Etikettarkiv: solceller

Alla elektroner är inte lika mycket värda

Dags för årets upplaga av detta traditionella inlägg! Jag skulle vilja skriva det närmare årsskiftet, men Svenska Kraftnät (SvK) har tyvärr såhär fördröjd statistik.

Resultat för 2015

Om man kombinerar SvKs timvisa produktionsstatistik per kraftslag för 2015 med Nordpools spotpriser, så ser man att genomsnittsvärdet på el år 2015 var 21.3 öre/kWh. Man kan också räkna ut ett genomsnittligt spotprisvärde per kraftslag genom att vikta spotpriserna med respektive kraftslags produktion per timme.

viktat-spotpris-2015

Vattenkraftens värde var alltså 21.5 öre, kärnkraft 21.2 öre, vindkraft 20.2 öre och solceller 20.1 öre/kWh. Det betyder att värdet för vind och sol år 2015 var 5-6% lägre än genomsnittet. Värmekraft hämtar ett bra spotpris eftersom de kör främst på vintern, samvarierande med fjärrvärmebehovet, medan kärnkraft är inflexibelt och hämtar 99.1% av snittet.

Fallande värde

Jag försöker vara transparent och även redovisa resultat som inte följer mina teser. Jag har förutspått att vindkraften kommer att få ett procentuellt allt sämre viktat spotpris när mängden vindkraft i systemet ökar, pga att vindkraften förstör sitt eget spotpris under de dagar det blåser bra. Man ser sådana effekter, men sedan 2012 har vindkraften legat hyfsat konstant på cirka 5% lägre värde än genomsnittet. Jag håller fast vid min tes om att värdet kommer urholkas med ytterligare penetration (andel vind), men hittills ser jag det inte i siffrorna, trots att vindkraften år 2015 nådde 11% av elen.

Som tröst har jag stöd i litteraturen och i empirin från andra länder. Ett färskt working paper av Lion Hirth visar på befintlig empiri och studier och han har även arbetat fram en modell för hur värdet minskar linjärt med marknadsandelen. Såhär har det sett ut i Tyskland:

hirth-re-value

Hirth konstaterar att värdet på sol och vind vid låga marknadsandelar beror på hur dessa kraftslag samvarierar med konsumtionen (över dygn och säsong). Vid höga marknadsandelar däremot så beror värdet mer på kraftslagens egen varians när de konkurrerar ut sig själva på spotmarknaderna.

I Sverige de senaste fyra åren har värdet av solcells-elen varierat mellan 88% och 108% av genomsnittet. De år då solen har haft högt värde har vintrarna varit milda och reaktorerna gått bra på vintern, så att skillnaden i spotpris över säsong har varit mindre än skillnaderna i spotpris mellan dag och natt. Solen har en penetration i Sverige, enligt SvK (som måhända inte täcker all solproduktion), på endast 0.02%, vilket innebär att solen ännu inte konkurrerar med sig självt. Eftersom Sverige har säsongsmässigt mindre lämplig sol än Tyskland, kommer Sveriges värdeurholkning vara brantare än den tyska ovan.

Import och export

Svensk vindproduktion var cirka 17 TWh och svensk nettoexport cirka 23 TWh år 2015. Jag har inte undersökt vad exportintäkterna egentligen blev, men om man som proxy skapar ett viktat spotpris på samma sätt som för kraftslagen, så blev nettot 4.1 mdr, dvs blott 18 öre/kWh. Jag misstänkte att vi exporterade mycket av vinden och gjorde en scatterplot på det:

import-vind-2015

Misstanken var fel, sambandet är svagt, vi exporterar nästan lika mycket när vi har hög som när vi har låg vindproduktion. Vi exporterar alltså inte vinden för närvarande, iallafall inte i någon avgörande utsträckning. Jag misstänker att en orsak är att när det blåser mycket hos oss, så blåser det mycket hos grannarna och då är de inte intresserade av import.

Vattenkraft

Okej, om inte exporten tar smällen, så borde vattenkraften göra det. Ny scatterplott:

vatten-vind-2015

Ja, mycket riktigt: Vattenkraften får kompensera. Våra 6 GW vindkraft producerar 0-5 GW beroende på vindförhållanden och vattenkraftens trendlinje varierar då med cirka 3 GW. Allteftersom vindkraften växer i Sverige och reaktorer tvingas till nedläggning kommer vattenkraften tvingas variera än mer, tills gränserna uppnås. Det finns en övre kapacitetsgräns på 16-17 GW och så kallade vattendomar reglerar minimi- och maximiflöden för att skydda älvbiotoper, älvbankar mm.

Slutsats

Även om vindkraften kan byggas hyggligt billigt, så är den inte lika mycket värd och ersätter kärnkraft som har ungefär samma livslängd som de nya vindkraftverken. Solceller kan inte byggas billigt och dess produktion är ännu mindre värd. Utbyggnaden av dessa kraftslag förblir samhällsekonomiskt vansinne.

Vattenfall och brunkolet

Vattenfalls tyska kolkraft börjar bli aktuellt igen. Vattenfall och troligen även sossarna och miljöpartiet vill sälja för att bli av med gnället från gröna gräsrötter. Bland annat Ny Teknik rapporterar att det är svårt att få köpare eftersom elpriserna för närvarande är låga och spekulerar i att Vattenfall kommer tvingas betala för att bli av med det.

Det här är en gammal surdeg som jag skrivit om förr. Det som fick mig att reagera den här gången var en ledare i DI, Dagens Industri, med rubriken Miljörörelsen har rätt om Vattenfall, undertecknad av PM Nilsson. Låt oss tröska igenom detta steg för steg.

