr/kWh med S4. S3 kräver en stor import av planerbar kraft för att klara balanseffekten. Om man i stället för import tänker sig att klara den dimensionerande veckan för S3 med ett batterilager blir investeringskostnaden för lagret drygt 7 000 miljarder kronor (!).

Utöver detta krävs merinvesteringar i elnäten för över tusen miljarder. I Storbritannien gjordes 2020 en genomgång av kostnaderna för landets omfattande vindkraftsproduktion. Medelkostnaden för landbaserad vindkraft var 1,18 kr/kWh och för havsbaserad vindkraft 1,98 kr/kWh.

Detta är kostnader långt över dagens elpriser i Sverige och långt över de prognoser vindkraftsbolagen själva gjorde innan anläggningarna byggdes.

Dras med lönsamhetsproblem

Beträffande tidsaspekten ser det inte heller särskilt ljust ut för vindkraften. I Markbygden utanför Piteå byggs ett vindindustriområde på en yta större än Stockholms kommun. Projektet beräknas att pågå från 2010 till 2025, 15 år. Det ska byggas 1 100 vindkraftverk med en total årlig elproduktion på i bästa fall 10 TWh.

Utbyggnaden haltar på grund av lönsamhetsproblem och det lär ta ett antal år till innan den sista hälften blir färdig (efter 14 år är hälften byggt). Som jämförelse har Sydkorea byggt fyra reaktorer i Förenade Arabemiraten (Barakah) 2012–2023, 11 år. Anläggningen är nu igång och producerar runt 45 TWh per år. Investeringen per kilowattimme över en livscykel blir mindre än en tredjedel av vindkraftens.

Om man ska ställa om elsystemet bör det rimligtvis vara till något som i viss mening är bättre än det man haft. I jämförelse med det tidigare svenska systemet med i huvudsak vatten- och kärnkraft blir ett system med stor andel sol- och vindkraft sämre funktionellt, sämre ur miljösynpunkt och dessutom dyrare. Vad är det som blir bättre?

Per Fahlén
Professor emeritus, energi och miljö, Chalmers tekniska högskola, ledamot i Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien

Jan Blomgren
Professor i kärnfysik och konsult inom energifrågor