Det har kommit rapporter om att koldioxidutsläppen i världen stagnerat de senaste två åren och Nilsson förklarar detta:

”Orsaken är ett genombrott för förnybar energi, särskilt sol, i Kina och övergång från kol till gas i USA.”

Det är poppis att hylla solceller, men fortfarande är det lögn att tillmäta den någon större betydelse. Solen har ännu inte nått 1% av elen i Kina och av den samlade tillväxten av CO2-snåla energikällor (vattenkraft, solceller, vindkraft och kärnkraft) år 2015 så utgjorde solcellerna bara 12%. Graf över utvecklingen:

china-low-CO2

Nilsson fortsätter med att konstatera att enligt Paris-avtalet måste det mesta av kolreserverna stanna i backen. Han frågar sig:

Hur detta ska gå till utspelar sig nu i Vattenfall som har att hantera Sveriges första äkta ”stranded asset”, brunkolsverksamheten i östra Tyskland. Vem ska ta den finansiella smällen? Hur ska tillgångarna hanteras? Vem ska äga och hur?

Dumma frågor kommer få bra svar! Låt oss först konstatera att Tyskland inte har någon trovärdig väg till mindre brunkol. År 2015 såg elproduktionen ut såhär:

germany-electricity-generation-2015

Betänk att kärnkraften ska stängas ner fram till 2022. Om vi sprider ut dessa 14% på vind och sol så får vi kanske 11% sol och 22% vind. Men sen sitter man där med skägget i brevlådan, för hur ska man kunna öka från de nivåerna? Genom att någon viftar med ett trollspö och får fram gratis storskalig batterilagring?

Att brunkolet verkligen är ”äkta” strandat är alltså långtifrån avgjort. Nilsson pekar på Tysklands planer, men de är tyvärr inte värda papperet de är skrivna på.

Nilsson fortsätter:

Är det [försäljning] egentligen en hållbar modell för att hantera avvecklingen av fossila tillgångar? Om Sverige ska vara ”ledande” och ett ”föredöme” kan det vara mer värt att hitta en finansiell modell som använder marknadskrafterna för att nå det miljöstrategiska målet. Samma dilemma som Vattenfalls styrelse sliter med i dag finns ju överallt i världen. Men Vattenfall har, eller borde ha, en ovanligt progressiv ägare.

Det är här jag börjar undra varför Dagens Industri, som ju faktiskt är en hyggligt tung ekonomitidning, har anställt en politisk redaktör vars resonemang är ekonomiskt illitterata och ologiska. Men okej, låt oss bena ut det här:

  1. Försäljningen är inte tänkt att hantera avveckling, utan att bli av med en het politisk potatis och en goodwill-belastning. Just för att Sverige är en ”ovanligt progressiv ägare” vill politikerna riva av plåstret fort genom försäljning.
  2. Vi har en modell för att ”hantera avvecklingen av fossila tillgångar”. Det kallas för EU ETS, Emission Trading Scheme, dvs utsläppsrätter. Vem som äger och driver vad är fullständigt irrelevant. Utsläppsrätterna kommer användas.
  3. Sverige kan bara leda och vara ett föredöme på hemmaplan. Om vi på något sätt lyckas sänka tyska utsläpp så hjälper vi bara Tyskland att leda och vara ett föredöme. Det har vi såvitt jag vet ingen ambition att göra.
  4. Sverige har inget ”miljöstrategiskt mål” för Tyskland. Det vore absurt om vi hade det. Vi skulle kunna adoptera lilla Åland eller tillochmed någon baltstat, men det vore extrem hybris att tro att vi kan fixa en kraschad energipolitik hos en 10 gånger större granne!
  5. Det finns ingen ”finansiell modell som använder marknadskrafterna” att hitta ur ett svenskt perspektiv. Tyska politiker har makten i Tyskland. De har sina feed-in-tariffer och är med i ETS. Vad ska vi göra från Sverige? Ska svenska politiker instruera Vattenfall att kräva elcertifikat-liknande påslag av sina tyska kunder?
  6. Om det är så att kolet verkligen är ”stranded assets” i ekonomisk mening så sitter vi med Svarte Petter och det finns inget att göra åt saken. Det är bara att ta fram popcornen och vänta på nedskrivnings-showen. Försäljning eller inte spelar mindre roll, om vi antar att marknaden är likvid och informerad. Försäljningspriset kommer spegla att resurserna är strandade, om de är det.

Något senare i ledaren:

Delar av miljörörelsen har argumenterat för att Vattenfall bör behålla brunkolen för att lägga ned. De har en poäng. Om världens investerare gör som Sverige och bara slumpar bort fossila verksamheter till allt mindre nogräknade köpare som bara bränner vidare kommer utsläppen inte minska.

Nej, ”miljörörelsen” (dvs de gröna) har ingen poäng. Varje försök till poäng är i själva verket en måttligt begåvad rationalisering av en hjärndöd moraliserande ståndpunkt. Och jodå, utsläppen kommer visst minska även om alla säljer till ”mindre nogräknade köpare”. Utsläppen beror nämligen av sånt som ETS-systemet och eventuella CO2-skatter, inte av hur ”nogräknade” enskilda affärsmän är.

Nilsson avslutar lika svagt:

Koldioxidskatten har hittills använts för att höja priset på fossila bränslen. Den skulle kunna användas för att köpa upp fossila tillgångar för att lägga ned i den takt som är försvarbar. Om den nuvarande rödgröna regeringen kan bidra med en ekonomisk lösning skulle den göra verklig skillnad i världen.

Vems koldioxidskatt? Ska skatter från fossilanvändning i Sverige, från svenska företag och privatpersoner, användas till att förstöra tyska koltillgångar? Eller ska vi be tyska politiker om att ta ut koldioxidskatter från sina landsmän och sen skänka dem till Vattenfall för att täcka dess kapitalförstöring? Vad sjutton menar karln!?

Sverige har två seriösa vägar att gå: Antingen säljer vi tyska kolintressen till högstbjudande och förklarar att det är upp till Tyskland att betala för och besluta om tysk omställning. Eller så behåller vi våra tyska koltillgångar, driver dem affärsmässigt och förklarar att ETS och eventuella tyska politiska ramverk får avgöra hur länge verksamheten kan drivas vidare. Om vi inte får bra bud på verksamheten, då dess framtid är för riskabel, är det min rekommendation att göra det senare: driva vidare som vanligt och extrahera de vinster man kan – kanske försöka ha is i magen till den stora kärnkraftsnedläggningen 2021-2022.

De gröna förslagen är däremot bara barnsliga, och att PM Nilsson och Dagens Industri hakar på är pinsamt. Men förutom detta, så är retoriken och agitationen subtilt vilseledande. Det tyska energi-ewendet är ett dunderfiasko, men när Vattenfall pekas ut som en stor bov i dramat, så förskjuts ansvaret i många svenska ögon och fiaskot får inte det fokus och den förklaring det borde ha. Det är det som är det verkliga politiska problemet. Tänk om vi hade politiker som vågade tala klarspråk om det.

Livstidsproduktion

År 2015 installerades 9377 MW kärnkraft, 53500 MW vindkraft och 59000 MW solceller. Vind- och solsiffrorna är preliminära. Proportionerna kärnkraft/vind/sol blir alltså cirka 1/6/6, om man använder debatt-tricket appeal to capacity:

capacity-2015

Kapacitetsfaktorerna, dvs hur mycket produktion man får ut i genomsnitt jämfört med märkeffekten hos verken, varierar kraftigt. Om man tittar på nya installationer kan man räkna med ca 90% för kärnkraft, 30% för landbaserad vindkraft och 15% för solceller, helt enkelt eftersom kärnkraften kör 24-7 medan sol och vind levererar helt enligt naturens fluktuationer.

Kina har usla kapacitetssiffror för vind och detta drar ner snittet, så 30% kan vara optimistiskt. Solceller får som bäst cirka 20%, men bara 10% i länder som Tyskland och Sverige. Årsproduktionen som installationerna 2015 kommer leverera framöver är därför cirka 74 TWh för kärnkraft, 141 TWh för vindkraft respektive 78 TWh för solceller, dvs proportionerna 1/2/1:

yearly-2015

I USA håller industrin och tillståndsbyråkratin på med förberedelser inför att förlänga licenserna för befintliga kärnkraftverk, som byggdes för 30-40 års livslängd, till 80 år. Reaktorerna kommer alltså drivas dubbelt så länge som de designats för. Nya reaktorer designas för 60 år och kan antagligen lätt drivas i 120 år. Men även vind och solceller kan troligen drivas på övertid, så låt oss räkna på designade livslängder. Det är för kärnkraft ca 60 år, för vindkraftverk 20 år och för solceller 25 år.

Totala livstids-el-leveransen för den installerade effekten år 2015 blir då 4400 TWh kärnkraft, 2800 TWh vindkraft samt 1900 TWh solceller, eller en proportion på 5/3/2.

lifetime-2015

Detta innebär alltså att kärnkraftens utbyggnad år 2015 är ungefär lika stor som vindens och solens sammantaget, med hänsyn taget till kapacitetsfaktor och livslängd! De intermittenta kraftslagen har fortfarande en mycket lång väg att vandra.

Så stor kommer också respektive kraftslags årliga elproduktion bli asymptotiskt, dvs om man bygger samma mängd varje år och livslängden är som antagits. (Då har vi inte räknat med att solceller degraderas över tid.) Till en början ligger kärnkraften lägre, men vinner till slut på uthållighet:

asymptotically-2015

Det är tydligt att vindkraft är ett egoistiskt sätt för innevarande generation att ge dem själva lite extra kraft, utan en tanke på att göra något bestående som även barnen får nytta av i vuxen ålder. Dessutom lämnar man till efterkommande stackare att lösa eller leva med de växande intermittensproblemen. Ett kärnkraftverk, däremot, är en seriös långsiktig investering som matar ut ren, billig baskraft inte bara till de egna barnen, utan även till barnbarnen. Värdefullare materiell gåva kan man knappast ge sina efterkommande!

Kallt och vindstilla

Det här får bli ett ganska snabbt inlägg med några grafer som mest får tala för sig själva. Vi har haft en liten köldknäpp nu, en reaktor av tio är redan nedlagd och tre ytterligare har man lagt snaran om halsen på. Men reaktorerna går bra – ändå värmde man upp oljekraftverken och tog in en viss import, eftersom vinden producerat dåligt. Svenska Kraftnät är tydliga med att vi behöver styrbar kraft i sin kommentar.

Såhär såg det ut i SvKs kontrollrum under torsdagen:

kontrollrummet160107

Vindkraften ligger idag över 10% av Sveriges elförsörjning i genomsnitt, men nu när det var effektbehovs-topp så underpresterade vinden kraftigt. Köldknäppar är ofta stilla.

Så några egenhackade grafer. Vind och sol växer i Sverige, så därför är statistiken lite svår att jämföra mellan år. Därför har jag normerat de senaste ca 3 årens vind- och solleveranser så att tidigare datapunkter skalats upp proportionerligt för att matcha dagens installerade effekt. Om man då plottar timvisa leveranser av vind, sol och kärnkraft som funktion av förbrukningen, så ser det ut såhär (källa: Svenska Kraftnät):

karnkraft-vs-konsumtion

Kärnkraften beter sig mycket väluppfostrat. Aldrig någonsin under 3 GW och alltid över 5 GW när vi har mer än genomsnittskonsumtion. Ju mer konsumtion, desto mer leverans. Kärnkraften ser till att resten av systemet aldrig behöver stå för mer än cirka 16 GW. Lite kuriosa är att man här ser ganska tydligt att kärnkraften levererar i ett antal diskreta ”block” som bildar en sorts horisontella linjer. Det är alltså långa perioder då olika kombinationer av reaktorer matar ut en tämligen konstant effekt.

vind-vs-konsumtion

Vindkraften däremot är ”all over the place”. Den producerar som mest när behovet är mittemellan, men producerar sämre då behovet är som allra störst. (Valde en polynomisk trendlinje i det här fallet med tanke på scatterplottens utseende.) Vi ser att om vi går över på enbart vindkraft genom att multiplicera ovanstående produktion med ca fyra, så måste resten av elproduktionen klara av cirka 23 GW, mot 16 GW för kärnkraft.

sol-vs-konsumtion

Solceller – det kan knappast komma som en överraskning att solen inte kan hjälpa till med toppeffekten alls i Sverige, utan producerar mindre ju högre lasten är. För det mesta levererar solcellerna i princip ingenting, vilket innebär att trendlinjen ligger väldigt lågt.

Hursomhelst, Vattenfalls chef varnar för nedläggning av fler reaktorer, sålänge effektskatten ligger där den ligger. Jag undrar lite vad man väntar på. Ibrahim Baylan har ”tät dialog”, kanske för att trösta och förnybart-peppa?

Kolapologeter och kalsipper

Nationalteatern är ganska passé, men proggigheten idag tar sig lite annorlunda uttryck. Tillåt mig att presentera två stjärnskott i genren – ett par kolapologeter i det svenska grönakademiska komplexet. (Jag börjar undra hur många professorer det egentligen finns inom ”miljösystem” och liknande discipliner.) Dessa två är aktuella genom att i fredags, 6 november, göra sig skyldiga till varsin hyllning av Tysklands energi-elände. Jag har tidigare visat hur Tyskland, om man satsat på kärnkraft istället, hade kunnat vara fri från fossilkraften redan nu. Istället har i princip inget hänt på fossilfronten – man ersätter bara kärnkraft med förnybart och kommer fortsätta på det spåret ungefär 10 år till.

Tyskland som teknikdrivare

Först har vi alltså Staffan Jacobsson, professor i ”miljösystemanalys, energi och miljö” på Chalmers, som i Dagens Samhälle skriver en artikel med rubriken Är tysk energiomställning misslyckad? och argumenterar förstås för att den inte är det. I hans text kan man finna följande citat:

priset på kol- och kärnkraft hölls nere av statliga subventioner samt att deras hälso- och miljökostnader inte fullt återspeglades i elpriset – subventionerna var omfattande och betalades av allmänheten och framtida generationer.

Utan specificering påstår han , ihopklumpat med kol, att kärnkraft har omfattande subventioner och ”hälso- och miljökostnader”. Trogna läsare vet att kärnkraft mjölkas och förbättrar hälsa och miljö jämfört med andra energislag. Subventionerna för solceller i Tyskland har däremot varit helt extrema, i storleksordningen 1000 miljarder, trots betydligt värre miljökonsekvenser.

Som framgångar för energiomställningen framhålls att Tyskland varit ledande i patent på förnybart i Europa och att feed-in-tarifferna kunnat sänkas från 5 kr till 1 kr per kWh för sol, och från 2 kr till 70 öre för landbaserad vind, under en tioårsperiod. Här kan det vara intressant att titta på hur marknadsandelarna per land och år sett ut (data från BP Statistical Review of World Energy 2015):

solar_shares

Jovisst, Tyskland låg på uppåt två tredjedelar av solcellsmarknaden under 2004 och 2005, och runt 50% år 2006-2008. Det är högst signifikant, men inte långsiktigt avgörande. Solcellernas kostnadskurva hade bara förskjutits några år utan Tyskland. Man kan notera att teknikgalna Japan var pådrivande under väl så lång tid. Spanien pumpade upp en solcellsbubbla 2006-2007 med stora bidrag innan man panikbromsade och ryckte undan bidragen, vilket gjorde folks stora investeringar i sol i stort sett värdelösa. Italien upprepade det 2010-2012. Tyskland bromsade i skiftet till 2013. Japan drog på igen strax efter Fukushima. Kina har producerat solceller länge men har bara de allra senaste åren smällt upp dem på hemmaplan.

Vindkraftens motsvarande graf ser ut såhär:

wind_shares

Här ser vi att utvecklingen varit mer jämlik, och att Tyskland aldrig helt dominerat marknaden. Tyskland klev av tåget ungefär samtidigt som man började satsa hårt på sol. USA har varit ganska på, och var faktiskt ännu mer på före grafens tidsperiod. Kina klev in massivt redan 2007 och dominerar marknaden sen 2010. Dock har Kina usla kapacitetsfaktorer, så energiproduktionen är inte mycket att hänga i granen.

Hursomhelst, Tyskland var inte avgörande, men snabbade på. Den som förstår solcellernas begränsningar kan tänka tanken att solcellernas snabba volymökningar var olyckligt tajmade rent opinionsmässigt. De gav nämligen ett nytt halmstrå åt rödgröna som vill åtgärda klimatproblematiken men helst samtidigt vill fortsätta vägra kärnkraft.

Tysklands ökande kolberoende

Den andra artikeln i form av en intervju i Johan Ehrenbergs ETC, är flera resor värre. Rubriken denna gång är Sanningen om det tyska energiundret. Intervjuad är framförallt är Lars J Nilsson, professor i ”miljö- och energisystem” vid Lunds universitet. Han säger bland annat:

Jag tycker Energiewende baktalats och nästan förlöjligats i Sverige, just med argumentet att man bygger mer förnybart men att koldioxidutsläppen ökar.

Sen följer han upp med att skylla på bland annat EUs utsläppsrätter. Som jag argumenterat för tidigare så justeras mängden utsläppsrätter genom politiska överenskommelser, och när Tyskland lägger ner kärnkraft istället för kol så upprätthåller man sin efterfrågan på utsläppsrätter, vilket gör utsläppsrätternas priser högre än de annars skulle varit. Det i sin tur gör att många länder motarbetar en sänkning av antalet utsläppsrätter i systemet eftersom det skulle kosta dem för mycket.

En annan figur får stå för följande citat i artikeln:

Att man säger att kolberoendet ökar tror jag är en allmän ryggmärgsreflex eftersom kärnkraften minskar och kolanvändningen ligger förhållandevis konstant. Det är en felsyn eller dribbel med statistik

Men kol- och gasberoendet ökar faktiskt! När man har nått 25% kärnkraft och 75% fossilt är man fullständigt fri att fortsätta ersätta den fossila kraften med annat. När man istället har 25% intermittent förnybart och 75% fossilt, så har man inte alls samma frihet. Solen och vinden utgör nämligen inget självständigt energisystem, utan de SPAR BRÄNSLE, dvs drygar ut kol och gas. Potentialen för att fortsätta dryga ut är begränsad av att ytterligare sol och vind alltmer kommer produceras då den inte efterfrågas. Tyskland låser alltså in sig allt mer i ett kol- och gasberoende.

Kärnkraft som ”finlir”

Professor Nilsson igen:

Man kan tänka sig att det kunde blivit lite lägre utsläpp om man haft högre koldioxidpriser och lite mer kärnkraft i systemet. Men det blir ju mest finlir och en smaksak om man ska riskera att köra kärnkraften vidare något år

Det här är helt oseriöst. Förutom det där med att ”riskera” så handlar det inte om ”något år”. Tysklands kärnkraft låg i många år på ca 150 TWh/år och beslutet om förtida nedläggning gör att reaktorerna i genomsnitt läggs ner vid 30-årsstrecket. Tekniskt kan de utan vidare drivas i 60 år, så nedläggningen sker i halvtid. Vi pratar därför om att man frånhänder sig ca 30*150 = 4500 TWh ren el. Eftersom kol ger ungefär 1 kg CO2/kWh, så provocerar Tysklands förtida kärnkraftsnedläggning utsläpp på cirka 4.5 miljarder ton CO2. Det är nästan 100 gånger Sveriges årliga utsläpp av växthusgaser (eller som ett år av USAs utsläpp). Är det ”finlir”? Knappast, va? Ytterligare ett citat:

Ökningen av det förnybara har att göra med att man har stödsystem i Tyskland som skapar stabila investeringsvillkor för den som vill investera i vind och sol. Sedan finns det folk som tycker att man subventionerat för mycket, men det är en smaksak.

Som en alternativ smaksak hade man kunnat ge stabila investeringsvillkor för kärnkraft och därmed göra sig av med kolet helt på kort tid. Istället för att energi-eländet fortsätter vara neutralt i CO2-hänseende hade man kunnat reducera utsläppen i Tyskland motsvarande 10 stycken Sverige. Troligen utan signifikanta subventioner överhuvudtaget. Men det är som sagt en smaksak, finlir, eller möjligtvis, som vår statsminister skulle uttryckt det, bara käbbel.

Ohederlig solcellssatsning

För att maximera PR-värdet släpper regeringen höstbudgetens köttben lite i taget nu innan det samlade budgetsläppet 21 september. Idag var det dags att hålla presskonferens för att berätta om bland annat hur investeringsstödet för solceller ska se ut framöver. Ny Teknik rapporterar att det blir 225 miljoner 2016 och sedan 390 miljoner per år därefter. Man lägger också 25 miljoner år 2016 och 50 miljoner per år därefter på att gröna hobbyister ska få leka med batterilagring av sin solcellsel.

Beskedliga nivåer

Visst är det sjukt, men jag pustar ändå ut litegrann. Det kunde vara så mycket värre. Om vi utgår från att stödet blir i genomsnitt 25%, så ser vi att 390 miljoner i statligt bidrag provocerar fram ett totalt årligt sol-slöseri på 4*390 = 1560 miljoner. Vid en kostnad på cirka 17 kr/watt så ger det 90 MW/år, eller cirka 10 W/capita. Med tanke på att Tyskland nu närmar sig 500 W solceller per capita, så måste man se en årlig utbyggnadstakt på 10 W som ett implicit erkännande att solceller inte har någon roll att spela i Sverige, annat än opinionsmässigt.

Obetydliga marknadsandelar

10 watt solceller ger i genomsnitt 1 watt produktion över hela året (med en kapacitetsfaktor på 10%). Sverige konsumerar i storleksordningen 1500 watt/capita, vilket innebär att solcellerna med hjälp av investeringsstödet årligen kan kapa åt sig 1/1500 av svensk elmarknad. Om 100 år (givet oändlig livslängd på solcellsinstallationerna) kan vi alltså ha kommit upp i 1/15 = 7% solel i Sverige.

Solcellsoptimisterna kommer givetvis hävda att priserna på solcellsinstallationer kommer gå ner framöver så att man får mycket mer för pengarna. Kanske det, men man är så otroligt långt ifrån signifikanta nivåer att det inte spelar någon roll för resonemangen om man får dubbelt så mycket solceller per krona. Slutsatsen blir fortfarande att det är helt obetydliga mängder.

Lilleputt vid sidan av vindkraft

Det är tydligt att kärnkraftens nedläggning ska hanteras med vindkraft och nedläggning av energiintensiv basindustri och INTE med solceller. Vindkraften i Sverige ökade med ungefär 1000 MW installerad effekt år 2014, och regeringen siktar nu på att provocera fram 90 MW solceller per år från 2017. Betänk också att vindkraften ger tre gånger mer el per installerad watt. Vindkraftsinvesteringarna år 2014 bör ha legat på runt 12 miljarder och regeringen vill provocera fram 1.5 miljarder/år till solceller. Storleksordningarna talar för sig själva.

Höga kostnader för sol

Vindkraft kostar 12 kr/W och solceller 17 kr/W, men vindkraften ger tre gånger mer el per watt. Solcellerna är alltså cirka fyra gånger dyrare per årlig energi-enhet. Om vi tänker oss att vi bygger solceller för att motsvara finnarnas misslyckade reaktorprojekt Olkilouto 3, så får man ställa upp cirka 14 GW solceller till en kostnad på 240 mdr. Orsaken till att finnarnas projekt anses misslyckat är framförallt för att kostnaderna eskalerat till runt 100 mdr. Om 100 mdr är ett hejdundrande misslyckande, vad är då 240 mdr? Inget annat än fullständigt vansinne, och tjänstemännen har förstås förklarat detta för Romson och Löfvén.

Notera att vi inte har räknat in att regeringen vill lägga på 50 mille, dvs 13% extra, i batterikostnader för att något mildra problematiken med ojämn solels-leverans. Det kommer bara räcka till batterier åt en bråkdel av anläggningarna, men några hobbyister kommer att få egen el även när de faktiskt är hemma på mornar och kvällar, och inte bara mitt på dan när de är på stranden eller på jobbet.

Standardlögnerna

– Det är bra för miljön att sätta upp solceller, men det är också bra för jobben, säger statsminister Stefan Löfven (S).

I själva verket har solceller givetvis långt större miljöpåverkan ur ett livscykelperspektiv än befintlig svensk elmix. Solceller skapas genom kolkraft, gruvbrytning och tung kemikalieanvändning i Kina, följt av långa transporter. Kärnkraft har enligt Vattenfall livscykelutsläpp på cirka 5 g CO2/kWh. Solceller har däremot så höga livscykelutsläpp att de inte duger som energikälla om vi ska ta oss ner till de totala utsläppsnivåerna som rekommenderas av IPCC. Så här ser utsläppen för solceller ut om vi antar mer än 50% bättre sol-instrålning än i Sverige:

lca_harm_pv

När det gäller jobben så förstår alla med lite känsla för ekonomi att ”jobb” är något vi ska minimera för varje given mängd av produktion. Av vi producerar samma energimängder med större tidsåtgång är förstås något dåligt, inte något bra. Det här vet även Löfvén, men han räknar kallt med att folk som begriper såna här saker ändå inte röstar på honom.

But why?

Den rödgröna regeringen bränner uppenbarligen inte dessa hundratals miljoner av våra skattepengar på att få till stånd en energi-omställning, för det blir ingen sådan av ynka 90 MW solceller per år. Varför gör man det då, om det inte ger något resultat? Jo, för att grönskimrande väljare inte skulle finna sig i att man lät solcellsindustrin klara sig själv. Det här är ett slöseri som regeringen tror krävs för att avvärja värsta missnöjet.

Det hör till saken att svenska politiker aldrig vågar ta av sig kavajen och förklara för väljarna hur det ligger till. Tänk er att Romson efter dragningen från sina sakkunniga skulle kalla till presskonferens och säga det hon fått förklarat för sig: ”tyvärr, solceller är inget för Sverige – det blir för dyrt, vi har för lite sol och den är för olämpligt utspridd i tiden, så vi avvecklar centerns stödmiljoner”. Troligt? Nej, hon fortsätter bluffen med något höjd insats mycket hellre än att hon hjälper dig att syna den. Men eftersom jag var lite orolig för en ”all in”, så jag är ändå lättad idag. Lättad, men inte nöjd.

Hillary och energin

Som libertarian har jag lite svårt för amerikanska presidentkandidater i allmänhet utom Ron Paul, som tyvärr inte har någon chans. Hillary Clinton har förstås rödgröna dragningar med allt vad det innebär. Bland annat är hon en av de som jobbat mycket hårt för att göra kärnkraft dyrare och hon tänker fortsätta med det. Jag rekommenderar att se nedanstående intervju, där jag gissar att Hillary för de flesta framstår som en resonabel, kunnig och ansvarsfull politiker. Jag ser däremot bara samvetslös opportunism.

Nu har hon annonserat sina energi-vallöften och de två stora grejorna är:

  • en halv miljard solpaneler i slutet av första mandatperioden och
  • förnybar energi som täcker alla amerikanska hem efter tio år.

Det är ganska obegripliga mål, så jag tänkte helt kort göra matematiken.

En solpanel är på cirka 275 watt toppeffekt, så en halv miljard sådana ger cirka 140 GW. Det finns projektioner som placerar kumulativ global toppeffekt på 700 GW år 2020. Den amerikanska andelen av solcellerna blir isåfall cirka 20%, vilket är i paritet med amerikansk andel av global BNP. Inte särskilt visionärt att lova att köpa solceller ungefär som alla andra.

Givet 20% kapacitetsfaktor så får man ut cirka 245 TWh/år eller cirka 6% av amerikansk elproduktion år 2020. Inte så imponerande med tanke på att Italien och Grekland år 2014 låg på knappt 9%.

Tioårs-målet, då? Medvetet lite otydligare när man hänvisar till ”hem” och plötsligt pratar om energi istället för elektricitet? Men Hillary-kampanjen har släppt ett förklarande (nåja) diagram:

HillaryREplan

Hillary siktar alltså på 33% förnybart till 2027, dvs 17% extra mot baseline. Under Hillary-policies har kärnkraften ingen framtid och kärnkraften står för cirka 20%, så man kan ana början på ett tyskt scenario – att byta kärnkraft mot intermittent förnybar kraft.

Republikanska kandidater är oftast positiva till kärnkraft. Donald Trump exempelvis verkar vara omöjligt galen på många områden, men han ställde sig upp i samband med Fukushima och deklarerade att han är en stark kärnkraftssupporter (vilket även Ron Paul gjorde). Respekt för det! Men om jag finge kasta in en röst så skulle saken trots allt inte avgöras på kärnkraftsfrågan. Känns viktigare är att USA har en vettig utrikespolitik och där oroar jag mig över att de prominenta republikanska presidentkandidaterna motsätter sig dealen med Iran och normalisering med Kuba, exempelvis. Vi plockar fram popcornen och ser hur det går.

Globala trender i elproduktion 2014

Några av de största kontroverserna kring val av elproduktion handlar om hur snabbt det går att skala upp CO2-fria tekniker och hur stor andel intermittenta kraftslag som ett elnät klarar av. Låt oss titta på hur ”fakta på marken” utvecklats.

När det gäller kärnkraft, vindkraft och solceller är det bara europeiska länder som ens är i närheten av att pressa gränserna. Delvis, givetvis, för att vi består av ett gytter av små rika stater, men ändå:

  • Sydkoreas kärnkraftsandel, 30%, är den största utanför Europa. Tio länder i Europa har större andel med Frankrike på topp med 78%.
  • USAs vindkraftsandel, 4%, är den största utanför Europa. Femton länder i Europa har större andel med Danmark på topp med 41%. (Danmark är dock inte en eget elnät, vilket gör att dess höga andel inte är relevant för frågeställningen. Irland och Iberiska halvön (Spanien+Portugal) är däremot egna elnät och har nått drygt 20%.)
  • Australiens solcellsandel, 2%, är den största utanför Europa. Åtta länder i Europa har större andel med Grekland på topp med 9%.

Såhär ser min graf över hur snabbt elproduktion skalat historiskt bland de bästa pionjärländerna, uppdaterad med BPs nya data för 2014:

electricity_uptake-2014

Som synes är inget land i närheten av att skala upp sol eller vind lika snabbt som kärnkraft skalades upp redan för 30-40 år sen. Något som kanske förvånar är att Grekland snabbt seglat upp som solcells-ledare trots djup ekonomisk kris. Detta faktum fick mig att titta lite extra på siffrorna och inse en viss kvalitativ skillnad mellan kärnkraft å ena sidan och vindkraft/solceller å andra sidan. Det handlar om att kärnkraftens uppskalning sammanföll med ökande elproduktion i respektive land, medan snabb uppskalning av sol och vind sammanfaller med minskande elproduktion!

Exempel (varning, går att argumentera för cherry-picking här): Danmark stack från 20% vind till dagens 40% samtidigt som elproduktionen sjönk från 39 TWh till 32 TWh idag (-18%). Greklands elproduktion peakade år 2008 på 64 TWh och är nu nere på 50 TWh (-22%). Sverige, däremot, låg på cirka 90 TWh år 1977 och sen drog kärnkraften iväg och tio år senare låg vi på 147 TWh (+64%).

För en grön ideolog är givetvis minskad elproduktion något gott, men för oss som bryr oss om miljö och mänskligt välstånd, i opposition till asketisk ideologi, är det tvärtom. Dessutom handlar det om vad de folkrika, fattigare länderna är intresserade av att kopiera.

De två största länderna, befolkningsmässigt och när det gäller CO2-utsläpp, är Kina och Indien. Låt oss se på hur de skalar:

china_ramping_2014 india_ramping_2014

 

Som synes har vindkraften gått om kärnkraften i dessa länder, medan solkraften inte nått signifikanta nivåer. Nivåerna allmänt är ännu mycket låga och inga slutsatser kan dras av detta utom att kolkraften fortfarande är kung. Kina har hyggligt mycket kärnkraft i pipen, så det är inte omöjligt att den åter passerar vindkraften om ett par-tre år.

Tesla Powerwall

Skrev häromdagen om spekulationerna kring Tesla Residential Battery. Nu visade det sig, vilket är helt rimligt, att priset var betydligt lägre än i ryktet. Produkten har döpts till Tesla Powerwall och kostar $3500 för 10 kWh. Man kan också koppla ihop flera för ett större system. Det går inte att förneka att den är skapligt snygg och med sina 130 x 86 x 18 cm är den inte överdrivet utrymmeskrävande heller. Vikten är 100 kg.

powerwall_front_angle

 

Folk börjar gå igång på det här och skriver artiklar som Did Tesla Just Kill Nuclear Power? (Artikeln fick mig att inse att jag glömt att lägga Arnie Gundersen till skräckgalleriet, för övrigt.) Men jag kan inte riktigt se att kärnkraften är hotad av detta, för att formulera dagens understatement.

Ett batteri av den storleken bör som sagt vara lagom för att jämna ut solcellsproduktion över enskilda dygn från en anläggning på cirka 3 kW, vilket täcker cirka 60% av hushållselen för en normal villa (cirka 5000 kWh/år). Däremot räcker den inte till att spara till molniga dagar och än mindre över säsonger.

Bengts villablogg har ett snyggt diagram över solcellskostnader som visar att 3 kW-system som bäst kan fås för drygt 60,000 kr inklusive moms och installation. En Tesla Powerwall skulle kunna fås i Sverige för ca 40,000 kr inklusive moms. Notera att medan solcellerna brukar ha en garanti på 25 år, så har Powerwallen en garanti på bara 10 år. Det betyder att du troligen får köpa minst två Powerwall per solcellspaket. Eftersom solcellerna i sig med all sannolikhet ger dig en privatekonomisk förlust, så blir det inte precis bättre att mer än fördubbla kostnaderna med en Powerwall.

Man kan också räkna ut kostnaden per kWh. Ditt solcellspaket på 3 kW kommer över 10 år generera cirka 30,000 kWh. Din Tesla Powerwall jämnar ut den produktionen över enskilda dygn för 40,000 kr, dvs 1.33 kr/kWh i ”utjämningsavgift”, plus ränta. Det är billigare att skänka bort överskottet till nätbolaget.

Nej, tyvärr, ingen kärnkraftsdödare här. Inte ens i närheten. Tesla Powerwall är till för de som tycker att lyxprodukten solceller är för vanliga och för billiga för att ge tillräcklig skrytfaktor. Men sen då? Batterier kommer ju bli billigare, säger någon. Jodå, det är bara att vänta. Vi har väntat i 20 år på att sol och vind ska duga, och det är väl bara att fortsätta ha is i magen medan vi låter kärnkraften dö sotdöden i Sverige och medan världen kör ett chickenrace mot klimatet. Kanske går det vägen, vem vet?

Solceller vs Sverige

Tänkte visa på hur ”praktiskt” det är med solceller i Sverige genom att jämföra solcellsproduktionen med förbrukningen i landet. Jag är på extra snällt humör och har i min simulering ”installerat” ett helt gudomligt dyrt batterilager som klarar av att jämna ut landets solcellsproduktion över dygnet. Sådana lager är cirka 80% effektiva idag, men jag har generöst antagit 100%. Sen har jag tagit statistik från 2013 och normerat så att konsumtionens årsmedelvärde är ett (1) och gjort likadant med solcellerna. Då ser svensk elkonsumtion vs svensk solcellsproduktion ut såhär över året:

normalized-solar

(De regelbundna dipparna i konsumtionen är förstås helger.) Inte helt oväntat är solcellerna antikorrelerade med konsumtionen på säsongsbasis och man får ingen sol att tala om under november-februari medan man får onödigt mycket under maj-september. Som synes är solproduktionen i landet väldigt fluktuerande även om man har dygnslagring.

För ett scenario med solceller som motsvarar 40% av konsumtionen, så får det allra mesta plats inom förbrukningskurvan, tack vare batterilagret:

forty-percent-solar

Dock får vi helt försumbart stöd november till februari, men då kan vi förstås köra naturgas eller kol för att stärka upp vattenkraften. Vattenkraften måste för övrigt producera en hel del även på sommaren, för man vill inte torrlägga älvfårorna av hänsyn till biotoper mm. Det betyder att en del vatten får släppas förbi turbinerna utan att generera el, eller så får man slumpa bort den vattenkraften till ungefär noll i pris. Folk kan alltid ha elektriska doppvärmare i sina pooler etc.

Någon kanske säger att det inte alls var snällt att ge solen ett gudomligt dyrt batterilager. Solen bör istället användas för att matcha den högre konsumtionen under dagtid. Fair enough. Då simulerar vi det istället. På timbasis matchar solen och konsumtionen såhär illa:

solar-vs-consumption

Om vi antar att vi installerar solceller som täcker 0%, 5%, 10%, 15% eller 20% av Sverige genomsnittliga behov, hur ser kvarvarande behov över dygnet ut då? Jo, såhär:

average-solar

Tyvärr är det här alldeles för bra för att vara sant. Grafen hjälps upp av att det är ett genomsnitt, och dessutom över hela året. Om vi tittar på månaden juli och timme-för-timme med 10% solcells-el på årsbasis, så ser restkonsumtionen (den som inte täcks av solcellsel) ut som den röda kurvan nedan:

ten-percent-solar-july

Det går faktiskt inte! Vi kan inte låta vattenkraften jobba såhär slagigt. Vi måste ha ha batterilagring för att ha så mycket solceller, eller så får vi helt enkelt strypa solcellsproduktionen kraftigt under klara sommardagar. Den här grafen visar att 5% solcellsel däremot är skapligt hanterligt.

five-percent-solar-july

Den ger också en tydlig fingervisning om att redan vid 5% penetration så har sol-elens prisfördel (genom att den matchar högre efterfrågan) förbytts i en prisnackdel. Priset kommer vara högre nattetid vid dessa nivåer. Inget av alla dessa kostnadsdrivande faktorer är något problem för en äkta grön, förstås, eftersom merkostnader bara gör den gröna glorian större! Slutsats: Mycket sol utan batterilagring? Nejdetkanviinte!